DE3226031A1

DE3226031A1 - Verfahren und vorrichtung fuer die simulationsueberpruefung eines mehrkontaktigen leistungsschalters

Info

Publication number: DE3226031A1
Application number: DE19823226031
Authority: DE
Inventors: Akio Yokohama Kobayashi; Shoji Yokohama Yamashita; Satoru Machida Tokyo Yanabu
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1981-07-14
Filing date: 1982-07-12
Publication date: 1983-02-03
Also published as: US4454476A; JPS5812227A; JPH0145592B2; DE3226031C2; CH663673A5

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG FÜR DIE SIMULATIONSÜBERPRÜFUNG EINES MEHRKONTAKTIGEN LEISTUNGSSCHALTERS

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Simulationsüberprüfen eines mehrkontaktigen Leistungsschalters bei dem die Unterbrechereinheiten in einem Metallbehälter, gegenüber diesem isoliert, untergebracht und gehaltert sind.

In den letzten Jahren sind die Spannungen und Kapazitäten von Leistungsübertragungsanlagen immer größer und größer geworden, bis zu dem Punkt, daß Übertragungsleitungen 1100 KV angestrebt werden. Um damit Schritt zu halte- wird auch die Unterbrechungs- oder Schaltkapazität von Leistungsschaltern immer größer. Als Folge davon wird es immer schwieriger, die Funktionsfähigkeit der Unterbrechung aller Unterbrechereinheiten zu überprüfen, und zwar infolge der ungenügenden Kapazität der Testgeräte. Aus diesem Grund ist man dazu übergegangen, ein Testverfahren anzuwenden, bei welchem nur eine einzige Unterbrechereinheit bezüglich der Funktionsfähigkeit der Unterbrechung überprüft wird, wobei die beim Test verwendete Spannung mit einem konstanten Faktor multipliziert wird, der vom Spannungsanteil und von der Zahl der Unterbrechereinheiten abhängt und wobei das Ergebnis als äquivalent zu dem Ergebnis der überprüfung aller Unterbrechereinheiten angesehen wird.

Dieses Einzel-Testverfahren ist dann brauchbar, wenn ein Leistungsschalter mit Porzellanverkleidung verwendet wird, der nicht das Problem der Erzeugung erhitzter Gase infolge eines Uberschlagbogens in der Unterbrechereinheit aufweist, welche Gase die Isolierung zwischen der Unterbrechereinheit und dem an Erdpotential liegenden Bauelement beeinträchtigen. Bei einem mehrkontaktigen Leistungsschalter dagegen, bei welchem die Unterbrecher-

einheit in einem Metallbehälter untergebracht und von diesem isoliert gelagert ist _rwird erhitztes Gas, welches durch den Bogen hindurchgegangen ist und dabei seine Isolierfestigkeit teilweise verloren hat, in den Zwischenraum zwischen Metallbehälter und dem einen Ende der Reihenschaltung der Unterbrechereinheiten hineingeblasen. Wird nun zur überprüfung der Funktionsfähigkeit nur einer einzigen Unterbrechereinheit gemäß dem Einzel-Testverfahren eine wiederkehrende Stoßspannung angelegt, so kann damit zwar die Funktionsfähigkeit der Unterbrechereinheit in ausreichender Weise überprüft werden, nicht jedoch die Isolierung zwischen dem Behälter und dem einen Ende der Reihenschaltung unmittelbar nach Eintritt der Unterbrechung.

Fig. 1 zeigt eine Anordnung für die Durchführung einer anderen üblichen Methode. Fig. 2 zeigt die Spannungen und den Strom, wie sie an verschiedenen Teilen der Anordnung von Fig. 1 auftreten. Ein mehrkontaktiger Leistungsschalter 1, dessen Funktionsfähigkeit der Unterbrechung geprüft werden soll, weist beispielsweise vier in Reihe geschaltete Unterbrechereinheiten 11 - 14 auf. Die Reihenschaltung S der Unterbrechereinheiten 11-14 ist durch Porzellanisolatoren 2 gegenüber einem Behälter 3 isoliert. Der Behälter 3 selbst ist durch isolierende Stützkörper 4 gegenüber Erde isoliert. Ein Ende Sg der Reihenschaltung S liegt über eine Leitung 5an Erde. Das andere Ende Sn ist über eine andere Leitung 6 mit einer großen Stromquelle 17 verbunden, die einen Kurzschlußgenerator

7 beinhaltet, der einen großen Kurzschluß strom i.. der Reihenschaltung S über einen Hilfs-Leistungsschalter

