DE1069257B

DE1069257B -

Info

Publication number: DE1069257B
Application number: DENDAT1069257D
Authority: DE
Priority date: 1956-10-18
Publication date: 1959-11-19
Also published as: US2871319A; FR1183800A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf Schalter mit Lichtbogenkammer und magnetischer Blaseinrichtung.

Es sind bereits Schalter dieser Art bekannt, bei denen der Schaltlichtbogen in eine Lichtbogenkammer hineinbewegt wird, in der eine Vielzahl von parallel angeordneten Löschplatten angeordnet sind, die jeweils einen in der Bewegungsrichtung sich verengenden Schlitz enthalten. Die Fähigkeit eines solchen Plattenstapels, eine bestimmte Spannung zu unterbrechen, ist bei niedrigen Strömen größer als bei hohen Strömen. Diese Wirkung scheint durch die örtlichen Temperaturverhältnisse in den Plattenschlitzen zur Zeit der Lichtbogenunterbrechung verursacht zu sein. Bei hohen Strömen ist die Temperatur des feuerfesten Plattenmaterials und auch die Temperatur der Gase in der unmittelbaren Nähe des Lichtbogenraumes höher als bei niedrigen Strömen. Wegen der stärkeren ionisation der Luft und der niedrigeren Widerstandsfähigkeit des feuerfesten Materials bei der erhöhten Temperatur wird der Lichtbogenraum bei einer niedrigeren Spannung durchschlagen als bei niedrigeren Strömen, die von niedrigeren Temperaturen begleitet werden.

Zur Verbesserung solcher Schalter ist es bereits vorgeschlagen worden, zwei Sorten von Platten zu verwenden, die abwechselnd hintereinander angeordnet sind und von denen eine Sorte nur einen einzigen Weg für den Lichtbogen frei läßt, während die andere Sorte zwei voneinander getrennte parallele Wege für den Lichtbogen frei läßt. Aber auch hier wird ein voller Erfolg nicht erzielt.

Es sind andererseits auch bereits Lichtbogenlöschkammern dieser Art bekanntgeworden, bei denen die Isolierstoßplatten mehrere Schlitze enthalten, die jedoch über die ganze Länge mit gleicher Breite ausgeführt sind. Die Seitenränder dieser Schlitze weisen dabei Einkerbungen od. dgl. auf, die den Zweck haben, den Lauf des Lichtbogens zu verzögern. Die Erfindung betrifft demgegenüber eine Lichtbogenlöschkammer mit im Wege des Lichtbogens angeordneten Platten aus Isolierstoff, die in der Bewegungsrichtung des Lichtbogens je zwei sich verengende Schlitze enthalten. Die Erfindung besteht darin, daß die Schlitze derart ausgebildet sind, daß die geschlossenen Enden der Schlitze ungleiche Abstände von den Seitenkanten der Platten haben und die Platten abwechselnd spiegelbildlich angeordnet sind, so daß sich zwei parallele, zickzackförmige Lichtbogenwege ergeben.

Die Erfindung ist nicht auf Lichtbogenkammern beschränkt, die aus einer Vielzahl von in gewissem Abstand angeordneten und zusammengekitteten Platten bestehen. Sie kann vielmehr auch bei Lichtbogenkammern angewendet werden, bei denen die Platten aus Rippen an den Seitenwänden der Lichtbogen-

Lichtbogenlöschkammer
mit im Wege des Lichtbogens
angeordneten Platten aus Isolierstoff

Anmelder:
Westinghouse Electrik Corporation,
East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. P. Ohrt, Patentanwalt, Erlangen, Werner-voii-Siemens-Str. 50

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 18. Oktober 1956

Robert C Dickinson, Pittsburgh, Pa. (V. St. Α.), ist als Erfinder genannt worden

kammer gebildet werden, die kammartig ineinandergreifen.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 zeigt teilweise im senkrechten Schnitt eine Seitenansicht eines Schalters mit einer Löschkammer nach der Erfindung;

Fig. 2 zeigt einen senkrechten Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1;
Fig. 3 zeigt eine Ansicht einer Löschplatte;

Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht der in Fig. 3 dargestellten Platte;

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt längs der Linie V-V der Fig. 2.

In Fig. 1 ist mit 1 die Kontaktanordnung bezeichnet, in der bei Öffnen des Schalters ein Lichtbogen gezogen wird, der durch das von der Blasspule 3 und dem zugeordneten Magneten 4 hervorgerufene Manetfeld aufwärts in die Lichtbogenkammer bewegt wird, die allgemein mit 2 bezeichnet ist. Der schwenkbare Kontaktarm 5 trägt die leitende Brücke 6, die bei geschlossenem Schalter, wie in Fig. 1 gezeigt, die feststehenden Hauptkontakte 7 und 8 miteinander ver bindet.

309 649/330

Der Bolzen 9 führt den Strom von dem feststehenden Hauptkontakt 7 durch die Durchführung 10 zu dem einen Schalteranschluß. DerentsprechendeBolzen für den feststehenden Hauptkontakt 8 ist nicht gezeigt.

