Funkenstreckeneinr iehtung. Es werden für verschiedene Zwecke, zum Beispiel zum Umformen von Spannungen, Funkenstreckeneinrichtungen verwendet, die jedoch bisher noch nicht für grössere Strom stärken ausgeführt werden konnten, weil sie den hohen Temperaturen des Lichtbogens nicht gewachsen waren, und weil ein regel mässiges und zuverlässiges Löschen des Licht bogens bisher nicht möglich war.
Auch die einmalige Löschung von Lichtbögen mit Funkenstreckeneinrichtungen in Schaltern ist noch nicht in einer praktisch befriedigenden Weise gelungen. Bei den bisher bekannten Einrichtungen ist die Löschsicherheit noch nicht genügend gut, und es wird zu viel Druckluft benötigt.
Gemäss der Erfindung werden nun die bisher bestehenden Schwierigkeiten in der Weise behoben, dass die Funkenstrecke in einer Druckgaskammer eingebaut und an bei den Elektroden düsenförmige Öffnungen vor gesehen sind, von denen wenigstens eine für den Gasaustritt dient. Die Erfindung ist in den Zeichnungen in mehreren Ausführungsbeispielen veranschau licht.
Die Fig. 1 und 2 zeigen in schematischer Darstellung zwei Funkenstreckeneinrichtun- gen, bei denen die Druckgaskammern 9 bezw. 21 aus Isolierstoff bestehen. In den Kam mern sind die Elektroden 1. 2 bezw. 13, 14 befestigt.
Bei der Funkenstreckeneinrichtung der Fig. 1, die für Umformungseinrichtungen oder für Schalter bestimmt sein kann, wird die Druckluft bei 4 zugeführt und strömt durch die zwischen der Isolierplatte 3 und der zylindrischen Elektrode 1 bestehenden düsenförmigen Öffnung in den Hohlraum 5 ein. Im Hohlraum 5 wird dadurch ein Über druck erzeugt. Infolge dieses Überdruckes strömt das Gas durch die zentrale Öffnung der Plattenelektrode 2 ins Freie. 11 stellt den Leitungsanschluss an der Platte 2 dar.
Wird zwischen 1 und 2 durch eine hohe Spannung ein Überschlag eingeleitet, so- er- folgt dieser zwischen dem Punkt 6 und der Plattenelektrode. Durch die Luftströmung, die am Punkt 6 besonders stark ist, wird der Lichtbogen nach .dem ebenen Teil der Elek trode 1, also nach 7 hingetrieben. An der Elektrode 2 treibt die Luft den Lichtbogen nach der Öffnung hin. Der Lichtbogenfuss- punkt wird dann durch die düsenförmige Ge stalt dieser Öffnung sehr rasch von 8 hin nach 10 getrieben.
Geht -der Lichtbogen strom nun durch Null, so reisst der Licht bogen ab, denn die für eine erneute Zündung in Frage kommenden Elektrodengebiete 6 und 8 haben den Lichtbogen nur sehr kurze Zeit geführt; sind inzwischen durch den Luftstrom abgekühlt, und in ihrer Nähe be finden sich keine freien Elektrizitätsteilchen mehr. In entsprechender Weise geht die Licht bogenlöschung bei der Einrichtung nach Fig. 2 vor sich. Die Zuführung der Luft er folgt hier bei 12 und -das Ausströmen durch die beiden- als Düsen ausgebildeten Elektro den 18 und 14.
Die Zündung des Licht bogens, die beispielsweise mit Hilfe einer Zündeinrichtung vorgenommen werden kann, die eine hochfrequente Schwingung erzeugt, erfolgt zwischen zwei einander nahe gegen überstehenden Punkten der Elektroden. Der Lichtbogen wandert sofort nach der Zündung infolge der Luftströmung von dem Zünd- punkt nach dem weiten Düsenausgang, also zum Beispiel von Punkt 1 "5 nach dem Punkt 16 der Elektrode 14. Durch das doppel seitige Abblasen wird hier der Lichtbogen ganz besonders stark verlängert und reisst mit Sicherheit beim Nulldurchgang des Stro mes ab.
