DE4204559A1

DE4204559A1 - Verfahren zur schaltspannungsbegrenzung

Info

Publication number: DE4204559A1
Application number: DE19924204559
Authority: DE
Inventors: Ernst Prof Dr Techn Slamecka
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-02-13
Filing date: 1992-02-13
Publication date: 1993-08-19

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Begrenzung von Schaltspannungen beim Schalten eines zumindest zeitweilig induktiven Lastwiderstandes in einem Wechselstromkreis durch einen elektrischen Schalter insbesondere mit kurzer Licht bogendauer.

Stand der Technik

Es ist bekannt, daß beim Unterbrechen kleiner induktiver Strö me an den Anschlußstellen des abzuschaltenden Lastwiderstan des Schaltspannungen entstehen können. Diese transienten Span nungen, die den Scheitelwert der stationären Leiter-Erdspannung des speisenden Wechselstromnetzes erheblich überschreiten kon nen, haben im wesentlichen drei verschiedene Ursachen.

a) Eine Ursache stellt das Instabilwerden des kleinen induk tiven Stromes vor seinem natürlichen Nulldurchgang dar; der Strom "reißt" oder, wie man es auch nennen kann, "kippt" ab. Nach dem Abreißen wandelt sich die in der abgeschalteten Last induktivität noch gespeicherte magnetische Restenergie in elek trische Energie um, die in den Parallelkapazitäten zur Last induktivität gespeichert wird. Die Werte der kleinen induk tiven Ströme im Zeitpunkt eines eventuellen Instabilwerdens sind bei hochentwickelten Lesitungsschaltern, wie SF6- und Vakuumschaltern, klein und dementsprechend sind auch die da von ausgehenden Schaltspannungen relativ klein.
b) Hochentwickelte Leistungsschalter und auch Schütze sind in der Lage, kleine induktive Ströme bereits in einem Nulldurch gang unmittelbar nach der Kontakttrennung zu unterbrechen. Da bei kann jedoch die Spannungsfestigkeit zwischen den gerade öffnenden Kontakten noch nicht ausreichen, um gegen höhere Werte der transienten Differenzspannung zwischen Netz- und Lastseite zu isolieren. Es kann daher die Schaltstrecke elektrisch durchschlagen werden. Im anschließenden Aus gleichsvorgang wird das Potential der Lastseite auf das Po tential der speisenden Seite zurückgeführt. Wenn der dabei fließende Ausgleichsstrom bereits nach einer Halbschwingung unterbrochen wird, was bei einer hohen Unterbrecherwirkung des beteiligten Schalters zutreffen kann, bleibt auf der Last seite der um einen Überschwingfaktor erhöhte Scheitelwert der Leiter-Erdspannung der speisenden Seite zurück. Von dieser Spannungshöhe schwingt die Spannung an den Klemmen der abge schalteten Induktivität erneut aus. Die Frequenz solcher Aus gleichsvorgänge liegt im Kiloherzbereich. Nach so kurzer Zeit kann die Strecke zwischen den öffnenden Kontakten immer nöch nicht ausreichen, um der schnell ansteigenden Differenz spannung standzuhalten; ein erneuter Spannungsdurchschlag ist dann die Folge. Die erneute elektrische Rückführung der Last seite auf die Speiseseite ist mit dem prinzipiell gleichen Aus gleichsvorgang verbunden wie die erste, doch erreicht nun die transiente Spannung an den Klemmen der abgeschalteten Indukti vität wegen der erhöhten Ausgangsspannung auch einen erhöhten Wert. Diese transienten Stromunterbrechungen und Schaltstrek kenzündungen können sich bis zu einer definitiven Trennung der induktiven Last vom Netz durch eine schließlich ausreichende Spannungsfestigkeit der Schaltstrecke in größerer Zahl wieder holen: "multiple Rückzündungen". Dabei können Spannungswerte erreicht werden, deren Höhe die Isolation der induktiven Last - Drosselspulen, Motoren - bereits gefährdet.
c) Sehr schnelle, durch multiple Rückzündungen beim Unterbrechen eines kleinen induktiven Stromes durch einen Schalterpol ver ursachte Spannungsänderungen können bei gegebener elektromag netischer Kopplung in den Stromleitern der Nachbarphasen re lativ große transiente Ströme hervorrufen. In den gleichfalls ausschaltenden Schalterpolen dieser Phasen möge auch schon ein Schaltlichtbogen entstanden sein, doch ist dieser Bogen vom natürlichen Lichtbogenstrom-Nulldurchgang noch entfernt. Nun können sich die transienten Kopplungsströme dem noch sta tionären Lichtbogenstrom in den beiden den Strom zuletzt un terbrechenden Schalterpolen derart überlagern, daß der resul tierende Strom einen Nulldurchgang aufweist, in dem er unter brochen wird. Dieses virtuelle Stromabreißen kann auch im Scheitelwert des stationären induktiven Stromes erfolgen. Dementsprechend kann die dadurch verursachte Schaltspannung sehr hohe Werte erreichen.

