DE1769044U - Schalter mit lichtbogenkammer. - Google Patents

Description

Westinghouse ^{<ΛΌ 01}^b

Electric Corporation
East Pittsburgh

PA 55/0399

Schalter mit Lichtbogenkammer.

Für die Anmeldung wird die Priorität aus der entsprechenden amerikanischen Patentanmeldung Serial-Jio. 473,991 vom 8,12.1954

beansprucht,

Neuerung ..

Die &sX8JtuSx8s% betrifft einen Schalter (ein Luftschütz) mit Lichtbogenkammer und elektromagnetischen Blasspulen. Sin Zweck der Skkjsxodx^ ist es,, einen Schalter eu schaffen, bei' dem eine verbesserte und wirksamere Lichtbogenlöschung stattfindet. Ein anderer Zweck ist es, verbesserte Lichtbogenlöschmittel zu schaffen für einen Schalter, der eine Hilfsblasspule besitzt, auf die der Strom während der Löschung eines feiles des Licht~ bogens übergeleitet wird, ά$ν zwischen zwei Lichtbogenleithörnern steht, die mit den Enden der Blasspule verbunden sind,

Neuerung
Sin weiterer Zweck der E;g££8$mg besteht darin,-die Einschaltung der magnetischen Hilfsblasspule in den Lichtbogenkreis zu beschleunigen, um dadurch eine schnellere und wirksamere Abschaltung, zu erzielen.

- 1. - Sk/Db

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Bin weiterer Zweck der Sg^fö^^: ist es, durch Verwendung einer Schirmspule (shading coil) für den Blasmagneten einen oder mehrere fußpunkte für die Licht bogenlö'schmittel zu schaffen.

der Zeichnung ist eine Ausführungsform des Schalters nach der erung
SXKKg beispielsweise dargestellt; es bedeutet

Fig, 1 eine ,Seitenansicht, teilweise in senkrechtem Schnitt,

li θτι e 3TUHP* eines Schalters nach der Igffaästg, in der die Kontakte

in der Stellung für den geschlossenen Stromkreis gezeigt sind}
Fig. 2 einen waagerechten Querschnitt nach Linie «II-II der Pig. 1$

I¹Ig, 3 einen senkrechten Querschnitt nach Linie· III-III der Fig. 1;

Fig. 4 eine Seitenansicht einer der Platten, die in der Lichtbogenkammer verwendet werdenj

Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht einer der Lichtbogenlöschplatten; · Fig» 6 einen Querschnitt nach Linie VX-YI der Fig· 7 und

Fig. 7 einen'vergrößerten Teilschnitt nach Linie VII-VII der ■ Fig. 5. . ' ■ . j

In der Zeichnung ist in Fig. 1 mit 1 ein Luftschalter (Luftschutz)I ■bezeichnet. Obwohl die dargestellte, besondere Verkörperung der

®Säl^^^ einen Schaltsr mit· Unterbrechung in Luft zeigt, ist '

_li on e riinfif
die S3oäaäm%: auch auf andere Schalter, zum Beispiel auf Flüssig- ; keitsschalter, Preßluft- oder Preßgasschalter, anwendbar. Lediglich für die Zwecke der Veranschaulichung derÄäKHöxi% sei hier ein Luftsehalter beschrieben.

Im allgemeinen gehört zum Schalter 1 eine Kontaktanordnung 2, die im Stande ist einen Lichtbogen hervorzurufen, der nach oben in die Lichtbogenkammer 3 bewegt wird, zu der ein Paar Lichtbogen-Ib'schteile 4 und 5 von im wesentlichen gleichartiger Konstruktion ; gehören. Bine Zuleitung LI zu dem Schalter ist mit dem feststehen-: den Eontakt 6 verbunden, - während die andere Leitung- L2 des Schal·- : ters elektrisch mit dem beweglichen Kontakt1 verbunden ist. Falls; gewünscht, können geeignete fb&rbrückungs- und Nebenkontakte verwendet werden, um die feststehenden und beweglichen Lichtbogenkontakte β und 7 bei der in Fig* 1 gezeigten Stellung des völlig

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geschlossenen Stromkreises in der Stromleitung zu entlasten.

