DE902518C - Kondensatorschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Abschalten einer Leitung, die hochgespannten Gleichstrom führt, unter Last mit Hilfe eines Kondensatorschalters. Was unter dem Begriff Kondensatorschalter zu verstehen ist, soll an Hand der Fig. ι und 2 näher erläutert werden. In Fig. ι seien 5 und 6 die beiden Leiter einer Gleichstromkraftübertragungsleitung, die an ihrem einen Ende einen Wechselrichter 4 speisen möge. Der Kondensatorschalter besteht nun aus einem im Zuge der Gleichstromleitung, also beispielsweise in dem positiven Leiter 5 liegenden steuerbaren Hilfsentladungsgefäß 3 mit Gas- oder Dampffüllung und einem 'dazu parallel liegenden Umlenkkreis, der einen Kondensator 1 und eine zweite, ebenfalls steuerbare Gas- oder Dampfentladungsstrecke, das sogenannte Schaltrohr, enthält. DieHilfsentladungsstrecke 3 kann gegebenenfalls im normalen Betrieb durch einen Trennschalter überbrückt sein. Der Kondensator 1 wird während des normalen* Betriebes mit den angegebenen Vorzeichen vorgeladen. Zum Zweck der Abschaltung muß zunächst der etwa vorhandene Trennschalter geöffnet werden. Dann fließt der Gleichstrom über das Hilfsrohr. Nunmehr wird an das Gitter des Hilfsrohres 3 ein Sperrpotential gelegt und das Schaltrohr 2 durch entsprechende Beaufschlagung seines Gitters freigegeben. Infolge der Vorladung des Kondensators geht dann die Stromführung mehr und mehr auf den Umlenkkreis über, so daß schließlich das Hilfsrohr 3 stromlos wird und erlischt. Der über den Umlenkkreis fließende

Strom lädt den Kondensator mit umgekehrtem Vorzeichen wieder auf und erreicht sein Ende, wenn diese Aufladung vollendet ist. Dann erlischt auch das Schaltrohr 2, und der Abschaltvorgang ist abgeschlossen. Die Spannung, auf die der Kondensator 'dabei aufgeladen wird, hängt von der magnetischen Energie ab, die in dem abgeschalteten Stromkreis aufgespeichert war.

Eine andere Art des Kondensatorschalters zeigt ίο Fig. 2. Die Rolle der im Zuge der Leitung liegenden Hilfsentladungsstrecke wird hier durch die Entladungsstrecken des Wechselrichters 4 oder genauer gesagt durch dessen zuletzt brennende Entladungsstrecke übernommen. Infolgedessen liegt der Umlenkkreis mit dem Kondensator 1 und dem Schaltrohr 2 parallel zu der Gleichstromseite des Wechselrichters. Der Abschaltvorgang geht also hier so vor sich, daß zunächst die Entladungsstrecken des Wechselrichters mit Sperrpotential beaufschlagt werden und sodann das Schaltrohr 2 für die Ent- und Umladung des vorgeladenen Kondensators ι freigegeben wird. Damit der Wechselrichter auch bei Verlust seiner Sperrfähigkeit nicht von neuem zünden kann, ist noch ein Hilfsentladungsgefäß 3' vorgesehen, welches bei dem Abschaltvorgang ebenfalls erlischt und den Wechselrichter von dem Gleichstromkreis trennt. Dieses Hilfsentladungsgefäß 3' kann anstatt hinter auch vor dem Anschlußpunkt des Umlenkkreises an die Gleichstromleitung in dieser liegen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei derartigen Kondensatorschaltern durch besondere Maßnahmen eine ausreichende Sperrwirkung der Entladungsstrecken sicherzustellen. Diese Maßnahmen sollen im folgenden an dem Beispiel eines Reihenkondensatorschalters, wie er in Fig. 1 schematisch dargestellt ist, erläutert werden. Für den Parallelkondensatorschalter, der dem Schema nach Fig. 2 entspricht, gelten ganz entsprechende Überlegungen in sinngemäßer Übertragung.

