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Elektrische Schaltanlage mit Druckgasschaltern.
Bei elektrischen Leistungsschaltern mit Lichthogenlöschung durch Druckgas ist, nachdem der Unterbrechungslichtbogen einmal abgerissen ist, unbedingt ein Wiederzünden zu verhindern)).
Zu diesem Zweck ist es erforderlieh, dass die Kontaktentfernung nach dem Erlöschen des Lichtbogens so gross ist, dass die Funkenstrecke von der wiederkehrenden Spannung nicht mehr durchschlagen werden kann. Da nun bei Druckgasschaltern die Lichtbogenlöschung in ausserordentlich kurzer Zeit, nämlich innerhalb einer halben Periode nach der Kontakttrennung.
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Grenze gesetzt ist. so würden sich, wenn man nicht besondere Vorkehrungen trifft, Rückzündungen nicht mit Sicherheit vermeiden lassen, da die Kontaktentfernung nach der Stromunterbrechung noch verhältnismässig gering ist. Diese Gefahr bestellt insbesondere bei stark induktiver oder kapazitiver Belastung, da z.
B. bei 90 Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung und beim Abreissen des Lichtbogens im Augenblick, in dem der Strom durch null geht. die Spannung momentan auf ihren Höchstwert heraufschnellt.
Um diese Gefahr zu verhüten. werden erfindungsgemäss besondere Einrichtung vorge-
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Hiedurch wird erreicht, dass bis zum Auftreten des Spannungshöchstwertes die Kontakte sich so weit voneinander entfernt haben, dass ein Durchschlag der funkenstrecke nicht mehr erfolgen kann.
Es ist zwar bereits eine Schaltvorrichtung bekannt, bei welcher parallel zu einem Schalter eine Vakuumfunkenstrecke liegt. Durch diese Parallelfunkenstreeke wird aber der Anstieg der Spannung nach dem Abreissen des Lichtbogens nicht verzögert : denn die Parallelfunkenstrecke hat überhaupt keinen Einfluss auf den zeitlichen Verlauf der Spannung, sondern sie schneidet lediglich einen Teil der Spannungskurve ab. sobald ein bestimmter Spannung- wert überschritten ist.
Wenn es sich um die Abschaltung grösserer Leistungen handelt, so würde eine derartige Einrichtung sich entweder als völlig wirkungslos erweisen oder aber es würden sich Schwierigkeiten ergeben, den in der Funkenstrecke entstellenden Lichtbogen zu löschen.
Ausserdem wird gerade bei Druckgasschaltern durch die erfindungsgemässe Anordnung
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durch Anwendung solcher Mittel bei Druckgasschaltern die Abschaltung um mchr als 100% steigern. Es hat sieh anderseits gezeigt, dass bei gewöhnlichen Ölschaltern, die Verbesserung nur geringfügig ist und beispielsweise durch Zuschalten von Kondensatoren erst dann brauch- bar wird. wenn man eine nugewölmlich grosse Anzahl von Kondensatoren benutzt. lm Gegensatz hiezu braucht die Kapazität der Kondensatoren bei einem Druckgasschalter nur verhältnismässig gering zu sein. Der Grund für diesen auffallenden Unterschied ist darin zu erblicken.
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schaltung in kürzester Zeit von Metallgasen und Ionen gereinigt wird.
Es wird daher eine besonders günstige Wirkung erzielt, wenn man hei derartigen Druckgasschaltern den Anstieg der wiederkehrenden Spannung so verlangsamt, bis die Reinigung der Funkenstrecke erfolg !
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ist. Hingegen bleiben bei einem Ölschalter die Sehaltgase im wesentlichen zwischen den Kontakten, und die Unterbrechung des Lichtbogens erfolgt in der Hauptsache durch die Kühlwirkung des Öles. so dass die Verlangsamung des Spannungsanstieges bei derartigen Schaltern praktisch kaum von Bedeutung ist.
