DE2405835B2 - POWER SWITCHING DEVICE - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Leistungsschalteinrichtung mit einem Leitungszweig, der einen zur Übertragung des Betriebsstromes dienenden Leitungsschaltcr enthält, und einem dem Leitungszweig parallelgeschalteten Unterbrecherzweig, der einen Kondensator, eine Einrichtung zum Aufladen des Kondensators mit einer zur Betriebsspannung entgegengesetzten Spannung und in Serie zum Kondensator einen Schalter zum Erzeugen eines Stromnulls im Leitungszweig durch Entladen des Kondensators über den in einen Zustand der Unterbrechungsbereitschaft versetzten Leitungsschalter enthält. The invention relates to a power switching device with a line branch that is used for Transmission of the operating current serving line switch contains, and a line branch connected in parallel Interrupter branch of a capacitor, a device for charging the capacitor with a voltage opposite to the operating voltage and in series with the capacitor a switch for generating a current zero in the line branch by discharging the capacitor via the in a state includes circuit breaker relocated to interruption readiness.

Eine solche Leistungsschalteinrichtung ist aus den US-PSen 34 35 288 und 35 22 472 bekannt. Diese bekannten Leistungsschalteinrichtungen sind für das Abschalten von Hochspannungsleitungen, insbesondere in Gleichstromnetzen oder Wechselstromnetzen, bei denen das Abschalten vor Erreichen eines natürlichen Stroinnulls erfolgen soll, bestimmt und umfassen einen Leitungsschalter, der den normalen Betriebsstrom führt und zum Abschalten geöffnet wird. Das öffnen des Schalters führt zur Ausbildung eines Lichtbogens. Die Deionisierung des geöffneten und in einer Lichtbogenentladung brennenden Leitungsschalters wird durch eine erzwungene Stromumkehr in dem geöffneten Leitungsschalter erreicht. Zu diesem Zweck wird ein geeignet gepolter Kondensator über den Leitungsschalter entladen. Durch diese Entladung wird ein Stromnull bewirktSuch a power switching device is known from US Pat. Nos. 34 35 288 and 35 22 472. These known power switching devices are for switching off high-voltage lines, in particular in direct current networks or alternating current networks, in which the switch-off before reaching a natural Stroinnulls are intended to occur and include a circuit breaker that carries the normal operating current and is opened to switch off. Opening the switch leads to the formation of an arc. the Deionization of the opened and in an arc discharge burning line switch is opened by a forced current reversal in the Line switch reached. For this purpose, a suitably polarized capacitor is placed across the circuit breaker unload. This discharge creates a zero current

Die Leistungsschalteinrichtung nach der US-PS 34 35 288 macht die Verwendung eines Kondensators erforderlich, der mindestens der Netzspannung standhalten kann und ausreichend groß ist, um die Geschwindigkeit des Spannungsanstieges an dem Lcitungsschalter unterhalb eines kritischen Wertes zu halten, bei dem eine erneute Zündung einsetzen kann. Um einen Hochspannungskondensator großer Kapazität zu vermeiden, der sehr kostspielig und umfangreich ist, wird bei der Leislungsschalteinrichtung nach der US-PS 36 60 723 außer einem für niedrige Spannung ausgelegten Kondensator zur Lieferung des für die erzwungene Stromumkehr benötigten Stromes von zwei für niedrige Spannungen geeigneten Hilfsschaltern und einer Schaltröhre mit gekreuzten Feldern Gebrauch gemacht. Bei dieser bekannten Leistungsschalteinrichtung wird zwar für die Stromumkehr nur ein für verhältnismäßig niedrige Spannung ausgelegter Kondensatorbenötigt, jedoch ist mindestens ein zusätzlicher Leitungsschalter und eine zusätzliche Schaltröhre mit gekreuzten Feldern erforderlich, so daß die bekannteThe power switching device according to US-PS 34 35 288 makes the use of a capacitor required that can withstand at least the mains voltage and is large enough to handle the Speed of voltage rise on the line switch below a critical value hold, at which a new ignition can start. To a high voltage capacitor of large capacity to avoid, which is very expensive and extensive, is with the power switching device according to the US-PS 36 60 723 except for a capacitor designed for low voltage to supply the for Forced current reversal of the required current from two auxiliary switches suitable for low voltages and a switch tube with crossed fields. In this known power switching device only a capacitor designed for a relatively low voltage is required for the current reversal, however, at least one additional line switch and one additional switching tube are included crossed boxes required so that the known

Leistungsschalteinrichtung einen insgesamt komplizierten Aufbau hat und ebenfalls noch relativ kostspielig ist.Power switching device an overall complicated Structure and is also still relatively expensive.

Ähnliche Verhältnisse wie bei mechanischen Leitungsschaltern Hegen auch bei der Verwendung von Siliziumthyristoren (SCR) als Leiüriigsschalter vor. Bei Siliziumthyristoren ist es bekannt, .daß das Abschalten des die Leitung bewirkenden, der Steuerelektrode zugeführten Signals nicht zu einer Beendigung des leitenden Zustandes führt. Benötigt wird jedoch eine Unterbrechung des Stromes. Diese Unterbrechung kann wieder dadurch erreicht werden, daß ein Kondensator mit geeigneter Polun|ä; über den Siliziumthyristor entladen wird, um ein Scromnull zu erzielen, damit der Siliziumthyristor in den nichtleitenden Zustand übergeht. Ein Siliziumthyristor ist einem mechanischen Schalter wegen seimer größeren Ausschaltgeschwindigkeit überlegen.Similar conditions as with mechanical line switches Hegen also when using Silicon thyristors (SCR) as Leiüriigswitch before. at Silicon thyristors, it is known. That switching off of the signal which causes the conduction and is fed to the control electrode does not lead to a termination of the conductive state leads. However, an interruption of the current is required. This interruption can again be achieved by using a capacitor with a suitable polarity; via the silicon thyristor is discharged to achieve a scrom zero, so that the silicon thyristor is non-conductive State passes. A silicon thyristor is a mechanical switch because of its higher turn-off speed think.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Leistungsschalteinrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die die Verwendung eines für eine relativ niedrige Spannung ausgelegten Kondensators zum Erzielen der Stromumkehr ermöglicht und die einfacher aufgebaut ist als die bekannte Anordnung.The invention is based on the object of providing a power switching device of the type described at the outset Kind of creating that involves the use of a capacitor designed for a relatively low voltage to achieve the current reversal and which is more simply constructed than the known arrangement.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Kondensator im Zustand der Betriebsbereitschaft auf eine Spannung aufgeladen ist, die einen Bruchteil der Netzspannung beträgt, und daß der Schalter im Unterbrecherzweig eine Schaltröhre mit gekreuzten Feldern ist, die in ihrem nichtleitenden Zustand der Netzspannung standhält, bei anliegender Spannung einschaltbar und unter Si'trom abschaltbar ist, wenn beim Unterbrechen der Betrag der Spannung am Kondensator etwa gieich dci Ladiespannung ist.This object is achieved according to the invention in that the capacitor is in the operational readiness state is charged to a voltage which is a fraction of the mains voltage, and that the Switch in the interrupter branch is a switching tube with crossed fields, which is non-conductive in its Withstands the state of the mains voltage, can be switched on when voltage is present and switched off under current supply, if the amount of the voltage on the capacitor is about the same as the ladies voltage when interrupting.