Der elektrische Stromkreis in der in Fig. 1 gezeigten Stellung des Schalters besteht also aus dem Bolzen 9, dem feststehenden Hauptkontakt 7, der leitenden Brücke 6, dem feststehenden Hauptkontakt 8 und geht dann durch den nicht gezeigten Bolzen zum zweiten Stromanschluß.

Während des öffnungs Vorganges des Schalters wird der Kontaktarm 5 im Uhrzeigersinn um einen nicht gezeigten Zapfen geschwenkt, der mit dem feststehenden Hauptkontakt 8 elektrisch verbunden ist. Nach der Trennung der leitenden Brücke 6 von den Hauptkontakten 7 und 8 wird zwischen den Lichtbogenkontakten 11 und 12 ein Lichtbogen gezogen, der. sich infolge seines Eigenblasfeldes aufwärts bewegt. Dabei springt der eine seiner Fußpunkte auf die Lichtbogenführung 19 über. Dadurch wird die Blasspule 3 eingeschaltet, und das dadurch zwischen den Feldpolen 14 (Fig. 2) hervorgerufene Magnetfeld bewegt den Lichtbogen längs der Lichtbogenführungen 18 und 19 in die Lichtbogenkammer 2 hinein. Der elektrische Stromkreis besteht jetzt aus dem Bolzen 9, dem Leiter 20, der Blasspule 3, der Kontaktklammer 15, der Lichtbogenführung 18, dem Lichtbogen selbst, der Lichtbogenführung 19, dem beweglichen Nebenschluß 28, dem Kontaktarm 5 und geht zu dem anderen nicht gezeigten Bolzen.

Die Lichtbogenkammer 2 besteht aus einem isolierenden, rechtwinklig geformten Gehäuse 22, das neben einer isolierenden Platte 21 angeordnet ist, die als Grundplatte für die Blasspule 3 dient. An der Innenseite des Gehäuses 22 ist eine aus einem Isoliermaterial bestehende Platte 24 angebracht. Zwei isolierende Distanzstreifen 25 halten den Abstand zwischen der aus Isoliermaterial bestehenden Platte 26 und der Platte 24. Die Platte 26 kann eine Vielzahl von Löchern 27 enthalten, die den Abzug der Lichtbogengase erleichtern, besonders wenn hohe Ströme unterbrochen werden sollen. Zwei weitere isolierende Distanzstreifen 25 halten den Abstand zwischen der Platte 26 und einer Vielzahl von Platten 29, die eine einheitliche Plattengruppe bilden. Die Platten 29 bestehen vorzugsweise aus einem feuerfesten Isoliermaterial, wie z. B. Zirkonium-Porzellan, das bei Berührung mit einem Lichtbogen kein Gas abgibt. Die Platten 29 haben eine in Fig. 3 und 4 deutlicher gezeigte Konstruktion und sind durch Asbestschnüre 35 getrennt.

Oberhalb der Lichtbogenfühnmg 19 befindet sich eine zweite Isolierplatte 26, die von der rechten Platte 29 der Plattengruppe durch Distanzstreifen 25 im Abstand gehalten wird. Zwei weitere Distanzstreifen

25 halten den Abstand zwischen der rechten Platte 26 und einer nicht gezeigten feuerfesten Platte, die ihrerseits von dem rechten Ende des Gehäuses 22 durch eine Vielzahl von Isolierpapierstreifen getrennt wird. Die Schrauben 33 α halten die verschiedenen Streifen 25, die Platte 26 und das Gehäuse 22 fest an der Platte 21. Die Schrauben 34 a halten die rechte Platte

26 und ihre Abstandhalterstreifen 25 und die Isolierpapierstreifen an dem Gehäuse 22 fest.

Die Platten 29 und die Streifen 35 werden in einem Arlieitsgang zu einer Plattengruppe zusammengekittef, um diese im ganzen in das rechtwinklige Gehäuse 22 einsetzen zu können. Die isolierenden Haltestreifen 39, die durch Schrauben 38 an den gegenüberliegenden inneren Seiten des Gehäuses 22 befestigt sind,

verhindern, daß der Plattenstapel 29 durch den bei jedem Ausschaltvorgang auftretenden Gasdruck nach oben aus dem Gehäuse 22 herausgedrückt wird.

Wie aus den Fig. 3 und 4 der Zeichnung hervorgeht, sind in jeder Platte 29 ein Paar Schlitze 30 und 31 vorgesehen, deren obere geschlossene Enden 40 bzw.

41 sich in ungleichen Abständen von den Plattenseiten befinden, wie bei D₁ und D₂ angedeutet. Vorzugsweise sind die Platten 29 über die Länge der Lichtbogenkammer 2 hin so angeordnet, daß der schmale Schenkel

42 sich abwechselnd rechts und links befindet. Infolgedessen liegen die oberen geschlossenen Enden 40 und 41 der Schlitze nicht auf einer geraden Linie, wie in Fig. 2 gezeigt. Dadurch werden zwei im wesentlichen parallele Lichtbogenkanäle 43 und 44 gebildet, die sich der Länge nach zickzackförmig durch die Lichtbogenkammer 2 erstrecken.

