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Verfahren zur Untersuchung der Rückzündsicherheit von Umformungs-und
Lichtbogenlöscheinrichtungen
Es sind bereits Verfahren zur Untersuchung der Rückzündsichgerheit
von Umformungs- und Lichtbogenlöscheinrichtungen durch S trombeanspruchung in wider
Durchlaß zeit und Spannungsbeanspruchung in der Sperrzeit mittels zweier verschiedener
Stromquellen bekannt, bei denen die eine Stromquelle eine niedrige Spannung und
große Stromstärke und die andere Stromquelle eine hohe Spannung und einrr kleine
Stromstärke besitzt.
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Ferner wurde auch bereits vorgeschlagen (Patent 669260), diese beiden
Stromquellen gleichzeitig zu benutzen und die Zeit zwischen Verschwinden des Stromes.
in der Durchlaßzeit und Wiederkehren der Spannung in der Sperrzeit veränderbar zu
machen Hierbei können zwei der zu prüfenden Einrichtungen in Reihe geschaltet und
die Verbinldungsleitung zwischen ihnen über einen großen Widerstand an eine hohe
tigelbare Gleich-oder Wechselsipannung angeschlossen werden. Es kann aber auch nach
Unterbrechung des Hauptstromes eine Gleichspannung mit regelbarem Anstieg oder eine
Wechsel spannung von mehr oder
weniger höher Frequenz mit stoßartigem
Einsatz auf die zu prüfende Einrichtung gegeben werden.
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Weiterhin ist rauch bereits zur Verbesserung des vorstehend beschriebenen
Verfahrens' vorgeschlagen worden (Patent 67I33I), durch -die Strom- und Spannungsvorgänge,
di1e sich beim Verlöschen des Lichbbogens im Lichtbogenstroml<reis- abspielen,
einen Spannungsprüfkreis zu steuern, der sehr kurze Zeit nach zudem Verlöschen des
Lichtbogens eine hohe Spannung an der Lichtbogenstrecke erzeugt. Hierbei kann beispielsweise
die an -der Lichtbogenstrecke beim Verlöschen des Stromes wiederkehrende Spannung
zur Einleitung einer hohen Prüfspannung an dieser Strecke benutzt werden.
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Es; kann aber auch das Verschwinden der Spannung, das an einem Widerstand
beim Verlöschen des Lichtbogens eintritt, zur Steuerung einer hohen Pruf1spannung
an der Lichtbogenstrecke benutzt werden. Weiterhin ist es möglich, bei einem derartigen
Verfahren die Einleitung (einer hohen Prüfspannung an der Lichtbogenstrecke durch
die beim Verlöschen des Lichtbogens eintretende rasche Strom- oder Spannungsänderung
zu bewirken. Die Zeitdauer zwischen Verschwinden des Lichtbogenstromes und Auftreten
der Prüfspannung an der Lichtbogenstrecke kann durch Widerstände, Kapazitäten, Induktivitäten,
verschieden starke Röhrenheizungen oder ähnliches verändert werden.
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Gemäß der Erfindung werden die vorstehend beschrieb1enen vorgeschlagenen
Verfahren zur Untersuchung der Rückzündsicherheit von Umformungs-oder Lichtbogenlöscheinrichtungen
(Patente 669 260 und 671 331) zur Prüfung von mehrphasigen Ventilen und Schaltern
benutzt. Zu diesem Zweck werden entweder die verschiedenen Phasen des mehrphasigen
Ventils oder Schalters nacheinander oder mit einer gemäß der Erfindung mehrphasig
ausgebildeten Schaltanordnung gleich zeitig geprüft. Die letztgenannte mehrphasige
Prüfeinrichtung ist im allgemeinen nur bei solchen Schaltern nötig, bei denen sich
die Kontakte verschiedener Phasen in einem einzigen Gefäß befinden. Wenn, wie das
bei vielen modernen Schaltern der Fall ist, die Phasen getrennt angeordnet sind,
genügt es meist, d!en Löschvorgang an den einzelnen Phasen nacheinander zu untersuchen.