Bei der erfindungsgemäßen Leistungsschalteinrichtung liegt also zu dem Leitungssdialter des Leitungszweiges eine einen Kondensator und eine Schaltröhre mit gekreuzten Feldern umfassende Serienschaltung parallel. Diese Schaltröhre ist bei anliegender Spannung einschaltbar, so daß sie bei geöffnetem, aber noch immer Strom führenden Leitungsschalter «ingeschaltet werden kann, damit sich der Kondensator zur Erzeugung eines Stromnulls in dem Leitungsschalter entladen kann. Da die Schaltröhre unter Strom abschaltbar ist und in ihrem nichtleitenden Zustand der Netzspannung standhält, kann sie abgeschaltet werden, wenn nach dem Erzeugen eines Stromnulls und der Unterbrechung des Stromes im Leitungszweig ein Ladestrom in den Kondensator fließt, bevor der Kondensator auf eine erhebliche Spannung aufgeladen worden ist.In the power switching device according to the invention, the line branch is connected to the line dialer a series circuit comprising a capacitor and a switching tube with crossed fields parallel. This interrupter can be switched on when the voltage is applied, so that it is still open when the voltage is applied Current-carrying circuit breaker «can be switched on so that the capacitor is used to generate a Can discharge current zeros in the circuit breaker. Since the interrupter can be switched off under power and in their Withstands the non-conductive state of the mains voltage, it can be switched off if after generating a current zero and the interruption of the current in the line branch a charging current in the capacitor flows before the capacitor has been charged to a significant voltage.

Dementsprechend hat die Erfindung auch ein Verfahren zum Unterbrechen des Stromflusses mittels einer Leistungsschalteinrichtung nach der Erfindung zum Gegenstand. Dieses Verfahren setzt voraus, daß der Leitungsschalter wahlweise in ein2n niederohmigen Zustand, einen hochohmigen Zustand und einen Zustand der Bereitschaft zum Übergang vom niederohmigen in den hochohmigen Zustand (Übergangsbereitschaft) versetzbar ist, und besteht darin, daß der sich im niederohmigen, den elektrischen Strom leitenden Zustand befindende Leitungsschalter zunächst in den Zustand der Übergangsbereitschiift versetzt wird, daß sodann die Schaltröhre mit gekreuzten Feldern in ihren leitenden Zustand verseizt wird, :so daß eine Entladung des zuvor mit einer Gegenspannung aufgeladenen Kondensators stattfindet und in dem Leitungsschalter ein Stromnull erzwungen wird, das wiederum einen Übergang des Leitungsschalters in den hochohmigen Zustand zur Folge hat, daß weiter der Stromfluß durch die Schaltröhre mit gekreuzten Feldern hinreichend lange aufrechterhalten wird, bis der Leitungsschalter der an ihm herrschenden Spannung standhalten kann, und daß schließlich durch Herbeiführen des nichtleitenden Zustandes der Schaltröhre mit gekreuzten Feldern der Stromfluß durch den Unterbrecherzweig beendet wird, so daß sich die Netzspannung an dem geöffneten und deionisierten Leitungsschaltei wieder aufbautAccordingly, the invention also has a method for interrupting the flow of current by means of a power switching device according to the invention. This procedure assumes that the line switch optionally in a low-resistance state, a high-resistance state and a State of readiness to transition from the low-resistance to the high-resistance state (readiness for transition) is relocatable, and consists in the fact that the low-resistance, the electrical current conductive State of the line switch is first placed in the state of interim status that then the interrupter with crossed fields is sealed in its conductive state, so that a discharge of the capacitor previously charged with an opposing voltage takes place and in the line switch a current zero is forced, which in turn a transition of the line switch to the high-resistance Condition has the consequence that the current flow through the interrupter with crossed fields continues to be sufficient is maintained for a long time until the circuit breaker can withstand the voltage present on it, and that finally by bringing about the non-conductive state of the interrupter with crossed fields the flow of current through the interrupter branch is terminated, so that the mains voltage on the open and deionized line circuitry rebuilds

Die Erfindung hat den Vorteil, daß bei einem in Unterbrechungsbereitschaft versetzten Leitungsschalter eine Unterbrechung des Stromes durch Stromumkehr in dem Leitungsschalter allein mit Hilfe eines nur für eine relativ niedrige Spannung ausgelegten Kondensators und einer Schaltröhre mit gekreuzten Feldern möglich ist, so daß zusätzliche Schalter oder ein großer, für die volle Netzspannung ausgelegter Kondensator für die Stromumkehr nicht erforderlich sind. Der parallel zu dem Leitungsschalter liegende, den Kondensator und die Schaltröhre mit gekreuzten Feldern umfassende Unterbrecherzweig hat auch den Vorteil, daß er die Geschwindigkeit des Spannungsanstieges an dem Leitungsschalter begrenzt, was für dessen sichere Deionisierung von Bedeutung ist.The invention has the advantage that when a line switch is in readiness for interruption an interruption of the current by current reversal in the circuit breaker alone with the help of only one capacitor designed for a relatively low voltage and a switching tube with crossed fields is possible, so that additional switches or a large capacitor designed for the full mains voltage are not required for current reversal. The one parallel to the circuit breaker, the capacitor and the interrupter branch with crossed fields also has the advantage of that it limits the rate of voltage rise on the circuit breaker, which is safe Deionization is important.

Die erfindungsgemäße Leistungsschalteinrichtung hat auch den Vorteil, daß sie zum Abschalten sowohl von Gleichstrom als auch von Wechselstrom verwendbar ist, wobei das Abschalten von Wechselstrom vor dem Auftreten des ersten natürlichen Stromnulls nach Öffnen des Leitungsschalters erfolgt.The power switching device according to the invention also has the advantage that it can be used to switch off both of direct current as well as alternating current can be used, with the switching off of alternating current before occurs when the first natural current zero occurs after opening the line switch.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist zu dem Unterbrecherzweig ein Widerstand parallel geschaltet. In diesem Fall kann die Leistungsschalteinrichtung anstatt zum Unterbrechen des Leitungsstromes zu dessen Steuerung oder Begrenzung durch Einschalten eines Widerstandes verwendet werden.In one embodiment of the invention, a resistor is connected in parallel to the interrupter branch. In this case, the power switching device can instead of interrupting the line current whose control or limitation can be used by switching on a resistor.

Wie erwähnt, liegen bei der Verwendung von mechanischen Schaltern und von Thyristoren als Leitungsschalter ähnliche Verhältnisse vor. Infolgedessen kann bei der erfindungsgemäßen Leistungsschalteinrichtung der Leistungsschalter sowohl als mechanischer Schalter als auch als Siliziumthyristor ausgebildet sein.As mentioned, mechanical switches and thyristors are used as Circuit breaker similar conditions. As a result, in the power switching device according to the invention the power switch is designed both as a mechanical switch and as a silicon thyristor be.