Es ist bekannt, hohe Schaltspannungen zu begrenzen, z. B. aus: "Überspannungsbegrenzer 3 EF1 zum Schutz von Motoren in Mittel spannungskabelnetzen der Industrie", "Siemens Zeitschrift" 51 (1977), Seiten 280 - 293; "Einsatz von Metalloxidableitern in Mittel- und Hochspannungsnetzen", "Elektrizitätswirtschaft" 86 (1987), Heft 13. Zu diesem Zweck verwendet man ohmsche Wi derstände aus einem Material mit stark nichtlinearer Strom- Spannungskennlinie, hauptsächlich auf Metalloxidbasis. Diese Widerstände pflegen zwischen der Stromzuleitung zum induktiven Lastwiderstand und Erdpotential in Sternschaltung angeordnet zu sein. Um bei längere Zeit andauernden Erdschlüssen in Netzen mit isoliertem Sternpunkt eine thermische Überlastung des Widerstandsmaterials durch einen erhöhten Dauerstrom zu ver meiden, sind in Reihe mit den spannungsabhängigen Widerständen Löschfunkenstrecken angeordnet. Diese Funkenstrecken haben ei ne entsprechend hohe Ansprechspannung, und es ist auch bekannt, daß die Ansprechspannung von Steilheit und Polarität der Schalt spannung in einem erheblichen Ausmaß abhängt. Der Widerstand der Schaltspannungsbegrenzer kann erst nach dem Ansprechen der Löschfunkenstrecken dämpfend einwirken; bis dahin ist die Iso lation der abzuschaltenden induktiven Last der Beanspruchung durch die ungedämpften Schaltspannungen ausgesetzt.

Es ist auch bekannt, das virtuelle Abreißen eines kleinen induktiven Stromes in den zuletzt unterbrechenden Schalterpo len zu verhindern und damit die Ursache sehr hoher Schalt spannungen zu eliminieren: DE 28 54 092 C2.

Dies geschieht wie folgt: Bei einer dreipoligen Stromunter brechung öffnet zunächst nur ein Schalterpol. Falls dieser Schalterpol durch multiple Rückzündungen in den Stromleitern der beiden noch geschlossenen Schalterpole transiente Ströme erzeugte, können sich diese zwar den stationären Leiterströmen überlagern und gegebenenfalls einen künstlichen Nulldurchgang des resultierenden Stromes bewirken, doch der Strom fließt weiter. Erst nachdem die transienten Ströme auf ausreichend kleine Werte abgeklungen sind, öffnen die beiden anderen Schal terpole und unterbrechen den Strom.

Bei dieser Maßnahme handelt es sich prinzipiell um dasselbe Schaltverfah ren, das bereits vorgeschlagen worden ist für ein unproblema- tisches Abschalten unbelasteter Drehstromleitungen in einem Netz mit niedrigohmig geerdetem Sternpunkt, und in dem ein Lei ter einen Erdschluß aufweist: DE-PS 11 73 172. Dort öffnet bei einer dreipoligen Stromunterbrechung der Schalterpol des erd schlußbehafteten Stromleiters zuerst. Die Schalterpole in den fehlerfreien Stromleitern schalten zeitlich verzögert aus. Die Verzögerung der Stromunterbrechung in diesen Schalterpolen ist so groß gewählt, daß bis dahin die transienten Spannungsschwin gungen des Nullsystems, die bei gleichzeitiger Stromunterbre chung in allen Schalterpolen die Spannungsbeanspruchung der Schaltstrecken der Schalterpole der erdschlußfreien Leiter stark erhöhten, bereits auf ausreichend kleine Werte abgeklungen sind.

In den vorstehend beschriebenen Schaltfällen haben die sich störend auswirkenden Größen Strom bzw. Spannung drei wesent liche Merkmale gemeinsam: beide Störgrößen werden a) durch das Ausschalten eines bestimmten Schalterpols hervorgerufen, wirken sich b) auf die nachfolgend den Strom unterbrechenden Schalterpole aus und sind c) transienter Natur.

Daher muß es möglich sein, die Auswirkung dieser Störgrößen durch dieselbe, vorstehend anhand von zwei Ausführungsbeispie len erläuterte Maßnahme zu verhindern.

Im aktuellen Schaltfall verbleiben jedoch die durch multiple Rückzündungen des zuerst ausschaltenden Schalterpols erzeug ten, möglicherweise hohe Werte erreichenden Schaltspannungen als noch nicht zufriedenstellend gelöstes Problem.

