DE1068810B

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Publication number: DE1068810B
Application number: DENDAT1068810D
Authority: DE
Publication date: 1959-11-12

Description

Prüfanordnung für Hochspannungsschalter Die Erfindung bezieht sich auf eine Prüfanordnung für Hochspannungsschalter mit getrennten Energiequellen für den Hochstrom und die Prüfspannung, bei der Maßnahmen zur Fortzündung des Lichtbogens im Prüfling nach den Nulldurchgängen des Hochstromes bis zum Anlegen der Prüfspannung vorgesehen sind und bei der in Reihe mit dem Prüfling eine Hilfsschaltstrecke liegt. Die Fortzündung des Lichtbogens ist notwendig, da die Spannung der Hochstromquelle zur Erzielung eines größeren Stromes niedriger gewählt wird als die zur Prüfung des Schalters erforderliche Spannung. Die Spannung der Hochstromquelle reicht gewöhnlich nur aus, um eine Durchzündung nach dem ersten und bei manchen Schaltertypen nach dem zweiten Nulldurchgang nach der Kontakttrennung des Prüflings zu bewirken, danach ist meistens die elektrische Festigkeit der Schaltstrecke bereits so groß, daß für eine weitere Durchzündung bei den nachfolgenden Nulldurchgängen spezielle Maßnahmen ergriffen werden müssen. Hierfür sind bereits eine Reihe von Schaltungsanordnungen bekannt. Bei einem Teil dieser Anordnungen werden besondere Zündstromkreise vorgesehen, die aufgeladene Kondensatoren enthalten, welche während des Nulldurchgangs des Hochstromes über den Prüfling entladen werden und dadurch eine Wiederzündung des Lichtbogens hervorrufen. Andere Maßnahmen bestehen darin, die Steilheit der Einschwingspannung im Hochstromkreis so sehr zu erhöhen, daß auch bei der verringerten Spannung noch eineDurchzündung in den letzten Nulldurchgängen vor Erreichen der Löschstellung zustande kommt.Test arrangement for high voltage switches The invention relates on a test arrangement for high-voltage switches with separate energy sources for the high current and the test voltage, in the case of measures to ignite the arc in the test object after the zero crossings of the high current until the test voltage is applied are provided and in which there is an auxiliary switching path in series with the test object. The ignition of the arc is necessary because the voltage of the high current source to achieve a higher current is chosen to be lower than that for testing required voltage of the switch. The voltage of the high current source is usually sufficient only off to an ignition after the first and with some switch types after to effect the second zero crossing after the contact separation of the test object, then the electrical strength of the switching path is usually so great that for a further ignition at the subsequent zero crossings special measures must be taken. There are already a number of circuit arrangements for this known. In some of these arrangements, special ignition circuits are provided, which contain charged capacitors, which during the zero crossing of the high current be discharged through the test object and thereby a re-ignition of the arc cause. Other measures are the steepness of the transient voltage to increase so much in the high-current circuit that even with the reduced voltage an ignition in the last zero crossings before reaching the extinguishing position comes about.

Weiterhin gibt es Prüfschaltungen, bei denen die Frequenz des Kochstromgenerators so verringert ist, daß sich nur ein Nulldurchgang des Hochstromes ergibt, der dann so gelegt wird, daß die Spannung der Hochstromquelle noch ausreicht, nach diesem ersten Nulldurchgang den Lichtbogen wieder zu zünden. There are also test circuits in which the frequency of the cooking current generator is so reduced that there is only one zero crossing of the high current, which then is placed so that the voltage of the high current source is still sufficient after this first zero crossing to ignite the arc again.

Die Fortzündung des Hochstromlichtbogens im Prüfling allein erfordert schon einen verhältnismäßig hohen Energieaufwand für die Zündeinrichtung bzw. eine große Leistung des Prüfgenerators. Noch höher wird dieser Aufwand, wenn außer dem Prüfling noch ein Hilfsschalter, der in Reihe mit diesem liegt, fortgezündet werden muß. In Prüfanordnungen mit getrennten Energiequellen für den Hochstrom und die Prüfspannung ist ein solcher Hilfsschalter unbedingt notwendig, damit nach dem Anlegen der Prüfspannung die Hochstromquelle von dem Hochspannungskreis getrennt werden kann, um so Beschädigungen der Hochstromquelle durch die hohe Prüfspannung zu vermeiden. Zur Fortzündung des Hochstromlichtbogens im Prüfling und Hilfsschalter erhöht sich der Energieaufwand für die Zündeinrichtung wesentlich, bei genau gleichen Schaltstrecken von Prüf- und Hilfsschalter müßte er sich mindestens verdoppeln. The continued ignition of the high-current arc in the test object is required alone already a relatively high expenditure of energy for the ignition device or a great performance of the test generator. This effort is even higher if besides that DUT still an auxiliary switch, which is in series with this, can be ignited got to. In test arrangements with separate energy sources for the high current and the Test voltage, such an auxiliary switch is absolutely necessary, so after it has been applied the test voltage, the high-current source can be separated from the high-voltage circuit in order to avoid damage to the high-current source by the high test voltage. To ignite the high-current arc in the test item and auxiliary switch increases the energy expenditure for the ignition device is significant, with exactly the same switching distances of test and auxiliary switches, it should at least double.

