DE2912146A1

DE2912146A1 - Loeschkammer vom magnetischen ausblastyp fuer einen lichtbogen

Info

Publication number: DE2912146A1
Application number: DE19792912146
Authority: DE
Inventors: Ernesto Dr Ing Maggi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-03-30
Filing date: 1979-03-28
Publication date: 1979-10-04
Also published as: US4338501A; GB2019096A; FR2421454A1; IT1093742B; SE7902793L; IT7821771A0

Description

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Anmelder: Ernesto Maggi, Viale V. Emanuele 69 - 24100 Bergamo, Italien

Löschkammer vom magnetischen Ausblastyp für einen Lichtbogen

Die Erfindung betrifft eine Löschkammer vom magnetischen Ausblastyp für einen Lichtbogen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 .

Bekannte Löschkammern für Lichtbögen weisen in der Zone, in der die Trennung der Kontakte stattfindet, welche zu einer Unterbrechereinrichtung gehören, deren Bestandteil die Löschkammer ist, ein fortlaufend vorhandenes konstantes Magnetfeld auf, das quer zu der Ebene gerichtet ist, entlang der der Lichtbogen entsteht, und durch Permanentmagnetpaare erzeugt wird, die entlang der Lichtbogenstrecke £u dem Zweck angeordnet sind, die schnelle Verlängerung des Lichtbogens zusammen mit seiner L Ξ = zhuiig beim ersten aktiven bzw. tatsächlichen Durchgang durch der. natürlichen Nullwert des durch den Bogen fließenden Stromes zu bewirken.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer verbesserten Löschke.rjr=er des einleitend angeführter. Typs, die zum Betrieb in einer negativ elektrischen Isoliergasatmosphäre z„B. aus SuIfurhexafluorid oder ein era "vergleichbaren Gas, geeignet ist.

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Die nach dem magnetischen Ausblasprinzip arbeitende Löschkammer nach der Erfindung ist speziell mit Stromuntex"brechern ausgerüstet, die für Verteilungs- oder Weiterleitungsschaltkreise gedacht sind. Wie bereits erwähnt, arbeitet die Kammer in einem elektrisch negativen Isoliergas wie Sulfurhexafluorid oder einem ähnlichen Gas. Sie besteht ferner aus zwei symmetrischen Abteilen, die in Bezug auf eine geradlinige oder gekrümmte Achse spiegelbildlich angeordnet sind, wobei die Achse etwa entlang der Strecke des beweglichen Kontaktes verläuft, der zu der Unterbrechereinrichtung gehört, zu welcher die Löschkammer einen Bestandteil bildet. Die Kammer macht in jedem Abteil Gebrauch von einem durch Permanentmagnete erzeugten konstanten Magnetfeld, wobei die Magnete paarweise mittels Jochkörper angeordnet sind, welch letztere aus Metall mit einer guten magnetischen Permeabilität bestehen und fähig sind, den magnetischen Rückfluß zu leiten, der von jedem Permanentmagnetpaar erzeugt wird, die außerhalb des betreffenden Abteils abgeordnet sind. Ein derartiges konstantes und permanentes Magnetfeld hat die Funktion, daß es sogleich nach seiner Entstehung den Lichtbogen, der über den getrennten Kontakten der Unterbrechereinrichtung ausgebildet ist, in die Richtung einer der Abteile der Löschkammer zu drücken - und zwar gemäß den Polaritäten der Stromhalbwelle, die in diesem Moment durch den Schaltkreis fließt - wodurch der Lichtbogen zum Durchtritt durch einen Schlitz oder Spalt gedrängt wird, der durch zwei elektrisch isolierende, feuerbeständige Wände begrenzt und im Zentrum jedes Abteils vorgesehen ist.

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Erfindungsgemäß ist die Löschkammer dadurch gekennzeichnet, daß sie in jedem Abteil neben dem erwähnten konstanten Magnetfeld ferner eine Einrichtung zur Entwicklung eines zusätzlichen variablen Magnetfeldes aufweist, das dieselbe Richtung aufweist wie das konstante Magnetfeld und durch eine oder mehrere isolierte elektrische Windungen erzeugt wird, die um ein zusätzliches Joch gewickelt sind und veranlaßt werden, einen Anteil der gewählten Stromhalbwelle zu tragen, der dem zu unterbrechenden Stroraproportional ist, und die durch den Lichtbogen selbst gespeist werden, wenn dieser nach seiner Entstehung unter der Wirkung des konstanten Magnetfeldes in dem zentralen Schlitz des von ihm besetzten Abteils die metallenen Arme erreicht, die, angemessen geformt und innerhalb des Schlitzes angeordnet, ebenfalls die Enden der vorgenannten Windungen bilden.