Aus der DT-AS 11 51 041 ist eine Leistungsschalieinrichtung mit einem dem Leilungszweig parallelgeschalteten Unterbrecherzweig bekannt, der in Serie einen Kondensator und einen Schalter sowie eine Einrichtung zum Aufladen des Kondensators enthält und bei dem angeblich auf die Spannung, die sich am Kondensator nach dem Unterbrechen des Stromkreises einstellt keine Rücksicht genommen zu werden braucht. Die zur Begrenzung der Spannung am Kondensator dienende Funkenstrecke spricht jedoch erst bei der 1,5-facher Betriebsspannung an und soll verhindern, daß die Spannung am Kondensator bis auf das 2,5-fache dei Betriebsspannung anwächst. Infolgedessen muß dei zum Erzielen der Stromumkehr verwendete Kondensa tor mindestens der Betriebsspannung standhalter können.A power shuttering device is from the DT-AS 11 51 041 known with a branch connected in parallel to the Leilungszweig, the one in series Contains capacitor and a switch and a device for charging the capacitor and in which allegedly based on the voltage that appears on the capacitor after the circuit has been interrupted no consideration needs to be taken. The one used to limit the voltage across the capacitor However, the spark gap only responds at 1.5 times the operating voltage and is intended to prevent the The voltage on the capacitor increases to 2.5 times the operating voltage. As a result, dei to achieve the current reversal capacitor used tor at least the operating voltage withstand can.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehenc an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtEmbodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing. It shows

F i g. 1 das Blockschaltbild eines Stroinversorgungs netzes nach der Erfindung, mit einer Leistungsschaltein richtung,F i g. 1 the block diagram of a power supply network according to the invention, with a power switching device,

F i g. 2 das Schaltbild einer bekannten, mit erzwunge ner Stromumkehr in einem Leitungsschalter arbeiten den Leistungsschalteinrichtung,F i g. 2 the circuit diagram of a known, with forced ner current reversal in a circuit breaker work the circuit breaker,

F i g. 3 das Schaltbild einer Ausführungsform eine erfindungsgemäßen Leistungsschalteinrichtung,F i g. 3 the circuit diagram of an embodiment of a power switching device according to the invention,

Fig.4 eine graphische Darstellung der zeitlichen Änderung charakteristischer Größen der erfindungsge mäßen Leistungsschalteinrichtung während des Abschaltens, 4 shows a graphical representation of the change over time in characteristic variables of the power switching device according to the invention during switching off,

Fig.5 das Schaltbild einer aus Leistungsschaltein- richtungen nach Fi g. 3 aufgebauten Folgeschalteinrichtung, 5 shows the circuit diagram of one of the power switching devices according to FIG . 3 constructed sequential switching device,

Fig.6 das Schaltbild eines einfachen Wechselstrombegrenzers unter Verwendung der erfindungsgemäßen Leistungsschalteinrichtung, 6 shows the circuit diagram of a simple alternating current limiter using the power switching device according to the invention,

Fig. 7 das Schaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Leistungsschalteinrichtung mit einem als Siliziumthyristor ausgebildeten Leitungsschalter, 7 shows the circuit diagram of an embodiment of the power switching device according to the invention a line switch designed as a silicon thyristor,

Fig.8 das Schaltbild einer aus Leistungsschalteinrichtungen nach F i g. 7 aufgebauten Folgeschalteinrichtung und8 shows the circuit diagram of Grams of power switching devices according to F i. 7 constructed sequential switching device and

Fig.9 das Schaltbild eines einfachen Wechselstrombegrenzers mit einer Leistungsschalteinrichtung nach F i g. 7.9 shows the circuit diagram of a simple alternating current limiter with a power switching device according to FIG. 7th

Die F i g. 1 zeigt ein Stromversorgungsnetz 10, in das eine erfindungsgemäße Leistungsschalteinrichtung 12 zur Steuerung des Stromflusses eingefügt ist. Das Stromversorgungsnetz 10 umfaßt eine Energiequelle 14 und einen Verbraucher 16. der mit der Energiequelle 14 2$ durch zwei Hauptleitungen verbunden ist. Die Leistungsschalteinrichtung 12 ist an den Anschlußstellen 18 und 20 in eine der Hauptleitungen eingeschaltet. Die andere Hauptleitung 22 kann bei Bedarf ebenfalls mit einer Leistungsschalteinrichtung ausgestattet sein. Ebenso kann, wenn mehr als zwei Hauptleitungen vorgesehen sind, jede mit einer Leistungsschalteinrichtung versehen sein. Aus der US-PS 36 57 607 und der US-PS 36 60 723 sind weitere Einzelheiten eines Stromversorgungsnetzes bekannt, in das die erfindungsgemäße Leistungsschaiieinrichtung 12 eingefügt werden kann. Sowohl bei dem Stromversorgungsnetz nach der US-PS 36 57 607 als auch bei dem Stromversorgungsnetz nach der US-PS 36 60 723 sind beide Hauptleitungen durch eine Leistungsschalteinrichtung geschützt.The F i g. 1 shows a power supply network 10 into which a power switching device 12 according to the invention for controlling the flow of current is inserted. The power supply network 10 comprises an energy source 14 and a consumer 16. which is connected to the energy source 14 2 $ by two main lines. The power switching device 12 is switched on at the connection points 18 and 20 in one of the main lines. The other main line 22 can, if necessary, also be equipped with a power switching device. Likewise, if more than two main lines are provided, each can be provided with a power switching device. From US-PS 36 57 607 and US-PS 36 60 723 further details of a power supply network are known into which the power switching device 12 according to the invention can be inserted. Both the power supply network according to US Pat. No. 36 57 607 and the power supply system according to US Pat. No. 36 60 723 both main lines are protected by a power switching device.

In F i g. 2 ist eine bekannte Leistungsschalteinrichtung 24 dargestellt, die den Ausgangspunkt für die im Hinblick auf die erfindungsgemäße Leistungsschalteinrichtung anzustellenden Betrachtungen bildet (vgl. US-PS 36 60 723). Die Leistungsschalteinrichtung 24 weist zwei Leitungsschalter 26 und 28 auf. die zwischen den Anschlußstellen 18 und 20 in Serie geschaltet sind. Sie sind als mechanische Schalter ausgebildet die im normalen leitenden Zustand geschlossen sind. Es können Schalter sein, wie sie in der DT-OS 23 24 992 beschrieben sind. Ebenso können auch beispielsweise die aus den US-PSen 32 68 687 und 32 90 542 bekannten Leitungsschalter verwendet werden. In Fig. 2 shows a known power switching device 24, which forms the starting point for the considerations to be made with regard to the power switching device according to the invention (cf. US Pat. No. 3,660,723). The power switching device 24 has two line switches 26 and 28 . which are connected in series between the connection points 18 and 20. They are designed as mechanical switches that are closed in the normal conductive state. It can be switches as described in DT-OS 23 24 992. Likewise, the line switches known from US Pat. Nos. 32 68 687 and 32 90 542, for example, can also be used.

Parallel zu dem ersten Leitungsschalter 26 ist eine eine Induktivität 30, einen Widerstand 32, einen aufgeladenen Kondensator 34 und einen Schalter 36 umfassende Serienschaltung geschaltet Ferner liegt ein Leitungszweig mit einer Schaltröhre 38 mit gekreuzten Feldern parallel zu der die beiden Leitungsschalter 26 und 28 umfassenden Serienschaltung. Die Schaltröhre 38 ist eine Ausschalteinrichtung, die in der Lage ist Gleichstrom gegen eine hohe Netzspannung abzuschalten. Solche Schaltröhren mit gekreuzten Feldern sind aus den US-PSen 35 58 960. 36 04 977, 36 41384. 36 38 061 und 35 34 226 bekanntIn parallel with the first line switch 26 is an inductance 30, a resistor 32, a charged capacitor 34 and a switch 36 comprising a series circuit connected Line branch with a switching tube 38 with crossed fields parallel to the two line switches 26 and 28 comprehensive series connection. The switching tube 38 is a switching device which is capable Switch off direct current against a high mains voltage. Such interrupters with crossed fields are from U.S. Patents 35 58 960, 36 04 977, 36 41 384. 36 38 061 and 35 34 226 known