8 zuführt, der durch einen Unterbrecher-Steuerkreis BC gesteuert wird. Von allen Unterbrechereinheiten ist nur die Einheit 14 am nicht-geerdeten Ende Sn geöffnet {alternativ kann auch eine Folge von Unterbrechereinheiten geöffnet sein), und zwar zu einem Zeitpunkt, der in Abhängigkeit zur Phase des Stroms i.. steht, um so in der Unterbrechereinheit 14 einen Uberschlagbogen zu erzeugen. Zum Zeitpunkt t.. wenn der augenblickliche Wert des

Stroms I₁ zu Null wird, legt eine erste Hochspannungsquelle 9, die von einem Spannungsquellen-Steuerkreis Vc gesteuert wird, eine wiederkehrende Stoßspannung v. zum Prüfen der Unterbrechereinheit über die Zuleitung 6 und das Erdpotential. Im wesentlichen gleichzeitig damit legt eine zweite Hochspannungsquelle 10, die ebenfalls von dem Steuerkreis Vc gesteuert wird, eine Spannung V2 über den Behälter 3 und das Erdpotential,und zwar mit einer Polarität umgekehrt derjenigen von V₁. Die Größe von v„ stellt eine Differenz zwischen der gesamten Nachzündspannung ν , die an alle Unterbrechereinheiten 11-14 gelegt wird, und der von der ersten Hochspannungsquelle gelieferten wiederkehrenden Stoßspannung V₁ dar.

Bei diesem Verfahren wird die gesamte wiederkehrende Stoßspannung v_ = \vΛ + lv„l über den Raum 15 zwischen erdseitigem Ende der Reihenschaltung S und Behälter 3 gelegt, so daß die Isolierung des Spalts 15 und die Funktionsfähigkeit der Unterbrechereinheit 14 gleichzeitig überprüft werden.

Wenn jedoch die Isolierfähigkeit des Spaltraums 15 zusammenbricht liegt die von der zweiten Hochspannungsquelle 10 gelieferte Hochspannung v„ an der ersten Hochspannungsquelle 9, was die Gefahr mit sich bringt, daß in dieser befindliche Bauelemente zerstört werden. Diese Gefahr ist größer, wenn eine geringere Anzahl der Unterbrechereinheiten geöffnet werden, wenn also V₃Zv₁ größer ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Simultationsprüfen eines vielkontaktigen Leistungsschalters, wobei in der Hochspannungsquelle enthaltene Bauteile auch dann vor Beschädigungen geschützt sein sollen, wenn zwischen einem Ende der Reihenschaltung der Unterbrechereinheiten und dem Behälter ein Zusammenbruch der Isolierung auftritt.

Weiterhin ist Aufgabe der Erfindung die Schaffung eines

Verfahrens und einer Vorrichtung zum Simultationsprüfen eines vielkontaktigen Leistungsschalters, das wirtschaftlich durchzuführen bzw. die wirtschaftlich herzustellen ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Simulationsprüfen eines vielkontaktigen Leistungsschalters mit einem Metallbehälter, der das Leistungsschaltergehäuse darstellt und eine Reihenschaltung aus Unterbrechereinheiten umgibt, die, isoliert vom Behälter, von diesem getragen werden,und mit ersten und zweiten Verbindungsleitungen, die mit dem ersten und zweiten Ende der Reihenschaltung verbunden sind und gegenüber den Behälter isoliert sind, wobei dieses Verfahren durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist:

die erste und die zweite Verbindungsleitung werden an die erste bzw. die zweite Ausgangsklemme einer ersten Spannungsquelle angeschlossen, die eine erste wiederkehrende Stoßspannung liefert,

der Behälter und die zweite Verbindungsleitung werden mit der ersten bzw. der zweiten Ausgangsklemme einer zweiten Spannungsquelle verbunden, die eine zweite wiederkehrende Stoßspannung liefert,

ein Kurzschlußstrom wird durch die Reihenschaltung der Unterbrechereinheiten hindurchgeleitet,

der Leistungsschalter wird so betätigt, daß er den Strom unterbricht,

sobald der Strom durch die Reihenschaltung aus Unterbrechereinheiten unterbrochen
Spannungsquelle eingeschaltet,

brechereinheiten unterbrochen ist wird die erste

der Leistungsschalter wird so bedient, daß die von der ersten Spannungsquelle zugeführte wiederkehrende