Aufgabe der Erfindung

Zur wirkungsvolleren Begrenzung von Schaltspannungen beim Unterbrechen kleiner induktiver Ströme sollen die Schaltspan nungsbegrenzer aus einem Material mit spannungsabhangigem elektrischem Widerstand an der Verbindungsleitung zwischen dem Anlagenschalter und der abzuschaltenden induktiven Last einerseits Schaltspannungen schon von Anfang an, d. h. ohne Verzögerung durch eine in Reihe geschaltete Funkenstrecke, auf niedrige Spannungswerte begrenzen und somit auch - eventuell durch virtuelles Stromabreißen entstehende hohe Schaltspannungen bereits von der Ursache her verhindern; andererseits sollen die Schaltspannungsbegrenzer während des stationären Betriebs der induktiven Last in Netzen mit isoliertem Sternpunkt bei einem möglichen Erdschluß vor Überbeanspruchung durch die dann erhöhte Spannung bewahrt sein.

Lösung der Aufgabe und damit verbundene Vorteile

Die vorstehend gestellte Aufgabe wird bei dem vorausgesetzten Schaltspannungsbegrenzer durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 und des nebengeordneten Patentanspruchs 18 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Das Wesentliche der Aufgabenlösung besteht darin, daß die Schaltspannungsbegrenzer durch eine gesteuerte Schalteinrich tung einerseits im Zeitbereich des möglicherweise mit hohen Schaltspannungen verbundenen Schaltens der induktiven Last sofort wirksam sind und andererseits während des stationären Betriebs der induktiven Last vor Überlastung durch eine möglicherweise längere Zeit andauernde Spannungserhöhung im Netz bewahrt bleiben.

Dank diesem Verfahren lassen sich die Schaltspannungsbegren zer (spannungsabhängige Widerstände) so bemessen, daß sie ei ne von Funkenstreckeneinflüssen freie, niedrige Begrenzerspan nung (Restspannung) aufweisen - z. B. entsprechend einem Schalt spannungsfaktor von etwa 2 bei nur 3 Rückzündungen - und für eine bestimmte Zeitdauer - z. B. während der Anlaufdauer von Motoren - die maximale Betriebsspannung des Netzes aushalten. Die Begrenzung der Schaltspannungen auf niedrige Werte ver kleinert somit auch die Anzahl der Rückzündungen im Verlauf einer Lastabschaltung.

Schaltspannungen, deren Höhe und Dauer während einer Abschal tung erheblich reduziert werden, ermöglichen Einsparungen bei der Isolierung der induktiven Last. Demnach können gesteuert zu- und abschaltbare Schaltspannungsbegrenzer zur Wirtschaft lichkeit einer Lastkonstruktion, z. B. eines Hochspannungsmo tors, erheblich beitragen. Die Verwendung gesteuert zu- und abschaltbarer Schaltspannungsbegrenzer zum Schutz einer in duktiven Last vor hohen Schaltspannungen stellt auch eine ko stengünstigere Alternative zu einer R-C-Beschaltung dar, die außerdem noch den Nachteil hätte, dauernd an Spannung zu lie gen und so ein gewisses betriebliches Risiko zu bedeuten. Schließlich ist die Konstruktion von Schaltspannungsbegrenzern ohne Löschfunkenstrecken erheblich einfacher, mit kleineren Abmessungen verbunden und somit insgesamt auch wirtschaftli cher als die Konstruktion von Schaltspannungsbegrenzern mit Löschfunkenstrecke. Zum Freischalten der bisher verwendeten, im Betrieb dauernd mit Erdpotential verbundenen Schaltspan nungsbegrenzer mit Löschfunkenstrecken werden in der Schalt anlage ohnehin schon Trennschalter verwendet; es ist also nur mehr notwendig, diese Schalter in der dargelegten Weise zu steuern; dieser zusätzliche Aufwand ist aber gering im Ver hältnis zu dem insgesamt erzielbaren Nutzen.

Ausführungsbeispiele

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Schaltpläne von Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 Anordnung eines gesteuerten Schalters in jedem Verbin dungsleiter der Schaltspannungsbegrenzer mit Erdpotential.

Fig. 2 Anordnung eines gesteuerten Schalters in dem gemeinsa men Verbindungsleiter der Schaltspannungsbegrenzer mit Erdpotential.

Fig. 3 Anordnung eines gesteuerten Schalters mit parallelge schalteten Funkenstrecken in jedem Verbindungsleiter der Schaltspannungsbegrenzer mit Erdpotential.

Fig. 4 Anordnung eines gesteuerten Schalters in jedem Verbin dungsleiter der Schaltspannungsbegrenzer mit Erdpoten tial zum Schutz einer Motorwicklung.

Fig. 5 Anordnung eines gesteuerten Schalters in jedem Verbin dungsleiter der Schaltspannungsbegrenzer mit dem Sternpunkt einer Motorwicklung.