Die Elektroden werden durch Me tallplatten 17 getragen. Die Elektroden kön nen in den Platten 17 verstellt werden. Im Bedarfsfalle ist auch eine periodische Bewe gung der Elektroden möglich. Der Mantel 21 muss so ausgebildet sein, dass der Über schlag über ihn hinweg erst bei einem Viel fachen der Betriebsspannung eintritt. An dem Punkt 20 kann der Anschluss der Zu leitungen erfolgen. Auch die Einrichtung nach Fig. 2 kann zum Beispiel in Schaltern, Überspannungsschutzgeräten usw., mit gro ssem Vorteil verwendet werden.
Die Gestalt und die Luftführung an den Düsen ist derart, dass zur Erzielung einer möglichst gleichmässigen Erwärmung der Lichtbogen alle Punkte des Umfanges mög lichst gleichmässig berührt. Diese gleich mässige Berührung .des Umfanges kann durch eine schraubenförmige Luftbewegung er reicht werden. Die Luftbewegung wird man nur so stark machen, als es zur Kühlung und Lichtbogenlöschung nötig ist, da sonst die Verluste unnötig vergrössert werden. Es kann von Vorteil sein, den Luftdruck je nach der Belastung einzustellen, um die Verluste bei jeder Belastung möglichst klein zu machen und an Pressluft zu sparen.
Wie be reits oben erwähnt, sind für .die Zündung der Lichtbögen besondere, eine hochfrequente Schwingung erzeugende Zündeinrichtungen vorhanden. Beim Auftreten von Kurz schlüssen kann man diese Zündeinrichtungen von Hand oder selbsttätig abschalten, so dass der gurzschlussstrom nach dem Löschen des Lichtbogens nicht erneut entstehen kann. Treten starke Überströme auf, so kann man den Druck mit Hilfe eines in der Nähe der Düse aufgestellten Druckluftkessels mit hohem Druck, dessen Zuleitung zur Düse bei hohem Lichtbogenstrom selbsttätig geöffnet wird, plötzlich erhöhen und dadurch den Lichtbogen löschen.
Auch die Abschaltung der Zündeinrichtungen kann durch ein Relais betätigt werden, das vom Überstrom beein flusst wird.
Ist die Einrichtung für eine Umformungs einrichtung bestimmt, können in =die Luft zufuhr- oder in die Austrittsöffnungen für ,die Luft Drosselorgane eingebaut werden, die die Druckluft steuern. Die Steuerung wird am günstigsten so erfolgen, dass wäh rend der Zündung des Lichtbogens ein ge ringer Druck herrscht, um die Zündspannung zu erniedrigen, da.ss während des Brennens des Lichtbogens eine mittlere Luftgeschwin digkeit herrscht, ,die den Lichtbogen in der nötigen Geschwindigkeit durch die Düsen hinausbläst, um einen Elektrodenabbrand zu verhindern, dass im Augenblick .des Löschens die grösste Geschwindigkeit der Luft er reicht wird,
und dass während der höchsten Spannungsbca.nspruchung der Druck in der Kammer zur Verhinderung der Rückzün- ciungen am höchsten ist.
Zur Erniedrigung der Zündspannung und Erhöhung der\ Rüekschla,gspannung kann .den Elektroden eine stark ungleiche Form gegeben werden, zum Beispiel derart, dass die während der Zündung positive Elektrode stark gekrümmt ist, während -die in der Zeit der Rückzündungsgefahr posi tive Elektrode grosse Krümmungsradien auf weist. In Fig. 1 haben die Elektroden 1 und derartige stark verschiedene Krümmungs- radien.
Bei der Einrichtung der Fig. 2 ist eine Kühleinrichtung für die Elektroden vorhan den. Durch die Rohre 18 kann eine Kühl flüssigkeit zugeleitet und durch die Rohre 7.9 wieder abgeleitet werden. Die Anordnung rnuss aber hierbei so getroffen werden, dass durch die Zuleitungen der Kühlflüssigkeiten nur geringe Ströme zur Erde fliessen kön nen. Gute Kühlung und geringer El.ektro- denabbrand können ferner durch die Wahl eines geeigneten Druckgases erreicht wer den.