Stoßspannung über einer ersten, am zweiten Ende der Reihenschaltung liegenden Unterbrechereinheit oder über einer Folge von Unterbrechereinheiten liegt, die nur einen Teil der Reihenschaltung aus Unterbrechereinheiten darstellt und die erwähnte erste Unterbrechereinheit enthält,

gleichzeitig mit dem Einschalten der ersten Spannungsquelle wird die zweite Spannungsquelle eingeschaltet, wodurch die von der zweiten Spannungsquelle gelieferte zweite wiederkehrende Stoßspannung zwischen Behälter und zweite Verbindungsleitung gelegt wird,

der ersten wiederkehrenden Stoßspannung wird im wesentlichen eine Größe gegeben, die gleich ist einer wiederkehrenden Teil-Stoßspannung, die über die Unterbrechereinheit bzw. die Unterbrechereinheiten gelegt wird, deren Funktionsfähigkeit bezüglich eines Durchschlags geprüft werden soll,

der zweiten wiederkehrenden Stoßspannung wird im wesentlichen die gleiche Größe gegeben wie einer wiederkehrenden Gesamt-Stoßspannung, die über alle Unterbrechereinheiten des Leistungsschalters gelegt wird,und

der ersten wiederkehrenden Stoßspannung an der ersten Ausgangsklemme wird bezüglich der zweiten Ausgangs-■ klemme der zweiten Spannungsquelle die gleiche Polarität gegeben, wie der zweiten wiederkehrenden Stoßspannung an der ersten Ausgangsklemme bezüglich der zweiten Ausgangsklemme der ersten Spannungsquelle.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung handelt es sich um eine Vorrichtung zum Simulationsprüfen eines vielkontaktigen Leistungsschalters mit einem das Gehäuse des Leistungsschalters bildenden Metallbehälter und mit einer Reihenschaltung aus Unterbrechereinheiten, die vom Behälter, von diesem isoliert, gehaltert sind,

sowie mit einer ersten und einer zweiten Verbindungsleitung, die mit dem ersten bzw. zweiten Ende der Reihenschaltung verbunden und gegenüber dem Behälter isoliert sind, wobei diese Vorrichtung gekennzeichnet ist durch eine Stromquelle, deren Ausgangsklemmen mit der ersten und mit der zweiten Verbindungsleitung verbunden sind und die einen Strom durch die Reihenschaltung des Leistungsschalters hindurchleitet, durch eine erste Spannungsquelle, deren erste und zweite Ausgangsklemmen mit der ersten bzw. zweiten Verbindungsleitung verbunden sind und die eine erste wiederkehrende Stoßspannung über die Unterbrechereinheit oder Unterbrechereinheiten legt, deren Durchschlag-Funktionsfähigkeit geprüft werden soll, und durch eine zweite Spannungsquelle, deren erste und zweite Ausgangsklemmen mit dem Behälter bzw. der zweiten Verbindungsleitung verbunden sind und die eine zweite wiederkehrende Stoßspannung zuführt, wobei die zweite wiederkehrende Stoßspannung im wesentlichen die gleiche Größe hat wie eine wiederkehrende Gesamt-Stoßspannung, die über alle Unterbrechereinheiten des Leistungsschalters gelegt wird, und wobei die Polarität der Spannung an der ersten Ausgangsklemme bezüglich der zweiten Ausgangsklemme der zweiten Spannungsquelle gleich der Polarität der Spannung an der ersten Ausgangsklemme bezüglich der zweiten Ausgangsklemme der ersten Stromquelle ist.

Auf der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Skizze einer Anordnung, wie sie bei einem vorbekannten Prüfverfahren verwendet wird,

Fig. 2 ein Diagramm zum Darstellen der Spannungen und der Ströme, wie sie an verschiedenen Stellen der Anordnung von Fig. 1 auftreten,

Fig. 3 eine Skizze einer Anordnung nach der Erfindung,

Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung der Spannungen und der Ströme, wie sie an verschiedenen Stellen in der Anordnung von Fig. 3 vorkommen,

Fig. 5 eine Skizze einer Anordnung nach einer anderen

Ausführungsform der Erfindung, Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung der Spannungen und der Ströme, wie sie an verschiedenen Stellen in

der Anordnung von Fig. 5 vorkommen, Fig. 7 ein Skizze einer Anordnung gemäß einer dritten

Ausführungsform der Erfindung und Fig. 8 ein Diagramm zur Erläuterung der Spannungen und Ströme, wie sie an verschiedenen Stellen in der Anordnung von Fig. 7 vorkommen.

Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Dabei bezeichnen die den Bezugszeichen von Fig. 1 gleichen Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Teile. Dabei zeigt der Vergleich, daß die Anordnung im wesentlichen gleich ist derjenigen von Fig. 1. Ein Unterschied besteht jedoch darin, daß der Leistungsschalter 1 so geschaltet ist, daß dann, wenn die Spannung V₁ von der Hochspannungsquelle 9 zugeführt wird, im wesentlichen die Gesamtheit von V₁ über die Unterbrechereinheit 11 am erdpotentialseitigen Ende Sg der Reihenschaltung S gelegt wird, bzw. über eine Folge von Unterbrechereinheiten einschließlich der Einheit 11. Beispielsweise ist nur die Einheit 11 geöffnet, wohingegen die Einheiten 12, 13 und 14 geschlossen gehalten werden, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Außerdem liefert die zweite Spannungsquelle 10 eine Spannung v~ , welche die gleiche Polarität wie V₁ aufweist und im wesentlichen die gleiche Größe hat wie eine wiederkehrende Gesamt-Stoßspannung, die über alle Unterbrechereinheiten 11 - 14 gelegt wird.

Der Steuerkreis BC schließt den Hilfs-Leistungsschalter 8, womit der Kurzschlußstrom i.. durch die Reihenschaltung S fließt und öffnet den Hilfs-Leistungsschalter 8, um die Stromzuführung nach Betrieb des zu prüfenden Leistungsschalters zu beenden. Der Steuerkreis VC bewirkt, daß die Spannungsquellen 9 und 10 nach vollständiger Beendigung der Stromunterbrechung durch die Reihenschaltung die Spannungen zuführen.

■-•■κ -

Die beschriebene Anordnung ermöglicht eine gleichzeitige Prüfung der Durchschlagfestigkeit der Unterbrechereinheit 11 und des Spalts 16 zwischen Behälter 3 und dem nichtgeerdeten Ende Sn der Reihenschaltung S. Als Folge davon wird das nicht-geerdete Ende Sn der Reihenschaltung S im wesentlichen auf demselben Potential gehalten wie einer der Kontakte der Unterbrechereinheit 11, der mit der Unterbrechereinheit 12 verbunden ist.

Das Potential der leitenden Teile vom nicht-geerdeten Ende Sn durch die Unterbrechereinheit 12 beträgt somit V₁. Damit beträgt die Spannung zwischen dem Behälter 3 und diesen leitenden Teilen v_ (Fig. 4) , wobei V₃ die Differenz zwischen V₁ und v₂ ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier Unterbrechereinheiten vorhanden, und V₁ beträgt etwa ein Viertel von v„. Die Spannung zwischen dem Behälter 3 und dem nicht-geerdeten Ende Sn beträgt deshalb etwa 3/4 von v„. Außerdem tritt ein Uberschlagbogen nur an der Unterbrechereinheit 11 und nicht an den Einheiten 12, 13 und 14 auf, weil sie geschlossen gehalten werden. Wenn somit ein Zusammenbruch der Isolation zwischen Behälter und den Unterbrechereinheiten auftritt, so erfolgt er zwischen dem Behälter und dem geerdeten Ende Sg. Somit wird die Spannung der zweiten Spannungsquelle 10 weder der ersten Spannungsquelle 9 noch der Stromquelle 7 zugeführt, so daß darin enthaltene Bauteile nicht der Hochspannung der zweiten Spannungsquelle 9 ausgesetzt werden,diese Bauteile also sicher vor Beschädigungen geschützt werden.

Gemäß der obigen Beschreibung werden die Unterbrechereinheiten 12, 13 und 14 geschlossen gehalten, die Unterbrechereinheit 11 dagegen wird geöffnet. Es ist aber auch möglich^die Unterbrechereinheiten 12-14 durch einen nicht gezeichneten Kurzschlußleiter zu überbrücken.

Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, bei welcher der Kurzschlußgenerator 7 mit anderen Stromkreiselementen verbunden ist, einschließlich eines Zusatz-Leistungsschalters 18, eines Einschalters 19, eines Widerstandes 20 für die Stromregelung und eines Transformators 21, wobei alle diese Elemente zusammen mit dem Kurzschlußgenerator 7 und dem Hilfs-Leistungsschalter 8 eine große Stromquelle 17 bilden, die den notwendigen Kurzschlußstrom i. über den Hilfs-Leistungsschalter 8 der Reihenverbindung S des zu prüfenden Leistungsschalters 1 zuführt.