In einem Mittelspannungsnetz wird von der Netzsammelschiene 1 eine dreiphasige induktive Last 5, z. B. eine Kompensations drosselspule, über die Verbindungsleitung 4 gespeist; am An fang dieser Zuleitung ist ein Anlagenschalter 2 eingebaut, Fig. 1. Zum Schutz gegen zu hohe Schaltspannungen beim Schalten der Last durch den Anlagenschalter sind an jedem Leiter der Zulei tung parallel zur Last 5 je ein Schaltspannungsbegrenzer 6 an geschlossen und durch einen Schalter 7 gesteuert zu- und ab schaltbar mit Erdpotential 9 verbunden. Ein zum Freischalten der Schaltspannungsbegrenzer 6 zwischen diesen und der Verbin dungsleitung 4 dienender Trennschalter ist der Übersichtlich keit halber nicht eingezeichnet. Grundsätzlich könnte auch die ser Schalter für das gesteuerte Zu- und Abschalten der Schaltspannungsbegrenzer verwendet werden. Wenn der Anlagen schalter 2 die induktive Last 5 abschalten soll, muß vorher der Schalter 7 eingeschaltet haben. Erst dann gibt das Steuer gerät 10 den Ausschaltbefehl an den Antrieb 3 des Anlagenschal ters 2 durch. Nach vollzogenem Abschalten der Last bleibt der Schalter 7 eingeschaltet bis zum nächsten Einschalten des An lagenschalters. Nachdem der Anlagenschalter eingeschaltet hat, wird der sich im eingeschalteten Zustand befindliche Schalter 7 ausge schaltet, so daß die Spannungsbegrenzer 6 während des Dauerbe triebs der induktiven Last von Erdpotential getrennt sind und somit durch die Netzspannung nicht beansprucht werden. Weil bekanntlich auch beim Einschalten einer induktiven Last zu be grenzende Schaltspannungen auftreten können, erhält also der Antrieb 8 des Schalters 7 den Ausschaltbefehl derart verzögert, daß sich dessen Kontakte erst öffnen, nachdem die Kontakte des Anlagen schalters geschlossen haben.

Anstatt in jedem Stromleiter der Verbindung der Schaltspannungs begrenzer 6 mit Erdpotential 9 je einen gesteuerten Schalterpol 7 anzuordnen, kann es genügen, nur einen gesteuerten Schalter pol 7 in der gemeinsamen Verbindungsleitung der erdseitig zu einem Sternpunkt zusammengeschlossenen Klemmen der Schaltspan nungsbegrenzer vorzusehen, Fig. 2. Der Einsparung an Schalter polen steht gegenüber, daß die Schaltspannungsbegrenzer bei aus geschaltetem Schalter 7 weiterhin an der Leiter-Erdspannung des Netzes liegen, wobei jedoch eine spannungsmäßige Überbeanspru chung bei Erdschluß nicht eintritt.

Der Sternpunkt der Schaltspannungsbegrenzer läßt sich auch mit dem Laststernpunkt verbinden, falls dieser herausgeführt ist, so daß der Wicklung jeder Phase ein Schaltspannungsbegrenzer paral lel geschaltet ist, was Schaltspannungen besonders wirksam be grenzt; in Fig. 2 ist die Verbindung der Sternpunkte gestrichelt eingezeichnet. Allerdings bedeutet diese Maßnahme auch eine Überbrückung der Lastwicklung in der vom Erdschluß be troffenen Phase; daher ist vorher zu prüfen, ob ein damit ver bundener zeitweiliger Leistungsverlust noch erträglich ist.

In den Anordnungen nach Fig. 1 und Fig. 2 haben die Schaltspan nungsbegrenzer allein die Aufgabe, bei gesteuert eingeschal tetem Schalter 7 die induktive Last vor zu hohen Schaltspan nungen zu schützen. Dieser Schutz läßt sich gegebenenfalls aus dehnen auf den Schutz der induktiven Last während des Dauerbe triebs gegen Überspannungen, die aus dem Netz kommen oder atmo sphärischen Ursprung haben. Zu diesem Zweck werden zu den Schalt spannungsbegrenzern 6 Löschfunkenstrecken 11 in Reihe ge schaltet, wobei diese durch die Schalter 7 überbrückt werden kön nen, falls es der besonderen Schutzwirkung der Schaltspannungs begrenzer durch deren zeitweilige Verbindung mit Erdpotential 9 bedarf, Fig. 3.

