1. Bereich der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lastschalter
mit einem parallel geschalteten Widerstand und insbesondere
einen Lastschalter mit einem parallel geschalteten
Widerstand, der einen Widerstand zum Schließen eines Stromkreises
und einen Widerstand zum Öffnen eines Stromkreises umfaßt,
die einen Schaltstromstoß bzw. eine Einschwingspannung
während des Schaltens verringern.
2. Beschreibung des verwandten Standes der Technik
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Lastschalter mit einem parallel geschalteten Widerstand,
wie zum Beispiel ein Gaslastschalter mit einem Stromkreis-
Schließwiderstand, bei dem der einen Schaltstromstoß
unterdrückende Stromkreis-Schließwiderstand mit einem
Hauptstromkreis-Unterbrecherabschnitt parallel geschaltet ist, und ein
Luftlastschalter mit einem
Stromkreis-Unterbrechungswiderstand, bei dem der Stromkreis-Schließwiderstand zum
Verringern der Anstiegssteilheit der Einschwingspannung während der
Stromunterbrechung mit einem
Hauptstromkreis-Unterbrecherabschnitt parallel geschaltet ist, sind allgemein bekannt,
wohingegen Lastschalter, die sowohl den
Stromkreis-Schließwiderstand als auch den Stromkreis-Unterbrechungswiderstand
aufweisen, vergleichsweise selten sind.
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Bei einem Leistungsübertragungssystem mit einer sehr
hohen Betriebsspannung, wie zum Beispiel einem
Ultrahochspannungs-Leistungsübertragungssystem mit einem Pegel von 1100
kV, muß jedoch der Pegel des Schaltstromstoßes zur
Verringerung der Baukosten des Systems auf einen niedrigen Pegel
gedrückt werden, und für in einem derartigen
Leistungsübertragungssystem verwendete Gaslastschalter wird die Verwendung
sowohl des Stromkreis-Schließwiderstands als auch des
Stromkreis-Unterbrechungswiderstands als notwendig angesehen.
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Als ein Beispiel dieser Lastschaltertypen ist eine
Struktur des Stromkreis-Unterbrecherabschnitts, wie in JP(U)-
A-57-185145(1982) offenbart, bekannt, deren Ersatzschaltung
in Fig. 2 dargestellt ist. Der Lastschalter ist aus einem
Hauptstromkreis-Unterbrecherabschnitt mit einem trennbaren
Hauptkontakt 1, einem elektrisch mit dem Hauptkontakt 1
parallel geschalteten Widerstandskreis-Schließabschnitt, einem
zu öffnenden und zu schließenden
Widerstandskreis-Schließkontakt 2 und einem Stromkreis-Schließwiderstand 4, sowie ferner
aus einem elektrisch mit dem Hauptkontakt 1 parallel
geschalteten Widerstandskreis-Unterbrecherabschnitt aufgebaut, der
einen trennbaren Widerstandskreis-Unterbrecherkontakt 3 und
einen Stromkreis-Unterbrechungswiderstand 5 umfaßt. Fig. 3
zeigt das Verhalten des Lastschalters beim Öffnungs- und
Schließvorgang, wobei die Merkmale der Kontakttrennvorgänge
S1, S2 und S3 für den Hauptkontakt 1, den Widerstandskreis-
Schließkontakt 2 und den Widerstandskreis-Unterbrecherkontakt
3 über die Zeit dargestellt sind. Beim
Stromkreis-Unterbrechungsvorgang "0" beginnt sich der
Widerstandskreis-Schließkontakt 2 zum Zeitpunkt t&sub1; vor dem Öffnen des Hauptkontakts 1
zum Zeitpunkt t&sub2; zu öffnen. Durch das Öffnen des
Hauptkontakts 1 zum Zeitpunkt t&sub2; wird der
Stromkreis-Unterbrechungsstrom auf den Stromkreis-Unterbrechungswiderstand 5
umgeschaltet. Mehrere Hundertstel Sekunden nach dem Öffnen des
Hauptkontakts 1 öffnet sich zum Zeitpunkt t&sub3; der
Widerstandskreis-Unterbrecherkontakt 3, so daß es im Widerstandskreis-
Unterbrecherabschnitt zur Stromunterbrechung kommt. Ferner
schließt sich beim Stromkreis-Schließvorgang "C" zum
Zeitpunkt t&sub4;, mehrere Hundertstel Sekunden vor dem Zeitpunkt t&sub5;,
zu dem sich der Hauptkontakt 1 schließt, der
Widerstandskreis-Schließkontakt 2, um einen über den
Stromkreis-Schließwiderstand 4 fließenden Vor-Entladestrom zu ermöglichen, und
der Widerstandkreis-Unterbrecherkontakt 3 schließt sich
gleichzeitig mit dem Hauptkontakt 1 zum Zeitpunkt t&sub5; oder,
mehrere Hundertstel Sekunden später, zum Zeitpunkt t&sub6;.
