DE1959460A1 - Hochfrequenzschaltschuetz - Google Patents

Description

8137-69/v.V./ko

Franz. Anm. No. P.V. 177 569

eingereicht: 11.Dezember 1968

Compagnie Eleetro-Mecanique 12, Rue Portalis, Paris-VIII⁽

Ho chfrequenzschalts chütz

Elektrische Schaltschütze sind von Elektromagneten gesteuerte Geräte zum Schließen und Unterbrechen eines elektrischen Stromkreises. Zu diesem Zweck stellen bewegliche, leitende Kontaktstücke, die durch einen Steuer-Elektromagneten betätigt werden, elektrischen Kontakt mit ebenfalls leitenden feststehenden Kontaktstücken her. Zur Stromunterbrechung werden die beweglichen Kontaktstücke von den feststehenden Kontaktstücken getrennt; im Augenblick der Trennung entsteht ein Lichtbogen.

Um die Löschung des Lichtbogens zu erleichtern, wird er vorzugsweise von einem Magnetfeld "ausgeblasen". Dieses Magnetfeld wird im allgemeinen durch einen Eisenkern erzeugt, der von einer oder mehreren Kupferwindungen umgeben ist, durch die der geschaltete elektrische Strom fließt und die in Reihe mit dem Stromkreis liegen, der durch den betreffenden Schaltschütz geschaltet wird. Dieser zylinderförmige Kern ist seitlich mit zwei Backen aus magnetischem Metall, wie z. B. gewöhnlichem Eisen, Weicheisen oder siliziumhaltigem Eisen versehen. Die Oberfläche dieser einander gegenüberliegenden Backen beeinflußt den Raum, in dem der Lichtbogen entsteht. Sie erzeugen ein im wesentlichen homogenes Magnetfeld, dessen Richtung senkrecht zur Richtung der Stromlinien im Lichtbogen verläuft, und tragen gemäß den Regeln des Elektromagnetismus zur Bildung und geometrischen Verlängerung des Lichtbogens bei.

0 982 3/1038

..;.__:_ _1_9 5146. Q

Die Frequenz des zu schaltenden technischen Wechselstroms beträgt meistens 50 oder 60 Hz. Der Kern und die oben erwähnten Backen bestehen bei den bekannten S ehält schütz en aus einem Material, bei welchem keine übermäßige . Erhitzung durch Hystereseverluste und Wirbelströme auftritt; der Kern besteht also entweder aus massivem Weichstahl oder aus massivem Weic-iieisen oder aus dünnen Siliciumeisenblechen die parallel zum Magnetfeld angeordnet sind.

Die Backen selbst bestehen aus einer oder mehreren Blechplatten. Die Anzahl dieser Platten und ihre Dicke hängen von dem Wert der magnetischen Induktion ab, der sie ausgesetzt sind.

Die Anforderungen der Technik führen zu mehr oder weniger verschiedenen Ausführungsformen, die aber immer im wesentlichen analoge allgemeine Merkmale aufweisen.

Bei Netzen mit erheblich höheren Frequenzen, wie 400 Hz, 1000 Hz und mehr, z. B. für Hochfrequenzschmelz- oder Wärmebehandlungsöfen, werden elektrische Schaltschütze benötigt, die das Schließen und Unterbrechen elektrischer Ströme solcher ]?re-» quenzen ermöglichen.

Es handelt sich dabei um ein anderes Problem als die Unterbrechung von Strom üblicher Netzfrequenz, die im allgemeinen nach den ersten Strom-Nulldurchgängen erfolgt, nachdem sich der Lichtbogen ausgeweitet hat und die Entionisierung im Bereich zwischen den Kontakten schnell genug stattgefunden hat, um die elektrische Isolation wieder herzustellen, so daß während derdarauffolgenden Halbperiode das erneute Zünden des Lichtbogens verhindert wird. Diese Erscheinung der Entionisierung ist bei den oben erwähnten höheren Frequenzen nicht mehr möglich.

0 0 9828/1038

Das Problem der Löschung des Hochfrequenzlichtbogens entspricht somit dem der Löschung des Gleichstromlichtbogene. Bei beiden muß nur die Verlängerung des Lichtbogens durch magnetische Verfahren beachtet werden. Es ist jedoch sehr schwierig, ein ausreichen!starkes Magnetfeld mit massiven Teilen herzustellen, da diese durch die erheblich größeren Hysterese- und Wirbelstromverluste übermäßit erhitzt werden, so daß sie in manchen Fällen bis zur Rotglut gebracht werden können.

Zur Beseitigung dieses Nachteilä wird gemäß der Erfindung der massive oder geschichtete Kern durch einen Kern aus sehr verlustarmen, keramischem Material, insbesondere einem magnetisch weichen Eerrit ersetzt. Die Backen bestehen somit ebenfalls aus Materialien mit sehr geringen Verlusten, z. B. aus handelsüblichem knhyster.

Man erreicht dadurch ein Feld, das ausreicht, um ein starkes magnetisches Blasen und die Löschung des Lichtbogens durch Verlängerung gemäß dem gleichen Prinzip wie beim Gleichstrom zu bewirken.

Die Herstellung eines solchen HochfrequenzschaltscMitzes erfordert noch zusätsliche Maßnahmen, wie den Austausch der ^ üblicherweise aus Stahl hergestellten Stäbe und Wellen durch Stäbe und Wellen ans unmagnetischem Metall, wie gewissen nichtrostenden Stählen oder Duralusainiim \τη.ά den AtistaiiBöli der üblichen Schrauben, Bolzen min federn äurch' Se&rai?.ben, Bolzen und Feuers, aus unmagnetiselisEi Metall, wie gewissen nicht- . rostenden Stäl:". v-i, Messing oder Bronze. Einige Verwendungszwecke .'bei Eo ■". '«eqiienE oder Hochspannung erföräex-a die Verwendugn von WeIxen and Stäben aus elektrisch nicht leitendem Material, wie Schichtstoffen aus glasfaserverstärktem Epoxyharz. Ebenso soll das Vorhandensein von Kurzschlußwindungen im elektromagnetischen Hoehfrequeszfeld vermieden werden, d.h. geschloesenen Stromwegen, durch die ein Inductionsstrom fließen kann, der die metallischen Bauteile übermäßig erhitzt.

■ Π 0-9 8 ;? 8 / 1 O 3 8
BAD ORIGINAL

Claims (3)

1. _._■._.. ^{: :} ^ 195946a

   P at en t an β ρ r ü c h e

   lektrischer Hochfrequenzschaltshütz mit einem Hagnetkern zum Erzeugen eines Magnetfeldes zur Lichtbogenlöschung, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß der Magnet-Eern4us keramischem Hagnet-Material besteht, wie aus weichem Ferrit, und daß die Kernbacken aus Blechen bestehen, die geringe Hysterese- und Wirbelstromverluste haben und gegenüber den gewöhnlich verwendeten Blechen eine geringere Dicke aufweisen.
2. 2. Elektrischer Hochfrequenzschaltschütz nach Anspruch 1, dad u r c h g ekenn zeich net, daß alle Metallteile, die sich im Nah-Bereich des vom elektrischen Hochfrequenzstrom erzeugten Feldes befinden, aus unmagnetischem Metall bestehen.
3. 3. Elektrischer HochÄBquenzschaltschütz für höhere Nennspannungen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erforderlichen Stäbe und Wellen aus elektrisch nicht leitendem Material bestehen.

   0 09828/1038