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Wird eine mehrphasige Prüfung der Rückzündsicherheit der zu prüfenden
mehrphasigen Einrichtung gewünscht, so ist eine derartige Prüfung mit den eingangs
vorgeschlagenen Verfahren (Patente 669 260 und 67i 33I) ebenfalls möglich.
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Hierzu kann man beiszpielswei,se die in der Zeichnung dargestellte
Schaltanordnung benutzen. Tn der Abbildung ist oder Haupttransformator mit HTr bezeichnet.
Mit diesem Haupttransformator wird genau wie bei der Eiriphasenschaltung (Patente
669 260 und 6711.331) die Lichtbogenstromstrecke erzeugt. Tr, T5 und TT sind Tesla-Transformatoren,
die den Lichtbogen periodisch zünden. Die mit den Tesla-Transformatoren erzeugte
Zündspannung muß etwa I,5- bis 2mall höher sein als der Scheitelwert der Nennspannung
der zu prüfenden Lichtbogenlöscheinrichtung. Die Zundung des Hauptlichtbogens. in
den drei Phasen PR, Ps und PT des Schalters S erfolgt dann praktisch ebenso, wie
wen der Haupttransformator eine hohe Betriebsspannung hätte.
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AT ist ein Tesla-Transformator, über den der Beobachtungskreis angeschlossen
wird.
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Wenn der Schalter S offen ist, so tritt kein Durchschlag zwischen
den Kontakten ein. Wird der Schalter geschlossen, während der Haupttransformator
und die Zündung eingeschaltet sind, so werden, wie im praktischen B'etrieb, schon
vor der Berührung der Kontakte Lichtbögen erzeugt, und zwar so lange, bis der Schalter
geschlossen ist (Einschaltprüfu-ng).
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Bei der Ausschaltprüfung sind vor dem Öffnen des Schalters S ebenfalls
H,aupttransformator und Zündung einzuschalten. Während der Abschaltung treten dann
in jeder Halbperiode die Zündspannungen zwischen den sich entfernenden Kontakten
auf. Der Lichtbogen kann dadurch in ebenso vielen Halbwellen erzeugt werden, wie
das im praktischen Betriebe der Fall ist. Dem--ents,prechends ist auch die Lichtbogenwirkung
im Schalter die gleiche.
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Mit dieser Schaltung können auch Ein- un;d Ausschaltprüfungen in
kurzen Zeitabständen, wie sie die VDE-Vorschriften fordern, ohne Schwierigkeiten
durchgeführt werden. Die Zündung bleibt hierbei durchgehend eingeschaltet.
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Die vorstehend beschriebenen Ein- und Ausschaltprüfungen können sowohl
einphasig als auch mehrphasig ausgeführt werden.
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Der Prüfspannkreis und der Beobachtungskreis (vgl. Abb. I des Aufsatzes
»Eine Ersatzschaltung für die Prüfung von Hochleistungs,ventilen und Hoc'hleistungsschaltern«
von Erwin M a r x in der E. T. Z., I936, S. 583 und die Patente 669 260 und 671
331) brauchen auch bei der mehrphasigen Prüfung gewünschtenfalls nur einmal geschafft
zu werden. Diese Kreise können nämlich nacheinander an die drei Phasen angeschlossen
werden, wenn dies erforderlich erscheint. Der Anschluß und die Ausbildung des Prüfspannungskreises
und des Beobachtungskreises kann in der bei dem einphasigen Prüfverfahren der vorgenannten
Patente und des vorgenannten Aufsatzes beschriebenen Weise sinngemäß erfolgen.
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Wenn bei Expansionsschaltern die Lichtbogenspannung wesentlich größer
ist als bei anderen Schaltern, so müßte natürlich bei der Prüfung solcher Expansionsschalter
mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung auch eine höhere Leistung des Hauptstromkreises
vorgesehenwerden.