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Anders als der oben beschriebene Lastschalter, bei dem
der Hauptkreis-Unterbrecherabschnitt, der Widerstandskreis-
Schließabschnitt und der
Widerstandskreis-Unterbrecherabschnitt getrennt aufgebaut sind, offenbart JP-A-56-11816
(1981) einen Lastschalter, bei dem der Widerstandskreis-
Schließabschnitt so aufgebaut ist, daß er als
Widerstandskreis-Unterbrecherabschnitt dient, dessen Ersatzschaltung in
Fig. 4 dargestellt ist, wobei der Hauptkontakt 1 mit einer
Reihenschaltung eines Widerstandskontakts 6 und eines
Widerstands 7 elektrisch parallel geschaltet ist. Die
Öffnungsvorgangs- und Schließvorgangs-Kennlinien S1 und S6 der beiden
Kontakte 1 und 6 sind in Fig. 5 dargestellt. Genauer gesagt
öffnet sich beim Stromkreis-Unterbrechungsvorgang "0" nach
dem Öffnen des Hauptkontakts 1 zum Zeitpunkt t&sub2; der
Widerstandskontakt 6 zum Zeitpunkt t&sub3; einige Hundertstel Sekunden
nach t&sub2;, um den durch den Widerstand 7 fließenden Strom zu
unterbrechen. Ferner schließt sich beim
Stromkreis-Unterbrechungsvorgang "C" der Stromkreis-Schließkontakt 6 zum
Zeitpunkt t&sub4; ungefähr 10 ms vor dem Zeitpunkt t&sub5;, zu dem sich der
Hauptkontakt 1 schließt, um vorher den Widerstand 7 in den
Stromkreis einzuschalten. Folglich haben der Widerstand 7 und
der Widerstandskontakt 6 sowohl die Funktion des
Widerstandskreis-Schließabschnitts als auch die Funktion des
Widerstandskreis-Unterbrecherabschnitts.
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Die herkömmlichen Lastschalter mit einem parallel
geschalteten Widerstand sind wie oben beschrieben aufgebaut.
Daher treten bei dem in Fig. 2 dargestellten Lastschalter an
den Anschlüssen der beiden Widerstände 4 und 5 auf den Seiten
beider Kontakte 2 und 3 bestimmte Spannungen auf, wenn über
die beiden Widerstände 4 und 5 Ströme fließen, und die
Trennung der beiden an den Anschlüssen auftretenden Spannungen
muß derart aufrechterhalten werden, daß in deren Nähe Leiter
in vorbestimmten dielektrischen Abständen l1 und l2
angeordnet sein müssen. Bei einem Hochspannungs-Lastschalter
betragen diese dielektrischen Abstände l1 und l2 mehrere
Zentimeter bis mehrere Dezimeter, wodurch die Abmessungen des
Lastschalters größer werden. Ferner muß sich während des
Stromkreis-Unterbrechungsvorgangs "0", da die
Stromunterbrechungsfähigkeit des Widerstandskreis-Schließkontakts 2 niedrig ist,
der Widerstandskreis-Schließkontakt 2 vor dem Hauptkontakt 1
öffnen, und der zu unterbrechende Strom muß derart gesteuert
werden, daß er lediglich über den Hauptkontakt 1 und nicht
über den Widerstandskreis-Schließkontakt 2 fließt. Aus diesem
Grund müssen die dielektrischen Erholungsspannungswerte
zwischen den Elektroden des Widerstandskreis-Schließkontakts 2
während seines Öffnens immer die des Hauptkontakts 1
übersteigen. Andererseits muß während des
Stromkreis-Schließvorgangs "C" eine Vor-Entladung immer am
Widerstandskreis-Schließkontakt 2 bewirkt werden, um den Widerstand 4 in den
Stromkreis einzuschalten. Die Forderung nach einem
Widerstandskreis-Schließkontakt 2 mit einer derart ausgebildeten
Elektrodenstruktur, daß es während des
Stromkreis-Schließvorgangs "C" leicht zu einem Vor-Überschlag kommt, ist
unvereinbar mit der Forderung nach einem
Widerstandskreis-Schließkontakt 2 mit einer derart ausgebildeten Elektrodenstruktur, daß
das durch den Stromkreis-Unterbrechungsvorgang "0" bewirkte
elektrische Feld während dieses Vorgangs hinreichend
entspannt ist, um zwischen den Elektroden einen hohen
dielektrischen Erholungsspannungswert zu erzielen. Das gleiche Problem
entsteht hinsichtlich des in Fig. 4 dargestellten
Lastschalters. Genauer gesagt muß der Widerstandskontakt 6 den Strom
am Ende des Stromkreis-Unterbrechungsvorgangs "0"
unterbrechen. Daher muß die Elektrodenstruktur derart ausgebildet
sein, daß sie das elektrische Feld um sie herum hinreichend
entspannt, um einer zwischen den Elektroden auftretenden
hohen Erholungsspannung standzuhalten. Andererseits muß die
Elektrodenstruktur immer derart ausgebildet sein, daß sie
während des Stromkreis-Schließvorgangs "C" den Vor-Überschlag
einleitet und den Widerstand 7 in den Stromkreis einschaltet,
und der in Fig. 4 dargestellte Lastschalter muß ebenso die
beiden unvereinbaren Forderungen erfüllen.
Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
Lastschalter mit einem parallel geschalteten Widerstand zu
schaffen, der die oben beschriebenen unvereinbaren
Forderungen
bezüglich des Erhalts der Durchschlagsfestigkeit zwischen
den Elektroden und bezüglich des Vor-Überschlags mit einer
einfachen Anordnung erfüllt.
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Zur Lösung der obengenannten Aufgabe ist ein
Lastschalter mit einem parallel geschalteten Widerstand gemäß der
vorliegenden Erfindung, bei dem eine Reihenschaltung eines
Widerstands und eines Widerstandskreis-Schließkontakts mit
einem Hauptkontakt elektrisch parallel geschaltet ist, dadurch
gekennzeichnet, daß durch Parallelschalten eines
Widerstandskreis-Unterbrecherkontakts zu dem
Widerstandskreis-Schließkontakt ein Parallelkontaktkreis aufgebaut ist, wobei ein
Ende des Parallelkontaktkreises mit einem Ende des Widerstands
verbunden ist und das andere Ende des Parallelkontaktkreises
und das andere Ende des genannten Widerstands mit den
entsprechenden Enden des Hauptkontakts verbunden sind.
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Da der erfindungsgemäße Lastschalter mit einem parallel
geschalteten Widerstand wie oben beschrieben aufgebaut ist,
bleibt, selbst wenn sich der Widerstandskreis-Schließkontakt
vor dem Hauptkontakt und sich anschließend der Hauptkontakt
öffnet, der aus dem Widerstand und dem
Widerstandskreis-Unterbrecherkontakt bestehende Reihenkreis, der zu dem
Hauptkontakt elektrisch parallel geschaltet ist, geschlossen, und
zwischen den Elektroden des Widerstandskreis-Schließkontakts
liegt noch keine Spannung an, so daß es nicht erforderlich
ist, eine ein hinreichend entspanntes elektrisches Feld
bewirkende Elektrodenstruktur auszubilden, um zwischen den
Elektroden einen hohen dielektrischen Erholungsspannungswert,
wie bei herkömmlichen Lastschaltern mit einem parallel
geschalteten Widerstand gefordert, zu erzielen. Daher ist es
zufriedenstellend, wenn die Elektrodenstruktur des
Stromkreis-Schließkontakts derart ausgebildet ist, daß sie während
des Stromkreis-Unterbrechungsvorgangs zuverlässig einen Vor-
Überschlag bewirkt, so daß unvereinbare Forderungen, wie sie
bei herkömmlichen Lastschaltern gelten, nicht vorliegen und
sich die Struktur des Widerstandskreis-Schließkontakts
vereinfacht.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Fig. 1 ist ein schematischer Teuquerschnitt durch ein
Ausführungsbeispiel der Lastschalter mit einem parallel
geschalteten Widerstand gemäß der vorliegenden Erfindung;
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Fig. 2 zeigt eine Ersatzschaltung eines herkömmlichen
Lastschalters mit einem parallel geschalteten Widerstand;
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Fig. 3 zeigt in einem Diagramm das Betriebsverhalten der
jeweiligen Kontakte des in Fig. 2 dargestellten Lastschalters
mit einem parallel geschalteten Widerstand;
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Fig. 4 zeigt eine Ersatzschaltung eines weiteren
herkömmlichen Lastschalters mit einem parallel geschalteten
Widerstand;
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Fig. 5 zeigt in einem Diagramm das Betriebsverhalten der
jeweiligen Kontakte des in Fig. 4 dargestellten Lastschalters
mit einem parallel geschalteten Widerstand;
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Fig. 6 zeigt einen Querschnitt durch ein
Ausführungsbeispiel eines Hauptteils der Lastschalter mit einem parallel
geschalteten Widerstand gemäß der vorliegenden Erfindung;
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Fig. 7 zeigt eine Ersatzschaltung desjenigen
Ausführungsbeispiels der Lastschalter mit einem parallel
geschalteten Widerstand gemäß der vorliegenden Erfindung, das in Fig.