Fig. 3 zeigt eine vollständige Kraftübertragungsanlage für hochgespannten Gleichstrom mit einem Reihenkondensatorschalter. Der Gleichrichter 7 an dem einen Übertragungsende speist über die Fernleitungen 5 und 6 unter Zwischenschaltung einer Glättungsdrossel n den Wechselrichter 4. Der Kondensatorschalter besteht im wesentlichen wiederum aus dem Hilfsentladungsgefäß 3, dem Kondensator 1 und dem Schaltrohr 2. In dem Umlenkkreis liegt noch ein Dämpfungswiderstand 9, der _t den Zweck hat, während des Abschaltvorganges einen Teil der auf der Leitung aufgespeicherten Energie zu vernichten und dadurch die Endspannung, auf die der Kondensator 1 umgeladen wird, herabzusetzen. Weiterhin liegen in dem Entladekreis des Kondensators noch Induktivitäten 8 und 10, die zum Teil schon durch die natürliche Induktivität des Stromkreises gegeben sind und gegebenenfalls durch zusätzliche Drosseln erhöht werden können. Wenn es sich um einen Parallelkondensatorschalter handelt, so liefert auch die Streuung des Wechselrichtertransformators einen wesentlichen Beitrag hierzu.

In den Fig. 4a bis 4c ist der zeitliche Verlauf der Ströme und Spannungen für die Entladungsgefäße als Diagramm wiedergegeben. Dabei bedeutet i den Leitungsstrom, I_n den Strom im Hilfsrohr, i_s den Strom im Schaltrohr, u_H die Spannung am Hilfsrohr, u_s die Spannung am Schaltrohr. Der abzuschaltende Gleichstrom hat die Größe i = J. Wird im Augenblick t_Q das Schaltrohr freigegeben, so spielt sich bis zur Zeit J₁ zunächst ein Übernahmevorgang ab, im Verlauf dessen der Strom unter dem Einfluß der Kondensatorvorladung vom Hilfsrohr auf den Umlenkkreis übergeht. Die Zeitdauer dieses Vorganges hängt von der Größe der Induktivitäten 8 und 10 ab. Wenn nur die natürlichen Induktivitäten vorhanden sind und ein hoher Dämpfungswiderstand verwendet wird, so erfolgt die Übernahme des Stromes in sehr kurzer Zeit nahezu schlagartig. Durch die bereits erwähnten Zusatzinduktivitäten 8 und 10 kann dieser Zeitraum verlängert und damit die Steilheit der Stromänderung herabgesetzt werden. Nach Erlöschen des Hilfsrohres im Zeitpunkt t₁ führt während des sich nun anschließenden eigentlichen Abschaltabschnittes das Schaltrohr den gesamten Leitungsstrom i, der nach einem gewissen, durch die Entladung des Kondensators bedingten Anstieg im Zeitpunkt t₂ seinen Maximalwert erreicht und sodann infolge der zunehmenden Wiederaufladung des Kondensators bis auf den Wert Null abklingt, der im Zeitpunkt t₃ erreicht wird.