Bei Priifschaltungen mit verringerter Frequenz mit nur einem Nulldurchgang des Hochstromes würde die Anordnung des Hilfsschalters vor dem Prüfling eine weitere Vorverlegung des Nulldurchgangs erfordern, da sonst die Spannung des Generators nicht ausreichen würde, beide Schalter durchzuzünden. Bei ungenügender Spannung des Generators wäre dann ein weiterer Nulldurchgang des Hochstromes bis zum Anlegen der Prüfspannung erforderlich, so daß ent--weder die Frequenz vergrößert oder eine besondere zusätzliche Zündeinrichtung vorgesehen werden müßte.For test circuits with reduced frequency with only one zero crossing of the high current, the arrangement of the auxiliary switch in front of the test item would be a further one Require moving the zero crossing forward, otherwise the voltage of the generator would not be enough to fire both switches. If there is insufficient tension of the generator would then be another zero crossing of the high current until application the test voltage is required so that either the frequency is increased or a special additional ignition device would have to be provided.

Um diese Mängel der bekannten Prüfanordnungen zu vermeiden und um mit einem solchen Energieaufwand für die Fortzündung des Lichtbogens im Prüfling auszukommen, als wenn der Prüfling nur allein vorhanden wäre, ist bei der in Reihe mit dem Prüfling liegenden Hilfsschaltstrecke erfindungsgemäß die elektrische Festigkeit in den Stromnulldurchgängen so bemessen, daß der zu ihrer Durchzündung notwendige Energieaufwand im Verhältnis zu dem für die Fortzündung des Prüflings benötigten Energieaufwand vernachlässigbar klein ist. Durch die Erfindung wird also praktisch nur ein Schalter fortgezündet. Dadurch ist es möglich, insbesondere tWlschalter, die mehrere Hochstromhalbwellen bis zum Anlegen der Prüfspannung erfordern, in wirtschaftlicher Weise zu prüfen. To avoid these shortcomings of the known test arrangements and around with such an energy expenditure for the ignition of the arc in the test object to manage as if the examinee were only present alone is with the in series according to the invention, the electrical strength with the auxiliary switching path lying on the test specimen dimensioned in the current zero crossings so that the necessary for their ignition Energy expenditure in relation to that required for the ignition of the test object Energy expenditure is negligibly small. The invention thus becomes practical only one switch ignited. This makes it possible, in particular, to switch which require several high-current half-waves until the test voltage is applied, in an economical way Way to check.

Die Erfindung wird zweckmäßig in der Weise verwirklicht, daß die Schaltkontaktbewegung der Hilfsschaltstrecke so gesteuert ist, daß deren elektrische Festigkeit zu Beginn der letzten Hochstromhalbwelle vor dem Anlegen der Prüfspannung vernachlässigbar klein ist und erst am Ende dieser Halbwelle ihr.en vollen Wert erreicht. Beim Beginn der Schaltkontaktbewegung reicht die Spannung der Hochstromquelle völlig aus, den Lichtbogen bei den ersten Nulldurchgängen wiederzuzünden. Erst beim letzten Nulldurchgang werden die Schaltkontakte so schnell vonein- ander bewegt, daß die Schaltstrecke am Ende dieser Halbwelle völlig spannungsfest ist, um die angelegte Prüfspannung auszuhalten. The invention is expediently implemented in such a way that the Switching contact movement of the auxiliary switching path is controlled so that its electrical Strength at the beginning of the last high-current half-wave before applying the test voltage is negligibly small and only reaches its full value at the end of this half-wave achieved. At the beginning of the switching contact movement, the voltage of the high-current source is sufficient completely off to reignite the arc at the first zero crossings. Only when the last zero crossing, the switching contacts are disconnected so quickly at the moves that the switching path is completely voltage-proof at the end of this half-wave, to withstand the applied test voltage.

