A contribution to the voltage division across the interrupter units of high voltage circuit breakers without grading capacitors

Abstract

Hochspannungs-Leistungsschalter mit mehreren Unterbrechereinheiten werden gängigerweise mit parallel geschalteten Steuerkondensatoren größerer Kapazität betrieben. Dadurch erfolgt eine weitgehend gleichmäßige Aufteilung der Spannung über die einzelnen Schaltstrecken. Der Einsatz von Steuerkondensatoren verursacht zusätzliche Kosten für die Leistungsschalter. Obendrein sind sie potentielle Fehlerquellen. Daher besteht ein Interesse, die Notwendigkeit der Steuerkondensatoren zu untersuchen. Hierzu sind die kleinen Kapazitäten der Unterbrechereinheiten des Hochspannungs-Leistungsschalters zu bestimmen, um die genaue Spannungsaufteilung ohne Steuerkondensatoren zu erhalten. Nach der Betrachtung verschiedener Verfahren zur relativ schwierigen Messung der kleinen Kapazitäten der Unterbrechereinheiten folgen Messungen sowie Feldsimulationen, um den Einfluss der Umgebung der Leistungsschalter im praktischen Betrieb auf die Spannungsverteilung über den unbeschalteten Unterbrechereinheiten zu ermitteln.High-voltage circuit-breakers are generally equipped with parallel grading capacitors of high capacitance. Thus, the voltage is distributed almost equal across the individual interrupting units. The use of grading capacitors means additional costs for the circuit-breakers. Moreover, they are potential sources of failures. Therefore, it is of interest to investigate the necessity of grading capacitors. As a precondition the small capacitances of the interrupter units of the circuit-breaker have to be measured to find the exact voltage distribution without grading capacitors. After considering various methods for the relatively difficult measurement of the small capacitances of the interrupter units measurements have been carried out. They have been complimented by field simulations to determine the influence of the environment on the voltage distribution across the interrupter units without grading capacitors in practical service