Eine erste Hochspannungsquelle 9 nach diesem Ausführungsbeispiel weist eine Reihenschaltung aus einem Kondensator 22, einem Spalt 23 und einer Spule 24 auf, die zwischen der Zuführung 6 und Erdpotential liegt. Der Kondensator 22 wird vorab von einem Ladekreis CH1 im Steuerkreis VC aufgeladen, und zwar mit der ersichtlichen Polarität. Der Spalt 23 wird durch einen Trigger-Steuerkreis TR1 im Kontrollkreis VC gezündet, und zwar zu einem Zeitpunkt t„ der geringfügig vor dem Zeitpunkt t_ liegt, an welchem i. zu Null wird, so daß der Kondensator 22 entladen wird. Der einen Stromstoß darstellende Entladungsstrom i„ ist im wesentlichen durch die Kapazität des Kondensators 22 vorgegeben und die Induktivität der Spule 24. Der Strom i„ wird teilweise dem Strom i aufgeprägt und wird zum Zeitpunkt t. zu Null, also kurz nach dem Zeitpunkt t~.

Der Hilfs-Leistungsschalter 8 wird im wesentlichen gleichzeitig mit dem Leistungsschalter 1 geöffnet und beendet die Unterbrechung des Stroms zum Zeitpunkt t_, um so die große Stromquelle 17 von der ersten Hochspannungsquelle 9 zu trennen. Nach dem Zeitpunkt t-, kann nur der Strom i„ durch die Reihenschaltung S des Leistungsschalters 1 fließen, und zum Zeitpunkt t., wenn also i„ zu Null wird₍ ist dann die Unterbrechung des Stroms beendet.

Zum Zeitpunkt t, ist der Kondensator 22 mit einer zur ursprünglichen Polarität umgekehrten Polarität geladen und bewirkt dann, daß ein gedämpfter oszillierender Storm durch die Spule 24, einen Widerstand 25 und einen Kondensator 26 fließt. Während dieser gedämpften Schwingung wird die über dem Widerstand 25 und dem Kondensator liegende Spannung zwischen die Zuführung 6 und das Erdpotential gelegt, und zwar als wiederkehrende Stoßspannung V₁, womit die Durchbruchsfestigkeit der Unterbrechereinheit 11 geprüft wird.

Eine zweite Hochspannungsquelle 10 nach diesem Ausführungsbeispiel enthält eine Reihenschaltung aus einem Kondensator 27, einem Spalt 28 und einer Spule 29, wobei diese Reihenschaltung zwischen dem Behälter und dem Erdpotential liegt. Der Kondensator 27 wird vorab durch einen Ladekreis CH2 des Steuerkreises VC aufgeladen, und zwar mit der dargestellten Polarität.

Wenn die erste und die zweite Hochspannungsquelle dadurch gebildet werden, daß in der gleichen Weise die gleichen Stromkreiskomponenten miteinander verbunden werden, dann ist es einfach, Spannungen V₁ und v₀ gleicher Wellenform (nicht gleicher Größe) zu erhalten. Das bedeutet, daß der Spule 29 der zweiten Hochspannungsquelle 10 eine größere Induktivität gegeben wird als der Spule 24 der ersten Hochspannungsquelle und daß dem Kondensator der zweiten Hochspannungsquelle 10 eine größere Kapazität gegeben wird als dem Kondensator 22 der ersten Hochspannungsquelle 9.

Es ist nicht erforderlich, daß der Kondensator 27 der zweiten Hochspannungsquelle 10 einen vergleichsweise großen Strom liefert, also einen so großen Strom etwa wie er von der ersten Hochspannungsquelle 9 der Reihenschaltung S der Unterbrechereinheiten zugeführt wird. Demgemäß kann der Kondensator 27 eine geringe Kapazität aufweisen, so daß die Kosten zur Herstellung der den Kondensator 27 darstellenden Kondensatorbatterie ver-

gleichsweise gering sind.