1 dargestellt ist;
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Fig. 8 zeigt einen schematischen Teilquerschnitt durch
ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Hauptteils der Last
schalter mit einem parallel geschalteten Widerstand gemäß der
vorliegenden Erfindung;
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Fig. 9 zeigt einen schematischen Teilquerschnitt durch
ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Hauptteils der
Lastschalter mit einem parallel geschalteten Widerstand gemäß der
vorliegenden Erfindung; und
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Fig. 10 zeigt eine Ersatzschaltung eines weiteren
Ausführungsbeispiels der Lastschalter mit einem parallel
geschalteten Widerstand gemäß der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Nachfolgend werden anhand der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Fig. 7 zeigt eine Ersatzschaltung eines
Ausführungsbeispiels der Lastschalter mit einem parallel geschalteten
Widerstand gemäß der vorliegenden Erfindung. Der
Widerstandskreis-Schließkontakt 2 und der Widerstandskreis-Unterbrecher
kontakt 3 sind elektrisch parallel geschaltet, so daß sie
einen Parallelkontaktkreis bilden. Eines der Enden des
Parallelkontaktkreises ist mit einem der Enden des Widerstands 7
elektrisch in Reihe geschaltet, und das andere Ende des
Parallelkreises sowie das andere Ende des Widerstands 7 sind mit
den jeweiligen Enden des Hauptkontakts 1 verbunden.
Dementsprechend dient der Widerstand 7 sowohl als Widerstand für
den Widerstandskreis-Schließabschnitt als auch als Widerstand
für den Widerstandskreis-Unterbrecherabschnitt. Andererseits
sind die getrennten Kontakte dafür jeweils als zugeordnete
Kontakte ausgelegt.
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Beim Stromkreis-Unterbrechungsvorgang öffnet sich zuerst
der Widerstandskreis-Schließkontakt 2 mit niedriger
Stromunterbrechungsfähigkeit und danach der Hauptkontakt 1. Nach dem
Öffnen des Hauptkontakts 1 fließt der zu unterbrechende Strom
durch die aus dem Widerstand 7 und dem
Widerstandskreis-Unterbrecherkontakt 3 gebildete Reihenschaltung.
Dementsprechend liegt bis zu diesem Zeitpunkt am Widerstandskreis-
Schließkontakt 2 keine hohe Erholungsspannung an, so daß die
herkömmliche Forderung bezüglich des Widerstandskreis-
Schließkontakts 2, daß der dielektrische
Erholungsspannungswert zwischen seinen Elektroden immer höher gehalten werden
muß als der zwischen den Elektroden des Hauptkontakts 1,
überflüssig ist, obwohl für den
Widerstandskreis-Schließkontakt 2 ein vorbestimmter dielektrischer
Erholungsspannungswert im Verhältnis zu dem des
Widerstandskreis-Unterbrecherkontakts 3, der sich viel später als der Widerstandskreis-
Schließkontakt 2 öffnet, gefordert ist. Zu diesem Zeitpunkt
ist der Widerstandskreis-Schließkontakt 2 ausreichend
geöffnet. Die Forderung nach dem dielektrischen
Erholungsspannungswert wird daher ohne Verwendung einer speziellen
Elektrodenstruktur leicht erfüllt. Beim Stromkreis-Schließvorgang
hingegen schließt sich zuerst der Stromkreis-Schließkontakt
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2. Da jedoch, wie oben erklärt, seine Elektrodenstruktur
nicht derart ausgebildet sein muß, daß sie das dabei bewirkte
elektrische Feld vollständig entspannt, kommt es am
Widerstandskreis-Schließkontakt 2 leicht zu einem Vor-Überschlag,
und der Widerstand 7 wird in den Stromkreis eingeschaltet, um
einen Schaltstromstoß zu unterdrücken. Obwohl es für den
Widerstandskreis-Schließkontakt 2 und den
Widerstandskreis-Unterbrecherkontakt 3 jeweils einen Kontakt gibt, wobei jeweils
ein Ende der beiden Kontakte 2 und 3 gemeinsam mit einem Ende
des Widerstands 7 verbunden ist, ist es selbst dann nicht
erforderlich, den in Fig. 2 dargestellten dielektrischen
Abstand l1 und l2 zu halten, wenn der Widerstand 7 als
Parallelschaltung mehrerer Widerstände ausgebildet ist, so daß
sich die Gesamtgröße des Lastschalters verringert.
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Fig. 1 zeigt ein entsprechend der oben erläuterten
Ersatzschaltung aufgebautes Hauptteil eines spezifischen
Lastschalters mit einem parallel geschalteten Widerstand.
