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Elektrischer Schalter Bekanntlich kann man bei einem elektrischen
Schalter eine die Löschwirkung bestimmende Relativgeschwindigkeit zwischen dem Lichtbogen
und dem Löschmittel auch dadurch erreichen, daß man den Lichtbogen in einem mit
Löschmittel gefüllten Raum zum Wandern zwingt. Bei bekannten Schaltern verwendet
man zu diesem Zweck Blasspulen, die von dem abzuschaltenden Strom durchflossen werden.
Die Blasspulen sind mit den Schaltstücken verbunden und müssen zusammen mit diesen
bewegt werden. Die Bewegung erfolgt dabei in Richtung der Spulenachse. Dies ist
in gewisser Weise nachteilig, denn für eine derartige Bewegung ist bei den gewünscht
großen Schaltgeschwindigkeiten eine verhältnismäßig große Kraft erforderlich, zumal
nicht nur die Schaltstücke selbst, sondern auch die mit ihnen verbundenen Blasspulen
bewegt werden müssen.
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Die Erfindung betrifft einen Schalter mit kreisringförmigen Elektroden,
auf denen die Fußpunkte des Ausschaltlichtbogens unter der Wirkung des Magnetfeldes
des abzuschaltenden Stromes wandern. Erfindungsgemäß wird ein besonders einfacher
und vorteilhafter Schalteraufbau dadurch erreicht, 'daß zwei kreisringförmige Elektroden
als feststehende Schaltstücke und zwischen diesen im gleichen Abstand von beiden
eine kreisringförmige Elektrode als bewegliches Schaltstück vorgesehen sind, durch
deren Mittelpunkte die Achse einer das bewegliche Schaltstück isoliert tragenden
Schalterwelle geht, gegenüber der die Schaltstücke derart geneigt angeordnet sind,
daß bei einer Stellung der Schalterwelle der eine Teil des Randes des beweglichen
Schaltstückes das eine feststehende Schaltstück an dessen Peripherie und der gegenüberliegende
Teil -des Randes das andere feststehende Schaltstück an dessen Peripherie berührt,
während nach einer Drehung der Schalterwelle um 180° die Schaltstücke Abstand haltend
in zueinander parallelen Ebenen liegen. Auf diese Weise sind die bewegten Mässen
im Verhältnis zu den bekannten Schaltern bedeutend verkleinert. Ein weiterer Vorteil
der Erfindung besteht-darin, daß beliebig viele gleiche Elemente (feststehende Schaltstücke
und bewegliche Schaltstücke). zu einem Schalter mit Mehrfachunterbrechung zusammengesetzt
werden können. Da die Geschwindigkeit der Lichtbogenbewegung bekannt= ]ich im wesentlichen
von der Beblasung des Fußpunktes abhängt, werden die kreisringförmigen Elektroden
der feststehenden Schaltstücke zweckmäßig radial geschlitzt, so daß eine Trennstelle
gebildet wird. Die Stromzuführung erfolgt jeweils an dem einen der sich an einer
Trennstelle gegenüberliegenden Enden. Der Strom durch den Schalter muß dann den
ganzen Elektrodenring von der Trennstelle bis zum Fußpunkt des Lichtbogens durchfließen,
so daß ein ausreichendes Magnetfeld erzeugt wird.
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Bei zwei feststehenden Schaltstücken, zwischen denen ein bewegliches
Schaltstück angeordnet ist, legt man die Trennstellen so, daß sie auf gegenüberliegenden
Seiten der durch die Mittelpunkte der Elektroden gegebenen Schalterachse liegen.
Man erreiht dadurch, daß gleich zu Beginn. der Ausschaltbewegung ein Magnetfeld
vorhanden ist, daß für eine ausreichende Geschwindigkeit der Lichtbogenbewegung
sorgt.
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Mit Vorteil erfolgt in der Einschaltstellung des Schalters die Berührung
zwischen den beweglichen und den feststehenden Schaltstücken in der Nähe des mit
dem Anschlußstück verbundenen Endes der geschlitzten Elektroden, so daß nur ein
kurzes Stück der kreisringförmigen Elektroden vom Strom durchflossen wird. Die Anordnung
besitzt dann in der Einschaltstellung nur eine vernachlässigbare kleine I.nduktivität.
Die Bewegung des beweglichen Schaltstückes beim Ausschalten erfolgt zweckmäßig in
dem Sinn, daß das vom Strom durchflossene Stück der Elektrode bis zum Lichtbogen
fußpunkt vergrößert wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Dabei zeigt Fig. l einen Schalter in einem Schnitt längs der Schalterwelle in der
Einschaltstellung und Fig.2 eine kreisringförmige. Elektrode in einer Draufsicht;
Fig. 3 ist ähnlich der Fig. 1 ein Schnitt durch den Schalter, der in der Ausschaltstellung
dargestellt ist.