Im Fall einer Last mit nur zeitweilig überwiegend induktivem Charakter entsprechend einem anlaufenden oder festgebremsten Induktionsmotor, läßt sich der Begrenzerschalter 7 in Abhängig keit von Größen steuern, die für den Betriebszustand des Motors kennzeichnend sind, wie etwa Motordrehzahl oder Motorstrom. Damit schaltet sich der Motor selbsttätig die Schaltspannungs begrenzer im Bedarfsfall zu und bei Nichtbedarf ab. Z. B. ist die Motordrehzahl von einem Drehzahlgeber 13 erhältlich und wird dem Steuergerät 15 zugeführt. Unterschreitet der Motor eine be stimmte Drehzahl - was bedeutet, daß er einen Strom aufnimmt, dessen Unterbrechung Schaltspannungen beträchtlicher Höhe er zeugen kann - gibt das Steuergerät 15 dem Antrieb 8 des Schal ters 7 einen Einschaltbefehl. Und verläßt der Motor den schalt technisch kritischen Drehzahlbereich, d. h. fällt der Motorstrom auf eine schalttechnisch unproblematische Größe ab, erhält der Antrieb 8 vom Steuergerät 15 einen Ausschaltbefehl, Fig. 4. Für den Fall, daß der Motorstrom die den Schalter 7 steuernde Größe darstellt, wird diese einem Stromwandler 12 entnommen und einem Steuergerät 14 zugeführt, das dem Schalterantrieb 8 Akti onsbefehle erteilt analog zu der vorstehend dargelegten dreh zahlabhängigen Schaltersteuerung, Fig. 4.

Gemäß einer Steuerungsvariante bleibt der Schalter 7 für den Fall , daß sich der Motor im kritischen Drehzahlbereich be findet, nach dem programmierten Einschalten - für eine be stimmte Zeitdauer - z. B. gleich wie, oder größer/kleiner als die Anlaufdauer des Motors - eingeschaltet und schaltet an schließend wieder aus.

Liegt dann die Motordrehzahl immer noch im kritischen Bereich - dazu gehört auch der Drehzahlwert Null entsprechend einem zeitweilig festgebremsten Motor - wiederholt sich das vorhin beschriebene Schaltspiel, weil der Einschaltbefehl des Steu ergerates an den Antrieb 8 weiter ansteht.

Damit das Steuergerät nicht auch noch bei stillstehendem und abgeschaltetem Motor unnötigerweise Einschaltbefehle gibt, kann die Durchleitung eines Einschaltbefehls an die gleich zeitige Existenz eines Motorstromes gebunden sein. Dieses Steuerungsdetail läßt sich auch derart ausführen, daß bei abgeschaltetem Motor das Ausschalten des einmal eingeschal teten Schalters 7 unterbleibt und weitere Einschaltbefehle sich erübrigen.

Oberhalb des schalttechnisch möglicherweise kritischen Bereichs der Motordrehzahl in Vertretung des Motorstroms gibt das Steuergerät keine Einschaltbefehle an den Schalterantrieb, so daß der Schalter 7 geöffnet bleibt.

Eine andere einfache Steuerung des Schalters 7 funktioniert wie folgt:

Bei stillstehendem, nicht eingeschaltetem Motor soll der Schalter 7, Fig. 4, bereits eingeschaltet sein, was z. B. das Steuergerät 10 des Anlagenschalters 2 bewirken kann, wenn dieser den Motor ausschaltet. Sobald der Motor durch den Anlagenschalter 2 an Spannung gelegt wird, erhält der Antrieb 8 des Schalters 7 einen Ausschaltbefehl durch das Steuergerät 10, woraufhin der Schalter 7 mit einer zeitlichen Verzögerung aus schaltet; der Ausschaltbefehl kann auch durch das Steuergerät 14, d. h. stromabhängig erfolgen. Die Ausschaltverzögerung, z. B. für die Dauer des Motoranlaufs, kann durch die Eigenzeit des An triebs 8 des Schalters 7 hergestellt werden. Das zeitlich verzö gerte Ausschalten des Schalters 7 läßt sich auch durch ein ent sprechend eingestelltes, nicht eingezeichnetes Zeitrelais bewerk stelligen; es wird von einem der Steuergeräte 10 oder 14 in Gang gesetzt.

Eine besonders niedrige Restspannung der Schaltspannungbegren zer wird erreicht, wenn der gesteuerte Schalter 7 in der Verbin dungsleitung der Begrenzer mit dem Laststernpunkt 16 - z. B. der Phasenwicklungen eines Hochspannungs-Drehstrommotors - angeord net wird, Fig. 5. Bei nicht eingeschaltetem Motor ist der Schalter 7 z. B. in bereits mitgeteilter Weise eingeschaltet. Sobald der Motor durch den Anlagenschalter 2 eingeschaltet wird, erhält der Antrieb 8 des Schalters 7 einen Ausschaltbefehl durch das Steuer gerät 10. Zwischen dem Steuergerät 10 und dem Antrieb 8 ist ein Zeitrelais 17 angeordnet, das den Ausschaltbefehl mit einer zeit lichen Verzögerung - z. B. gleich einer Motoranlaufdauer von etwa 90 s - weitergibt. Die Schaltspannungsbegrenzer liegen somit nur für eine sehr kurze Zeit an der Netzspannung. Während dieser Zeit spanne sind die Schaltspannungsbegrenzer kalkuliert überlastet, in dem ihre Dauerspannung niedriger gewählt worden ist als die maximale Leiter-Erdspannung des Netzes. Dadurch ist auch die Restspannung der Schaltspannungsbegrenzer reduziert, was die Schaltspannungen auf einem besonders niedrigen Niveau hält, ent sprechend einem Schaltspannungsfaktor von z. B. 1,8.

