DE2254807A1 - Elektrodenanordnung fuer vakuumloeschkammern - Google Patents

Description

Elektrodenanordnung f ür VakuuinlO schkaminern

Die Erfindang betrifft eine Elektrodenanordnung für Vakuumlös chkainmern. Für die Elektroden von Vakuumleistungsschaltern sind, abgesehen von einigen technologisch äui3erst komplizierten und daher kaum verwirklichbaren Ausführungen, stets scheibenförmige Ausführungen- vorgeschlagen und auch verwendet worden. Es ist bekannt, daß mit zunenmendeia Ausschalt strom der
Durchmesser dieser scheibenförmigen Elektroden anwachsen muß. Das erfordert große. Bogenlösciikammern und auch große zu bewegende Massen, wenn hohe Ausschaltströme in der Größenordnung
von einigen zehn kA erreicht werden sollen.

Es wurde daher auf zwei ^Vegen versucnt , .mit noch tragbaren
Durchmessern für die Elektrodenscheiben auszukommen. Bei dem einen weg wurden Schlitze, z. B. in Spiralform, in die Scheibenelektroden eingearbeitet, um so eine Rotationsbewegung des Bogens um "die Achse der Elektrode herum zu bewirken und damit die spezifische Flächenbelastung der Elektroden durch gleichmäßigere Auslastung der Gesamtfläche zu verringern, wodurch
die Aus schalt ströme anwachsen. Bei der zweiten. Lösung wird mit einem vom Bogenstrom selbst oder fremd erzeugten Magnetfeld · gearbeitet, das längs zur Bogenachse verläuft, wodurch die
Bogenprodukte wie in einer "magnetischen Flasche" zusammenge- »halten werden und so ein Anstieg der Bogenspannung verhindert wird- Ein solcher Bogenspannungsanstiegj der mit einem stark erhöhten Energieumsatz an den Elektroden und damit wieder mit höherer spezif ische^Flächenbelastung verbunden wäre jvwiirde - ; dann eintreten, wenn der Lichtbogen ganz oder teilweise übe.r <■■ den Rand der Elektrodenscheibe hinau swan dem würde oder, anders ausgedrückt ,· wenn ein Teil der Bogenproduteke. den Elektrodenzwischenraum verlassen würde.

Beide Maßnahmen bringen zwar gewisse Erfolge mit sich, und die erste wird auch tatsächlich in auf dem Markt befindlichen Vakuumbogenlöschkainmern angewendet. .

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Beim Arbeiten mit geschlitzten Scheiben sind jedoch bei sehr großen Ausschalt strömen nach wie vor zu giOße Durchmesser erforderlich, während bei der Anwendung eines Längsmagnetfeldes zwar verhindert werden kann, daß der Lichtbogen über den Rand tritt, jedoch nicht, daß er hierbei gewissermaßen an einer Stelle festfriert, weil seine Bewegung durch das Feld unterdrückt wird. Die Folge hiervon ist', daß ein Teil der erreichten Vorteile wieder aufgehoben wird, weil die Elektrodenfläche nicht ausgenutzt wird und eine Leistungsbegrenzung durch die vom Material abhängige zulässige spezifische Flächenbelastung der Stellen der Elektrodenfläche eintritt, an welchen der Bogen gerade brennt.

Eine Verbesserung wird zwar erzielt, wenn z. B.. in bereits vorgeschlagener Weise beide beschxiebenen Maßnahmen miteinander kombiniert werden. So kann z. B. ein schräg zur Bogenachse verlaufendes Magnetfeld zur anwendung kommen, das eine Axialkoniponente besitzt, die die Bogenpartie zusammenhalt, während die außerdem vorhandene Radialkomponente den Bogen in Rotation versetzt. (Siehe Patent verschlag "Hochleistungsbogen-Löschkamnier") .

Eine solche Anordnung wäre zwar geeignet , mit Scheibenelektroden tragbaren Durchmessers hohe Ausschalt ströme zu erreichen, jedoch ist dies, wie ohne weiteres einzusehen, nur mit großem Aufwand zu erreichen.

Zweck der Erfindung ist es, die genannten Mängel zu beseitigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elektrodenanordnung zu finden, die zum Abschalten sehr großer Ströme geeignet ist und dabei einen verhältnismäßig geringen technischen Aufwand erfordert.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Elektroden als zwei koaxial ineinandergeschachtelte, axial gegeneinander verschiebbare Töpfe ausgebildet sind.

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Eine besonders zweckmäßig ausgebildete Ausführungsförm ist dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Topf um den Schalterhub langer als der innere Topf ist. Die Höhe der Topf wände richtet sich nach der abzuschaltenden - Leistung, der Durchmesser des Systems ändert sicn also mit zunehmender Leistung nicht und kann konstruktiv in tragbaren Grenzen gehalten werden. Der Topf mit der kleineren Masse ist zweckmäßig die bewegliche Elektrode, die wie üblich, z. B. über einen Metallbalg, mit dem Kammergehäuse verbunden ist.

Außer dem Nennstrombereich, der aus einem anderen Material bestehen kann als. aer übbrandbereich, kann in bereits vorgeschlagener Weise noch ein Abbrandbereich für kleine Ströme vorgesehen sein, auf dem die Bögen vom Nennstrombereich übergehen, bevor sie den Abbrandbereich für große Ströme erreicnen. Ferner kann der Nennstrombereich in an sich bereits vorgeschlagener Weise nach Art der 4/4-Elektrodön aufgeteilt sein, um eine Verbesserung der Schalt eigenschaften des Elektrodensystems zu erreichen.