Bei der Beschreibung der Ausführungsform nach Fig. 5 ist erläutert worden, daß der Kondensator 22 zunächst in der gezeichneten Polarität aufgeladen und dann entladen wird, um der Reihenschaltung S der Unterbrechereinheiten einen Strom i_ zuzuführen. Alternativ kann die Anordnung aber auch so vorgenommen werden, daß der Kondensator 22 durch den Ladekreis CH1 in einer Polarität entgegengesetzt der gezeichneten Polarität aufgeladen und daß der Spalt 23 zum Entladen des Kondensators 22 zum Zeitpunkt t_, wenn also i zu Null wird, gezündet wird. Demgemäß liefert die erste Hochspannungsquelle 9 keinen Stromstoß und die sich ergebenden Quellenformen sind ähnlich denjenigen von Fig. 4. Um dabei eine Verzögerung in der Zuführung einer wiederkehrenden Stoßspannung infolge einer möglichen Verzögerung beim Zünden des Spalts 23 zu verhindern, kann der Hilfs-Leistungsschalter 8 durch ein Widerstandselement überbrückt werden das nicht gezeichnet ist, um so das Anlegen einer Spannung durch die große Stromquelle 17 zu ermöglichen. Bei einer solchen Anordnung kann der Kondensator 22 auch eine kleine Kapazität besitzen, so daß er aus einer Kondensatorbatterie geringer Herstellungskosten hergestellt werden kann.

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Dabei sind Ausbildung und Betriebsweise der großen !'Stromquelle 17 und der ersten Hochspannungsquelle 9 im wesentlichen gleich der Stromquelle 17 und der Spannungsquelle 9 des Ausführungsbeispiels von Fig. 5.

Die zweite Hochspannungsquelle 10 weist jedoch bei diesem Ausführungsbeispiel einen Transformator 32 auf, dessen Primärwicklung parallel zur Primärwicklung des Transformators 21 geschaltet ist. Die Sekundärwicklung des Transformators 32 ist, und zwar anstelle des Kondensators 27 und des Trigger-Spalts 28 von Fig. 5, in Reihe zu der Spule 29 gelegt.

Wenn alle Unterbrechereinheiten 11 - 14 geschlossen sind ist die Spannung über die Primärwicklung des Transformators 21 niedrig, so daß im wesentlichen keine Spannung an der Sekundärwicklung des Transformators 32 liegt.

Wenn der Strom i. durch die Betätigung des Leistungsschalters 1 unterbrochen wird ergibt sich an der Sekundärwicklung des Transformators 32 eine hohe Spannung₇ und es fließt ein Strom durch die Spule 29, die Spule 30 und den Kondensator 31. Die Spannung über die Spule 30 und den Kondensator 31 wird zwischen den Behälter 3 und das Erdpötential gelegt, und zwar als wiederkehrende Stoßspannung v„. Wenn die zweite Hochspannungsquelle 10 von Fig. 7 verwendet wirdj ist für den Spalt 28 kein Triggerkreis erforderlich.

Weil die Belastung des Kurzschlußgenerators 7 den Widerstand des Bogens des Leistungsschalters 1 und die Spule 20 beinhaltet, wird die wiederkehrende Stoßspannung v~ der zweiten Hochspannungsquelle 10 von Fig. 7 nicht unmittelbar nach dem Zeitpunkt, in welchem x. zu Null wird, ansteigen. Diese Verzögerung ist dann nachteilig, wenn es erforderlich ist, daß eine wiederkehrende Stoßspannung unmittelbar nach dem Nullwerden des Stroms i.. angelegt werden muß. Wenn jedoch die erste Hochspannungsquelle 9 einen Stromstoß i» erzeugt, der kurz nach dem Nullwerden von I₁ ebenfalls Null wird und die Aufprägung der wiederkehrenden Stoßspannung verzögert wird, bis i„ zu Null wird, wie dies anhand der Fig. 6 beschrieben worden ist, dann wird der Zeitpunkt, wenn v~ ansteigt, mit dem Zeitpunkt zusammenfallen, an dem i₂ zu Null wird (und wenn ν ansteigt), wie dies in Fig. 8 gezeigt ist. Es werden somit genügend äquivalente Effekte erhalten. Außerdem kann der Zeitpunkt, an welchem V₁ ansteigt, so gelegt werden, daß er mit dem Anstieg von v_ zusammenfällt, und zwar durch entsprechende Einstellung der Schwingungsfrequenz von i„ und des Zündzeitpunkts des Spalts 23.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 können verschiedene

Modifikationen vorgenommen werden. Anstatt den Transformator 32 mit dem Kurzschlußgenerator 7 zu verbinden, kann der Transformator 32 auch mit einem nicht gezeichneten anderen Generator verbunden werden.

Anstelle der Reihenschaltung aus Kondensator 22 und Triggerspalt 23 kann eine Sekundärwicklung eines Transformators angeschaltet werden. Die Primärwicklung dieses Trans-

kann

formators/mit der Primärwicklung des Transformators 21 geschaltet oder mit einem besonderen Generator, der nicht gezeichnet ist, verbunden werden.