Während des OffnungsVorganges bewegt sich der bewegliche Kontakt von dem feststehenden Kontakt 6 weg, um einen Lichtbogen zu ziehen, der durch dm gestrichelten Linienzug 8 in Fig. 1 angedeutet ist. Diesen Lichtbogen kann man sich zusammengesetzt denken aus drei Teilen 8a, Sb und 8c. Er bewegt sich nicht nur wegen des thermischen Auftriebs nach oben, sondern auch w^gen. der magnetischen Kräfte, die von Uem Lichtbogen selbst erzeugt werden und im Sinne einer Vergrößerung der Schleife des Lichtbogens wirken»

Neben dem oberen und dem mittleren Teil des Lichtbogens β befindet sich ein Paar Li chtbogenl ext hörner 10 und 11» zwischen" denen Lichtbogenlöschmittel 13 angebracht sind,' Der Lichtbogenteü 8a erstreckt sich zwischen dem beweglichen Kontakt 7 und dem Lichtbogenleithorn 10. Der Lichtbogenteil 8b erstreckt sich.innerhalb der Lichtbogenlöschmittel 13 zwischen den Lichtbogenleithörnern 10 xaaä 11. Der Lichtbogenteil 8c erstreckt si'ch zwischen dem feststehenden Kontakt (Lichtbogenziehkontakt) 6 und dem Lichtbogenleithorn 11. .

Die Aufgabe der Lichtbogenlöschmittel 13 ist es, den Lichtbogenteü 8b zu unterbrechen und so das Paar in leihe geschalteter, in der Mitte dazwischen angebrachter Blasspulen 15 und 16 (deren Lage in Fig« 2 der Zeichnung deutlicher gezeigt ist) mit in den Kreis einzuschalten. Solche Spulen besitzen natürlich isolierte "Windungen. Wie erwähnt, sind die in der Mitte angebrachten Blasspulen 15 und 16 in Beihe geschaltet, z.B. durch eine Verbindung 17 am oberen Snde der Spulen (Fig. 1 und'3) und die unteren Enden 18 und 19 der Blasspulen 16 bzw. 15 sind an den Lichtbogenleithörnern ; oder Lichtbogenleit blechen 10 bzw. 11 befestigt, wie es -in Fig. der Zeichnung klarer dargestellt ist.

Wegen de^induktiven Widerstandes der Blasspulen 15 und 16 ist es schwierig, Strom durch sie zum Fließen zu bringen wegen der in äen Spulen hervorgerufenen Gegenspannung. Die Lichtbogenlöschmittel dienen daher zur Unterstützung bei der Herstellung der Eeihenschaltung der Blasspulen .15 und 16 durch das Löschen des Lichtbogenteilea. 8b. Im -allgemeines, gehört zu den Lichtbogenlöschmitteln 13 eine Vielzahl von in. Abständen voneinander befindlichen Isolierplatten 21, deren Gestaltung aus Fig. 5 der Zeichnung zu ersehen

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ist. Ian sieht, dag Jede Isolierplatte 21 einen Schlitz 22 besitzt,. der sich auf eier einen Seite der Mittellinie. 23 der Platte nach innen zu verjüngt. Die blatten 21 werden seitlich auseinander gehalten durch Abstandshalter 21a aus Asbestschnur, wie dies Pig, 2 der Zeichnung deutlicher zeigt. Nebeneinander angeordnete -Platten

21 können entgegengesetzt angeordnet werden, so daß die Schlitze

22 abwechselnd auf entgegengesetzten Seiten der Mittellinie der Platten sich befinden und so einen Ziekzackweg. für den Lichtbogen schaffen. Unter Hinweis auf Fig.1 sei bemerkt, daß eine Vielzahl von Platten 21 zwischen den Lichtbogenhörnern 10 und 11 und der Schirmspule 25 mit einer Windung angebracht ist. Sie Schirmspule 25 ihrerseits umgibt den Kern« oder Jochteil 26, wodurch die Polplattenteile 27 magnetisch miteinander verbunden werden, wie es Fig. 2 der Zeichnung zeigt.