Wenn es erwünscht ist die Leistungsschalteinrichtung 24 abzuschalten, so werden die beiden Leitungsschalter 26 und 28 geöffnet. Das öffnen beider Schalter erfolgt vorzugsweise gleichzeitig, obwohl der zweite Leitungsschalter 28 auch etwas später als der erste geöffnet werden kann. Wenn der erste Leitungsschalter 26 geöffnet ist und in einer Bogenentladung Strom führt, wird der Schalter 36 geschlossen, damit sich der Kondensator 34 über den in der Bogenentladung Strom führenden Leitungsschalter 26 in einer solchen Richtung entladen kann, daß in dem ersten Leitungsschalter 26 ein Stromnull erzeugt wird. Der Leitungsstrom fließt nun in den Kondensator 34, an dem die Spannung bis zu einem Punkt ansteigt, bei dem sie hoch genug ist, um den leitenden Zustand der Schaltröhre 38 mit gelreuzten Feldern herbeizuführen. Die Schaltröhre 38 mit gekreuzten Feldern war zuvor in einem solchen magnetischen Zustand, daß bei Anlegen eines elektrischen Feldes an der Schallröhre die Leitung einsetzen konnte. Wenn der Leitungsstrom nun durch die Schaltröhre 38 mit gekreuzten Feldern fließt, so wird die Stärke des durch den zweiten Leitungsschalter 28 fließenden Stromes bis unter den kritischen Wert erniedrigt, bei dem die Bogenentladung erlischt. Dadurch wird der leitende Zustand des zweiten Leitungsschalters 28 beendet. Nach einer hinreichend langen Zeitspanne, die eine Deionisierung des Elektrodenzwischenraumes des zweiten Leitungsschalters 28 ermöglicht, kann die Schaltröhre 38 mit gekreuzten Feldern abgeschaltet werden. Die Leistungsschalteinrichtung 24 ist nur in solchen Stromversorgungsnetzen verwendbar, deren Netzenergie ziemlich niedrig ist und in denen hohe Ausschaltspannungsspitzen hingenommen werden können. Wenn eine größere Netzenergic absorbiert werden muß und gleichzeitig Abschahspannungsspitzen vermindert werden müssen, können zu der Schaltröhre 38 mit gekreuzten Feldern parallel geschaltete Zweige vorgesehen sein, die Schakröhren mit gekreuzten Feldern und dazu in Serie geschaltete energieverzehrende Widerstände umfassen. Die Anwendung zusätzlicher Zweige dieser Art ist beispielsweise aus der US-PS 36 60 723 bekannt. If it is desired to switch off the power switching device 24, the two line switches 26 and 28 are opened. The open both switches is preferably carried out at the same time, although the second line switch 28 a bit can be opened later than the first. When the first line switch 26 is open and conducts current in an arc discharge, the switch 36 is closed so that the capacitor 34 can discharge itself via the line switch 26 carrying current in the arc discharge in such a direction that a current zero is generated in the first line switch 26 will. The conduction current now flows into the capacitor 34, at which the voltage rises to a point at which it is high enough to bring about the conductive state of the interrupter 38 with crossed fields. The interrupter 38 with crossed fields was previously in such a magnetic state that the line could start when an electric field was applied to the acoustic tube. If the line current now flows through the interrupter 38 with crossed fields, the strength of the current flowing through the second line switch 28 is reduced to below the critical value at which the arc discharge is extinguished. As a result, the conductive state of the second line switch 28 is ended. After a sufficiently long period of time that enables deionization of the electrode space of the second line switch 28, the interrupter 38 can be switched off with crossed fields. The power switching device 24 can only be used in those power supply networks whose network energy is quite low and in which high switch-off voltage peaks can be accepted. If a larger network energy has to be absorbed and at the same time cutting voltage peaks have to be reduced, branches connected in parallel to the interrupter 38 with crossed fields can be provided, which include jack tubes with crossed fields and energy-consuming resistors connected in series. The use of additional branches of this type is known, for example, from US Pat. No. 3,660,723.

Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Leistungsschalteinrichtung 40. Bei dieser Leistungsschalteinrichtung 40 handelt es sich um eine Grundanordnung. Sie umfaßt einen Leitungsschalter 42. der in der Lage ist den normalen Leitungsstrorr zu führen. Jede der oben in Verbindung mit derr Leitungsschalter 26 beschriebenen Einrichtungen isi hierfür geeignet3 shows a schematic representation of a power switching device 40 according to the invention. This power switching device 40 is a basic arrangement. It comprises a line switch 42 , which is able to conduct the normal line current. Any of the devices described above in connection with the line switch 26 are suitable for this purpose

Parallel zu dem Leitungsschalter 42 ist eine ein« induktivität 44, einen Kondensator 46, einen Wider stand 48 und eine Schaltröhre mit gekreuzten Felderr 50 umfassende Serienschaltung geschaltet Die Schalt röhre 50 mit gekreuzten Feldern ist identisch mit dei Schaltröhre 38 in F i g. 2 und es kann jede mit Bezug au die Schaltröhre 38 erwähnte Einrichtung gleichermaßer als Schaltröhre 50 verwendet werden. Mit den Kondensator 46 ist eine Ladeeinrichtung 52 verbunden die dessen anfängliche Aufladung bewirkt In parallel with the line switch 42 is an " inductance 44, a capacitor 46, a resistor 48 and a switch tube with crossed fields 50 comprehensive series circuit connected. The switch tube 50 with crossed fields is identical to the switch tube 38 in FIG. 2 and any device mentioned with reference to the interrupter 38 can equally be used as interrupter 50. A charging device 52 is connected to the capacitor 46 and causes it to be initially charged

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Lei stungsschalteinrichtung 40 wird an Hand Fig.-beschrieben, die die Veränderung verschiedener cha rakteristischer Größen bei der Betätigung der Lei stungsschalteinrichtung zeigt Die Linie 54 der Fig.-zeigt die zeitliche Veränderung der an dem Schalter de Unterbrecherzweiges, d. h. an der Schaltröhre 50 mi gekreuzten Feldern, anliegenden Spannung. Die Linl 56 zeigt den Verlauf der an dem Leitungsschalter 4 anliegenden Spannung. Die Linie 58 zeigt den zeitliche;The operation of the Lei stungsschalteinrichtung 40 according to the invention is described with reference to Fig.-The change in various cha Characteristic variables when the power switching device is actuated. The line 54 in the figure shows the change over time at the switch de Breaker branch, d. H. at the interrupter 50 with crossed fields, applied voltage. The Linl 56 shows the profile of the voltage applied to the line switch 4. The line 58 shows the temporal;