Die topftörmigen Abbrandbereiche oder Elektroden lassen sich ökonomisch beispielsweise nach entsprechenden Gießverfahren herstellen.·

Um die Abschalt ströme weiter zu erhöhen und die Töpfe nicht zu lang werden zu lassen, können diese auch auf verschiedene Weise geschlitzt werden, um so eine Verlängerung der Bogenlaufflachen zu erreichen, bevor die Bögen an den Rand gelangen.Die Schlitze werden vorzugsweise-nicht bis zum Rand durchgeführt, ura die mechanische Stabilität nicht zu schwächen und dem Bogen in der Randzone, falls er diese bei besonders großen Leistungen doch erreichen sollte, Gelegenheit zum Umlauf zu geben.

Selbstverständlich können anstelle der Schlitze in bekannter Weise aucü Einlagen aus Widerstandsmaterial verwendet werden.¹

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Die Töpfe können anstelle zylindrisch verlaufender Wände auch geneigte Wände aufweisen. Die Hände können auch gegeneinander so geneigt sein, daß nach dem Rand zu ein größerer Elektrodenabstand entsteht. Die Neigungen können auch dadurch erzielt werden, daß die Materialstärke der Topf wände nach dein Rand hin abnimmt.

An einem Ausführungsbeispiel soll die Erfindung nachfolgend näher erläutert werden.

In der zugehörigen Zeichnung ist eine Elektrodenanordnung im Schnitt dargesttii.it.-

Die Elektrodenanordnung besteht aus einer inneren Topfelektrode 1 und einer äußeren Topf elektrode 2. Im dargestellten Zustand liegt die innere Elektrode 1 an der äußeren Topfelektrode 2 an, und zwar berühren sich beide Topf elektroden 1 ;2 im Nennstrombereich 3· Die am Gestänge 4 befestigte innere Topfelektrode 1 ist in axialer Richtung, wie durch den Richtungspfeil 5 angedeutet, beweglich. Der Hub dieser Topfelektrode 1 ist auf die Langen der Topf elektroden 1 {2 so abgestellt, daß bei voneinander entfernten Topfelektroden 1;2 der obere Rand 6 der inneren Topf elektrode 1 mit dem oberen Rand 7 der äußeren Topf elektrode 2 in einer Ebene liegt. In der Zeichnung sind diese Ebene mit der gestrichelten Linie B und der Hub der Topfelektrode mit dem Pfeil 9 angedeutet. Die innere Topf elektrode ist zweckmäßig über einen nicht dargestellten Balg mit dem Kammergehäuse verbunden. Von der inneren Ropfelektrode 1 wirkt die Außenfläche und von der äußeren Topfelektrode 2 die Innenfläche als Bogenlauf fläche. Die Bögen entstehen auf den Nennst ro inringflachen 3· Sie werden, wie üblich, durch die schleifenförmige Führung des Stromes nach außen getrieben und wandern dio Topfwände aufwärts. Sie gelangen also, wie schematiscn angedeutet, nacheinander zu aerx Stellen 10t 11» 12.

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Wie bereits aufgeführt, können die Topfelektroden zusätzlich einen Äbbrandb ereich, für kleinere Ströme aufweisen₉ können die vVände der Elektroden durch, zweckentsprechende Neigung der Wände bzw. Veränderung der Wandstarke konisch ausgebildet und können zur Verlängerung der Bogenlaufflächen in den Topfelektroden schräge Schlitze oder Einlagen aus Widerstandsmaterial vorgesehen sein.

0AD OBIGlNAL

Claims (1)

1. 225480?

   Patentan Sprüche

   Elektrodenanordnung für Vaiaiunilosciikamiuern mit einer feststehenden und einer beweglichen Elektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden. als zwei koaxial ineinandergeschachtelte, axial gegeneinander verschiebbare Topfelektroden (11 2) ausgebildet sind.

   2» Elektrodenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Topf elektrode (2) um den Elektrodenhub langer als die innere Topfelektrode (1) ist.

   3. Elektrodenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinere, innere Topfelektrode (1) als bewegliche Elektrode ausgeführt ist.

   4. Elektrodenanordnung nach Anspruch 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß bei vorgegebenen Durchmessern der beiden Topf elektroden (1, 2) die Länge derselben entsprechend der Größe des Abschaltstromes bemessen ist.

   5. EIeKbrodenanordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Topfelektroden (1_t 2) zusätzlich einen Abbrandbereich für kleinere Strome aufweisen.

   6. Elektrodenanordnung nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet-, daß die »Vände der Topf elektroden (1i 2) konisch nach innen oder außen verlaufen.

   7. Elektrodenanordnung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltweite zwischen der äußeren und der inneren Topf elektrode (1.» 2) durch Verringerung der Materialstärken der Topfwände oder durch gegenseitige· Neigung der Topfwände am Rand der Töpfe größer als im Bereich der Bod ent ei Ie ist«,

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   BAD

   8. Flekt ro den anor· dnung nach ünspru'ch 1 bis- 7»' dadurch gekennzeichnet , daß zwecks Verlängerung der Bo_benlaufflächen die Topfelektroden (15 2) ganz oder teilweise mit schräg zur' Elektrodenachse verlaufenden-Schlitzen versehen sind»

   9. Elektrodenanordnung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch . vor dem Rand der Elektroden endende Schlitze=

   1u. Elektrodenanordnung nach Anspruch 1 bis 7? gekennzeichnet - durch in den topfförmigen Elektroden vorgesehene - eine Verlängerung der Bogenlaufflache bewirkende - Einlagen aus einem Material mit hohem elektrischen Widerst'ando

   - Hierzu 1 Blatt Zeichnung -

   ÖAD ORJGiNAL 309822/0786

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