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Der Hauptkontakt 1 besteht aus einer stationären
Elektrode 11 und einer bewegbaren Elektrode 12. Die stationäre
Elektrode 11 ist mit einem Anschluß 10 eines Hauptkreises,
die bewegbare Elektrode 12 über einen Stromabnehmer 13 mit
dem anderen Anschluß 14 des Hauptkreises verbunden. Ferner
ist die bewegbare Elektrode 12 mit einer Isolatordüse 22 und
einem Blaszylinder 23 verbunden, die wiederum über einen
nicht dargestellten Isolatorstab mit einer
Betätigungsvorrichtung 15 für den Hauptkreis-Unterbrecherabschnitt
verbunden sind. Der Blaszylinder 23 bildet zusammen mit einem
Kolben 24 eine Blaskammer 16, verdichtet bei der
Stromkreis-Unterbrechungsbetätigung der Betätigungsvorrichtung 15 für den
Hauptkreis-Unterbrecherabschnitt ein den Lichtbogen
auslöschendes Gas in der Blaskammer 16 und bläst das verdichtete
Gas, geführt durch die Isolatordüse 22, in Richtung des
zwischen den Elektroden 11 und 12 in Reaktion auf deren Öffnung
entstandenen Lichtbogens, um diesen auszulöschen. Wie aus
obiger Erläuterung hervorgeht, ist der
Hauptkreis-Unterbrecherabschnitt in Form eines sogenannten Lastschalters mit
Blaseffekt aufgebaut.
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Der Blaszylinder 23 ist elektrisch und mechanisch mit
einem leitenden Stützarm 25 verbunden. Am oberen Ende des
leitenden Stützarms 25 ist ein bewegbarer Widerstandskreis-
Schließkontakt 26 befestigt. Ferner ist ein dem bewegbaren
Widerstandskreis-Schließkontakt 26 zugewandter stationärer
Widerstandskreis-Schließkontakt des Folgetyps 27 vorgesehen,
und der Widerstandskreis-Schließkontakt 2 ist aus dem
bewegbaren Widerstandskreis-Schließkontakt 26 und dem stationären
Widerstandskreis-Schließkontakt des Folgetyps 27 aufgebaut.
Da der stationäre Widerstandskreis-Schließkontakt des
Folgetyps 27 durch eine Feder zur rechten Seite vorgespannt und
ferner mit einer Dämpfungseinrichtung versehen ist, die die
Rückwirkungskraft gegen die Feder allmählich freisetzt,
öffnet sich der Widerstandskreis-Schließkontakt 2 vor dem Öffnen
des Hauptkontakts 1 während der
Stromkreis-Unterbrechungsbetätigung durch die Betätigungseinrichtung 15 für den
Hauptkreis-Unterbrecherabschnitt, und anschließend ragt der
stationäre Widerstandskreis-Schließkontakt 27 durch die Wirkung
der Dämpfungseinrichtung und der Feder nach rechts. Dies hat
zur Folge, daß sich der Widerstandskreis-Schließkontakt 2
während des Stromkreis-Schließvorgangs, der durch die
Betätigungsvorrichtung 15 für den Hauptkreis-Unterbrecherabschnitt
durchgeführt wird, vor dem Schließen des Hauptkontakts 1
schließt. Der derart beschaffene stationäre Widerstandskreis-
Schließkontakt 27 des Folgetyps ist an einem gemeinsamen
leitenden Element 28 gehalten, und ein Ende des Widerstands 7
ist ebenfalls an dem gemeinsamen leitenden Element 28
gehalten und befestigt. Der Widerstand 7 ist ferner durch ein
nicht dargestelltes, geeignetes Isolatorelement gehalten, und
das andere Ende des Widerstands 7 ist mit dem Anschluß 10
elektrisch verbunden.
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Ferner ist das gemeinsame leitende Element 28 elektrisch
und mechanisch mit einem stationären
Widerstandskreis-Unterbrecherkontakt 29 des Widerstandskreis-Unterbrecherkontakts
3, der den Widerstandskreis-Unterbrecherabschnitt bildet,
verbunden, ein am anderen Anschluß 14 angeschlossener,
bewegbarer Widerstandskreis-Unterbrecherkontakt 30 ist derart
angeordnet,
daß er dem stationären
Widerstandskreis-Unterbrecherkontakt 29 zugewandt ist, und die beiden Kontakte bilden
den Widerstandskreis-Unterbrecherabschnitt in Form eines
sogenannten Lastschalters mit Blaseffekt. Der Öffnungs- und
Schließvorgang des Widerstandskreis-Unterbrecherabschnitts
wird durch eine Betätigungsvorrichtung 17 für den
Widerstandskreis-Unterbrecherabschnitt durchgeführt.
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Auf diese Weise ist der Widerstandskreis-Schließkontakt
2 zum Widerstandskreis-Unterbrecherkontakt 3 elektrisch
parallel geschaltet. Ein Ende des
Parallelwiderstands-Kontaktkreises ist mit dem Widerstand 7 verbunden, und das andere
Ende des Parallelwiderstands-Kontaktkreises und das andere
Ende des Widerstands 7 sind mit den jeweiligen Enden des
Hauptkontakts 1 verbunden.