Die Spannung u_H am Hilfsgefäß (Fig. 4b) ist zunächst, solange dieses Gefäß noch Strom führt, gleich der zu vernachlässigenden Brennspannung. Nach Erlöschen des Hilfsrohres im Zeitpunkt t_x steigt die Spannung sprunghaft auf einen von der Höhe des abzuschaltenden Stromes i abhängigen Betrag ii— der negativen Sperrspannung an, die das Gefäß auf Ventilwirkung beansprucht. Im Verlauf der Umladung des Kondensators nimmt diese negative Sperrspannung wieder ab, geht im Augenblick i_o durch Null, und es erscheint nunmehr eine positive Sperrspannung. Das Wiedereinsetzen des Stromes in dem Hilfsgefäß wird von jetzt an durch die Sperrwirkung des Gitters verhindert. Ist das Hilfsgefäß als Gefäß mit Initialsteuerung durch Tauchzünder ausgebildet, so muß vor Beginn des Abschaltvorganges der Zünderkreis stromlos gemacht werden, so daß das Hilfsgefäß wegen des Fehlens einer Erregung bei Wiederkehr der posi~ tiven Spannung nicht wieder zünden kann. Nach Erlöschen des Schaltrohres 2 liegt am Hilfsrohr 3 die Leerlaufspannung des gesamten Stromkreises, n₅ die bei ungestörtem Wechselrichter und bei Vernachlässigung der Spannungsabfälle gleich Null ist. Das Schaltrohr hat, wie Fig. 4 c zeigt, bis zu seiner Freigabe die Vorladespannung H₀ des Kondensators als positive Sperrspannung auszuhalten, wobei der Stromfluß entweder durch die Sperrwirkung des Gitters oder bei einem Gefäß mit Tauchzünder dadurch verhindert wird, daß der Tauchzünder nicht erregt ist. Während der von i₀ bis i₃ dauernden Stromführung ist dann die Spannung an dem Schaltrohr gleich der wiederum zu

vernachlässigenden Brennspannung. Nach dem Erlöschen des Schaltrohres wird dieses durch die Endspannung u_e, auf die der Kondensator aufgeladen wurde, auf Ventilwirkung beansprucht, wobei die negative Sperrspannung im Zeitpunkt i₃ wiederum sprunghaft einsetzt.

Wie die Spannungskurven zeigen, ist bei der Spannungsbeanspruchung der Entladungsgefäße zwischen der positiven und der negativen Sperrspannung zu unterscheiden. Beim Hilfsrohr treten während des Abschaltvorganges nacheinander beide Beanspruchungen auf, während beim Schaltrohr nur die am Schluß des Vorganges eintretende Sperrspannung für den störungsfreien Verlauf des Abschaltvorganges von Bedeutung ist, da die Absperrung der positiven Spannung vor Beginn des Abschaltvorganges ohnehin gewährleistet sein muß. Gemäß der Erfindung werden nun die. im Entladekreis des Kondensators liegenden Induktivitäten und Ohmschen Widerstände, die Kapazität und die Vorladespannung des Kondensators so gegeneinander bemessen, daß bei Abschaltung des höchsten Leistungsstromes zwischen dem Erlöschen der Hilfsentladungsstrecke und der Wiederkehr der positiven Sperrspannung an ihr ein Zeitraum von 10-⁴ bis 10-³ Sekunden liegt. Das Hilfsentladungsgef äß vermag näml ich eine Spannung· inder normalen Durchlaßrichtung nur dann zu sperren, wenn bei dem Erscheinen dieser positiven Spannung die Gasstrecke weit genug entionisiert ist. Dazu ist aber eine stromlose Pause von etwa io~* bis io~³ Sekunden erforderlich.

Daß ein Gas- oder Dampfentladungsgefäß nach einer vorangegangenen Entladung eine in der Durchlaßrichtung auftretende Spannung nur dann sperren kann, wenn zwischen dem Ende der Entladung und dem Auftreten der Spannung in der Durchlaßrichtung eine zur Entionisierung ausreichende Zeit von etwa 10—⁴ bis 10—³ Sekunden vergangen ist, ist an sich bekannt. Auf diese Tatsache hat man aber 'bisher nur in wenigen ganz speziellen Anwendungsfällen der Entladungsstrecken Rücksicht genommen. Hierzu gehört der Wechselrichterbetrieb, bei dem sich im Gegensatz zum Gleichrichterbetrieb die Spannung an der soeben gelöschten Entladungsstrecke nicht nach negativen, sondern nach positiven Werten hin verändert. Bei Wechselrichtern hat die Berücksichtigung der genannten physikalischen Erscheinung deshalb dazu geführt, daß man durch entsprechende Steuerung der Entladungsstrecken für eine so frühzeitige Ablösung jeder Entladungsstrecke des Wechselrichters sorgt, daß bis zu dem Zeitpunkt, in welchem die positive Spannung an der abgelösten Entladungsstrecke über diejenige an der ablösenden Entladungsstrecke ansteigt, unter Berücksichtigung des von der Belastung abhängigen Stromübergabeabschnittes noch eine hinreichende Entionisierungszeit übrigbleibt. Ein anderer Fall, in welchem man der Entionisierungszeit Rechnung getragen hat, ist der Betrieb der Entladungsstrecken mit einer Wechselspannung, deren Halbwellendauer kleiner ist als die notwendige Entionisierungszeit. Man erreicht hier durch Überlagerung einer niederfrequenten Spannung über die hochfrequente Anodenwechselspannung, daß für einen gewissen Zeitraum nach dem Erlöschen der Entladungsstrecke die Gesamtspannung negativ wird, d. h. in der Sperrrichtung liegt.