Eine andere Ausführungsmöglichkeit der Erfindung l>esteht darin, daß die Löschmittelströmung der Hilfsschaltstrecke, die sowohl ein Druckgasschalter als auch ein ölarmer Schalter sein kann, so gesteuert ist. daß die volle Löschmittelströmung erst nach Beginn der letzten Hochstromhalbwelle vor dem Anlegen der Prüfspannung einsetzt und die elektrische Festigkeit der Schaltstrecke innerhalb dieser Halbwelle von einem niedrigen Wert auf ihren vollen Wert ansteigt. Another possible embodiment of the invention consists in that the extinguishing agent flow of the auxiliary switching section, which is both a pressure gas switch as well as a low-oil switch can be so controlled. that the full extinguishing agent flow only after the beginning of the last high-current half-wave before applying the test voltage begins and the electrical strength of the switching path within this half-wave increases from a low value to its full value.

Andererseits ist es auch möglich, mehrere in Reihe liegende Hilfsschaltstrecken vorzusehen und diese nacheinander so zu steuern, daß die elektrische Festigkeit der Gesamtschaltstrecke innerhalb der letzten Hochstromhalbwelle vor dem Anlegen der Prüfspannung von einem vernachlässigbar kleinen Wert auf ihren vollen Wert ansteigt. In allen Fällen wird durch die Erfindung eine beträchtliche Energieersparung der Zündeinrichtung bzw. der Hochstromquelle selbst für die Fortzündung des Lichtbogens erreicht.On the other hand, it is also possible to have several auxiliary switching sections in series to provide and to control these one after the other so that the electrical strength the total switching distance within the last high-current half-wave before application the test voltage increases from a negligibly small value to its full value. In all cases a considerable energy saving is achieved by the invention Ignition device or the high-current source itself for the continued ignition of the arc achieved.

In Fig. 1 der Zeichnung ist ein Schaltschema einer Prüfanordnung wiedergegeben, aus der das Prinzip der Erfindung hervorgeht. In Fig. 1 of the drawing is a circuit diagram of a test arrangement reproduced, from which the principle of the invention emerges.

Mit G ist die Hochstromquelle bezeichnet, die über einen zunächst geschlossenen Hilfsschalter .Sh den Prüfling 5p speist. An den Verhindungspunkt beider Schalter wird über den Schalter St die Prüfspannung U angeschlossen. Diese kann von einem Stoßspanp nungsgenerator, von einem Hochspannungsschwingkreis oder irgendeiner anderen Hochspannungsquelle geliefert werden. Für die Fortzündung des Lichtbogens im Prüfling kann ein nicht weiter dargestellter besonderer Zündkreis vorgesehen sein, der seinen Zündimpuls Z. I. vor dem Hilfsschalter 511 in den Hochstromkreis liefert. With G the high current source is referred to, which initially has a closed auxiliary switch .Sh feeds the test object 5p. To the prevention point The test voltage U is connected to both switches via the switch St. These can be from a surge voltage generator, from a high-voltage oscillating circuit or any other high voltage source. For the continued ignition of the A special ignition circuit (not shown) can cause an arc in the test object be provided that its ignition pulse Z. I. before the auxiliary switch 511 in the high current circuit supplies.

In Fig. 2 ist als Beispiel ein Diagramm des Hochstromes ik gezeichnet. Am Ende dieses Hochstromes schließt sich die Prüfspannung als Einscbwiugspannung 21, an. Nach dem öffnen des Prüflings S, bei geschlossenem Hilfsschalter Sh wird in einer der vorher heschriebenen Formen eine Durchzündung der Nulldurchgänge 1, 2 und 3 in dem Hochstromkreis erreicht Beim Stromnulldurchgang3 oder kurz danach öffnct sich der HilfsschalterS. Dieser ist so beschaffen. daß er bis zum Ende dieser Halbwelle eine so hohe Spannungsfestigkeit innerhalb seiner Schaltstrecke erreicht, daß die Prüfspannung seine Schaltstrecke nicht durchschlagen kann. Die Prüfspannung baut sich dann als Einschwingspannung it, allein an den Schaltkontakten des Prüflings auf. Hält dieser der Spannung u, stand, so ist damit die Prüfung gelungen. Älan erkennt aus der Fig. 1, daß durch die Erfindung für die Fortzündung des Lichtbogens nur die Schaltstrecke des Prüflings nach den Stromnulldurchgängen durchgezündet werden muß. In Fig. 2, a diagram of the high current ik is drawn as an example. At the end of this high current, the test voltage closes as a break-in voltage 21, at. After opening the test object S, with the auxiliary switch Sh closed, it becomes in one of the forms described above, an ignition of the zero crossings 1, 2 and 3 in the high current circuit reached At current zero crossing 3 or shortly thereafter The auxiliary switch S opens. This is what it is like. that he will finish this Half-wave achieves such a high dielectric strength within its switching path, that the test voltage cannot break down its switching path. The test voltage Then builds up as a settling voltage it, only at the switching contacts of the test object on. If this withstands the voltage u, then the test is successful. Älan recognizes from Fig. 1 that by the invention for the ignition of the arc only the switching path of the device under test is ignited after the current zero crossings must become.