An Stelle der vorstehend beschriebenen, gesteuerten Schalter 7 zum Schließen oder Öffnen eines die Schaltspannungsbegrenzer 6 enthaltenden Stromkreises lassen sich auch gesteuerte Thyri storen einsetzen. Im nicht dargestellten Anwendungsfall sind in den Verbindungsleitern bzw. in dem Verbindungsleiter der Schaltspannungsbegrenzer jeweils zwei Thyristoren in Anti parallelschaltung angeordnet. Den Übergang vom gesperrten in den leitenden Zustand bewirken Steuerimpulse, die von betrieb lichen Kenngrößen, wie z. B. Stromaufnahme, der zu schaltenden induktiven Last abgeleitet werden.

Als gesteuerte Schalteinrichtung zur Herstellung der zeitwei ligen Verbindung der Schaltspannungsbegrenzer 6 mit der Strom zuleitung 4 und mit Erdpotential 9 oder mit dem Sternpunkt 16 des induktiven Lastwiderstandes kann auch eine gesteuert ge triggerte Schaltfunkenstrecke in den einzelnen Verbindungslei tern dienen, was auch nicht dargestellt ist.

Claims

1. Verfahren zur Schaltspannungsbegrenzung mit

a) auf der Lastseite eines in eine Stromzuleitung (4) von einer Netzsammelschiene (1) zu einem mindestens zeitweilig überwiegend induktiven Lastwiderstand (5), (M) eingebauten Anlagenschalter (2) angeordneten Schaltspannungsbegrenzern (6) aus einem Widerstandsmaterial mit nichtlinearer Strom- Spannung -Kennlinie;

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

b) eine elektrisch leitende Verbindung der Schaltspannungsbe grenzer (6) mit der Stromzuleitung (4) und mit Erdpotential (9) ist als eine zeitweilige, gesteuerte Verbindung vorge sehen und erfolgt durch ein gesteuerte Schalteinrichtung zu mindest im Zeitbereich einer Abschaltung des induktiven Last widerstandes (5), (M) von der Netzsammelschiene (1) durch den Anlagenschalter (2).

2. Schaltspannungsbegrenzung nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
als gesteuerte Schalteinrichtung für die Herstellung der zeitweiligen Verbindung der Schaltspannungsbegrenzer (6) mit der Stromzuleitung (4) und mit Erdpotential (9) dient je ein gesteuerter Schalter (7) in den Verbindungsleitern der Schaltspannungsbegrenzer.

3. Schaltspannungsbegrenzung nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
als gesteuerte Schalteinrichtung für die Herstellung der zeitweiligen Verbindung der Schaltspannungsbegrenzer (6) mit der Stromzuleitung (4) und mit Erdpotential (9) dient ein gesteuerter Schalter (7) in dem gemeinsamen Verbindungs leiter der Schaltspannungsbegrenzer mit Erdpotential.

4. Schaltspannungsbegrenzung nach Patentanspruch 2, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
in Reihe mit den Schaltspannungsbegrenzern (6) und parallel zu den in den Verbindungsleitern eingebauten Schaltern (7) ist jeweils eine Funkenstrecke (11) angeordnet.

5. Schaltspannungsbegrenzung nach Patentanspruch 3, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
in Reihe mit den Schaltspannungsbegrenzern (6) und parallel zu dem in dem gemeinsamen Verbindungsleiter mit Erdpotential (9) eingebauten Schalter (7) ist eine Funkenstrecke angeordnet.

6. Schaltspannungsbegrenzung nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
als gesteuerte Schalteinrichtung fur die Herstellung der zeitweiligen Verbindung der Schaltspannungsbegrenzer (6) mit der Stromzuleitung (4) und mit Erdpotential (9) dienen gesteuerte Thyristoren in den Verbindungsleitern der Schalt spannungsbegrenzer.

7. Schaltspannungsbegrenzung nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
als gesteuerte Schalteinrichtung für die Herstellung der zeitweiligen Verbindung der Schaltspannungsbegrenzer (6) mit der Stromzuführung (4) und mit Erdpotential (9) dienen gesteuerte Thyristoren in dem gemeinsamen Verbindungsleiter der Schaltspannungsbegrenzer mit Erdpotential.

8. Schaltspannungsbegrenzung nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
als gesteuerte Schalteinrichtung für die Herstellung der zeitweiligen Verbindung der Schaltspannungsbegrenzer (6) mit der Stromzuleitung (4) und mit Erdpotential (9) dient je eine gesteuert getriggerte Funkenstrecke in den Verbindungs leitern der Schaltspannungsbegrenzer.