Gemäß der obigen Beschreibung tritt ein überschlagbogen nur im Unterbrecher 11 am geerdeten Ende Sg der Reihenschaltung S auf. Dies wird, wie erläutert, dadurch erreicht, daß entweder nur die Unterbrechereinheit 11 geöffnet wird oder aber daß die anderen Unterbrechereinheiten 12-14 durch Kurzschlußleiter überbrückt werden, wobei im letzteren Fall dann alle Unterbrechereinheiten 11 - 14 geöffnet sind. Auch ist es möglich, einen überschlagbogen in einer Folge von zwei Unterbrechereinheiten (11 und 12) oder einer Folge von drei Unterbrechereinheiten (11, 12, 13) zu erzeugen. Die Anzahl an Unterbrechereinheiten, in denen ein überschlagbogen erzeugt wird, kann in Abhängigkeit von der Prüfkapazität der ersten Hochspannungsquelle 9 gewählt werden ι in anderen Worten, in Abhängigkeit von der maximalen Spannung, welche die Spannungsquelle 9 zu erzeugen in der Lage ist.

Weiterhin ist es möglich, parallel zu jeder Unterbrechereinheit einen Kondensator zu legen, wobei dann die Kondensatoren parallel zu den zu prüfenden Unterbrechereinheiten eine geringere Kapazität aufweisen als diejenigen Kondensatoren, die parallel zu den nicht zu prüfenden Unterbrechereinheiten liegen, so daß in allen Unterbrechereinheiten ein überschlagbogen auftritt, die Gesamtheit der wiederkehrenden Stoßspannung der ersten Hochspannungsquelle 9 jedoch im wesentlichen über den zu prüfenden Unterbrechereinheiten liegt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1.) Verfahren zum Simulationsprüfen eines vielkontaktigen Leistungsschalters mit einem Metallbehälter, der das Leistungsschaltergehäuse darstellt und eine Reihenschaltung aus Unterbrechereinheiten umgibt, die, isoliert vom Behälter, von diesem getragen werden, und mit ersten und zweiten Verbindungsleitungen, die mit dem ersten und zweiten Ende der Reihenschaltung verbunden sind und gegenüber dem Behälter isoliert sind, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

der Leistungsschalter wird so betätigt, daß er den Strom unterbricht,

sobald der Strom durch die Reihenschaltung aus Unterbrechereinheiten unterbrochen ist wird die erste Spannungsquelle eingeschaltet,

der Leistungsschalter wird so bedient, daß die von der ersten Spannungsquelle zugeführte wiederkehrende Stoßspannung über einer ersten, am zweiten Ende der Reihenschaltung liegenden Unterbrechereinheit oder über einer

Folge von Unterbrechereinheiten liegt, die nur einen Teil der Reihenschaltung aus Unterbrechereinheiten darstellt und die erwähnte erste Unterbrechereinheit enthält,

der zweiten wiederkehrenden Stoßspannung wird im wesentlichen die gleiche Größe gegeben wie einer wiederkehrenden Gesamt-Stoßspannung, die über alle Unterbrechereinheiten des Leistungsschalters gelegt wird, und

der ersten wiederkehrenden Stoßspannung an der ersten Ausgangsklemme wird bezüglich der zweiten Ausgangsklemme der zweiten Spannungsquelle die gleiche Polarität gegeben wie der zweiten wiederkehrenden Stoßspannung an der ersten Ausgangsklemme bezüglich der zweiten Ausgangsklemme der ersten Spannungsquelle.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedienung des Leistungsschalters in der Weise erfolgt, daß die erste Unterbrechereinheit oder die Folge aus Unterbrechereinheiten geöffnet wird und der Rest der Unterbrechereinheiten geschlossen bleibt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rest der Unterbrechereinheiten durch einen Kurz-

Schlußleiter überbrückt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedienung des Leistungsschalters in der Weise erfolgt, daß alle Unterbrechereinheiten durch einen Kondensator überbrückt werden, wobei der zum Überbrücken der ersten Unterbrechereinheit bzw. jeder der Folge aus Unterbrechereinheiten eine größere Kapazität aufweist als der Kondensator, der zum überbrücken des Rests der Unterbrechereinheiten dient und daß alle Unterbrechereinheiten betätigt werden.