Bei Kondensatorschaltern hat man sich jedoch bisher um die Entionisierungszeit noch nicht gekümmert. Aus den obigen Ausführungen geht jedoch hervor, daß sie auch hier eine entscheidende Rolle spielt und daß der Entionisierungsvorgang geeignet ist, die Wirksamkeit des Kondensatorschalters überhaupt in Frage zu stellen. Wesentlich für die Erfindung ist dabei die Aufdeckung des Zusammenhanges der Entionisierungszeit mit der Bemessung der einzelnen elektrischen Daten des Kondensatorschalters sowie die Ermittlung, welche Größen für die Entionisierungszeit überhaupt maßgebend sind. Es sind dies, wie schon erwähnt, die im Entladekreis des Kondensators liegenden Induktivitäten und Ohmschen Widerstände sowie die Kapazität und vor allem auch die Vorladespannung des Kondensators. Damit ist der Technik eine Regel in die Hand gegeben, die es ermöglicht, in jedem Fall die in Betracht kommenden Größen des Kondensatorschalters im Hinblick auf den höchsten abzuschaltenden Leitungsstrom so festzulegen, daß die erforderliche Entionisierungszeit für die Hilfsentladungsstrecke bis zum Wiederkehren der positiven Spannung an ihr sichergestellt ist.

Wie Fig. 4 zeigt, hängt der Zeitraum t₁. .. t₂, der für die Entionisierung der Hilfsentladungsstrecke zur Verfügung steht, einerseits von der im Zeitpunkt If₁ noch vorhandenen Ladung und damit von der Vorladung u₀ des Kondensators, andererseits aber auch von der Anstiegsgeschwindigkeit der Spannung, d. h. von der Induktivität und dem Ohmschen Widerstand des Entladungskreises sowie von der Kapazität des Kondensators selbst ab. Durch gegenseitige Abstimmung dieser Größen läßt sich also das Zeitintervall zwischen J₁ und f₂ in gewissen Grenzen beliebig groß machen. Durch die erfindungsgemäße Bemessung gelingt es, dem Hilfsrohr bis zum Eintritt der positiven Sperrspannung seine volle Sperrfähigkeit wieder zu verschaffen, so daß es nicht von neuem zünden und den Abschaltvorgang in Frage stellen kann.

Wenn der L^Tmlenkkreis parallel zu dem Wechselrichter liegt, so ist noch zu beachten, daß im Wechselrichter zusätzlich eine von dem gespeisten Drehstromnetz herrührende Spannungskomponente auftritt, die alle Zwischenwerte von einer 'reinen Gegenspannung bis zu einer im gleichen Sinn wie die Gleichspannung wirkenden treibenden Spannung annehmen kann, je nachdem, ob der Wechselrichter im Abschaltzeitpunkt normal arbeitet oder von einer Störung befallen ist. Bei der Bemessung der Schalterelemente muß natürlich auf den ungünstigsten Fall Rücksicht genommen werden.

Um die Sicherheit der Wiedererlangung der Sperrfähigkeit des Hilfsentladungsgefäßes zu erhöhen, ist es außerdem zweckmäßig, spätestens bei Beginn des Abschaltvorganges einen etwa vor-

handenen Erregerlichtbogen abzuschalten, um eine weitere Ionisierung der Gasstrecke durch diesen zu unterbinden.