9. Schaltspannungsbegrenzung nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
als gesteuerte Schalteinrichtung für die Herstellung der zeitweiligen Verbindung der Schaltspannungsbegrenzer (6) mit der Stromzuleitung (4) und mit Erdpotential (9) dient eine gesteuert getriggerte Funkenstrecke in dem gemeinsamen Verbindungsleiter der Schaltspannungsbegrenzer mit Erd potential.

10. Schaltspannungsbegrenzung nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
die Schalteinrichtung für die zeitweilige Verbindung der Schaltspannungsbegrenzer (6) mit der Stromzuleitung (4) und mit Erdpotential (9) ist derart gesteuert, daß spätestens im Zeitbereich einer Ausschaltung des Anlagenschalters (2) die Verbindung mit der Stromzuleitung und mit Erdpotential hergestellt wird, und daß frühestens im Zeitbereich einer Einschaltung des Anlagenschalters (2) die Verbindung der Schaltspannungsbegrenzer mit der Stromzuleitung und mit Erdpotential unterbrochen wird.

11. Schaltspannungsbegrenzung nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die induktive Last wird durch einen Motor (M) gebildet;
b) mindestens eine Schalteinrichtung (7) wird in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors derart gesteuert, daß im Zeit bereich einer Unterschreitung einer bestimmten Motordrehzahl und einer dabei möglichen Abschaltung des Motors durch den Anlagenschalter (2) die Betätigung (8) der Schalteinrichtung (7) einen Einschaltbefehl erhält, woraufhin die Schaltein richtung (7) einschaltet, und daß im Zeitbereich einer Über schreitung einer bestimmten Motordrehzahl die Betätigung (8) der Schalteinrichtung (7) einen Ausschaltbefehl erhält, wo raufhin die Schalteinrichtung (7) ausschaltet.

12. Schaltspannungsbegrenzung nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die induktive Last wird durch einen Motor (M) gebildet;
b) mindestens eine Schalteinrichtung (7) wird in Abhängigkeit vom Motorstrom derart gesteuert, daß im Zeitbereich einer Überschreitung eines bestimmten Motorstroms und einer dabei möglichen Abschaltung des Motors durch den Anlagenschalter (2) die Betätigung (8) der Schalteinrichtung (7) einen Ein schaltbefehl erhält, woraufhin die Schalteinrichtung (7) ein schaltet, und daß im Zeitbereich einer Unterschreitung eines bestimmten Motorstroms die Betätigung (8) der Schalteinrich tung (7) einen Ausschaltbefehl erhält, woraufhin die Schalt einrichtung (7) ausschaltet.

13. Schaltspannungsbegrenzung nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die induktive Last wird durch einen Motor (m) gebildet;
b) mindest eine Schalteinrichtung (7) wird derart gesteuert, daß im Zeitbereich einer Unterschreitung einer bestimmten Motordrehzahl und einer dabei möglichen Abschaltung des Mo tors durch den Anlagenschalter (2) die Betätigung (8) der Schalteinrichtung (7) von einem drehzahlabhängigen Steuer gerät (15) einen Einschaltbefehl erhält, woraufhin die Schalt einrichtung (7) einschaltet, und daß die Betätigung (8) die eingeschaltete Schalteinrichtung (7) nach Ablauf einer be stimmten Zeit selbsttätig ausschaltet.

14. Schaltspannungsbegrenzung nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die induktive Last wird durch einen Motor (M) gebildet;
b) mindestens eine Schalteinrichtung (7) wird derart gesteuert, daß im Zeitbereich einer Überschreitung eines bestimmten Motorstroms und einer dabei möglichen Abschaltung des Motors durch den Anlagenschalter (2) die Betätigung der Schaltein richtung (7) von einem stromabhängigen Steuergerät (14) einen Einschalt befehl erhält, woraufhin die Schalteinrichtung (7) einschal tet, und daß die Betätigung (8) die eingeschaltete Schalt einrichtung (7) nach Ablauf einer bestimmten Zeit selbst tätig ausschaltet.

15. Schaltspannungsbegrenzung nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die induktive Last wird durch einen Motor (M) gebildet;
b) mindestens eine Schalteinrichtung (7) wird derart gesteuert, daß diese Schalteinrichtung (7) spätestens im Zeitbereich der Zuschaltung des Motors durch den Anlagenschalter (2) sich im eingeschalteten Zustand befindet und anschließend zeitlich verzögert ausschaltet, wobei die Dauer der Verzö gerung wenigstens teilweise den Zeitbereich des Motoranlauf stroms und einer dabei möglichen Motorabschaltung durch den Anlagenschalter (2) umfaßt.

