DE274771C

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- Me 274771 KLASSE 21 c. GRUPPE

Dr.WALTHER BURSTYN in BERLIN.

Stromunterbrecher mit Löschkondensator. Patentiert im Deutschen Reiche, vom 10. Dezember 1912 ab.

Der Unterbrechungslichtbogen, welcher beim Öffnen von Stromkreisen, namentlich solchen, die Selbstinduktion enthalten (Funkeninduktor), entsteht, läßt sich bekanntlich dadurch vermeiden, daß man dem Schalter einen sogenannten Löschkondensator parallel legt. Die Wirkung desselben wurde bisher (z. B. Mie, Lehrbuch der Elektrizität und des Magnetismus 1910, S. 585) in folgender Weise erklärt:

Der Kondensator wirkt im Moment des öffnens als Nebenschluß zum Schalter und nimmt den Extrastromstoß auf; wenn die Kondensatorspännung ihr Minimum erreicht, hat der Schalter bereits einen so großen Weg zurückgelegt, daß er von dieser Spannung nicht mehr durchschlagen werden kann.

Diese Erklärung ist unrichtig. Nach derselben müßte die Unterbrechung vollkommen funkenlos vor sich gehen, was aber nicht der

ao Fall ist. In Wirklichkeit entsteht unter allen Umständen zunächst ein Lichtbogen, welcher in dem parallelen Löschkreise Schwingungen hervorruft, deren Stromamplitude zunimmt und schließlich ebenso groß ist wie der zu unterbrechende Strom, worauf der Lichtbogen erlischt.

Bedingung für das Erlöschen ist, daß Schwingungen zweiter oder dritter Ordnung entstehen, was einen Lichtbogen scharf abfallender Charakteristik (Löschfunkenstrecke) voraussetzt. Auf dieser Erkenntnis beruht die vorliegende Erfindung, welche die Anwendung des Löschkondensators für stärkere Ströme und höhere Spannungen ermöglicht.

Die Neuerung besteht erstens darin, daß an Stelle von Messerschaltern, Quecksilberkontakten u. dgl. in an sich bekannter Weise verhältnismäßig große Elektroden (m und η in Fig. i, die einen derartigen Taster darstellt) nach Art einer Löschfunkenstrecke verwendet werden, von denen wenigstens die eine (n) schwach konvex ist und deren Material die entstehende Wärme schnell abführt. Kupfer und Silber kommen vor allem in Betracht.

Ferner soll die schädliche Dämpfung vermindert werden; zu diesem Zwecke muß, wenn der auszuschaltende Apparat α nicht wie ein Funkeninduktor ohnedies Selbstinduktion enthält, eine Drosselspule d vorgeschaltet werden, damit die entstehenden Schwingungen nicht in die Netzleitung p, ft zurückfließen können. Die Leitungen des Löschkreises dürfen nicht zu hohe Widerstände besitzen, und der Kondensator c selbst soll nicht zu viele Verluste haben. Glimmer ist merkbar besser als paraffiniertes Papier, gepreßtes Papier besser als loses, dessen elektrostatisch erregte Bewegungen Energie verzehren.

Die Dämpfungsverluste steigen mit zunehmender Schwingungszahl. Daher darf die Wellenlänge des Löschkreises, also nicht nur seine Kapazität, sondern auch seine Selbstinduktion, nicht zu klein gewählt werden. Es läßt sich zeigen, daß ein ganz dicht an die Kontaktstellen angelegter Kondensator keine Löschwirkung ergibt. Nach Bedarf ist also in den Löschkreis eine besondere Selbstinduktion / zu legen, zu welchem Zwecke man am einfachsten die Zuleitungen entsprechend lang nimmt.

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Claims

Nicht nur mit Rücksicht auf die Dämpfung muß man der Welle des Löschkreises eine hinreichende Länge geben, sondern auch deswegen, weil sonst die Zeit, während der der Strom im Schalter durch Überlagern des entgegengesetzten Stromminimums sehr klein ist, also die Löschzeit zu kurz ausfällt. Entgegen der bisherigen Ansicht ist es auch unzweckmäßig, den Schalter möglichst ίο schnell zu öffnen, aus dem einfachen Grunde, weil dann die Schwingungen nicht Zeit haben, sich auszubilden und bei einer Bogenlänge, die noch eine gute Löschwirkung ergibt, eine genügende Amplitude zu erreichen. Beim Gleichstromlichtbogen erhitzt sich bekanntlich die positive Elektrode stärker, während die negative Elektronen aussendet. Will man den Schalter nach der vorliegenden Erfindung zum Unterbrechen von Gleichstrom verwenden, so empfiehlt es sich, die positive Elektrode zwecks guter Kühlwirkung aus Silber herzustellen, für die negative hingegen ein schwer schmelzbares Material, z. B. Platin-Iridium oder Wolfram zu wählen. Mehr als 1000 Volt lassen sich an einer Unterbrechungsstelle nicht gut ausschalten. Bei höheren Spannungen, gleichgültig ob sie schon im Netze vorhanden sind oder erst durch den Selbstinduktionsstoß beim öffnen entstehen, ist es daher erforderlich, mehrere hintereinander geschaltete Unterbrecher mechanisch zu kuppeln, wobei ihnen ein gemeinsamer Löschkreis parallel liegt. Die Löschwirkung läßt sich in allen Fällen durch Anwendung von Wasserstoff oder ähnlichen Mitteln verbessern. Fig. 2 zeigt einen Einschlagunterbrecher für Röntgenzwecke. Es bedeutet darin ft, p die Speiseleitung, α den Funkeninduktor und m, η die Kontaktstellen des vierfachen Unterbrechers. Der Aufbau der einzelnen Kontaktstücke ist aus der Fig. 2 a ersichtlich, die die Kontakte im Zustande des Stromschlusses zeigt. Die einzelnen Elemente m, η sind unter Zwischenlage von ringförmigen Isolationsstücken ζ in ein Rohr r aus Isoliermaterial lose eingesetzt; die Spiralfedern f drücken die Stücke auseinander. Durch Druck auf den Taster t wird der Schalter geschlossen, beim Loslassen findet die plötzliche Unterbrechung statt. PatenT-A νSprüche:

1. Stromunterbrecher mit Löschkondensator, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Kontakte (m, n) nach Art einer Löschfunkenstrecke ausgebildet sind, d. h. großflächige, schwach konvexe Elektroden besitzen und aus gut wärmeleitendem Material, insbesondere Silber, bestehen, zum Zwecke, die Unterbrechung des Stromes nach sehr kleinem Schaltwege zu bewirken.

2. Stromunterbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Löschkreis als Schwingungskreis nicht zu kurzer Wellenlänge ausgebildet ist, d. h., daß nach Bedarf dem Kondensator (c) eine kleine Selbstinduktion (Z) und dem Schalter (m, n) eine Drosselspule (d) vorgeschaltet wird.

3. Stromunterbrecher nach den An-Sprüchen 1 und 2 für Gleichstrom, dadurch gekennzeichnet, daß die positive Elektrode des Schalters aus Silber, die negative aus einem schwer schmelzbaren Metall, insbesondere Platin-Iridium oder Wolfram, besteht.

4. Stromunterbrecher nach den Ansprüchen ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß einem an sich bekannten Serienschalter ein Löschkreis parallel liegt (Fig. 2).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.