Die feststehenden Schaltstücke 1 und 2 sind ebenso
wie die beweglichen Schaltstücke 3 und 4 de: Schalters als kreisringförmige Elektroden
ausgebildet. Durch die Mittelpunkte der Elektroden führt die Schalterachse 5, die
in den feststehenden Schaltstücken 1 und 2 bei 6 und 7 gelagert ist. Das feststehende
Schaltstück 2 und das bewegliche Schaltstück 3 sind lediglich ungeschlitzt als Elektrodenring
ausgebildet, der in geeigneter Weise -isoliert gehalten wird. _ .
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Die an den Enden der - Elektrodenanordnung liegenden Schaltstücke,
nämlich das feststehende Schaltstück 1 und das bewegliche Schaltstück 4, sind als
geschlitzte Ringe ausgeführt, wie Fig:2 zeigt. Mit B ist die Trennstelle des Ringes
bezeichnet. An dem einen der sich an der Trennstelle 8 gegenüberstehenden Enden
9 und 10 ist ein Anschlußstück 11 angebracht, an dem die Stromzuführung erfolgt.
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Die Schaltstücke sind gegenüber der Schalterachse 5 geneigt angeordnet,
und zwar liegen die feststehenden Schaltstücke 1 und 2 in zwei zueinander parallelen
Ebenen. Die beweglichen Schaltstücke 3 und 4 liegen ebenfalls in zueinander parallelen
Ebenen, die in der Einschaltstellung jedoch gegenüber der Ebene der feststehenden
Schaltstücke geneigt sind. Der Winkel ist so gewählt, daß sich in der Einschaltstellung
feststehende und bewegliche Schaltstücke berühren, so daß der Stromkreis durch den
Schalter geschlossen ist. Die Berührung zwischen dem oberen Teil des beweglichen
Schaltstückes 3 und dem feststehenden Schaltstück 1 erfolgt dabei an dem der Trennstelle
8 zugekehrten Ende 10 des feststehenden Schaltstückes 1. Desgleichen erfolgt auch
die Berührung zwischen .dem feststehenden Schaltstück 2 und dem geschlitzt ausgeführten
beweglichen Schaltstück 4 an dem Ende der Trennstelle, an dem die Stromzuführung
11 angebracht ist.
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Der Strompfad durch den eingeschalteten Schalter verläuft von der
Anschlußklemme 12 über das Anschlußstück 11 und ein kurzes Stück des Elektrodenringes
des Schaltstückes 1, von dort zu dem beweglichen Schaltstück 3. Das bewegliche Schaltstück
3 wird ebenso wie das feststehende Schaltstück 2 in zwei parallelliegenden halbkreisförmigen
Stücken durchflossen. Das bewegliche Schaltstück 4 wird nur zu einem ganz geringen
Teil durchflossen, da die Berührung ebenfalls wie beim feststehenden Sehaltstück
1 in der Nähe des Anschlußstückes 11 erfolgt. Von dort fließt der .Strom zu der
anderen Anschlußklemme 13. Die Verbindung-14 zwischen der Anschlußklemme 13 und
dem beweglichen Schaltstück 4 ist flexibel ausgeführt.
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Zum Ausschalten wird die Schalterwelle 5 um 180° gedreht. Beim Ausschalten
bilden sich zwischen den Schaltstücken Ausschaltlichtbögen, die in der Fig: 3 angedeutet
und mit 15 bezeichnet sind.- Die Lichtbögen laufen unter der Wirkung des Magnetfeldes,
das der durch die kreisringförmige Elektrode ffießende Strom erzeugt, mit großer
Geschwindigkeit um. Die Lichtbögenlänge ändert sich in der Ausschaltstellung dabei
nicht, da die einzelnen Elektroden dann in zueinander parallelen Ebenen liegen.
Der Umlauf erfolgt entgegen dem Uhrzeigersinn, wenn man in Richtung des eingezeichneten
Pfeiles 16 auf die Elektroden blickt.
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Durch die hohe Energie, die dem Lichtbogen entzogen werden kann, werden
die Lichtbögen sicher zum Erlöschen gebracht. Die Löschwirkung kann .noch erheblich
dadurch gesteigert werden, daß der Räum zwischen den Schaltstücken mit einem geeigneten
Löschmittel, z: B. mit Schwefelhexafluorid (SFs), gefüllt wird. Der Abbrand der
Elektroden ist wegen der großen Geschwindigkeit der Lichtbogenfußpunkte äußerst
gering. Zur Erhöhung der Geschwindigkeit kann man innerhalb der Elektroden an den
Enden des Schalters, beim Ausführungsbeispiel also im feststehenden Schaltstück
1 und im beweglichen Schaltstück 4, zusätzliche Spulen vorsehen, die die von den
stromdurchflossenen Elektrodenringen auf die Lichtbögen ausgeübten Kräfte noch unterstützen.
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Für den Fall, daß die Zahl der hintereinanderliegenden Teillichtbögen
15 beliebig gewählt werden kann, ist es vorteilhaft, den Schalter im Gegensatz zum
Ausführungsbeispiel an beiden Enden mit feststehenden Schaltstücken zu versehen:
Bei einem solchen Schalter mit n beweglichen und n+1 feststehenden Schaltstücken
ist ein Stromübergang zwischen relativ zueinander beweglichen Teilen nur noch an
den Unterbrechungsstellen selbst vorhanden.