Verlauf des Stromes in der Schaltröhre 50 mit gekreuzten Feldern und die Linie 60 den zeitlichen Verlauf des Stromes in dem Leitungsschalter 42. Vor dem Unterbrechungszyklus ist der Leitungsschalter 42 geschlossen und wird von dem normalen Leitungsstrom durchflossen, wie es durch die Linie 60 dargestellt ist. Außerdem ist, wie die Linie 56 zeigt, der Spannungsabfall über dem Leitungsschalter 42 im wesentlichen Null. Die Schaltröhre 50 mit gekreuzten Feldern ist abgeschaltet und führt, wie es der Beginn der Linie 58 zieigt, keinen Strom. An der Schaltröhre 50 liegt, wie es durch den Beginn der Linie 54 veranschaulicht ist, die Spannung des geladenen Kondensators 46 an. Zur Zeit Null wird der Leitungsschalter 42 peöffnet, der an dem Lichtbogen auftretende Spannungsabfall ist aber nicht groß genug, um in der Linie 56 in Erscheinung zu treten. Wenn der Leitungsschalter 42 weit genug geöffnet ist, um der vollen Netzspannung standhalten zu können (gemäß F i g. 4 nach etwa 100 μ$), wird die Schaltröhre 50 eingeschaltet, damit der Kondensator 46 in einer solchen Richtung entladen wird, daß in dem geöffneten, in einer Lichtbogenentladung brennenden Leitungsschalter 42 ein Stromnull erzeugt wird. Die Linie 56 zeigt eine Verminderung der an dem Leitungsschalter 42 anliegenden Spannung, um eine Spannungsumkehr 2s anzudeuten, durch die der Strom durch den Leitungsschalter auf Null absinkt, wie es durch die Linie 60 dargestell' ist. Es ist weiter anzumerken, daß der Spannungsabfall an der Schaltröhre 50 mit gekreuzten Feldern, dessen Verlauf durch die Linie 54 dargestelli ist. auf den Wert des dem leitenden Zustand einer solchen Einrichtung entsprechenden Spannungsabfalls absinkt. Während dieser Zeit ist die Schaltröhre 50 mit gekreuzten Feldern bei der dem untersten horizontalen Abschnitt der Linie 54 entsprechenden Spannung leitend, der Kondensator 46 wird aufgeladen, was, wie der Linie 56 zu entnehmen ist, zu einem leichten Spannungsanstieg an dem LciuingsschaUcr 42 führt. Dieser Vorgang dauert 5,0 lange an, daß der Lcitungsschalter 42 deionisicren kann. Danach wird die Schaltröhre 50 mit gekreuzten Feldern abgeschaltet, so daß deren Strom entsprechend der Linie 58 auf Null absinkt, was von dem durch die Linie 54 dargestellten Anstieg der Spannung an der Schaltröhre begleitet ist. Auf diese Weise wird der Stromkreis abgeschaltet, bevor der Kondensator 46 auf einen nennenswerten Bruchteil, beispielsweise mehr als die Hälfte, der Netzspannung aufgeladen ist. Wenn es erwünscht ist. daß der Kondensator 46 gegen Überspannungen geschützt ist, die auftreten könnten, wenn die Schaltröhre 50 mit gekreuzten Feldern beim Ausschalten versagen oder zu spät in den Ausschaltzyklus eingeschaltet würde, so kann eine parallel zu dem Kondensator 46 geschaltete Sicherheitsfunkenstrecke vorgesehen sein. Gemäß F i g. 4 kann der vollständige Schaltzyklus in etwa 100 μ5 abgeschlossen sein, jedoch ist die Zykluszeit durch die Deionisierungszeit des Leitungsschalters 42 bestimmt Die Kapazität des Kondensators 46 wird so groß gewählt, daß der leitende Zustand für einen beträchtlichen Zeitraum anhalten kann, ohne daß an dem Kondensator 46 eine zu große Spannung aufgebaut wird. Zur Unterbrechung eines Stromes von 1OkA bei einer Deionisierungszeit des Leitungsschalters 42 von 100 μs ist ein für 1OkV ausgelegter Kondensator mit 100 \iF angemessen. ftsCourse of the current in the interrupter 50 with crossed fields and the line 60 shows the temporal course of the current in the line switch 42. Before the interruption cycle, the line switch 42 is closed and the normal line current flows through it, as shown by the line 60. In addition, as shown by line 56, the voltage drop across line switch 42 is essentially zero. The interrupter 50 with crossed fields is switched off and, as the beginning of the line 58 shows, does not carry any current. The voltage of the charged capacitor 46 is applied to the interrupter 50, as is illustrated by the beginning of the line 54. At time zero, the line switch 42 p is opened, but the voltage drop occurring across the arc is not large enough to appear in the line 56. When the line switch 42 is open enough to withstand the full line voltage (according to FIG. 4 after about 100 μ $), the switching tube 50 is switched on so that the capacitor 46 is discharged in such a direction that in the open circuit switch 42 burning in an arc discharge, a current zero is generated. Line 56 shows a decrease in the voltage applied to line switch 42 to indicate a voltage reversal 2s which causes the current through the line switch to drop to zero, as shown by line 60. It should also be noted that the voltage drop across the interrupter 50 with crossed fields, the course of which is illustrated by the line 54. drops to the value of the voltage drop corresponding to the conductive state of such a device. During this time the interrupter 50 with crossed fields is conductive at the voltage corresponding to the lowest horizontal section of the line 54, the capacitor 46 is charged, which, as can be seen from the line 56, leads to a slight increase in voltage at the LciuingsschaUcr 42. This process lasts 5.0 long for the line switch 42 to deionize. Thereafter, the interrupter 50 is switched off with crossed fields, so that its current drops to zero in accordance with the line 58, which is accompanied by the increase in the voltage on the interrupter shown by the line 54. In this way, the circuit is switched off before the capacitor 46 is charged to an appreciable fraction, for example more than half, of the mains voltage. If so desired. that the capacitor 46 is protected against overvoltages which could occur if the interrupter 50 with crossed fields failed when switching off or would be switched on too late in the switch-off cycle, a safety spark gap connected in parallel with the capacitor 46 can be provided. According to FIG. 4, the complete switching cycle can be completed in about 100 μ5, but the cycle time is determined by the deionization time of the line switch 42. The capacitance of the capacitor 46 is selected so that the conductive state can last for a considerable period of time without the capacitor 46 being affected too much tension is built up. To interrupt a current of 10 kA with a deionization time of the line switch 42 of 100 μs, a capacitor designed for 10 kV with 100 \ iF is appropriate. fts

Wie oben ausgeführt, ist die Leistungsschalteinrich tung 40 unter der Bedingung verwendbar, daß keine zu jirofk· Nci/encrgic vorliegt, so daß keine übermäßig großen Spannungsspitzen während des Ausschaltens auftreten. Die Leistungsschalteinrichtung 40 veranschaulicht die Wechselbeziehung zwischen dem Leitungszweig 62 und dem Unterbrecherzweig 64. Die diese Zweige umfassende Leistungsschalteinrichtung 40 kann auch in Systemen verwendet werden, in denen eine Mehrzahl von Zweigen miteinander verbunden ist, um die Netzenergie in mehreren solchen Zweigen zu absorbieren. Ein solches System ist beispielsweise aus der US-PS 36 11 031 bekannt.As stated above, the power switching device is device 40 usable under the condition that none to jirofk · Nci / encrgic is present, so that no excessive large voltage peaks occur during switch-off. The power switching device 40 illustrates the correlation between the line branch 62 and the breaker branch 64. The Power switching device 40 comprising these branches can also be used in systems in which a A plurality of branches is connected to one another in order to supply the network energy in several such branches absorb. Such a system is known, for example, from US Pat. No. 3,611,031.