Die Verzögerung des Spamiungsastieges nach der Erfindung lässt sich in der Weise erreichen, dass man den Schalter in zwei in Serie liegende Schalter unterteilt, die nacheinander geöffnet werden und von denen der zuerst zu öffnende mit einem Parallelwiderstand versehen ist. Die Grösse seiner ohm'schen und induktiven Komponente richtet sieh nach den Verhältnissen im Netz. Am zweckmässigsten ist er so zu hemessen, dass bei der zu erwartenden höchsten Abschaltleistung beide Schalter ungefähr gleich beansprucht werden.
Man erreicht durch dieseMassnahme. dass im Augenblick der Unterbrechung des erstenSchalters durch den hiebei eingeschalteten Widerstand die Phasenverschiebung auf einen kleineren Wert als 90 gebracht wird und die Spannung sicher nicht auf ihren Höchstwert ansteigen kann.
Man kann auch-bei Benutzung nur eines Schalters-wu seinen mit den Sammelschiene) t verbundenen Kontakten einen Kondensator parallel schalten. Da seine Aufladung eine gewisse Zeit dauert, steigt die Spannung nur langsam. Um unbequeme Abmessungen des Kondensators zu vermeiden, kann man ihn über einen Transformator anschliessen.
Die Kapazität des Kondensators ist hiebei so zu bemessen, dass die Eigenschwingungs- zahlen des zwischen dem Schalter und Generator liegenden Stromkreises unterhalb 15. 000 Hertz liegt. Es hat sich nämlich gezeigt, dass bei höherer Eigenfrequenz des Stromkreises die Gefahr von Rückzündungen vorliegt.
Die Anlage kann dadurch vereinfacht werden, dass man für mehrere Schalter einen gemeinsamen Kondensator vorsieht. Der Kondensator wird zu diesem Zweck direkt an die Sammelschienen angeschlossen. so dass er gleichzeitig mehrere Druckgasschalter sellützt. Hiebei muss dann für jeden einzelnen Schalter die oben angegebene Bedingung erfüllt sein dass die Eigenschwingung des zwischen dem Schalter und Generator liegenden. vom Kurzschluss betroffenen Stromkreises kleiner als 15. 000 Hertz ist. Diese Bedingung wird jedoch nicht erfüllt, wenn zwischen dem Kondensator und den Druckgasschaltern Reaktanzen liegen, vielmehr ist alsdann der Anstieg der wiederkehrenden Spannung durch die Selbstinduktion und die Kapazität der vorgeschalteten Reaktanz bedingt.
Ein an die Sammelschienen angeschlossener Kondensator würde also bei zwischengeschalteter Reaktanz keinen Schutz für den Druckgasschalter darstellen. Es ist daher erforderlich, dass zwischen dem Kondensator und dem Dru (le gasschalter keine Reaktanzen vorhanden sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt das Schaltungsschema gemäss Abbildung. in welcher der Einfachheit halber die Darstellung einphasig erfolgt ist. Es bedeutet a einen Drehstromgenerator. b ein Sammelschienensystem, von welchem mehrere Leitungen c. d und e abgehen. In die Leitungen sind die Reaktanzen f, g, h zur Begrenzung des Kurzsrhlussstromes eingeschaltet. An die Sammelschienen ist ein Kondensator i angeschlossen.
Dieser schützt die beiden Druckgasschalter & m, welche unmittelbar an die Sammelschienen angeschlossen sind, während die zugehörigen Reaktanzen f und g hinter den Druckgasschaltern liegen. Bei der abgehenden Leitung e mag es aus irgendeinem Grunde erforderlich sein. den Druckgasschalter n hinter der Drossel 7t an die Sammelschienen anzuschliessen. In diesem Fall muss alsdann hinter der Reaktanz 11 noch ein besonderer Kondensator o zum Schutze des Druckgasschalters n vorgesehen werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrische Schaltanlage mit Leistungsschaltern, deren Kontakte beim Schalten mit Druckgas beblasen werden, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen vorhanden sind. dun')) die der Anstieg der Spannung nach dem Abreissen des Lichtbogens verzögert ist.