Wie die Fig. 4 b und 4 c zeigen, tritt sowohl an dem Hilfsrohr als auch an dem Schaltrohr eine negative Sperrspannung auf. Bezüglich der Spannungsfestigkeit gegen die negative Sperrspannung besteht nun bei Hochspannungsgefäßen ein wesentlicher Unterschied gegenüber dem Verhalten von Entladungsgefäßen für Niederspannung. Während dort nämlich die Beherrschung selbst einer sprunghaft wiederkehrenden negativen Sperrspannung weiter keine Schwierigkeiten bereitet, können hier die auftretenden hohen negativen Spannungen ebenfalls nur dann gesperrt werden, wenn die Entladungsstrecke bereits hinreichend entionisiert ist. Es ist also höchst unerwünscht, daß unmittelbar im Anschluß an das Verschwinden des Stromes sofort eine hohe negative Sperrspannung auftritt, wie das in Fig. 4 der Fall ist. Um nun sowohl am Hilfsentladungsgefäß als auch an dem Schaltrohr eine hinreichende Entionisierungszeit vor dem Eintritt der negativen Sperrspannung zur Verfugung zu haben, werden die in dem Entladekreis des Kondensators vorhandenen Drosselspulen mindestens zum Teil als sogenannte Schaltdrosseln ausgebildet, d.h.. als Drosselspulen, die vermöge eines Kernes aus Spezialeisen bereits bei einem sehr geringen Strom ihre Sättigungsgrenze erreichen und eine scharf geknickte Magnetisierungskennlinie aufweisen. Wenn in einer derartigen Schaltdrossel der Strom allmählich absinkt, so springt plötzlich bei Unterschreitung der Sättigungsgrenze die Induktivität der Schaltdrossel auf einen sehr hohen Wert, und die Stromänderung geht von diesem Augenblick an nur noch ganz langsam vor sich. Es entsteht gewissermaßen eine Stufe sehr geringen Stromes, innerhalb deren eine nennenswerte Ionisation der Entladungsstrecke nicht mehr stattfindet.

Um nun also vor dem Eintritt der negativen Sperrspannung an dem Hilfsrohr eine solche Stufe niedrigen Stromes einzuschalten, wird die dem Hilfsrohr vorgeschaltete Drosselspule 8 als Schaltdrossel ausgebildet. Die Ausbildung der Drossel im Umlenkkreis als Schaltdrossel ruft entsprechend eine solche Stromstufe in diesem Kreise vor dem Eintritt der negativen Sperrspannung am Schaltrohr hervor. Ohne besondere Maßnahmen würde sich dabei allerdings die Hysterese des Schaltdrosselkernes in der Weise bemerkbar machen, daß die Stufe erst einsetzen könnte, wenn der Strom bereits Null geworden ist oder gar sein Vorzeichen umgekehrt hat. Da in den beschriebenen Schaltungen wegen der Ventilwirkung der Entladungsgefäße die Stufe somit gar nicht mehr zur Ausbildung kommen würde, weil ja beim Strom Null die Gefäße erlöschen und negative Ströme nicht möglich sind, so ist es zweckmäßig, die Schaltdrosseln vorzumagnetisieren, um auf diese Weise die Stufe in den Bereich positiver Stromwerte zu heben. Die Stufe läuft dann ganz oder teilweise vor dem Erlöschen des Rohres ab, und das Gefäß wird nur noch durch den sehr geringen Stufenstrom ionisiert, während gleichzeitig die negative Spannung noch im vollen Umfang an der Schaltdrossel liegenbleibt.

In dem Umlenkkreis würde nun aber auch zu Beginn des Stromüberganges auf diesen Kreis bei ansteigendem Strom eine Stufe 1-aogsamer Stromänderung eintreten, was eine Heraufsetzung der Abschaltzeit zur Folge hätte und damit unerwünscht wäre. Diese Stufe kann man durch eine zusätzliche Vormagnetisierung der Schaltdrossel des Umlenkkreises durch den Hauptstrom verhindern. Da der Hauptstrom zu Beginn des Schaltvorganges noch fließt, wird bei dieser Ausbildung der Schaltdrossel durch ihn die Anfangsstufe unterdrückt.