Fig. 5 zeigt eine Leistungsschalteinrichtung 66. die eine Mehrzahl solcher Zweige aufweist und zwischen die Anschlußsteilen 18 und 20 eingefügt werden kann. Die Leistungsschalleinrichtung 66 weist in Serie geschaltete Leitungszweige 68, 70 und 72 auf, denen je ein Unterbrecherzweig 74 bzw. 76 oder 78 parallel geschaltet ist. Diese Leitungszweige und Unterbrecherzweige sind mit den entsprechenden Zweigen 62 und 64 in F i g. 3 identisch. Zu jedem der Unterbrecher-/.weige 76 und 78 ist jeweils ein energieverzchrcnder Widersland 80 bzw. 82 parallel geschaltet. Wenn die Lcistungsschalteinrichtung 66 das Netz abschalten soll, so werden der erste Leilungszweig 72 und der erste Unterbrecherzweig 78 betätigt, um den Stromfluß durch den energieverzchrenden Widerstand 82 zu zwingen und dessen Impedanz in das Netz einzuführen. Der Wen des Widerslandes 82 ist so gewählt, daß übergroße Spannungsspitzen vermieden werden und eine Verminderung des Netzstromes erzielt wird. Zu jedem der Leitungsschalier kann ein Kondensator paral'el geschaltet sein, der zeitliche Veränderungen der Spannung steuert und begrenzt. Zu einem späteren Zeitpunkt wenn die an der Leistungsschalteinrichtung anliegende Spannung und der Ncl/.strom abnehmen, werden der Leitungszweig 70 und der Unterbrecherzweig 76 geöffnet, um den Netzstrom durch die in Serie miteinander geschalteten energieverzchrenden Widerstände 80 und 82 ?u zwingen. Wenn dann die Spannung und der Netzstrom weiter abgefallen sind, kann die Lcistungsschalteinrichtung vollständig abgcschaliei werden, ohne daß durch das Öffnen des Leitungszwei ges 68 und des Unterbrecherzweiges 74 übermäßige Spannungsspitzen auftreten. Auf diese Weise wird da; Netz durch die Leistungsschalteinrichtung 66 abgeschal· let. Andere Anordnungen, mittels derer der Widerstanc eines Stromkreises nach und nach vergrößert wird, sine au«; der US-PS 35 34 226 bekannt.Fig. 5 shows a power switching device 66th the has a plurality of such branches and can be inserted between the connecting parts 18 and 20. The power sound device 66 has line branches 68, 70 and 72 connected in series, each of which an interrupter branch 74 or 76 or 78 is connected in parallel. These line branches and breaker branches are with the corresponding branches 62 and 64 in FIG. 3 identical. To each of the interrupters - /. Weige 76 and 78 an energy-distorting contradiction 80 and 82, respectively, are connected in parallel. If the If the power switching device 66 is to switch off the network, the first line branch 72 and the first Interrupter branch 78 actuated in order to force the flow of current through the resistor 82, which is energized and introduce its impedance into the network. Who des contradiction 82 is chosen so that excessive voltage peaks are avoided and a reduction of the mains current is achieved. A capacitor can be connected in parallel to each of the line formwork that controls and limits changes in voltage over time. At a later time if the voltage and the Ncl / .current at the power switchgear decrease, the Line branch 70 and the interrupter branch 76 open to the mains current through the in series Forcing energy-delaying resistors 80 and 82? u connected to one another. If then the tension and the mains current has fallen further, the circuit breaker can be completely shut down without being excessive by opening the line branch 68 and the breaker branch 74 Voltage peaks occur. In this way there becomes; Mains switched off by the circuit breaker 66 let. Other arrangements, by means of which the resistance of a circuit is gradually increased, are sine au «; the US-PS 35 34 226 known.

Die erfindungsgemäße Leistungsschalteinrichiunj kann außer bei den oben beschriebenen Gleichstrom netzen auch bei Wechselstromnetzen Verwendunj finden. Die F i g. 6 zeigt einen Strombegrenzer 84, de insbesondere für die Einfügung in ein Wechselstromnet; geeignet ist, um den in dem Wechselstromnet; fließenden Strom, insbesondere wenn ein Oberstron auftritt, zu begrenzen. Der Strombegrenzer 84 ist mi Hilfe der Anschlüsse 86 und 88 in das Wechselstromnet in Serie einschahbar. Er umfaßt einen Leitungszweig 9 und einen Unterbrecherzweig 92 die jeweils identiscl mit dem Leitungszweig 62 bzw. dem Unterbrecher zweig 64 der Leistungsschalteinrichtung 40 nach F i g. ausgebildet sind. Wenn eine solche Leistungsschalter richtung zur Strombegrenzung verwendet wird, weis sie einen Widerstandszweig 94 auf, der zu der Leitungszweig 90 und dem Umerbrccherzweig 9 parallel geschaltet ist.The power switching device according to the invention can also be used in alternating current networks in addition to the direct current networks described above Find. The F i g. Figure 6 shows a current limiter 84, particularly for insertion into an AC network; is suitable to the in the AC network; flowing current, especially if a Oberstron occurs to limit. The current limiter 84 is by means of the connections 86 and 88 in the AC network watchable in series. It comprises a line branch 9 and an interrupter branch 92, each identiscl with the line branch 62 or the interrupter branch 64 of the power switching device 40 according to FIG. are trained. If such a breaker Direction is used to limit the current, it has a resistor branch 94, which leads to the Line branch 90 and the Umerbrccherzweig 9 is connected in parallel.

Wenn der Strombegrenzer als Teil eines Wechse Stromnetzes ausgebildet ist und eine Begrenzung de Stromes erforderlich wird, so werden der I.eitungszweiIf the current limiter is designed as part of a Wechse power network and a limitation de Electricity is required, the first line will be two

ίοίο

90 und der Unterbrecherzweig 92 in der oben beschriebenen Weise betätigt. 90 and the interrupter branch 92 actuated in the manner described above.

Der durch den Leitungszweig fließende Strom wird, wie oben beschrieben, auf Null reduziert und es wird dann der Unterbrecherzweig 92 abgeschaltet. Die Polung des zuvor geladenen Kondensators 98 spielt dabei keine Rolle, vorausgesetzt, daß der Unterbrecherzweig 92 eine unterkritische Dämpfung aufweist. Diese Bedingung isi erfüllt, wenn die Kapazität des Kondensators 100 μΡ, die Induktivität 100 μΗ und der Wert des Widerstandes 102, der den gesamten Widerstand des Widerstandszweiges repräsentiert, 0,1 Ohm beträgt. In diesem Fall ist die Schwingung in dem Unterbrecherzweig 92 und dem Leitungszweig 90 nach etwa drei Schwingungsperioden im Verhältnis 1/e gedämpft. Eine solche Schwingung genügt, um in dem geöffneten Schalter des Leitungszweiges 90 ein Stromnull zu erzielen. Die Schwingungsperiode beträgt 0,6 ms. Die notwendige Gegenspannung tritt dann an dem Leitungsschalter des Leitungszweiges hinreichend früh auf, um zu annehmbaren Abschalteigenschaften zu führen. Wenn der Leitungsschalter deionisiert ist, wird die Schaltröhre mit gekreuzten Feldern des Unterbrecherzweiges 92 abgeschaltet. Der Widerstandszweig 94 ist dann in das Netz als zusätzlicher Widerstand eingeschaltet. Eine spe2:ielle Anforderung bei der Verwendung in einem Wechselstromnetz besteht darin, daß die Schaltröhre mit gekreuzten Feldern in der Lage sein muß, in jeder Richtung Strom zu führen. Schaltröhren mit gekreuzten Feldern, die dieser Anforderung genügen, sind in einigen der obenerwähnten US-Patentschriften beschrieben.The current flowing through the branch line is, as described above, reduced to zero and the interrupter branch 92 is then switched off. The polarity of the previously charged capacitor 98 is irrelevant, provided that the interrupter branch 92 has subcritical attenuation. This condition is met when the capacitance of the capacitor 100 μΡ, the inductance 100 μΗ and the value of the resistor 102, which represents the total resistance of the resistor branch, is 0.1 ohm. In this case, the oscillation in the interrupter branch 92 and the line branch 90 is dampened after about three oscillation periods in the ratio 1 / e. Such an oscillation is sufficient to achieve a current zero in the open switch of the branch line 90. The oscillation period is 0.6 ms. The necessary counter voltage then occurs at the line switch of the line branch sufficiently early to lead to acceptable shutdown properties. When the line switch is deionized, the interrupter with crossed fields of the interrupter branch 92 is switched off. The resistor branch 94 is then switched into the network as an additional resistor. A special requirement when used in an alternating current network is that the interrupter with crossed fields must be able to carry current in every direction. Interrupter tubes with crossed fields that meet this requirement are described in some of the aforementioned US patents.