16. Schaltspannungsbegrenzung nach Patentanspruch 15, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
die zeitliche Verzögerung des Ausschaltens der Schaltein richtung (7) wird durch eine entsprechend bemessene Eigen zeit der Betätigung (8) erreicht, wobei die Betätigung (8) der Schalteinrichtung (7) den Ausschaltbefehl durch ein Steu ergerät erhält, das auf eine für die Inbetriebssetzung des Motors charakteristische Größe reagiert.

17. Schaltspannungsbegrenzung nach Patentanspruch 15, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
für die zeitliche Verzögerung des Ausschaltens der Schalt einrichtung (7) ist ein entsprechend eingestelltes Zeit relais vorgesehen, das durch eine für die Inbetriebsetzung des Motors charakteristische Größe in Gang gesetzt wird und bewirkt, daß die Betätigung (8) der Schalteinrichtung (7) den Ausschaltbefehl eines Steuergerätes mit einer zeitlichen Verzögerung erhält.

18. Schaltspannungsbegrenzung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
eine elektrisch leitende Verbindung der Schaltspannungs begrenzer (6) mit der Stromzuleitung (4) und mit dem Stern punkt (16) des induktiven Lastwiderstandes (5), (M) ist als eine zeitweilige, gesteuerte Verbindung vorgesehen und er folgt durch eine gesteuerte Schalteinrichtung zumindest im Zeitbereich einer Abschaltung des induktiven Lastwiderstandes von der Netzsammelschiene (1) durch den Anlagenschalter (2).

19. Schaltspannungsbegrenzung nach Patentanspruch 18, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
als gesteuerte Schalteinrichtung für die Herstellung der zeitweiligen Verbindung der Schaltspannungsbegrenzer (6) mit der Stromzuführung (4) und mit dem Sternpunkt (16) des in duktiven Lastwiderstandes (5), (M) dient je ein gesteuerter Schalter (7) in den Verbindungsleitern der Schaltspannungs begrenzer.

20. Schaltspannungsbegrenzung nach Patentanspruch 18, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
als gesteuerte Schalteinrichtung für die Herstellung der zeitweiligen Verbindung der Schaltspannungsbegrenzer (6) mit der Stromzuführung (4) und mit dem Sternpunkt (16) des induktiven Lastwiderstandes (5), (M) dient ein gesteuerter Schalter (7) in dem gemeinsamen Verbindungsleiter der Schalt spannungsbegrenzer mit dem Sternpunkt.

21. Schaltspannungsbegrenzung nach Patentanspruch 18, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
als gesteuerte Schalteinrichtung für die Herstellung der zeitweiligen Verbindung der Schaltspannungsbegrenzer (6) mit der Stromzuleitung (4) und mit dem Sternpunkt (16) des induktiven Lastwiderstandes (5), (M) dienen gesteuerte Thyri storen in den Verbindungsleitern der Schaltspannnungsbegrenzer.

22. Schaltspannungsbegrenzung nach Patentanspruch 18, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
als gesteuerte Schalteinrichtung für die Herstellung der zeitweiligen Verbindung der Schaltspannungsbegrenzer (6) mit der Stromzuleitung (4) und mit dem Sternpunkt (16) des induktiven Lastwiderstandes (5), (M) dienen gesteuerte Thy ristoren in dem gemeinsamen Verbindungsleiter der Schalt spannungsbegrenzer mit dem Sternpunkt (16).

23. Schaltspannungsbegrenzung nach Patentanspruch 18, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
als gesteuerte Schalteinrichtung für die Herstellung der zeitweiligen Verbindung der Schaltspannungsbegrenzer (6) mit der Stromzuleitung (4) und mit dem Sternpunkt (16) des induktiven Lastwiderstandes (5), (M) dient je eine gesteuert getriggerte Funkenstrecke in den Verbindungsleitern der Schaltspannungsbegrenzer.

24. Schaltspannungsbegrenzung nach Patentanspruch 18, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
als gesteuerte Schalteinrichtung für die Herstellung der zeitweiligen Verbindung der Schaltspannungsbegrenzer (6) mit der Stromzuleitung (4) und mit dem Sternpunkt (16) des induktiven Lastwiderstandes (5), (M) dient eine gesteuert getriggerte Funkenstrecke in dem gemeinsamen Verbindungs leiter der Schaltspannungsbegrenzer mit dem Sternpunkt (16).

25. Schaltspannungsbegrenzung nach einem der Patentansprüche 16 bis 24, gekennzeichnet durch folgendes Merkmale:

a) die induktive Last wird durch einen Motor (M) gebildet;
b) mindestens eine Schalteinrichtung (7) befindet sich spätestens im Zeit bereich des abgeschalteten Motors (M) im eingeschalteten Zustand;
c) im Zeitbereich einer Zuschaltung des Motors an die Netzsammelschiene (1) durch den Anlagenschalter (2) erhält die Betätigung (8) mindestens einer Schalteinrichtung einen Ausschaltbefehl, woraufhin die Schalteinrichtung mit einer zeitlichen Verzögerung ausschaltet.