Ein Ausführungsbeispiel des Reihenkondensatorschalters mit Ausbildung der Drosseln als Schaltdrosseln zeigt Fig. 5. Für gleichartige Teile sind dabei dieselben Bezugszeichen gewählt wie in Fig. 3. Die als Schaltdrossel mit einem Spezialeisenkern ausgebildete Drossel 8 vor dem Hilfsrohr besitzt außer ihrer Arbeitswicklung 12 noch eine Vormagnetisierungswicklung 13, die zweckmäßig von einem konstanten Strom durchflossen wird, um die Stufe in den Bereich positiver Ströme zu heben. Die ebenfalls als Schaltdrossel ausgebildete Drossei 10 im Umlenkkreis besitzt außer der Arbeitswicklung 14 zu dem gleichen Zweck noch eine konstant erregte Vormagnetisierungswicklung 15 sowie eine weitere Vormagnetisierungswicklung 16, die von dem Strom des Hilfsentladungsgefäßes i_H durchflossen wird. Dadurch kann, solange dieser Strom fließt, eine Entsättigung der Drossel nicht eintreten. Das gleiche Ziel kann man auch dadurch erreichen, daß man die Vormagnetisierungswicklung 16 nicht nur von dem Strom ig, sondern von dem Gesamtstrom i durchfließen läßt.

Auch bei Anwendung solcher Schaltdrosseln ist es zweckmäßig, sowohl in dem Hilfsentladungsgefäß als auch in dem Schaltrohr so früh wie möglich den Erregerlichtbogen abzuschalten. Die Abschaltung des Erregerlichtbogens, der ja, sofern es sich um gittergesteuerte Entladungsgefäße handelt, bei Beginn der Stromübernahme vorhanden sein muß, kann sich allerdings angesichts der Kürze der zur Verfügung stehenden Zeit schwierig ge- no stalten. In dieser Hinsicht ist, wenigstens für das Schaltrohr, ein Gefäß mit Initialsteuerung durch Tauchzünder vorteilhafter als ein solches mit Gittersteuerung,

Auch eine Verlangsamung des Anstieges der Sperrspannung nach dem Erlöschen des Lichtbogens kann erreicht werden, und zwar dadurch, daß parallel zu dem Gefäß ein vorzugsweise aus Kapazität und Dämpfungswiderstand bestehender Nebenweg gelegt wird. Ein derartiger Nebenweg" bewirkt im Zusammenhang mit einer dem Gefäß vorgeschalteten Induktivität, daß die Spannung an dem Gefäß nach dem Erlöschen nicht sprunghaft, sondern nach Maßgabe der zunehmenden Ladung des anfänglich ungeladenen Kondensators verlangsamt ansteigt. Bereits zusammen mit einer kon-

stanten vorgeschalteten Induktivität ergibt ein kapazitiver Nebenweg an Stelle eines schroffen Spannungssprunges auf den Betrag u (Fig. 6) eine verzögert ansteigende Spannungsschwingung, wie sie ebenfalls in Fig. 6 wiedergegeben ist. Durch Dämpfungswiderstände, die in Reihe bzw. parallel mit dem Kondensator geschaltet sein können, läßt sich das Hinausschwingen der Spannung über den Wert u auf ein erträgliches Maß herabsetzen. ίο Durch starke Dämpfung wird jedoch der Anstieg der Spannungsschwingung, der ohne Dämpfung nach einer Cosinus-Linie erfolgen würde, wieder unerwünscht bis zu einem nahezu zeitproportionalen Anstieg versteuert.