Ist eine Fortzündung des Prüflings durch eine erhöhte Steilheit der Einschwingspannung im Hochstromkreis vorgesehen, so ist es zweckmäßig, den Schalter S, im Hochspannungskreis zunächst offen zu halten, bis die Fortzündung beendet ist, um auf diese Weise eine Dämpfung der Einschwingspannung durch den parallel liegenden Prüfspannungskreis zu ver- meiden. Der Schalter St wird erst in der letzten Halbwelle des Hochstromes geschlossen. Der Hilfsschalter So muß dann zusätzlich zu der Beanspruchung durch die Prüfspannung auch noch eine solche elektrische Festigkeit aufweisen, daß er die erhöhte Steilheit der einschwingenden Spannung im Hochstromkreis aushält. Is an ignition of the test object due to an increased slope of the Settling voltage is provided in the high-current circuit, so it is appropriate to use the switch S, to be kept open in the high-voltage circuit until the ignition has ended, in order to dampen the transient voltage through the parallel lying Test voltage circuit to avoid. The switch St is only in the last half-wave of the high current closed. The auxiliary switch So must then be added to the load due to the test voltage also have such an electrical strength that it can withstand the increased steepness of the oscillating voltage in the high-current circuit.

PATENTANSI'RCCHE: 1. Prüfanordnung für Hochspannungsschalter mit getrennten Energiequellen für den Hochstrom und die Prüfspannung, bei der Maßnahmen zur Fortzündung des Lichtbogens im Prüfling nach den Nulldurchgängen des Hochstroms bis zum Anlegen der Prüfspannung vorgesehen sind und bei der in Reihe mit dem Prüfling eine Hilfsschaltstrecke liegt dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Festigkeit der Hilfsschaltstrecke in den Stromnulldurchgängen so bemessen ist, daß der zu ihrer Durchzündung notwendige Energieaufwand im Verhältnis zu dem für die Fortzündung des Prüflings benötigten Energieaufwand vernachlässigbar klein ist. PATENTANSI'RCCHE: 1. Test set-up for high-voltage switches with separate energy sources for the high current and the test voltage in which measures to ignite the arc in the test object after the zero crossings of the high current are provided until the test voltage is applied and in series with the test object an auxiliary switching path is characterized in that the electrical strength the auxiliary switching path in the current zero crossings is dimensioned so that the to their Ignition necessary energy expenditure in relation to that for the ignition of the test object required is negligibly small.

Claims

2. Test arrangement according to claim 1, characterized in that the Switching contact movement of the auxiliary switching path is controlled so that its electrical Strength at the beginning of the last high-current half-wave before applying the test voltage is negligibly small and only reaches its full value at the end of this half-wave.

3. Test arrangement according to claim 1, characterized in that the Extinguishing agent flow of the auxiliary switching path is controlled so that the full extinguishing agent flow only after the beginning of the last high-current half-wave before applying the test voltage begins and the electrical strength of the switching path within this half-wave increases from a negligibly small value to its full value.

4. Test arrangement according to claim 1, characterized in that several Auxiliary switching sections lying in series are provided and these are controlled one after the other are that the electrical strength of the total switching distance within the last High-current half-wave before applying the test voltage of a negligibly small one Value increases to its full value.

5. Test arrangement according to claim 1, characterized in that the electrical strength of the auxiliary switching path is dimensioned so that it is also at continued ignition of the arc due to the increased steepness of the transient voltage in the high-current circuit this can withstand after opening.

6. Test arrangement according to claim 5, characterized in that means are provided in the test voltage circuit through which this circuit during the ignition period is disconnected from the high current circuit.

Considered publications: German Auslegeschrift L 20973 VIII c / 21 n (published August 23, 1956); German exposition No. 1 025 986, 1 014 659.