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Sehalteinriehtung.
Für die Unterbrechung eines Stromes ist es erforderlich, den Unterbrechungsweg zu deionisieren.
Die Deionisation ist um so leichter zu bewerkstelligen, je geringer die Ionenerzeugung und je länger die für die Deionisation verfügbare Zeit ist. Für die Ionenerzeugung ist die Stromstärke massgebend und es sind die Vorbedingungen für die Stromunterbrechung um so günstiger, je geringer bei derselben die augenblicklichen und die unmittelbar vorangegangenen Stromwerte sind. Bei Wechselstrom ist deshalb der Zeitpunkt des natürlichen Stromnulldurchganges für die Unterbrechung bevorzugt. Nach der Strom-
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ziindung im Unterbrechungsweg herbeiführen kann.
Der Erfindungsgedanke besteht darin, für die Deionisation des mit dem Abschaltstrom vorwiegend belasteten Unterbrechungsweges künstlich eine gewisse Zeit zu schaffen, indem der Unterbrechungsweg einen Augenblick lang durch einen parallelen Stromweg kurzgeschlossen und dadurch sowohl vom Strom als auch von der Spannung entlastet wird ;
die Überleitung des Stromes auf den parallelen Stromweg hat dabei derart zu erfolgen, dass derselbe im Verlaufe des Abschaltvorganges anfänglich nur einen geringen oder überhaupt keinen Strom führt, gegen Ende des Absehaltvorganges aber, nahe bei seinem periodischen Durchgang durch den Nullpunkt, den ganzen Abschaltstrom übernimmt. Selbstverständlich muss nach dieser Überleitung der im Parallelweg fliessende Strom bei seinem Nulldurchgang unterbrochen werden, wofür keine künstliche zusätzliche Deionisationszeit zur Verfügung steht ;
in diesem Stromweg ist aber die Unterbrechung bzw. die Deionisation dadurch sehr erleichtert, dass die Stromstärke sehr gering nämlich nur ein Bruchteil des Amplitudenwertes und die Belastungsdauer, entsprechend der für die Deionisation des ersten Unterbrechungsweges erforderlichen geringen zusätzlichen Zeit, nur sehr kurz ist.
In Fig. 1 ist eine beispielsweise Ausführung der Erfindung dargestellt ; zu einem normalen Schaltorgan (1) ist ein gittergesteuertes Entladungsgefäss (2) parallelgeschaltet. Mittels der Steuerung wird in an sich bekannter Weise der Stromübergang durch das Entladungsgefäss knapp vor dem natürlichen Nulldurchgang des Abschaltstromes bewirkt ; wie in Fig. 2 dargestellt, ist der Augenblick der Überleitung so zu wählen, dass sich bis zum Stromnulldurchgang gerade die für die Deionisation gewünschte Zeit ta ergibt. Da es sich bei dieser Zeit in den meisten Fällen etwa um einige zehntausendstel Sekunden handelt,
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teil der Amplitude des Abschaltstromes J,.
Eine weitere grundsätzliche Möglichkeit, den Erfindungsgedanken zu verwirklichen, ist durch Fig. 3 und 4 erläutert. Der Absehaltstrom J wird auf zwei parallelgeschaltete, normale Sehaltorgane und 2 derart aufgeteilt, dass die beiden Ströme gegeneinander phasenverschoben sind und der nacheilende Strom J2 wesentlich kleiner als der voreilende J1 ist. Beim Stromnulldurchgang des voreilenden und zugleich grösseren Stromes J1 ist also infolge der Phasenverschiebung das Schaltorgan 2 stromdurchflossen und es besteht an demselben ein Lichtbogen, welcher einen Kurzschluss für das Schaltorgan 1 darstellt.
Das Sehaltorgan 1 erhält somit nach dem Nulldurchgang des Stromes J1 nur die Lichtbogenspannung des Stromes J2 (welche beim Nulldurchgang des Stromes J1 gleich J ist), u. zw. so lange, bis der Lichtbogen beim Nulldurchgang des Stromes J erlischt. Erst danach kehrt die volle Netzspannung an den Schaltorganen zurück, so dass also für die Deionisation des Sehaltorganes 1 die Zeitspanne zwischen dem
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Stromnulldurchgang des voreilenden Stromes J1 und dem Stromnulldurchgang des Abschaltstromes J zusätzlich gewonnen wurde.
Erwünscht wäre selbstverständlich, dass einerseits die am Schaltorgan für die Deionisation
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folgender Zusammenhang zwischen dem zu unterbrechenden Strom J, dem nacheilenden, möglichst klein zu haltenden Strom des Schaltorganes 2 J2, der Deionisationszeit t, und dem elektrischen Phasenversehiebungswinkel !) : sowie der Periodenzahl pro Set. t
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Für die richtige Wirkungsweise der erfindungsgemässen Einrichtung muss vorausgesetzt werden, dass der Lichtbogen am Schaltorgan 2 nicht früher erlischt als der am Schaltorgan j ! ; es würde ansonsten letzteres den gesamten abzuschaltenden Strom führen, so dass die Ströme J1 und J identisch wären und daher keine Phasenverschiebung gegeneinander aufweisen. Ein Mittel, die Stabilität der parallelen Lichtbögen zu verbessern, besteht in der Erhöhung der Impedanz der beiden parallelen Stromwege. Durch diese Impedanz wird die bekannte negative Charakteristik der Lichtbogen, welche die Instabilität bewirkt, ganz oder teilweise kompensiert.
Die zusätzlichen Impedanzen sind in Fig. 5 dargestellt, in welcher 1 und 2 wiederum die beiden Schaltorgane, 3 die die Phasenverschiebung bewirkende Induktivität und 4 die zur Stabilisierung dienenden Impedanzen bedeutet.
Die im zweiten Stromkreis liegende Induktivität kann durch Anordnung von ferromagnetischem Material in den Schaltkontakten, welche an sich bekannt ist, erzielt werden ; zweckmässig erfolgt dieselbe derart, dass das ferromagnetische Material auch elektromagnetisch eine Überleitung des Lichtbogenfuss- punktes von dem einen auf den andern Kontakt herbeiführt.
Eine weitere Ausgestaltung des Erfindungsgedankens kann noch durch Wiederholung des angegebenen Prinzipes, also ähnlich einer Kaskadenschaltung, vorgenommen werden. Es sind dann nicht zwei, sondern drei oder mehrere Unterbreehungswege vorzusehen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schalteinrichtung. für Wechselstrom mit zwei parallelen Unterbrechungswegen, von denen der eine beim Abschaltvorgang anfänglich nur einen geringen mittleren Anteil des gesamten Absehaltstromes oder überhaupt keinen Strom führt, gegen Ende aber den ganzen Abschaltstrom übernimmt, so dass der andere Unterbrechungsweg während der Dauer dieser Stromübernahme praktisch sowohl strom-als auch spannungslos ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Übernahme des Abschaltstromes durch den im Mittel gering belasteten Unterbrechungsweg zeitlich nahe dem Augenblick des periodischen Nullwerdens des Abschaltstromes erfolgt, derart, dass einerseits der Absehaltstrom bei der Übernahme nur einen Bruchteil seines Amplitudenwertes besitzt und anderseits die Zeitspanne,
während welcher der andere Unter- brecJ1ungsweg strom-und spannungslos ist, zur sicheren Deionisation dieses Unterbrechungsweges genügt.