is Hier wirkt sich die Ausbildung der Drossel als Schaltdrossel noch vorteilhafter aus als ohne Verwendung eines Nebenweges. Bei richtiger Bemessung des Nebenweges läßt sich nämlich erreichen, daß der geringe Stufenstrom überhaupt nicht mehr über die Entladungsstrecke fließt, sondern seinen Weg allein über den Nebenweg nimmt. Das Gefäß erlischt somit bereits bei Beginn der Stufe, und auch die Restionisation der Entladungsstrecke durch den Stufenstrom fällt damit weg, und die Stufe steht als reine Entionisierungszeit zur Verfügung. Die negative Spannung jedoch wird während dieser Zeit noch an der Schaltdrossel gehalten, weil der Nebenweg auch nach dem Erlöschen des Gefäßes das Weiterfließen des Stromes in der Schaltdrossel und damit eine Kraftfmßänderung in der entsättigten Drossel zunächst noch gestattet. Es entsteht hierdurch also zu Beginn des Anstieges der Sperrspannung nach Erlöschen des Gefäßes zunächst eine Stufe ganz geringer Spannung, wie dieses in Fig. 4 b und 4 c durch die gestrichelten Linien des Spannungsverlaufes angedeutet ist. Der Spannungsanteil uq der Sperrspannung wird dabei von der Schaltdrossel aufgenommen. Durch geeignete Höhe der Vormagnetisierung läßt sich auch erreichen, daß ein und dieselbe Schaltdrossel sowohl vor dem Erlöschen des Rohres einen Abschnitt schwacher Ionisierung als auch nach dem Erlöschen einen Abschnitt geringer Sperrspannung bewirkt. Bezüglich der Nebenwege sei noch bemerkt, daß bei Verwendung von solchen Gefäßen, bei denen die Potentialverteilung längs der Entladungsstrecke durch an eine Kondensatorkette angeschlossene Einsätze gesteuert wird, diese Kondensatorkette mit ihren zugehörigen Widerständen allein oder auch in Verbindung mit weiteren Kondensatoren und Widerständen den Nebenweg bilden kann.

Wenn Nebenwege zu den Gefäßen verwendet werden, bei denen Ohmsche oder induktive Widerstände eine leitende Verbindung, wenn auch eine solche mit hohem Widerstand, zwischen Anode und Kathode herstellen, so bleiben nach der Abschaltung durch den Kondensatorschalter noch geringe Restströme bestehen. Zur Erzielung einer völligen Abschaltung muß man daher in solchen und ähnlichen Fällen in Reihe mit dem gesamten Kondensatorschalter noch einen Trennschalter anordnen, der diese geringen Restströme zu unterbrechen hat. Die Öffnung dieses Trennschalters erfolgt dann zweckmäßig selbsttätig im Anschluß an den Abschalt-Vorgang.

Es kann nun vorkommen, daß der Umlenkkreis den abzuschaltenden Strom nicht völlig übernehmen kann, weil dieser infolge eines unvorhergesehenen Ereignisses den bei der Bemessung des Kondensatorschalters zugrunde gelegten Abschaltstrom überschreitet. In diesem Fall erlischt das Hilfsgefäß bzw. der Wechselrichter überhaupt nicht, und der sich selbsttätig im Anschluß an den Schaltvorgang öffnende Trennschalter müßte einen unzulässig hohen Strom unterbrechen. Es ist infolgedessen vorteilhaft, die Anordnung so zu treffen, daß die Öffnung des Trennschalters selbsttätig verhindert wird, wenn der nach dem Abschaltvorgang noch fließende Strom einen bestimmten Betrag nicht unterschritten hat. Die Abschaltung muß dann durch Gittersperrung des die Leitung speisenden Gleichrichters vorgenommen werden. Als Hilfsmittel für eine derartige Überwachung und Verriegelung kann z. B. ein Stromrelais für die Auslösung des Trennschalters dienen, das erst bei Unterschreitung eines bestimmten Reststromes die Auslösung freigibt, wobei die Gittersperrung des Gleichrichters beispielsweise dann in Kraft tritt, wenn diese Freigabe nicht innerhalb eines vorbestimmten Zeitabschnittes erfolgt.