5. Vorrichtung zum Simulationsprüfen eines vielkontaktigen Leistungsschalters mit einem das Gehäuse des Leistungsschalters bildenden Metallbehälter und mit einer Reihenschaltung aus Unterbrechereinheiten, die vom Behälter, von diesem isoliert, gehaltert sind, sowie mit einer ersten und einer zweiten Verbindungsleitung, die mit dem ersten bzw. zweiten Ende der Reihenschaltung verbunden und gegenüber dem Behälter isoliert sind, gekennzeichnet durch eine Stromquelle (17), deren Ausgangsklemmen mit der ersten und mit der zweiten Verbindungsleitung (5, 6) verbunden sind und die einen Strom durch die Reihenschaltung

(S) des Leistungsschalters (1) hindurchleitet, durch eine erste Spannungsquelle (9), deren erste und zweite Ausgangsklemmen mit der ersten bzw. zweiten Verbindungsleitung (5, 6) verbunden sind und die eine erste wiederkehrende Stoßspannung (v₂) über die Unterbrechereinheit (11) oder Unterbrechereinheiten legt, deren Durchschlag-Funktionsfähigkeit geprüft werden soll, und durch eine zweite Spannungsquelle (10), deren erste und zweite Ausgangsquellen mit dem Behälter (3) bzw. der zweiten Verbindungsleitung (5) verbunden sind und die eine zweite wiederkehrende Stoßspannung (v₂) zuführt, wobei die zweite wiederkehrende Stoßspannung im wesentlichen die gleiche Größe hat wie eine wiederkehrende Gesamt-Stoßspannung (v ), die über alle Unterbrechereinheiten (11, 12, 13, 14) des Leistungsschalters gelegt wird, und wobei die Polarität der Spannung an der ersten Ausgangsklemme bezüglich

der zweiten Ausgangsklemme der zweiten Spannungsquelle gleich der Polarität der Spannung an der ersten Ausgangsklemme bezüglich der zweiten Ausgangsklemme der ersten Stromquelle ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle einen Strom durch die Reihenschaltung aus Unterbrechereinheiten leitet und die Zuführung des Stroms nach Betätigung des zu prüfenden Leistungsschalters beendet wird, und daß dann, wenn die Unterbrechung der Stromzuführung durch die Reihenschaltung hindurch abgeschlossen ist die erste und die zweite Spannungsquelle die erste und die zweite wiederkehrende Stoßspannung zuführen, wobei die erste wiederkehrende Stoßspannung effektiv über die Unterbrechereinheit oder die Unterbrechereinheiten gelegt wird, dessen bzw. deren Durchschlagfestigkeit geprüft werden soll, und wobei die zweite wiederkehrende Stoßspannung zwischen Behälter und zweite Verbindungsleitung gelegt wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle einen Kurzschlußgenerator, einen Transformator, dessen Primärwicklung mit dem Kurzschlußgenerator verbunden ist, und einen Hilfs-Leistungsschalter aufweist, der in Reihe mit der Sekundärwicklung liegt, wobei der Strom durch die Sekundärwicklung über den Hilfs-Leistungsschalter der Reihenschaltung aus Unterbrechereinheiten zugeführt wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spannungsquelle einen Transformator aufweist, dessen Primärwicklung mit dem Kurzschlußgenerator und dessen Sekundärwicklung mit der Reihenschaltung aus Unterbrechereinheiten verbunden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spannungsquelle einen Kondensator und einen in Reihe mit dem Kondensator liegenden Trigger-Spalt auf-

weist, und daß Schaltelemente zum Laden des Kondensators im voraus und Schaltelemente zum derartigen Betätigen des Trigger-Spalts vorgesehen sind, daß die Ladespannung des Kondensators als erste wiederkehrende Stoßspannung dient.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Spannungsquelle einen Kondensator und einen in Reihe mit dem Kondensator geschalteten Trigger-Spalt aufweist und daß Schaltelemente zum Laden des Kondensators im voraus und Schaltelemente zum derartigen Betätigen des Trigger-Spalts vorgesehen sind, daß die Ladespannung des Kondensators über den Trigger-Spalt als zweite wiederkehrende Stoßspannung zuführbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spannungsquelle außerdem eine in Reihe mit dem Kondensator und dem Trigger-Spalt liegende Spule und die zweite Spannungsquelle eine in Reihe mit dem Kondensator und dem Trigger-Spalt liegende Spule aufweist, wobei die Induktivität der Spule der zweiten Spannungsquelle kleiner ist als diejenige der Spule der ersten Spannungsquelle und wobei die Kapazität des Kondensators der zweiten Spannungsquelle nicht größer ist als diejenige des Kondensators der ersten Spannungsquelle.