Wenn als Druckgas ein wertvolles Gas benutzt werden soll, so empfiehlt es sich, das Gas nach seiner Verwendung wieder rückzukühlen und dann der Kammer wieder. zuzuführen. Die Elektroden müssen ferner. insbesondere an den Stellen, die dem Licht bogen ausgesetzt sind, aus einem Metall mit grosser Wärmeleitfähigkeit und hoher Temperaturbeständigkeit ausgeführt werden.
Eine intensive Kühlung kann ferner da durch erreicht werden, dass das Druckgas in der Kammer stark expandiert und dadurch unterkühlt wird. 14Ian kann auch einen ge- Attigten Dampf in der Druckkammer expan dieren lassen, um dadurch zugleich die be kannte lichtbogenlöschende Wirkung eines expandierenden gesättigten Dampfes auszu nutzen. Für eine Umformungseinrichtung für grosse Leistungen wird vorteilhaft der Elektrodenabstand möglichst klein gehal- ten. Dadurch wird erreicht, dass die im Lichtbogen entstehende Wärme auf ein Minimum gebracht wird.
Die Lichtbogen spannung ist bekanntlich -der Länge des Lichtbogens proportional. Wenn nun der Lichtbogen schon während des eigentlichen Stromdurchganges stark in die Länge ge zogen wird (durch Luftströmung, magne tische Felder oder Elektrodenbewegung), so wird dadurch -die Lichtbogenspannung und die ihr proportionale Lichtbogenleistung stark vergrössert, und die Abführung .der entstehenden Wärme wird .sehr schwierig.
Die Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit kleinem Elektrodenabstand. 26 und 28 sind -die beiden Elektroden, zwischen denen der Lichtbogen brennen soll. Die Einleitung des Lichtbogens, die beispielsweise durch eine hochfrequente Schwingung vorgenom men werden kann, erfolgt zum Beispiel an der Stelle 31. 22 und 23 sind Räume, in denen Gasüberdruck herrscht. Das Gas strömt .durch die Öffnungen 24 und 25 in den Lichtbogenraum 32 hinein. Die Strö mungsgeschwindigkeit ist in dem Gebiet 31 gering, so dass der Lichtbogen - verhältnis mässig langsam nach den beiden Öffnungen 33 und 34 der Elektroden hingetrieben wird.
Die Luftgeschwindigkeit wird so eingestellt; da,ss der Lichtbogen kurz vor dem Null clurchgang des Stromes an diese beiden Öff nungen herankommt. In diesen Öffnungen herrscht eine sehr grosse Luftgeschwindig keit, und der Lichtbogen wird dadurch ganz plötzlich sehr stark verlängert und aus gelöscht. Die Wärme des Lichtbogens er hitzt die in dem Raum 32 befindliche Luft und erhöht dadurch die Luftgeschwindigkeit in .den Austrittsöffnungen.
Die Wanderungsgeschwindigkeit -des Lichtbogens hängt einmal von der Luft g-eschwindigkeit im Raum und an den Elek troden, zum andern aber auch von cler ,Stromstärke ab. Diese Stromstärke ändert sich während des Betriebes mit der Be lastung.
Ferner muss -die Dauer, während der der Lichtbogen brennt, je nach dem Be- triebszusta.nd und je nach der Frequenz ver- schieden gross sein. Es muss daher bei einer Änderung .des Betriebszustandes oder der Frequenz der Zündzeitpunkt in den ein zelnen Phasen einer Mehrphasenumformungs- einrichtung verstellt und damit ,die Licht bogendauer geändert werden.
Den Zündzeit- punkt kann man durch eine Veränderung .der Luftdrücke und Luftgeschwindigkeiten verstellen. Luftdruck und Luftgeschwindig keit müssen somit entsprechend den Be- triebszustandsänderungen geändert werden können. Bei der Einrichtung .der Fig. 3 sind die Drücke in,den Räumen 22, 23 durch ,die Gaszufuhr 27 und 29, die.
