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Anordnung zur Löschung elektrischer Lichtbogen, insbesondere von Abschaltliehtbügen.
Es ist bekannt, dass der bei der Kontakttrennung in einem Gleichstromschalter auftretende Lichtbogen nur dann gelöscht werden kann, wenn die zum Aufrechterhalten des Lichtbogens notwendige Liehtbogenspannung grösser ist als die äussere Spannung des Stromkreises. Um bei hohen Gleichspannungen eine Löschung des Lichtbogens zu erzwingen, muss demnach entweder der Lichtbogen sehr lang gezogen werden oder der Lichtbogen muss ausserordentlich stark beblasen werden.
Diese Liehtbogenlösehverfahren können auch dadurch nicht wesentlich verbessert werden, dass nach einem bekannten Vorschlag zum Zwecke der Lichtbogenlöschung mehrere Hilfselektroden vorgesehen werden, auf die der Hauptlichtbogen mit Hilfe eines Magnetfeldes geblasen wird. Abgesehen von der auch bei diesem Schalter erforderlichen unerwünschten grossen Verlängerung des Lichtbogens
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Liehtbogenstromstärke abhängig ist.
Bekannt ist weiter, dass ein Lichtbogen dadurch gelöscht werden kann, dass man durch den Lichtbogen eine Gegenentladung schickt, deren Stromstärke gleich oder grösser als die augenblickliche Stromstärke des zu löschenden Lichtbogens ist. Für die Erzeugung dieser Gegenentladung war es jedoch bisher notwendig, zusätzliche Schalteinrichtungen oder Stromquellen zu benutzen. Wird nämlich zur Aufladung des die Gegenentladung bewirkenden Kondensators die Netzspannung selbst benutzt, so kann man ohne besondere zusätzliche Mittel höchstens erreichen, dass die Gegenstromstärke entgegengesetzt gleich der Abschaltstromstärke ist. Damit hat man nicht die volle Gewähr einer sicheren und raschen Löschung des Absehaltliehtbogens.
Die Erfindung vermeidet diese Nachteile der bekannten Anordnungen dadurch, dass bei einer Anordnung zur Löschung von elektrischen Liehtbögen mit Hilfe des Entladestromes eines Kondensators, der über einen Widerstand vom Netz aus aufgeladen wird, Hilfselektroden vorgesehen werden, welche der zu löschende Lichtbogen berührt und an welchen ein über hohe Widerstände in solchem Sinn aufgeladener Kondensator liegt, dass die durch den Lichtbogen selbst eingeleitete Entladung diesen löscht.
Da die den Gegenstrom treibende Spannung bei der Erfindung stets grösser als der Gegenspannungsabfall des im Gegenstromkreis liegenden Teiles des Absehaltliehtbogens ist, kann sich bei der erfindungsgemässen Einrichtung mit Sicherheit ein Gegenstrom ausbilden, der wesentlich grösser ist als der Strom des zu löschenden Abschaltliehtbogens. In dem in den Gegenstromkreis eingeschalteten Teil des zu löschenden Lichtbogens wird daher der Lichtbogenstrom nicht nur zu Null gemacht, sondern der Gegenstrom hat das Bestreben, die Stromrichtung in diesem Teil des Lichtbogens umzukehren,
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In den Abbildungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. In einem Gehäuse L, das aus feuerfestem Isolierstoff gefestigt ist (Löschkamin), befinden sich die beiden beweglichen Kontakte Kl und Ka, welche den stark gezeichneten Gleichstromhoehspannungskreis unterbrechen sollen. In dem Gleichstromhochspannungskreis liegt ein Gleichstromerzeuger G, der einpolig geerdet sein kann, und ein Verbraucher V. Über den Kontakten sind in der Löschkammer zwei feste Elektroden jEi und jE angeordnet, die über geeignet bemessene Widerstände Kg und R4 mit dem Kondensator C verbunden sind.
Dieser Kondensator ist über die Widerstände und Rz auf den vollen Wert der abzuschaltenden Spannung, in diesem Fall der Gleichspannung, aufgeladen.
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In Fig. 2 ist der Einbau der festen Elektroden Ei und E2 in den Löschkamin in Draufsieht dargestellt.
Soll der Gleiehstromkreis unterbrochen werden, so werden mittels der Betätigungsvorrichtung H die beiden Kontakte i und I, voneinander entfernt. Der dabei zwischen den Kontakten Zi und entstehende Lichtbogen wird entweder durch eine Pressgasströmung (wie in der Fig. 1 durch Pfeil angedeutet), die gleichzeitig mit der Betätigung eingeschaltet wird, oder durch magnetische Blasung oder durch die eigene Wärmeentwicklung des Lichtbogens im Löschrohr nach oben getrieben.