Die mit dem erfindungsgemäßen Gegenstand erzielten Vorteile und Verbesserungen werden besser verständlich, wenn bedacht wird, daß die aufgabengemäß geschaffene Löschkammer folgende Merkmale vorsieht:

a) Mittel zum Wählen und Richten der Eevegung des Lichtbogens, der die positive Halbwelle des Stromes trägt bzw. aufweist, v/elcher durch den Lichtbogen in Richtung zum Inneren eines ersten Abteils der Löschkammer fließt, wenn die Trennung der zu der Onterbrechereinrichtung, deren Bestandteil die Kammer

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ist, gehörenden Kontakte während der Fließzeit in dem zu unterbrechenden Schaltkreis einer positiven Halbwelle stattfindet, und/oder oder stattdessen Mittel zum Wählen und Richten der Bewegung des Lichtbogens, der die negative Halbwelle des Stromes aufweist, der zum Inneren eines zweiten Abteils der Kammer fließt, wenn die Trennung der Kontakte während der Fließzeit in demselben Schaltkreis einer negativen Halbwelle stattfindet,

b) durch eine Ausbildung der isolierenden Wände, die den Schlitz für die Entstehung des Lichtbogens in jeder der beiden Abteile der Löschkammer begrenzen, wobei die Ausbildung derart ist, um eine schnelle Verlängerung und Entionisierung des Lichtbogens zu bewirken,

c) durch Mittel zum Schützen der in der Löschkammer verwendeten Permanentmagnete gegen die thermischen Wirkunger., die von der direkten Tätigkeit des Lichtbogens auf diese Magnete ausgehen, und gegen Entmagnefcisierungswirkungen aufgrur.f. fer Strcr.e, die je durch die Kontakte der fraglichen Unterbrechereinrichtung während ihres normalen Betriebes fließen, und zwar im Fall von Wechselströmen, oder die durch den Lichtbogen strömen, der in der Löschkammer während der Unterbrechertätigkeiten der Unterbrechereinrichtung vorhanden ist,

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d) Mittel zum Entwickeln eines zusätzlichen variablen Magnetfeldes in jedem der Abteile, wobei die Magnetfelder die gleiche Richtung aufweisen wie das konstante Magnetfeld, das durch die Permanentmagnetpaare erzeugt wird, wobei die zusätzlichen Magnetfelder durch Speisen von elektrischen Windungen mit der Halbwelle des Stromes erzeugt werden, der durch den innerhalb des besagten Abteils entstandenen Lichtbogen fließt,

e) Mittel zum Sichern der sofortigen Rückkehr des isolierenden Gases in den Schlitz des betreffenden Abteils, in dem der Lichtbogen gerade entstanden und gelöscht ist,

f) Mittel zum Dämpfen sowohl des Anstiegwertes als auch der Amplitude der momentanen Entstehungsspannung, die über den Kontakten der ünterbrechereinrichtung entsteht, zu welch letzterer die Kammer ein Bestandteil ist, und zwar sofort nach der Löschung des Lichtbogens,

g) Mittel zuia Schutz der unter b) genannten isolierenden Wände gegen die thermischen Wirkungen, die von der direkten Wirkung des Lichtbogens auf diese Wände ausgehen»

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Es ist leicht zu verstehen, wie die erfindungsgemäße Löschkammer die Ausführung einer wirksamen und schnellen Unterbrechung eines Wechselstromkreises erlaubt, wo der durch diesen Kreis fließende Strom seinen natürlichen Nulldurchgang bei jedem Wechsel des Stromes ausführt. In einem Gleichstromkreis kann ein Nulldurchgang künstlich erhalten werden, und zwar für eine sehr kurze Zeit mit Methoden, die dem Fachmann bekannt sind. Die erfindungsgemäße Löschkammer kann ihre Funktion in der Unterbrechertätigkeit sehr wirksam leisten, indem die Augenblicke genutzt werden, in denen der Strom des Gleichstromkreises einen Nulldurchgang vollzieht; somit kann die Löschkammer für die Unterbrechung sowohl im Wechselstrom- als auch im Gleichstromkreis verwendet werden.