Drücke in den Räumen 30, 32 durch Änderung des Aus- trittsquerschnittes an den Punkten 35 und 36, und der Düsenquerschnitte an,den Punk ten 24 und 25 verstellbar. Alle diese Ver änderungen können im. Bedarfsfalle auch während des Betriebes vorgenommen wer den.
Die beiden Elektroden können verschie dene Luftströmung und- Abmessungen be sitzen, da die Wanderung der Liehtbogen- fusspunkte, sowie der Elektrodenabbrand und die Erwärmung bei Anode und Kathode ver schieden sind.
Wenn die Lichtbogenspannung während ,des Betriebes völlig zum Verschwinden ge bracht werden soll, .so kann :das beispiels weise mit einer Einrichtung nach Fig. 4 mit einer bewegten Elektrode erfolgen. Hier ist über die düsenförmige Elektrode 37 eine verschiebbare ringförmige Elektrode 38 ge schoben, die durch Vorbewegung des Stem pels 39 über die Elektrode 40 hingeschoben werden kann. Dadurch werden die beiden Elektroden 37 und 40 leitend miteinander verbunden.
Der Stempel 39 muss rechtzeitig vor dem Nulldurchgang des Stromes wieder zurückgezogen werden, so dass dann, wie bei der Düse nach Fig.3, die Löschung des Lichtbogens erfolgen kann. Eine solche Ein richtung ist für Umformer für niedrige Fre quenzen und für Schalter geeignet.
Die Wanderung von Lichtbögen kann auch durch magnetische Felder .erreicht wer den. Solche Felder sind bereits bei verschie- denen Funkenstreckeneinrichtungen benutzt worden. In diesen Fällen waren die Magnete in einer Achse senkrecht zur Elektroden achse aufgestellt, um den Lichtbogen zu verlängern. und auszublasen. Eine solche An ordnung ist im vorliegenden Falle deshalb nur sehr schwer ausführbar, weil bei den hier in Frage kommenden sehr hohen Span nungen der Abstand der Magnetwicklung von .den Elektroden sehr gross gemacht wer den müsste, um Überschläge zu vermeiden.
Diesem Übelstande kann dadurch abgeholfen werden, dass die Magnetwicklung in die Elektroden eingebaut, und dass die Wick lung dasselbe Potential erhält, wie die Elek troden selbst. Dadurch kann man die Magnet wicklung .sehr nahe an den Lichtbogen her anbringen und starke Magnetfelder, wie sie zur-Erzeugung. einer genügend hohen Licht bogengeschwindigkeit nötig sind, erzeugen.
Die Fig. 5 zeigt als Beispiel eine solche Anordnung. Die Spule 41 ist in die Elek trode 42 so eingebaut, dass ein Überschlag von der Elektrode 43 nach dieser Spule hin nicht erfolgen kann. Die Spule 41 erzeugt ein magnetisches Feld, das den Lichtbogen zum Umlauf auf den Elektroden bringt. Will man gleichzeitig ein Hereinwandern des Lichtbogens nach der düsenförmigen Öff nung 44 erreichen, so kann man das bei spielsweise durch Eisenstücke erreichen, die gemäss Fig.6 angeordnet sind. Die Fig.6 stellt eine Ansicht der Spüle 41 von der Elektrode 43 aus gesehen dar. Die Elektrode 42 ist dabei entfernt.
Die Stäbe 45, deren Form aus Fig. 5 zu ersehen ist, sind schräg gestellt, um den in Fig. 6 angedeuteten Feld verlauf zu erzielen. (Die Feldlinien sind in Fig. 6 gestrichelt dargestellt.) Da. die Licbt- bogenwanderung senkrecht zu den Feldlinien erfolgt, gelangt bei richtiger Feldrichtung der Lichtbogen zur Öffnung der Düse.