In Fig. 7 äer Zeichnung sieht man, daß der M ent bogenteil oder -Abschnitt 8b sich nach oben bewegt, auf das untere Ende 28 der Schirmspule (Hilfsspule) 25 trifft und dadurch zwei in Reihe geschaltete lichtbogen 29 und 30 bildet. Diese !lichtbogen bewegen sich innerhalb der Schlitze 22 der Isolierplatten 21 nach oben, um gelöscht zu werden.

lach der !löschung des Lichtbogenteils 8b innerhalb der Lichtbogenlöschmittel 13 werden die Blasspulen 15 und 16 in leihe in äen Stromkreis geschaltet und die Erregung dieser Spulen 15 und 16 ruft einen magnetischen Fluß in dem magnetischen Kreis 24 hervor, zu dem das Paar seitlicher Magnetpolplatten 27 und das sie verbin- i dende Joch 26 gehören.. Vorzugsweise werden die Polplatten 27 aus senkrecht verlaufenden Blechen eines geeigneten magnetischen Materials gebildet, so daß ein Blechpaket entsteht (siehe Fig. 2 der ^: Zeichnung), Magnetisch die Seltenpolplatten 27 miteinander verbindend befindet sich der mittlere Kern- oder Jochteil 26, um den '■ herum die beiden hintereinander geschalteten Blasspulen 15 und angeordnet sind. ;

Wie man sieht, bewirkt die gezeigte Η-Form des Magnetkreises 24, nach ihrer Erregung, daß ein Magnetfluß zwischen den Polplatten in der durch die Pfeile 20 in Fig. 2 gezeigten Weise fließt.

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Dieser Magnetfluß, der sich, querüber zwischen den Polplatten .27 _; erstreckt, veranlast eine Bewegung der Lichtbogenteile 8a und 8c. nach oben in die Lichtbogenlöschteile 4 und 5 der Lichtbogenkammer 3. ■

Bas linke Ende des Lichtbogenteilös 8a springt schnell über auf das äußere Lichtbogenlei thorn 12, dessen unteres Ende, wie gezeigt, an ·■ dem beweglichen Lichtbogenkontakt 7 angeschlossen und von hier mit ; der unteren Leitung L2 verbunden ist. Auch das rechte Ende des Lichtbogenteiles 8c springt schnell auf das rechte Lichtbogenleithorn 9 der Vorrichtung über, das elektrisch mit dem feststehenden Kontakt 6 durch die Verbindung 9a verbunden und hier an die Leitung Ii 1 des Schalters angeschlossen ist.

Der Stromlauf durch den Schalter (siehe Pig.1) ist folgender; Er beginnt bei der Leitung LI, Verbindung 9a_} Lichtbogenleithorn 9, über den Lichtbogen in die rechte Hälfte der Hauptlöschkammer 5 zum Lichtbogenleithorn 11, das untere Ende 19 der vorderen Blasspule 15, durch die Spule 15 zur Verbindung 17 an ihrem oberen Ende, zum oberen Ende der hinteren Blasspule 16, durch Spule 16 zu ihrem unteren Inde 18, das mit dem Lichtbogenleithorn/verbunden ist, durch den Lichtbogen in der linken Hauptlöschabteilung 4 zum ..._: Lichtbogenleithorn 12 xuad von dort weiter zur Leitung L2.

In üexi Lichtbogenkammern 4 und 5 ist eine Vielzahl von auseinander gerückten, geschlitzten keramischen Platten 40 untergebracht, deren Gestaltung aus Fig. 4 der Zeichnung hervorgeht. Wie gezeigt, besitzt jede keramische Platte 40 einen darin vorgesehenen Schlitz 41, dessen oberes, geschlossenes Ende 42 ein wenig aus üev Mitte gerückt ist. Die Platten 40 sind zickzackformig angeordnet, um so einen waagerecht verlaufenden Zickaackweg; 43 für den Lichtbogen zu bilden durch die ganze Lange der Lichtbogenkammerteile 4 und 5, um eine Löschung der Lichtbogenteile 8a und 8c schnell zu erreichen. Die Platten 40 sind seitwärts auseinander gerückt, wie in Pig. 2 gezeigt, durch Stücke von Asbestschnur 44, die zwisehen aen Platten 40 gekittet sind nahe deren äußeren Kanten, ähnlich der räumlichen Anordnung der Isolierplatten 21 der Lichtbogenlöschmittel 13. .. '

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Sichtiges Funktionieren der Lichtbogenlöschmittel 13 ist erforderlich, um eine schnelle Überleitung des Lichtbogens auf die Blasspulen zu gewährleisten, und es ist ein Zweck der liMliMaig, wirksamere Lichtbogenlöschmittel 13 «u schaffen, während gleichzeitig eine gedrängtere und wirksamere Bauweise erzielt wird. Es ist gefunden worden» da8 bei verhältnismäßig kurzen Lichtbogenlöschplatten der Teil 8b des Lichtbogens zwischen den Lichtbogenleithörnern 10 und 11 manchmal über die Oberkante solcher kurzer Lichtbogenlöschplatten überschlug vüau dadurch verhindert, daß die Blasspulen 15 und 16 in den Stromkreis eingeschaltet werden.