Es sei darauf hingewiesen, daß die beschriebenen Maßnahmen, die meist an Hand einer Schaltung erläutert wurden, bei der ein besonderes Hilfsentladungsgefäß vorgesehen ist, auch dann ihre Bedeutung behalten, wenn der Umlenkkreis parallel zu der Gleichstromseite des Wechselrichters geschaltet ist und die Wechselrichterentladungsstrecken an die Stelle des Hilfsgefäßes treten. Der Erfindungsgedanke kann sinngemäß auch Anwendung finden, wenn an Stelle der Entladungsgefäße mechanische Schalteinrichtungen, beispielsweise kunzhubige Vielfachschalter mit Abhebekontakten, vorgesehen sind, mit denen sich sehr kurze Schaltzeiten erreichen lassen.

Claims (11)

1. Patentansprüche:

   i. Kondensatorschalter zum Abschalten von Gleichstromhochspannungsleitungen unter Last, bestehend aus einer im Zuge der Leitung liegenden gas- oder dampfgefüllten Hilfsentladungsstrecke und einem Ümlenkkreis dazu, der einen Kondensator und in Reihe damit ein ebenfalls gas- oder dampf gefülltes, mittels Gittersteuerung oder Tauchzündelektrode zündbares Schaltrohr enthält, gekennzeichnet durch eine solche gegenseitige Bemessung der im Entladekreis des Kondensators liegenden Induktivitäten und Ohmschen Widerstände, der Kapazität und der Vorladespannung des Kondensators, daß bei Abschaltung des höchsten Leitungsstromes zwischen dem Erlöschen der Hilfsentladungsstrecke und der Wiederkehr der positiven Span-

   nung an ihr ein Zeitraum von mindestens io~⁴ bis io"~³ Sekunden Hegt.
2. 2. Kondensatorschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Drosseln Schaltdrosseln mit niedrigem Sättigungsstrom und scharf geknickter Magnetisierungskennlinie dienen.
3. 3. Kondensatorschalter nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltdrosssel

   ίο des Entladekreises im Umlenkkreis und eine weitere in dem Stromzweig der Hilfsentladungsstrecke liegt.
4. 4. Kondensator schalter nachAnspnich2und3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltdrosseln so vormagnetisiert sind, daß der Zustand der Entsättigung ganz oder teilweise im Bereich positiver Ströme der Entladungsstrecken liegt.
5. 5. Kondensatorschalter nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die im Utnlenk-

   ao kreis liegende Drossel durch den Strom der Gleichstromleitung oder des Hilfsentladungsgefäßes vormagnetisiert wird.
6. 6. Kondensatorschalter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung gittergesteuerter Entladungsgefäße mit flüssiger Kathode vor Eintritt der negativen Sperrspannung der Erregerlichtbogen abgeschaltet wird.
7. 7. Kondensatorschalter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Kondensator Dämpfungswiderstände in Reihe oder parallel geschaltet sind.
8. 8. Kondensatorschalter nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungsstrecken durch Nebenwege überbrückt sind.
9. 9. Kondensatorschalter nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Nebenwegen, die eine leitende Parallelverbindung zu den Entladungsstrecken darstellen, in der abzuschaltenden Leitung noch ein Trennschalter liegt, der im, Anschluß an den Abschaltvorgang selbsttätig geöffnet wird.
10. 10. Kondensatorschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung des Trennschalters selbsttätig verhindert wird, wenn der nach dem Abschaltvorgang noch fließende Strom einen bestimmten Maximalwert überschreitet.
11. 11. Kondensator schalter nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der die Anlage speisende Gleichrichter gesperrt wird, wenn die Trennschalter nach Ablauf einer bestimmten Zeitspanne nach dem Abschaltvorgang nicht geöffnet sind.

    Angezogene Druckschriften:
    Deutsche Patentschriften Nr. 449621, 506560, 514346,530463,639884;

    französische Patentschrift Nr. 722 240;
    ETZ, 1938, S. 87 (bis 89.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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