Zur Speisung der felderzeugenden Wick lung kann der Liehtbogenstrom verwendet werden. Zur Veränderung dieses Stromes kann der Feldwicklung ein unter Spannung veränderlicher Widerstand parallel geschaltet werden. Es ist anderseits möglich, die Feld wicklung durch isoliert aufgestellte Akku mulatoren, Maschinen oder durch Isolier transformatoren zu speisen.
Die Kühlung bei der in Fig. 5 dar gestellten Einrichtung erfolgt dadurch, dass in dem Zwischenraum 46 zwischen den bei den Elektrodenwandungen eine Kühlflüssig keit strömt. Es ist anderseits auch möglich, die Magnetwicklungen in die Kühlflüssigkeiten einzubetten. Die stromführenden Leiter müs sen dann mit einer feuchtigkeitsunempfind lichen Isolation umgeben sein. Zur Erzeu- bung eines gleichmässigen Elektrodenabbra.n- des kann es neben der Bewegung des Licht bogens durch die Magnete notwendig sein, die Elektroden oder die Magnete um ihre Achse zu drehen.
Dadurch wird -dem Lichtbogen- fusspunkt leicht eine sehr grosse relative Ge schwindigkeit verliehen.
An Stelle der Spule 41 in Fig.5 kann man auch einen nichtleitenden, unmagnetischen Ring benutzen, der mit einer Wicklung ver sehen ist. Das dadurch entstehende magne tische Feld treibt dann den Lichtbogen un mittelbar geradlinig von dem Elektrodenrand nach der Düsenöffnung hin. Bei einer gleich zeitigen Elektrodenbewegung oder Elektro- denrota.tion wird trotzdem die erforderliche Liehtbogengeschwindigkeit erreicht.
Spark gap device. There are used for various purposes, for example for converting voltages, spark gap devices, but so far could not be carried out for larger currents strength because they were not able to withstand the high temperatures of the arc, and because a regular and reliable extinction of the light bogens was previously not possible.
Even the one-time quenching of arcs with spark gap devices in switches has not yet succeeded in a practically satisfactory manner. With the devices known up to now, the extinguishing security is not yet sufficiently good, and too much compressed air is required.
According to the invention, the previously existing difficulties are now eliminated in such a way that the spark gap is installed in a compressed gas chamber and nozzle-shaped openings are seen on the electrodes, at least one of which is used for the gas outlet. The invention is illustrated in the drawings in several exemplary embodiments.
1 and 2 show a schematic representation of two spark gap devices in which the compressed gas chambers 9 respectively. 21 made of insulating material. In the chambers the electrodes are 1. 2 respectively. 13, 14 attached.
In the spark gap device of FIG. 1, which can be intended for conversion devices or for switches, the compressed air is supplied at 4 and flows into the cavity 5 through the nozzle-shaped opening existing between the insulating plate 3 and the cylindrical electrode 1. In the cavity 5, an over pressure is generated. As a result of this overpressure, the gas flows through the central opening of the plate electrode 2 into the open. 11 shows the line connection on plate 2.
If a high voltage initiates a flashover between 1 and 2, this occurs between point 6 and the plate electrode. Due to the air flow, which is particularly strong at point 6, the arc is driven towards .dem flat part of the electrode 1, i.e. towards 7. At the electrode 2, the air drives the arc towards the opening. The arc root is then driven very quickly from 8 to 10 through the nozzle-like shape of this opening.
If the arc current now goes through zero, the arc breaks off because the electrode areas 6 and 8 which are suitable for re-ignition have only conducted the arc for a very short time; have meanwhile been cooled by the air flow and there are no more free electricity particles in their vicinity. In a corresponding manner, the light arc extinction in the device of FIG. 2 is going on. The air is supplied here at 12 and - the outflow through the two - designed as nozzles electrodes 18 and 14.
The ignition of the arc, which can be carried out, for example, with the aid of an ignition device that generates a high-frequency oscillation, takes place between two points of the electrodes that are close to one another and face one another. The arc moves immediately after ignition as a result of the air flow from the ignition point to the wide nozzle outlet, for example from point 1 "5 to point 16 of electrode 14. The double-sided blow-off here makes the arc particularly lengthened and tears off with certainty at the zero crossing of the current.