Wird der Jochteil 26 lang und schmal, jedoch mit der gleichen Querschnittsfläche ausgeführt., so bleibt genügend Baum auf beiden Seiten der Schirmspule 25, um die verhältnismäßig langen Lichtbogenlöschplatten 21 unterzubringen. All dieses wird erreicht, ohne die Abmessungen der Lichtbogenkammer 3 zu vergrößern.

Wie in Fig. 7 gezeigt, besteht bei dieser Anordnung der gesamte tJberleitungsstapel aus Platten 21 von voller Länge, die -unterteilt in zwei Abteilungen 31 und 32 in die Häume zwischen den Leithörnern 10 und 11 und der Schirmspule 25 gestellt sind. Der Lichtbogen Sb teilt sich jetzt in zwei Teile 29 und 30, wobei die Schirmspule 25 bzw. 28 zwischen, ihnen einen gemeinsamen FuSpunkt bildet.

Diese Ausführungsform bietet eine Anzahl besonderer Vorteile. Zunächst bleibt der Lichtbogen zur Schirmspule bei dieser Anordnung auf äen "Stapel" beschränkt. Auch gestattet die Möglichkeit längere Platten 21 im Überleitungsstapel zu verwenden die Verwendung einer wirksameren .Schlitzgestalt, und die Länge der Platten 21 über die Bnden der "Schlitze 22 hinaus beseitigt die leigung zu Überschlägen über die Oberkante des Überleitungsstapels.

Au0er der Verbesserung dex tlberleitungefunkt lon ergibt diese Ausführungsform zwei zusätzliche deutliche Verbesserungen, Irstens ergibt sich, da8 die Lichtbogenlöschmittel 13 nicht so nahe an die Kontaktanordnung 2 heranreichen, und daß genügend Baum für die gewünschte Schleifenwirkung des Lichtbogens übrig bleibt. Auf diese Weise ist der Lichtbogen 8 im Stande, sich schneller von

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den Kontakten 2 zu trennen, woraus sich eine geringere Ionisierung in der öegend der Kontakte 2 ergibt, so daß die Neigung wiederzuzünden verringert ist. Zweitens brauchen infolge der Anbringung der Überleitungsplatten 21 oberhalb der Zündplatten 33 letztere nicht mit JSUten versehen zu werden, um Platten unterhalb der Schirmspule 25 zu stützen. Die Festigkeit der Zündplatten 33 ist infolgedessen beträchtlich verbessert, was einen stärkeren Aufbau ergibt.

Um die Spulen 15 und 16 innerhalb der Öffnungen 34, die in der isolierenden Hülle 35 des Lichtbogenkamins angebracht sind, starr zu stützen, werden unterlegscheibe^ oder -platten 36 aus Isoliermaterial verwendet, die das Joch 26 umgeben und durch die Schirmspule 25 getrennt gehalten werden (siehe Fig, 2).

Vorzugsweise wird auch eine isolierende Abstandsplatte 38 zwischen den Polplattenteilen 27 und den Blasspulen 13 und 14 für Isolationszwecke verwendet.

Der in Fig. 7 mit ^MA" bezeichnete Baum kann offen gelassen werden, so daß der anfängliche Liohtbogenteil 8b sich innerhalb dieses Baumes schnell aufwärts bewegen kann bis zur Berührung mit dem unteren Ende 28 der Schirmspule 25, so daß eich zwei Lichtbogenteile 29 und 30 ergeben, deren Löschung in der vorher beschriebenen Weise erfolgt. Jedoch kann es für gewisse Fälle wünschenswert sein, innerhalb des Hauines "A" zusätzliche Isolierplatten von kürzerer Länge dazwischenzustellen, um die Löschung des Lichtbogens 8b zu unterstützen, besonders bei niedrigen Strömen; die soll selbstverständlich auch eine solche Ausführungsform umfassen. Bei höheren Stromwerten würde der mittlere feil 8b des Lichtbogens durch solche kürzeren Platten hindurchgehen, dabei die Schirmspule 25 berühren und in der oben beschriebenen Weise gelöscht werden.