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Die gegen Ende der Brennperiode auftretenden hohen Spitzen der Lichtbogenspannung
müssen hierbei nicht unbedingt von der Prüfanlage aufgebracht werden.
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Wie bereits oben ausgeführt worden ist, kann mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren und mit der in jder Abbildung dargestellten Schaltung eine Einschaltprüfung
sowie eine unmittelbare Aufeinanderfolge von Ein- undi Ausschaltprüfungen bei mehr-
phasigen
Ventilen oder Schaltern durchgeführt werden.
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Soll mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Prüfung von mehrphasigen
Ölschaltern durchgeführt werden, so kann man eine Explosion dieser Schalter dadurch
vermeiden, daß man die Neuzündung der Lichtbögen nur einige Halbperioden hindurch
aufrechterhält. Es ist dadurch möglich, bei dem gleichen Schalter in kurzen Zeitabständen
wiederholt die Grenze der Abschaltleistung zu überschreiten, ohne daß der Schalter
zerstört wird.
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Hierbei lassen sich leicht kurvenmäßige Aufnahmen der Abschaltgrenzleistung
bei verschiedenen Betriebsbedingungen machen, die mit einem Hochleistungsaggregat
wegen der jedesmaligen Zerstörung des Prüfobjektes sehr erschwert sind.
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Zu bemerken ist noch, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der
vor Beginn der Abschaltung einzustellende Dauerstrom im allgemeinen höher eingestellt
werden muß als der geforderte Prüfstrom. Diese tberhöhung kann bis etwa 20°/o betragen.
Bei der Bemessung der Prüfanlage muß diese berücksichtigt werden; ein nachteiliger
Einfluß auf das Prüfebjekt entsteht dadurch nicht. Den Scheitelwert des Stromes
kann man durch Widerstandseins1tellung im Hauptstromkreis so einstellen, daß er
nach Trennung der Kontakte gleich dem vorgeschriebenen Wert wird.
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Der Stromverlauf gleicht dann praktisch dem betriebsmäßigen Abschaltstrom.
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Mit dem erfindungsge,mäßen Verfahren ist es mit verhältnismäßig niedrigen
Betriebsspannungen möglich, bei mehrphasigen Ventilen oder Schaltern eine Stromkurve
bei der Abschaltung zu erzeugen; die in ihren ausschlaggehenden Werten (Scheitelwert
und arithmetischer Mittelwert) praktisch gleich der Betriebsstrnmstärlce ist. Mit
dem erfindtungsgemäßen Verfahren sind ferner auch kurzzeitig aufeinanderfolgen1dle
Ein- und Ausschaltversuche sowie mehrphasige Prüfungen bei mehrphasi,gen Ventilen
oder Schaltern ohne Schwierigkeiten möglich. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht
somit die Herstellung einer Prüfeinrichtung für mehrphasige Hochleistungsventile
und Hochleistungsschalter, welche gegenüber einem Hochleistungsprüfaggregat wesentlich
billiger in der Anschaffung und wesentlich einfacher in der Bedienung ist. Dadurch
sind viele Stellen, Herstellerfirmen, Forschungsinstitute, Elektrizitätswerke usw.,
die sich bisher Hochleistungsprüffelder nicht erstellen konnten, in der Lage, Prüfungen
und Untersuchungen von mehrphasigen Hochleistungsventilen und Hochleistungsschaltern
auszuführen. Auch bei manchen Großfirmen reichen schon heute die Hochleistungsversuchsafelder
zur einwandfreien Prüfung von Schaltern mit sehr großer Abschaltleistung nicht mehr
aus. Hier füllt die Erfindung ebenfalls eine Lücke ausS Abgesehen von den niedrigen
Anschaffungskosten bietet die Erfindung die Möglichkeit, viel rascher Prüfungen
von mehrphasigen Hochleistungsventilen und Hochleistungsschalltern durchzuführen.
Dadurch ist-eine viel eingehendere Klärung vieler Fragen möglich.