Fig.7 zeigt in schsmatischer Darstellung eine Leistungsschalteinrichtung 140, die mit der Leistungsschalteinrichtung 40 nach F i g. 3 weitgehend übereinstimmt. Gleiche Bauelemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Bei der Leistungsschalleinrichtung 140 wird der Leitungsschalter von einem oder von mehreren hintereinandergeschalteten Siliziumthyristoren (SCR) 142 gebildet. Die Siliziumthyristoren werden durch eine geeignete, mit ihren Steuerelektroden verbundene Steuereinrichtung 143 gesteuert. Die oben beschriebenen Leitungsschalter arbeiten nicht so schnell wie ein Siliziumthyristor. Es gibt aber elektronische Bauelemente, die innerhalb von einigen zehn Mikrosekunden nach Auftreten eines Fehlers geschützt sein müssen. Ein solcher Schutz kann mit Hilfe der Leistungsschaiteinrichtung 140 erzielt werden, weil sie Siliziumthyristoren verwendet. Wenn bei der Leistungsschaiteinrichtung 140 ein mechanischer Leitungsschalter verwendet würde, so könnte dieser nicht so schnell öffnen wie ein Siliziumthyristor und wäre daher nicht in der Lage, in der mit der Leistungsschaiteinrichtung 140 möglichen kurzen Zeitspanne einen Schutz zu vermitteln. 7 shows a schematic representation of a power switching device 140 which is connected to the power switching device 40 according to FIG. 3 largely matches. The same components are provided with the same reference symbols. In the power noise device 140 , the line switch is formed by one or more silicon thyristors (SCR) 142 connected in series . The silicon thyristors are controlled by a suitable control device 143 connected to their control electrodes. The circuit breakers described above do not work as fast as a silicon thyristor. However, there are electronic components that have to be protected within a few tens of microseconds after a fault has occurred. Such protection can be achieved with the aid of the power switching device 140 because it uses silicon thyristors. If a mechanical line switch were used in the power switching device 140 , it would not be able to open as quickly as a silicon thyristor and would therefore not be able to provide protection in the short period of time possible with the power switching device 140.

Die in F i g. 8 dargestellte Leistungsschaiteinrichtung 166 ist zu der in F i g. 5 dargestellten Leistungsschaiteinrichtung 66 weitgehend gleich, jedoch sind bei der Leistungsschaiteinrichtung 166 wiederum die Leirungsschalter der Leitungszweige als Siliziumthyristoren 168, 170 und 172 ausgebildet Die Siliziumthyristoren dieser Zweige können je nach den herrschenden Spannungsund Stromverhältnissen innerhalb jedes Zweiges als in Serie oder parallel geschaltete Einheiten ausgebildet sein. Die Siliziumthyristoren 168, 170 und 172 werden von einer Steuereinrichtung 173 gesteuert. Die Leistungsschaiteinrichtung 166 arbeitet daher praktisch genau so wie die Leistungsschaiteinrichtung 66, abgesehen davon, daß sie wegen der Verwendung von Siliziumthyristoren in den Leitungszweigen mit sehr viel kürzeren Schaltzeiten arbeitet.The in F i g. The power switch 166 shown in FIG. 8 is similar to that in FIG. Leistungsschaiteinrichtung 66 shown in Figure 5 largely identical, but are at the Leistungsschaiteinrichtung 166 turn Leirungsschalter the line branches as SCRs 168, 170 and 172 are formed, the SCRs of these branches may vary according to the prevailing voltage and current ratios within each branch considered to be in series or parallel units formed. The silicon thyristors 168, 170 and 172 are controlled by a control device 173. The power switching device 166 therefore works practically exactly like the power switching device 66, apart from the fact that it works with very much shorter switching times because of the use of silicon thyristors in the line branches.

s Fig.9 zeigt einen Wechselstrombegrenzer 184, der dem Wechselstrombegrenzer 84 nach F i g. 6 ähnlich ist. Wiederum enthält der Leitungszweig einen Siliziumtl.yristor 190 als Leitungsschalter. Der Siliziumthyristor 190 wird von einer Steuereinrichtung 191 gesteuert. Je nach9 shows an alternating current limiter 184 which corresponds to the alternating current limiter 84 according to FIG. 6 is similar. Again, the branch contains a silicon tyristor 190 as a line switch. The silicon thyristor 190 is controlled by a control device 191 . Depending on

ίο den Spannungs- und Stromverhältnissen können ein oder mehrere Siliziumthyristoren, die miteinander in Serie oder zueinander parallel geschaltet sind, verwendet werden. Das Umschalten des Stromes auf den Widerstandszweig 194 kann bei Verwendung eines Siliziumthyristors als Leitungsschalter schneller erfolgen. ίο the voltage and current ratios, one or more silicon thyristors, which are connected in series with one another or in parallel with one another, can be used. The switching of the current to the resistance branch 194 can take place more quickly when a silicon thyristor is used as a line switch.

Es ist zu beachten, daß ein mechanischer Schalter und ein Siliziumthyristor drei gemeinsame Zustände aufweisen. Der eine ist der hochohmige Zustand. Dieser liegt bei einem mechanischen Schalter vor, wenn seine Kontakte getrennt sind und kein Strom übertragen wird. Bei einem Siliziumthyristor ist der nichtleitende Zustand, wenn die Steuerelektrode nicht für den leitenden Zustand vorgespannt ist. Der zweite Zustand entspricht einem niederohmigen Zustand, in dem bei einem mechanischen Schalter die Kontakte geschlossen sind, wenn bei einem Siliziumthyristor an der Steuerelektrode die geeignete Vorspannung für den leitenden Zustand anliegt. Der dritte Zustand soll im folgenden als »Lbergangsbereitschaft« bezeichnet werden. In diesem Fal'e sind bei einem mechanischen Schalter die Kontakte zwar geöffnet, jedoch entspricht der Leitungszustand als Folge einer Bogenentladung dem niederohmigen Zustand. Wenn der Lichtbogen erlischt und der Raum zwischen den Kontakten deionisiert, geht jedoch der mechanische Schalter in seinen hochohmigen Zustand über. Im Zustand der »Übergangsbereitschaft« ist also der mechanische Schalter bereit, aus, dem niederohmigen Zustand durch Deionisierung in den hochohmigen Zustand überzugehen. Dies wird bei der erfindungsgemäßen Leistungsschaiteinrichtung dadurch erreicht, daß ein hinreichendes Stromnull erzeugt wird, um die Stärke des fließenden Stromes unter den Wert abzusenken, bei dem der Schwellenwert der Spannung für die Lichtbogenentladung unterschritten, diese unterbrochen und eine Deionisierung ermöglicht wird Ein ähnlicher Zustand der »Übergangsbereitschafto besteht bei einem Siliziumthyristor dann, wenn an der Steuerelektrode nicht die Vorspannung für derIt should be noted that a mechanical switch and a silicon thyristor have three common states. One is the high-resistance state. This is the case with a mechanical switch if its Contacts are separated and no current is being transmitted. In the case of a silicon thyristor, it is non-conductive State when the control electrode is not biased for the conductive state. The second state corresponds to a low-resistance state in which the contacts of a mechanical switch are closed are, if in a silicon thyristor at the control electrode the appropriate bias for the conductive Condition is present. The third state will be referred to in the following as "readiness for transition". In this If the contacts of a mechanical switch are open, the line status is the same the low-resistance state as a result of an arc discharge. When the arc goes out and the space between the contacts is deionized, but the mechanical switch goes into its high resistance Condition over. In the state of "transitional readiness" the mechanical switch is ready, off, that transition from the low-resistance state to the high-resistance state by deionization. This is the case with the power switching device according to the invention achieved in that a sufficient current zero is generated, to lower the strength of the flowing current below the value at which the threshold value of the voltage for the arc discharge is not reached, this is interrupted and deionization is made possible A similar state of "transitional readiness" exists in a silicon thyristor when the Control electrode does not provide the bias for the