Neuerung
Die lasdJässsiteSg ist von besonderem Wert für Schalter mit Hilfsblasspulen. Sie ist j-edoch auch "bei Schaltern anwendbar,· die einen im wesentlichen Unförmigen magnetischen Kreis haben, bei denen die Lichtbogenüberleitungs- und -löschmittel dem Kern eines solchen Magneten zugeordnet sind.

7 -

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Neuerung Bin besonderer Vorteil des Schalters nach der SsticKStsasg besteht darin, daß die langen tjberleitungsplatten 21 mit den darin vorgesehenen Schlitten die Unterbrechung des tlberleitungslichtbogens 8b erheblich beschleunigen, so daß die Blasspulen 15 und 16 sehr schnell in den Kreis eingeschaltet werden und das gewünschte Magnetfeld innerhalb der Lichtbogenlöschkammer};eile 4 und 5 sehr schnell aufgebaut wird,

7 figuren
Ansprüche

- 8

Claims (1)

1. 519 4 G*-ä 5 5 ST/

   WE-Case 28 166 "

   Sehntzansprüehe

   1,) Schalter, insbesondere-'Isaftschütz, mit Lichtbogenkammer und elektromagnetischen Blasspulen, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder mehreren Blasspulen eine ScMrmspule (25) zugeordnet ist, die BWi seilen Li chtbogenle it hörnern (10,11) liegt, und auf die äer aufsteigende Lichtbogen derart auftrifft, daS er in Teillichtbögen aufgespalten wird.

   2,) Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl dem feststehenden (6) als auch dem beweglichen Schalterkontakt (7) je eine LichtbogenfuSpunktplatte (9 bzw. 12) zugeordnet ist, die leitend mit dem betreffenden Kontakt verbunden ist.

   3,) Schalter nach Anspruch 1 und 2_t gekennzeichnet durch besondere Lichtbogenlöschmittel (13) in Form von keramischen Platten (40), die parallel zu dem Kern der Schirmspule (25) angeordnet sind und je einen konischen Schlitz (41) haben.

   4,) Schalter nach Anspruch 1 bis 3? dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetischen Blasspulen (15,16) den Kern (26) der Schirmspule (25) umgeben, während auf beiden Seiten des Kerns Lichtbogenleithörner (10,11) vorgesehen sind..

   5. ) Schalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere liohtbagenlöschplatten (13) zwischen den Lichtbogenleithörnern (10*11) und der Schirmspule angeordnet sind.

   6.) Schalter nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine H-förmige Magnetanordnung mit einem Kern und einem Paar Polplatten (27).

   7.) Schalter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, das eine Klemme einer Blasspule (15 bzw, 16) mit jedem Lichtbogenleithorn (10,11) verbunden ist.

   8.) Schalter nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet durch zwei besondere Gruppen von Lichtbogenlöschplatten (40,4 und 5) aus Isolierstoff,

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   9») Schalter nach Anspruch 1 bis 8j gekennzeichnet- durch eine in der längsrichtung verhältnismäßig lange iichtbogenlö'scheinrichtung (13)> die zwischen den Liehtbagenleithörnern (10,1.1) und dem Kern (26) angeordnet ist.

   10.) Schalter nach Anspruch 1 bis 9* gekennzeichnet durch ein Paar Lichtbogenleithörner (9 und 12), die als Haupt1eithörner dienen und seitlich von d£n Lichtbogenleithörnern (10,11) der Hilfsblasspule angeordnet sind. "

   11.) Schalter nach Anspruch 1 bis TO, gekennzeichnet durch eine Lichtbogenlöscheinrichtung (21) aus isolierstoff (z.B. Platten), die zwischen dem Kern und jedem- iichtbögenleithorn angeordnet ist,

   12.) Gehälter nach Anspruch 11, dadurch gekennzelehnet, daß die Platten der LichtbοgenlöseheinricBtung (21) aus keramischem Werkstoff bestehen.

   13.) Schalter nach Anspruch 11 bis 12» dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierplatten (21) Je einen .Schlitz (22) besitzen, der sich vorzugsweise auf der einen Seite der Mittellinie (23) der Isolierplatte nach innen zu verjüngt,

   14.) Schalter nach Anspruch 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet,daß die Isolierplatten (21) durch feuerfeste feile, z.B. Asbestschnur, in Abstand voneinander gehalten sind.

   15.) Schalter nach Anspruch 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dal? die Isolierplatten (21) so angeordnet sind, da!B die Schlitze abwechselnd nach links oder rechts verlaufen, derart, daß sich für den Lichtbogen ein Ziekzackweg ergibt.