Die baulichen und die funktioneilen Merkmale wie.auch die Ergebnisse, die mit der Löschkammer nach der Erfindung erzielt werden, werden durch die nachstehende, beispielsweise Erläuterung des Gegenstandes der Erfindung besser verständlich, wozu auf die anliegenden Zeichnungen Bezug genommen ist. Es zeigen:

Figur 1 einen Halbschnitt durch eine Ausführungsform einer Löschkammer nach der Erfindung, und zwar nach der Linie C-C in Figur 2,

Figur 2 einen weiteren Halbschnitt durch die Löschkammer nach der Erfindung, und zwar linksseitig eine Schnittdarstellung gemäß der Linie A-A¹ in Figur 1 und rechts-

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seitig gemäß der Linie B-A¹ in Figur 1,

Figur 3 eine schematische Aufsicht auf die Löschkammer nach • den Figuren 1 und 2,

Figur 4 eine Einzelheit in Vorderansicht eines Labyrinthes für die L-ichtbogenstrecke, das auch als Austritt oder Düse für das durch den Lichtbogen erhitzte Isoliergas dient, i-jrährenä der Lichtbogen im zentralen Schlitz der Löschkammer nach den Figuren 1-3 entsteht,

Figur 5 im Einzelnen ein vorspringendes Teil, das zusammen mit den isolierenden Wänden zur Begrenzung des zentralen Schlitzes oder Spaltes der Löschkammer das Labyrinth nach Figur 4 bildet,

Figur 6 sine weitere Ausführungsform einer Löschkammer nach der Erfindung,

Figur 7_S& zi-jet Varianten der Löschkammern nach den Figuren 1 bzw. 6,

Figur 9 eine Seitenansicht und eine Vorderansicht der Reihenkuppiung der beiden Löschkammern, und zwar ähnlich derjenigen in Figur 1 für die ünterbrecherscnaltkreise, die solchen Spannungen unterworfen sind, die =tva doppelt so groß sind wie eine solche Spannung, die durch eine einfache Löschkammer unterbrochen werden kann,

Figur 10 5ov7ohl einen Axial- als auch einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Reihenkupplung für die beide«! Lichtbogenlöschkammern, und zwar ähnlich derjenigen in Figur 1, für die Unterbrecherschaltkreise,, die

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In der Löschkammer nach den Figuren 1,2 und 3 sind die Abteile 7 und 8 über vier Ansätze der Jochseitenwände 2, die zwei unter brochene Br,ücken bilden ,miteinander verbunden, und entlang der Linie, wo sie sich treffen, befindet sich ein kanalförmiger Raum, der eine Wegstrecke für den beweglichen Kontakt 18 darstellt, der zu der Unterbrechereinrichtung gehört, deren Bestandteil die Kammer ist. An einem Ende dieses kanalförmigen Raumes ist der stationäre Kontakt 19 vorgesehen, der auf jeder Seite mit gegabelten Lichtbogenkontakten 11 versehen ist, die in derselben Ebene wie die Kontakte 18 und 19 liegen und nach innen zum zentralen Spalt 4 vorstehen, der in jedem der Abteile 7 und 8 besteht.

Das Joch 1 wie auch die beiden Seitenwände 2, die in jedem Abteil der Löschkammer vorgesehen sind, bestehen aus Metall mit einer guten magnetischen Permeabilität. Sie bilden den Rückweg für den externen magnetischen Fluß, der durch die miteinander verbundenen elementaren Permanentmagnete erzeugt wird, die sich mit ihren Seiten berühren und in den Figuren gestrichelt angedeutet sind. Derartige Permanentmagnete, die teilweise eingeschlossen

sind in deckellosen Behältnissen 6 in Form eines Parallelepipedes und bestehen aus einem isolierenden keramischen Material, das sowohl gegen die elektrische als- auch gegen die thermische Tätigkeit des Lichtbogens widerstandsfähig ist sind fest an den metallischen Seitenwänden 2 und ferner so auf beiden Seiten

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solchen Spannungen unterworfen sind, welche etwa doppelt so groß sind wie diejenige Spannung, die durch eine einzelne Löschkammer unterbrochen werden

kann,
Figur 11 einen Längsschnitt durch einen der beiden Abteile einer Löschkammer nach der Erfindung, und zwar nach

der Linie E - F in Figur 12, Figur 12 einen weiteren Schnitt durch dasselbe Abteil der

Löschkammer, und zwar nach der Linie G - H in Figur 11, Figur 13 eine Aufsicht auf die Löschkammer nach den Figuren und 12.

Nach den Figuren 1 bis 5 weist die Löschkammer nach dieser ersten Ausführungsform zwei Abteile 7 und 8 auf, die spiegelbildlich zur Achse D - Ä¹ der Kontakte 18 und 19 symmetrisch angeordnet sind, wobei die Kontakte zu einer ünterbrechereinrichtung gehören, deren Bestandteil die Kammer ist, und mit ihren längeren Seiten zu der genannten Achse rechtwinklig angeordnet sind. Nach den Figuren 1,2 und 3 weist die Löschkammer zim Zwecke der Einfachheit eine geradlinige Achse E-P auf, jedoch kann diese Achse auch polygonal oder gekrümmt verlaufen, ohne daß dadurch die wesentlichen Funktionsprinzipien der Löschkairjner beeinträchtigt sind.