The electrodes are supported by metal plates 17. The electrodes can be adjusted in the plates 17. If necessary, periodic movement of the electrodes is also possible. The jacket 21 must be designed in such a way that the flashover only occurs at a multiple of the operating voltage. At the point 20, the connection of the lines can take place. The device according to FIG. 2 can also be used to great advantage in switches, overvoltage protection devices, etc., for example.
The shape and the air flow on the nozzles is such that the arc touches all points of the circumference as evenly as possible in order to achieve the most uniform possible heating. This even contact .the circumference can be achieved by a helical air movement. The air movement will only be made as strong as it is necessary for cooling and arc extinguishing, otherwise the losses will be increased unnecessarily. It can be advantageous to adjust the air pressure depending on the load in order to minimize the losses with each load and to save compressed air.
As already mentioned above, special ignition devices that generate high-frequency oscillation are available for igniting the arcs. If short circuits occur, these ignition devices can be switched off manually or automatically so that the short circuit current cannot recur after the arc has been extinguished. If strong overcurrents occur, the pressure can suddenly be increased with the help of a compressed air tank set up near the nozzle at high pressure, the feed line to the nozzle which opens automatically when there is a high arc current, thereby extinguishing the arc.
The shutdown of the ignition devices can also be activated by a relay that is influenced by the overcurrent.
If the device is intended for a conversion device, throttling devices that control the compressed air can be installed in the air supply or in the outlet openings for the air. It is best to control it in such a way that there is a low pressure when the arc is ignited in order to lower the ignition voltage, so that while the arc is burning there is an average air speed that allows the arc to pass through at the required speed blows out the nozzles in order to prevent the electrodes from being consumed, so that the highest speed of the air is reached at the moment of extinguishing,
and that during the highest voltage stress, the pressure in the chamber is highest to prevent backfiring.
In order to lower the ignition voltage and increase the backlash voltage, the electrodes can be given a very unequal shape, for example in such a way that the electrode that is positive during ignition is strongly curved, while the electrode that is positive when there is a risk of backfire has large radii of curvature having. In FIG. 1, electrodes 1 and such have greatly different radii of curvature.
In the device of Fig. 2, a cooling device for the electrodes is IN ANY the. A cooling liquid can be fed through the tubes 18 and discharged again through the tubes 7.9. The arrangement must, however, be made in such a way that only small currents can flow to earth through the supply lines for the cooling liquids. Good cooling and low electrode consumption can also be achieved by choosing a suitable compressed gas.
If a valuable gas is to be used as the compressed gas, it is advisable to recool the gas after its use and then to cool the chamber again. feed. The electrodes must also. in particular at the points that are exposed to the arc, are made of a metal with high thermal conductivity and high temperature resistance.
An intensive cooling can also be achieved by the fact that the compressed gas in the chamber expands strongly and is thereby subcooled. 14Ian can also let a saturated steam expand in the pressure chamber in order to use the known arc-extinguishing effect of an expanding saturated steam at the same time. For a conversion device for high powers, the electrode spacing is advantageously kept as small as possible. This ensures that the heat generated in the arc is reduced to a minimum.
The arc voltage is known to be proportional to the length of the arc. If the arc is stretched considerably during the actual passage of the current (by air flow, magnetic fields or electrode movement), the arc voltage and the arc power proportional to it are greatly increased and the heat generated is dissipated. very difficult.
Fig. 3 shows an embodiment with a small electrode spacing. 26 and 28 are the two electrodes between which the arc should burn. The initiation of the arc, which can be done for example by a high-frequency oscillation, takes place, for example, at position 31. 22 and 23 are rooms in which there is excess gas pressure. The gas flows through the openings 24 and 25 into the arc chamber 32. The flow speed is low in the area 31, so that the arc ratio is driven moderately slowly towards the two openings 33 and 34 of the electrodes.