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Für den Stromkreis-Unterbrechungsvorgang wird zuerst
durch eine externe Steuereinheit ein
Stromkreis-Unterbrechungsbefehl erzeugt, die Betätigungsvorrichtung 15 für den
Hauptkreis-Unterbrecherabschnitt wird in Gang gebracht, und
die bewegbare Elektrode 12 des Hauptkontakts 1 wird in der
Zeichnung nach rechts bewegt. Bewegt sich die bewegbare
Elektrode 12 um eine vorbestimmte Strecke, so öffnet sich zuerst
der Widerstandskreis-Schließkontakt 2, und darauffolgend
öffnet sich der Hauptkontakt 1, so daß zwischen den beiden
Elektroden 11 und 12 des Hauptkontakts 1 ein Lichtbogen
entsteht.Der Grund hierfür besteht in der Tatsache, daß die
Lichtbogenimpedanz verglichen mit der des parallel
geschalteten Widerstands 7 niedrig ist. Nach etwa einem zur Hälfte
durchgeführten Öffnungsvorgang steigt der Gasdruck in der
Blaskammer 16 an, und die Unterbrechungsfähigkeit zwischen
den Elektroden erhöht sich hinreichend, so daß der Lichtbogen
zwischen den Elektroden beim nächsten Stromnullpunkt erlischt
und der Strom unterbrochen wird. Die oben beschriebene
Stromunterbrechung geht mit einer Stromumschaltung auf einen
Stromkreis einher, der aus dem Widerstand 7 und dem
Widerstandskreis-Unterbrecherkontakt 3 besteht und zum
Hauptkontakt 1 parallel geschaltet ist. Nach Verstreichen einer
weiteren vorbestimmten Zeit beginnt die Betätigungseinrichtung
17 für den Widerstandskreis-Unterbrecherabschnitt, verzögert
durch eine elektrische oder mechanische
Verzögerungseinrichtung, sich in Gang zu setzen, wodurch der Widerstandskreis-
Unterbrecherkontakt 3 beginnt, sich zu öffnen, und sich
aufgrund des durch den Widerstand 7 begrenzten Widerstandsstroms
ein Lichtbogen zwischen den beiden Elektroden 29 und 30 des
Widerstandskreis-Unterbrecherkontakts 3 entzündet.
Schließlich wird der Widerstandskreis unterbrochen, und sämtliche
Kontakte 1, 2 und 3 werden in die Unterbrechungszustände
gebracht, um dadurch die Stromunterbrechung abzuschließen.
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Der Stromkreis-Schließvorgang wird hingegen durch die
Erzeugung eines Stromkreis-Schließbefehls durch eine externe
Steuereinheit eingeleitet und durch Bewegen der bewegbaren
Elektrode 12 des Hauptkontakts 1 in der Zeichnung nach links
durch die Betätigung der Betätigungsvorrichtung 15 für den
Hauptkreis-Unterbrecherkontakt durchgeführt. Aufgrund der
zwischen den Elektroden 26 und 27 anliegenden Spannung kommt
es zwischen den Elektroden des
Widerstandskreis-Schließkontakts 2 zum ersten Mal zu einem dielektrischen Durchschlag,
und zwischen den Anschlüssen 10 und 14 fließt über den
Widerstand 7 ein Strom. Der Widerstandskreis-Schließkontakt 2
schließt sich während des durch den Widerstandsstrom
bewirkten Zündens des Lichtbogens zwischen den Elektroden, und
anschließend schließt sich der Hauptkontakt 1. Genauer gesagt
wird der Widerstand kurzgeschlossen, und der gesamte Strom
wird auf den Hauptkontakt umgeschaltet. Nach Verstreichen
einer weiteren vorbestimmten Zeit beginnt die
Betätigungsvorrichtung 17 für den Widerstandskreis-Unterbrecherabschnitt,
sich mit einer durch eine elektrische oder mechanische
Verzögerungseinrichtung bewirkten vorbestimmten Verzögerung in
Gang zu setzen, und der Widerstandskreis-Unterbrecherkontakt
3 schließt sich, um sämtliche Stromkreis-Schließvorgänge
abzuschließen.
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Wie oben beschrieben, werden sowohl während des
Stromunterbrechungsvorgangs als auch während des
Stromkreis-Schließvorgangs die Ausgleichsvorgänge entspannt, und die
Schaltüberspannung wird unterdrückt, indem der Strom dazu gebracht
wird, durch den Widerstand 7 zu fließen. Durch die oben
beschriebene Anordnung ist die Steuerung des vorherigen
Stromkreis-Schließzeitpunkts lediglich durch die relative Position
des Widerstands-Schließkontakts 2 bezüglich des Hauptkontakts
1 bestimmt, und es werden keine Einflüsse aufgenommen, die
aus einer beispielsweise durch eine Änderung des
Betriebsgasdrucks und der Reibung der bewegbaren Teile verursachten
Schwankung im Betriebsverhalten der Betätigungsvorrichtung 15
für den Hauptkreis-Unterbrecherabschnitt resultieren. Ferner
muß bei herkömmlichen Lastschaltern der Widerstandskreis-
Schließkontakt 2 während des
Stromkreis-Unterbrechungsvorgangs immer vor dem Öffnen des Hauptkontakts 1 geöffnet
werden, und der dielektrische Erholungsspannungswert des
Widerstandskreis-Schließkontakts 2 muß immer über dem
dielektrischen Erholungsspannungswert des Hauptkontakts 1 liegen.