leitenden Zustand anliegt. Der leitende Zustand ende dann bei Erreichen der Schwellenwertspannung. Dei Übergang aus dem an sich niederohmigen Zustand de »Übergangsbereitschaft« in den hochohmigen Zustam wird dementsprechend durch Reduzieren der Stärke de den Siliziumthyristor durchfließenden Stromes au einen unterhalb eines durch die Sperrspannun bestimmten Schwellenwertes erzielt Danach kann sici eine Spannung an dem Leitungsschalter aufbauei Gemäß einer anderen Betrachtungsweise dieses Zustan des können die Leitungsschalter als in einem Bereit schaftszustand befindlich angesehen werden, in dem si aus einem niederohmigen Zustand «1 einen hochohm gen Zustand übergehen können, wenn geeignete Strorr und Spannungsverhältnisse eingetreten sind, um eineconductive state is present. The conductive state ends then when the threshold voltage is reached. The transition from the inherently low-resistance state de "Transition readiness" in the high-resistance state is accordingly de- creased by reducing the strength The current flowing through the silicon thyristor is below one through the blocking voltage A certain threshold value is achieved. Thereafter, a voltage can build up on the circuit breaker According to another way of looking at this state, the line switches can be in a ready state state in which si from a low-ohmic state «1 a high-ohmic state can pass if suitable currents and tension has arisen to a

Übergang des Schalters aus dem Bereitschaftszustand i den nichtleitenden oder hochohmigen Zustand bewirken.Transition of the switch from the standby state i cause the non-conductive or high-resistance state.

Hierzu 3 Blatt zeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims (8)

Paten tansprüche:Patent claims: 1. Leistungsschalteinrichtung mit einem Leitungszweig, der einen zur Übertragung des Betriebsstro- mes dienenden Leitungsschalter enthält, und einem dem Leitungszweig parallelgeschalteten Unterbrecherzweig, der einen Kondensator, eine Einrichtung zum Aufladen des Kondensators mit einer zur Betriebsspannung entgegengesetzten Spannung und in Serie zum Kondensator einen Schalter zum Erzeugen eines Stromnulls im Leitungszweig durch Entladen des Kondensators über den in einen Zustand der Unterbrechungsbereitschaft versetzten Leitungsschalter enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (46) int Zustand der Betriebsbereitschaft auf eine Spannung aufgeladen ist, die einen Bruchteil der Netzspannung beträgt, und daß der Schalter im Unterbrecherzweig (64) eine Schaltröhre (50) mit gekreuzten Feldern ist, die in ihrem nichtleitenden Zustand der Netzspannung standhält, bei anliegender Spannung einschaltbar und unter Strom abschaltbar ist wenn beim Unterbrechen der Betrag der Spannung am Kondensator (46) etwa gleich der Ladespannung ist.1. Power switching device with a line branch that has one for the transmission of the operating current contains a line switch serving for the purpose of measuring, and an interrupter branch connected in parallel to the line branch, the one capacitor, a device for charging the capacitor with a for Operating voltage opposite voltage and a switch in series with the capacitor Generation of a current zero in the branch of the line by discharging the capacitor through the into one Contains line switch relocated to the state of readiness for interruption, characterized in that that the capacitor (46) is charged to a voltage in the state of readiness for operation is, which is a fraction of the mains voltage, and that the switch in the breaker branch (64) is a switching tube (50) with crossed fields, which in its non-conductive state is the mains voltage withstands, can be switched on when voltage is applied and can be switched off under power when at Interrupt the amount of voltage on the capacitor (46) is approximately equal to the charging voltage. 2. Leistungsschalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Unterbrecherzweig (92) ein Widerstand parallel geschaltet ist.2. Power switching device according to claim 1, characterized in that to the interrupter branch (92) a resistor is connected in parallel. 3. Leistungsschalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitungsschalter (42) als mechanischer Schalter ausgebildet ist.3. Power switching device according to claim 1 or 2, characterized in that the line switch (42) is designed as a mechanical switch is. 4. Leistungsschalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitungsschalter als Siliziumthyristor (142) ausgebildet ist.4. Power switching device according to claim 1 or 2, characterized in that the line switch is designed as a silicon thyristor (142). 5. Leistungsschalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Kondensator (46) des Unterbrecherzweiges (64) eine Induktivität (44) in Serie geschaltet ist.5. Power switching device according to one of the preceding claims, characterized in that that to the capacitor (46) of the interrupter branch (64) an inductance (44) in series is switched. 6. Leistungsschalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei aus je einem Leitungszweig (68; 70; 72) und einem dazu parallelgeschalte- ten Unterbrecherzweig (74; 76; 78) bestehende Anordnung in Serie geschaltet sind, und daß wenigstens zu der ersten Anordnung (72; 78) ein Widerstand (82) parallel geschaltet ist.6. Power switching device according to one of the preceding claims, characterized in that that at least two from one branch each (68; 70; 72) and one parallel-connected th interrupter branch (74; 76; 78) existing arrangement are connected in series, and that a resistor (82) is connected in parallel with at least the first arrangement (72; 78). 7. Leistungsschalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ihre Verwendung zur Steuerung der Stärke des von der Energiequelle (14) zu dem Verbraucher (16) fließenden Stromes.7. Power switching device according to one of the preceding claims, characterized by their use to control the strength of the energy source (14) to the consumer (16) flowing stream. 8. Verfahren zum Unterbrechen des Stromflusses mittels einer Leistungsschalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, deren Leitungsschalter wahlweise in einen niederohmigen Zustand, einen hochohmigen Zustand und einen Zustand der Bereitschaft zum Übergang vom niederohmigen in den hochohmigen Zustand (Übergangsbereitschaft) versetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der sich im niederohmigen, den elektrischen Strom leitenden Zustand befindende Leitungsschalter (42) zunächst in den Zustand der Übergangsbereitschaft versetzt wird, daß sodann die Schaltröhre (50) mit gekreuzten Feldern in ihren leitenden Zustand versetzt wird, so daß eine Entladung des zuvor mit einer Gegenspannung aufgeladenen Kondensators (46) stattfindet und in dem Leitungsschalter (42) ein Stromnull erzwungen wird, das wiederum einen Übergang des Leitungsschalters von dem Zustand der Übergangsbereitschaft in den hochohmigen Zustand zur Folge hat, daß weiter der Stromfluß durch die Schaltröhre (50) hinreichend lange aufrechterhalten wird, bis der Leitungsschalter (42) der an ihm herrschenden Spannung standhalten kann, und daß schließlich durch Herbeiführen des nichtleitenden Zustandes der Schaltröhre (50) der Stromfluß durch den Unterbrecherzweig (64) beendet wird, so daß sich die Netzspannung an dem geöffneten und deionisierten Leitungsschalter (42) wieder aufbaut.8. A method for interrupting the flow of current by means of a power switching device according to a of the preceding claims, the circuit breaker of which is optionally in a low-resistance state, a high-resistance state and a state of readiness to transition from low-resistance to the high-resistance state (transitional readiness) can be moved, characterized in that the in the low-ohmic state that conducts the electrical current, line switch (42) initially is placed in the state of readiness for transition, that then the switching tube (50) with crossed Fields is put into their conductive state, so that a discharge of the previously with an opposing voltage charged capacitor (46) takes place and in the line switch (42) a current zero is forced, which in turn results in a transition of the line switch from the state of readiness for transition to the high-resistance state has that the current flow through the interrupter (50) is maintained for a long enough time until the Line switch (42) can withstand the voltage present on it, and that finally by bringing about the non-conductive state of the switching tube (50), the current flow through the Interrupter branch (64) is terminated, so that the mains voltage on the opened and deionized Line switch (42) builds up again.