Durch geeignete Bemessung der eben beschriebenen Einwirkungen auf den Lichtbogen ist zu erreichen, dass erst bei ganz geöffneten Kontakten (gestrichelt eingezeichnet) der Lichtbogen die beiden festen
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den Elektroden Ei und E2 befindlichen Teil des Lichtbogens und bringt diesen Teil des Lichtbogens, wie aus den eingezeichneten Polaritäts-und Stromriehtungszeiehen ohne weiteres ersichtlich ist, zum Verlöschen.
Da zwischen den Elektroden-Ei und E2 infolge des angegebenen Aufladungsweges für den Kondensator a stets die volle Betriebsspannung besteht, während der zwischen den Elektroden Ei und E2 befindliche Teil des Abschaltlichtbogens nur einen Spannungsabfall aufweist, der kleiner als die Betriebsspannung ist, wird die gewünschte erzwungene Löschung stets eintreten. Die Art der Gegenentladung aus der Kapazität C ist durch die Widerstände R3 und R4 oder an deren Stelle gegebenenfalls durch Induktivitäten oder durch Kombinationen von Induktivitäten und Widerständen geeignet einzustellen.
Nachdem nun der zwischen den Elektroden Ei und Es befindliche Teil des Abschaltliehtbogens gelöscht ist, verlöschen auch die Lichtbogenteilstücke, die zwischen dem Kontakt. Ei und der Elektrode Ei und zwischen dem Kontakt K, und der Elektrode-Es bestanden, wenn die Widerstände R1 und R2 (über welche der Kondensator C aufgeladen wurde) so hochohmig gewählt sind, dass der über sie fliessende Strom so gering wird, dass er nicht mehr zur Aufrechterhaltung eines Lichtbogens genügt.
Damit ist der Vorgang der selbsterzwungenen Löschung beendet.
Auf die Lichtbogenteilstücke kann grundsätzlich wieder die erfindungsgemässe Löschweise angewendet werden. Auch in diesem Fall erfolgt die Abschaltung mit der Löschung des ersten Lichtbogenteilstückes, während die Löschung selbst stufenweise erfolgt. Auf die Teillichtbögen können aber auch beliebige andere Löschverfahren zusätzlich angewendet werden.
Nach erfolgter Wiedereinschaltung des Schalters wird der Kondensator C wieder aufgeladen und der Schalter steht für eine erneute Abschaltung betriebsbereit
Die beschriebene Anordnung ist grundsätzlich auch für Wechselstromschalter denkbar, wenn nur dafür gesorgt ist, dass in dem Augenblick, in dem der Lichtbogen die Elektroden Ei und E2 berührt, der Kondensator einen Ladungssinn besitzt, der der Polarität an den Kontakten entgegengesetzt ist. Dies kann man durch entsprechende Bemessung der auf den Lichtbogen einwirkenden magnetischen oder sonstigen Beblasung erreichen. Wie bereits erwähnt, ist aber die Anwendung von Lösch-oder Blasmitteln nicht unbedingt erforderlich. Vielmehr kann zur Bewegung des Lichtbogens der Auftrieb allein genügen.
Gegebenenfalls braucht die Aufladung des Kondensators und der Anschluss der Belegungen an die Elektroden Ei und E2 dann nicht über Kreuz zu erfolgen, wenn die Wanderungsgeschwindigkeit des Lichtbogens genau ein ungradzahliges Vielfaches einer halben Wechselstromperiode ist.
Die erfindungsgemässe Anordnung ist nicht zur einmaligen Lichtbogenlöschung in Schaltern, sondern auch in oder in Verbindung mit Umformungseinrichtungen in sinngemässer Abänderung verwendbar.
PATENT-ANSPRÜCHE : l. Anordnung zur Löschung elektrischer Lichtbögen bei Schaltern oder in Verbindung mit einer Einrichtung zur Spannungsumformung, insbesondere von Abschaltlichtbögen mit Hilfe des Entladestromes eines Kondensators, der über einen Widerstand vom Netz aus aufgeladen wird, dadurch
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berührt und an welchen ein über hohe Widerstände in solchem Sinn aufgeladener Kondensator liegt, dass die durch den Lichtbogen selbst eingeleitete Entladung diesen löscht.