Diese Forderungen müssen jedoch gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel nicht erfüllt sein. Der zum
Widerstandskreis-Schließkontakt 2 parallel geschaltete Widerstandskreis-
Unterbrecherkontakt 3 bleibt also während der
Stromunterbrechung im geschlossenen Zustand. Am
Widerstandskreis-Schließkontakt 2 liegt keine Erholungsspannung an, und der gesamte,
über den Kreis des Widerstands 7 fließende Strom fließt über
den Widerstandskreis-Unterbrecherkontakt 3. Der
Widerstandskreis-Unterbrecherkontakt 3 hat die Fähigkeit, den
Widerstandsstrom zu unterbrechen, und kann dadurch den
Widerstandsstrom nach einer vorbestimmten Zeit unterbrechen, was
die Gestaltung der Elektrodenstruktur des Widerstandskreis-
Schließkontakts 2 erheblich erleichtert. Ein
Widerstandskreis-Schließkontakt 2 mit einer begrenzten
Stromflußfähigkeit kann, wie in Fig. 6 dargestellt, aus einem stabartigen,
bewegbaren Widerstandskreis-Schließkontakt 19, einem
tulpenförmigen, stationären Stromkreis-Schließkontakt 20 und einem
einfachen, den Kontakt 20 umschließenden Schirm 21 aufgebaut
sein, wobei der Schirm 21 eine Verbesserung der Zuverlässig
keit der Stromflußeigenschaft des
Widerstandskreis-Schließkontakts 2 ermöglicht.
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Andererseits sind die Probleme während des Stromkreis-
Schließvorgangs bezüglich der Durchschlagsfestigkeit zwischen
den Elektroden und der Erzeugung eines Vor-Lichtbogens am
Widerstandskreis-Unterbrecherkontakt 3 beseitigt, da sich der
Widerstandskreis-Schließkontakt 2 immer vor dem Schließen des
Widerstandskreis-Unterbrecherkontakts 3 schließt. Lediglich
das Problem bezüglich der Stromunterbrechungsfähigkeit muß
für den Widerstandskreis-Unterbrecherkontakt 3 berücksichtigt
werden, so daß seine Gestaltungsfreiheit erheblich größer
ist.
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Fig. 8 ist ein schematischer Teilquerschnitt durch ein
weiteres Ausführungsbeispiel eines Hauptteils der
Lastschalter mit einem parallel geschalteten Widerstand gemäß der
vorliegenden Erfindung, wobei der in Fig. 1 dargestellte
Hauptkontakt weggelassen ist.
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Wie bei dem vorigen Ausführungsbeispiel sind an dem
gemeinsamen leitenden Element 28, das mit einem Ende des
Widerstands 7 verbunden ist, der den
Widerstandskreis-Schließkontakt 2 des Widerstandskreis-Schließabschnitts bildende
stationäre Widerstandskreis-Schließkontakt 27 und der den
Widerstandskreis-Unterbrecherkontakt 3 des
Widerstandskreis-Unterbrecherabschnitts bildende stationäre
Widerstandskreis-Unterbrecherkontakt 29 gehalten und befestigt. Jedoch ist, anders
als beim vorherigen Ausführungsbeispiel, zwischen dem
gemeinsamen leitenden Element 28 und dem stationären
Widerstandskreis-Schließkontakt 27 ein Einstellwiderstand 18 angeordnet.
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Der Widerstand 7 dient erfindungsgemäß sowohl als
Widerstand für den Widerstandskreis-Schließabschnitt als auch als
Widerstand für den Widerstandskreis-Unterbrecherabschnitt, so
daß sich im wesentlichen die gleichen Vorteile erzielen
lassen. Ist ferner die Verwendung eines Widerstands mit einem
höheren Widerstandswert für den
Widerstandskreis-Schließabschnitt als der für den
Widerstandskreis-Unterbrecherabschnitt erforderlich, so kann dem problemlos entsprochen
werden, indem lediglich zwischen dem gemeinsamen leitenden
Element 28 und dem stationären Widerstandskreis-Schließkontakt
27, wie in der Zeichnung dargestellt, ein Einstellwiderstand
18 eingefügt wird.