Der Abschaltvorgang verläuft folgendermaßen: Bei Drehung des Kontaktarmes 5 im Uhrzeigersinn wird zwischen den Lichtbogenkontakten 11 und 12 ein Lichtbogen gezogen, der sich aufwärts in die Lichtbogenkammer 2 bewegt. Dabei springen seine Fußpunkte auf die Lichtbogenführungen 18 und 19 über und schalten dadurch die Blasspule 3 in den Stromkreis ein. Dadurch wird innerhalb des Magneten 4 und der Feldpole 14 ein starkes magnetisches Feld erzeugt. Dies bläst den Lichtbogen in bekannter Weise in die Lichtbogenkammer 2 hinein. Der Lichtbogen tritt nach Belieben in den den einen Lichtbogenkanal

43 bildenden Satz Schlitze oder in den den anderen Liohtbogenkanal 44 bildenden Satz ein.

Wenn sich der Lichtbogen höher in den einen Satz Schlitze hineinbewegt, wird durch die zunehmende Verengung der Schlitze die Lichtbogensäule enger, und durch die gestaffelte Anordnung der Schlitze, wie in Fig. 5 angedeutet, wird der Lichtbogen verlängert. Die Spannung längs des Lichtbogens wird infolgedessen größer. Während der Lichtbogen brennt, breiten sich die ionisierten heißen Gase in der Löschkammer aus und ionisieren den anderen Satz Schlitze. Die Spannung und die Ionisation lassen einen zweiten Lichtbogen in den letzteren Schlitzen entstehen mit dem Erfolg, daß zwei Lichtbögen in demselben Stapel von feuerfesten Platten parallel brennen. Dieser Zustand wird durch die parallelen Lichtbögen 46 und 47 in Fig. 5 veranschaulicht.

Jeder Lichtbogen 46 und 47 führt nur ungefähr die Hälfte des gesamten Stromes, so daß die örtlichen Oberflächentemperaturen beträchtlich niedriger sind, als wenn sich der gleiche Gesamtstrom in einem Satz Schlitze befände. Die obere Grenze der Stromunterbrechungsfähigkeit ist daher höher.

Dadurch, daß die geschlossenen Enden der Schlitze in ungleichen Entfernungen von den Seitenwänden der Lichtbogenkammer liegen, wird ein Paar zickzackförmiger paralleler Lichtbogenkanäle 43 und 44 längs der Lichtbogenkammer 2 geschaffen. Der Lichtbogen wird dadurch darin unterstützt, sich in zwei parallel brennende Lichtbögen 46 und 47 aufzuteilen, von denen jeder sich in einem der zickzackförmigen Lichtbogenkanäle 42 und 44 bewegt, enger wird und schließlich erlischt.

Die Erfindung ist weiterhin nicht beschränkt auf Löschkammern mit einzelnen Platten; die Erfindung kann vielmehr auch ohne weiteres verwertet werden bei Lichtbogenkammern, bei denen die Platten aus von den Seitenwänden gebildeten Rippen bestehen. In einem solchen Fall kann jede Platte 29 längs der gestrichelten Linie 50 (Fig. 3) in zwei getrennte Stücke A und B aufgeteilt werden, wobei die Teile A von einer

Claims

Seitenwand der Lichtbogenkammer und die Teile B von der gegenüberliegenden Seitenwand gebildet werden. Die Teile A und B würden dann beim Zusammenbau längs der Linie 50 aneinanderstoßen, so daß das resultierende Gebilde nicht von einer Löschkammer, in der einzelne Platten 29 verwendet werden, zu unterscheiden wäre.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß durch die Löschkammer gemäß der Erfindung der Schaltlichtbogen in zwei parallele Teillichtbögen unterteilt wird, auf die eine intensive Entionisierungswirkung ausgeübt wird. Durch das Aufteilen des Lichtbogens in zwei Lichtbogensäulen wird die örtliche Erwärmung der Löschplatten beträchtlich vermindert und die Abkühlfähigkeit der gesamten Plattenfläche ausgenutzt. Die Stromunterbrechungsfähigkeit der Lichtbogenkammer wird infolgedessen ohne Vergrößerung des Schalters erhöht.

Patentanspruch:

Lichtbogenlöschkammer mit im Wege des Lichtbogens angeordneten Platten aus Isolierstoff, die in der Bewegungsrichtung des Lichtbogens je zwei sich verengende Schlitze enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze derart ausgebildet sind, daß die geschlossenen Enden der Schlitze ungleiche Abstände von den Seitenkanten der Platten haben und die Platten abwechselnd spiegelbildlich angeordnet sind, so daß sich zwei parallele, zickzackförmige Lichtbogenwege ergeben.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 597 181;
französische Patentschrift Nr. 1 089 828;
britische Patentschrift Nr. 689 955.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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