The air speed is set so; because the arc approaches these two openings shortly before the current passes through zero. There is a very high air speed in these openings and the arc is suddenly very suddenly extended and extinguished. The heat of the arc heats the air in the space 32 and thereby increases the air speed in .den outlet openings.
The speed of migration of the arc depends on the one hand on the air speed in the room and at the electrodes, and on the other hand on the strength of the current. This current strength changes during operation with the loading.
Furthermore, the duration during which the arc burns must vary depending on the operating state and the frequency. In the event of a change in the operating state or the frequency, the ignition point must therefore be adjusted in the individual phases of a multi-phase conversion device and thus the arc duration changed.
The ignition point can be adjusted by changing the air pressure and air speed. Air pressure and air speed must therefore be able to be changed in accordance with the changes in the operating state. In the device .der Fig. 3, the pressures in the spaces 22, 23 through, the gas supply 27 and 29, the.
Press in the spaces 30, 32 by changing the outlet cross-section at points 35 and 36, and the nozzle cross-sections, the points 24 and 25 adjustable. All of these changes can be made in the. If necessary, also made during operation who the.
The two electrodes can have different air currents and dimensions, since the migration of the base points of the arches, as well as the electrode burn-off and the heating of the anode and cathode are different.
If the arc voltage is to be made to completely disappear during operation, .so can be done, for example, with a device according to FIG. 4 with a moving electrode. Here, a displaceable annular electrode 38 is pushed over the nozzle-shaped electrode 37, which can be pushed over the electrode 40 by moving the stem 39 forward. As a result, the two electrodes 37 and 40 are conductively connected to one another.
The plunger 39 must be withdrawn again in good time before the current crosses zero, so that the arc can then be extinguished, as in the case of the nozzle according to FIG. Such a device is suitable for converters for low frequencies and for switches.
The migration of arcs can also be achieved by magnetic fields. Such fields have already been used in various spark gap devices. In these cases, the magnets were set up in an axis perpendicular to the electrode axis in order to lengthen the arc. and blow out. Such an arrangement is very difficult to implement in the present case, because with the very high voltages in question, the distance between the magnet winding and the electrodes would have to be made very large in order to avoid flashovers.
This inconvenience can be remedied by installing the magnetic winding in the electrodes and ensuring that the winding receives the same potential as the electrodes themselves. This allows the magnetic winding to be attached very close to the arc and strong magnetic fields like them for generation. a sufficiently high arc speed are necessary to generate.
5 shows such an arrangement as an example. The coil 41 is built into the electrode 42 in such a way that a flashover from the electrode 43 to this coil cannot occur. The coil 41 generates a magnetic field which causes the arc to circulate on the electrodes. If one wants to achieve a migration of the arc to the nozzle-shaped opening 44 at the same time, this can be achieved for example by iron pieces which are arranged according to FIG. FIG. 6 shows a view of the sink 41 seen from the electrode 43. The electrode 42 is removed.
The rods 45, the shape of which can be seen in FIG. 5, are set at an angle in order to achieve the field course indicated in FIG. (The field lines are shown in dashed lines in FIG. 6.) There. If the light arc wanders perpendicular to the field lines, if the field direction is correct, the arc reaches the opening of the nozzle.
The arc current can be used to feed the field-generating winding. To change this current, a voltage variable resistor can be connected in parallel to the field winding. On the other hand, it is possible to feed the field winding using isolated accumulators, machines or isolating transformers.
The cooling in the device shown in FIG. 5 takes place in that a cooling liquid flows in the space 46 between the electrode walls. On the other hand, it is also possible to embed the magnetic windings in the cooling liquids. The current-carrying conductors must then be surrounded by moisture-resistant insulation. In order to generate even electrode wear, in addition to moving the arc through the magnets, it may be necessary to rotate the electrodes or magnets about their axis.
As a result, the arc root point is easily given a very high relative speed.
Instead of the coil 41 in FIG. 5, a non-conductive, non-magnetic ring can also be used, which is provided with a winding. The resulting magnetic field then drives the arc un indirectly in a straight line from the electrode edge to the nozzle opening. If the electrode is moved or rotated at the same time, the required arc speed is still achieved.