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Hingegen weist der in Fig. 9 dargestellte Lastschalter
mit einem parallel geschalteten Widerstand eine Struktur auf,
bei der der Widerstandswert des
Widerstandskreis-Unterbrecherabschnitts größer ist als der des Widerstandskreis-
Schließabschnitts, so daß die Struktur des Widerstandskreis-
Schließkontakts 2 die gleiche ist wie die des
Ausführungsbeispiels nach Fig. 1. Andererseits ist der den
Widerstandskreis-Unterbrecherkontakt 3 des
Widerstandskreis-Unterbrecherabschnitts bildende stationäre
Widerstandskreis-Unterbrecherkontakt 29 über den Einstellwiderstand 18 am gemeinsamen
leitenden Element 28 gehalten und gestützt. Ist die
Verwendung eines Widerstands erforderlich, der für den
Widerstandskreis-Unterbrecherabschnitt einen höheren Widerstandswert
aufweist als der für den Widerstandskreis-Schließabschnitt,
so wird diese Forderung, wie zu sehen ist, durch bloßes
Anordnen des Einstellwiderstands 18 zwischen dem gemeinsamen
leitenden Element 28 und dem stationären
Widerstandskreis-Unterbrecherkontakt 29 problemlos erfüllt.
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Fig. 10 zeigt eine Ersatzschaltung eines weiteren
Ausführungsbeispiels der Lastschalter mit einem parallel
geschalteten Widerstand.
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Ein in einem Hochspannungssystem verwendeter
Lastschalter wird gebildet, indem mehrere Lastschaltereinheiten
elektrisch in Reihe geschaltet werden. In der gleichen Weise wird
bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Lastschalter mit
einem parallel geschalteten Widerstand und einem
Stromkreisunterbrechungs- und einem Stromkreisschließpunkt aufgebaut,
indem zwei Lastschaltereinheiten 40 und 41, wie unter
Bezugnahme auf Fig. 1 und Fig. 7 bis Fig. 9 beschrieben, in Reihe
geschaltet werden. Sind die Kontakte auf der bewegbaren Seite
der jeweiligen Kontakte 1, 2 und 3 derart angeordnet, daß sie
sich, wie dargestellt, gegenseitig zugewandt sind, so lassen
sich die jeweiligen Kontakte, zum Beispiel zwei Hauptkontakte
1, mit einer gemeinsamen Betätigungsvorrichtung für den
Hauptkreis-Unterbrecherabschnitt öffnen und schließen.
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Wie insbesondere in Fig. 1 dargestellt, wird ferner bei
den obigen Ausführungsbeispielen der Widerstandskreis-
Schließkontakt 2 des Widerstandskreis-Schließabschnitts über
die zum Öffnen und Schließen des Hauptkontakts 1 vorgesehene
Betätigungsvorrichtung 15 für den
Hauptkreis-Unterbrecherabschnitt geöffnet und geschlossen, so daß insgesamt lediglich
zwei Betätigungsvorrichtungen erforderlich sind, wodurch sich
die Struktur des Lastschalters vereinfacht. Jedoch kann für
jeden Kontakt eine Betätigungsvorrichtung vorgesehen sein.
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Wie oben erläutert, ist bei der vorliegenden Erfindung
durch elektrisches Parallelschalten eines Widerstandskreis-
Schließkontakts zu einem Widerstandskreis-Unterbrecherkontakt
ein Parallelkontaktkreis aufgebaut, wobei ein Ende des
Parallelkontaktkreises mit einem Ende eines gemeinsamen
Widerstands verbunden ist und das andere Ende des
Parallelkontaktkreises und das andere Ende des Widerstands mit den
jeweiligen Enden eines Hauptkontakts verbunden sind. Dadurch bleibt
ein zum Hauptkontakt parallel geschalteter Reihenkreis,
bestehend aus dem Widerstand und dem
Widerstandskreis-Unterbrecherkontakt, auch dann geschlossen, wenn sich zuerst der
Widerstandskreis-Schließkontakt und anschließend der
Hauptkontakt öffnet, und zwischen den Elektroden des
Widerstandskreis-Schließkontakts liegt noch keine Erholungsspannung an,
so daß es nicht erforderlich ist, die Elektrodenstruktur der
art zu gestalten, daß sie das dadurch bewirkte elektrische
Feld ausreichend entspannt, um einen hohen dielektrischen
Erholungsspannungswert zwischen den Elektroden zu erzielen, wie
für den herkömmlichen Widerstandskreis-Schließkontakt
erforderlich. Aus diesem Grund ist es zufriedenstellend, wenn die
Elektrodenstruktur derart gestaltet ist, daß sie während des
Stromkreis-Schließvorgangs zuverlässig einen Vor-Lichtbogen
bewirkt, und die herkömmliche Forderung nach den
unvereinbaren Eigenschaften ist beseitigt. Dementsprechend erhält man
einen Lastschalter mit einem parallel geschalteten Widerstand
mit einem einfach aufgebauten
Widerstandskreis-Schließkontakt.