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des zentralen Schlitzes 4, in dem der Lichtbogen entsteht, angeordnet, um mit ihren angrenzend angeordneten Bodenplatten zwei isolierende und feuerfeste Wände zu bilden, die den zentralen Schlitz 4 jedes Abteils der Löschkammer abgrenzen.

Die Polaritäten der Vorderseite der Permanentmagnete liegen dem zentralen Schlitz gegenüber und gehören zu den sich gegenüberliegenden Magnetpaaren, wie es beispielsweise aus Figur hervorgeht, wo die Buchstaben N und S die Nordpole und die Südpole der Permanentmagneten entsprechend bezeichnen.

Die keramischen Behältnisse 6 besitzen Innenseitenwände und

Bodenplatten, die mit einer dünnen Blechmetallplatte mit
guten elektrischen und thermischen Leitfähigkeiten bedeckt und dazu gedacht sind, die teilweise umgebenden Magnete gegen Entmagnetisierung und thermische Wirkungen zu schützen, die durch die elektrischen Ströme erzeugt werden, die durch die geschlossenen Kontakte der Unterbrechereinrichtung fließen, zu welch letzterer die Löschkammer ein Bestandteil ist, und zwar während des normalen Betriebes einer solchen Einrichtung, und ebenfalls gegen die Wirkungen der Lichtbögen, die im
Innern der KammerabteiIe während des UnterbrecherVorganges entstehen. Die Ausgestaltung solcher Metallbleche erlaubt die
Beibehaltung einer Temperatür,die fast der Temperatur der Seitenwände entspricht, und zwar aufgrund ihres direkten Kontaktes mit

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diesen Metallseitenwänden 2, wodurch eine Reduzierung derjenigen Temperatur erreicht wird, die zu den Permanentmagneten über die Bodenplatten der keramischen Behältnisse 6 durch den Lichtbogen während seiner Gegenwart in dem Schlitz 4 übertragen wird.

Die äußere Fläche der Bodenplatten der Behältnisse 6, die dem Schlitz 4 zugewandt sind,, können vollständig oder teilweise mit einer feinkörnigen Schicht aus feuerbeständigem Material mit einer guten Widerstandsfähigkeit gegen die thermischen Wirkungen des Lichtbogens bedeckt seinο Einige Behältnisse 6 können ebenfalls auf der äußeren ^ dem Schlitz 4 zugewandten Fläche eine Anzahl von vorstehenden Reliefausbildungen 15 aufweisen, die zusammen mit den gleichen vorspringenden Reliefausbildungen, die an den Behältnissen vorgesehen sind und die gegenüberliegende Wand des Schlitzes 4 bilden und daran angemessen angeordnet sind, erlauben, einen Zwischenraum zu bilden, der die Form eines Labyrinthes aufweist und sich entlang des Schlitzes erstreckt, wie es beispielsweise aus Figur 4 hervorgeht, wodurch es zusätzlich möglich ist,, geringe Beträge von Isoliergas in den so gebildeten Innenhohlräumen 16 zurückzuhalten, ungeachtet des heftigen Austritts von Gas, das in dem Schlitz 4 vorhanden ist, wenn durch den Lichtbogen eine überhitzung auftritt. Ferner werden für denselben 2visck kleinere Gasmengen im oberen Bereich der erwähnten isolie- 7:enä'3Ti Wän-ie surückgehalten, die einen Bienenwabenaufbau aufweisen.

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Das magnetische Feld, das quer zu dem Schlitz 4 mittels der Permanentmagnetpaare erzeugt wird, wird während der Unterbrechungstätigkeit integriert, und zwar durch ein zusätzliches, variables Magnetfeld, das quer zu dem den Lichtbogen enthaltenden Schlitz 4 durch eine oder mehrere Windungen 10 erzeugt wird, die um eine Seitenwand 3 des Abteils des Schlitzes gewickelt und gegenüber dieser elektrisch isoliert ist bzw. sind. Die Enden dieser Windungen sind mit den metallischen Armen 12 und 13 verbunden. Ein derartiges zusätzliches Magnetfeld entsteht, wenn diese Windungen beginnen, Ströme zu führen, die proportional zu dem Halbwellenstrom sind, der durch den Lichtbogen fließt, sobald dieser mit den Armen 12 und 13, die die Enden der Windungen 10 bilden, in Berührung kommt, während der Lichtbogen in dem zentralen Schlitz des Abteils entsteht und sich darin bewegt aufgrund der Wirkungen sowohl des konstanten Magnetfeldes als auch seines eigenen Magnetfeldes.

Der Schlitz 4, in dem sich der Lichtbogen bewegt und aufgrund der Wirkungen der vorgenannten Magnetfelder entsteht, ist vollständig offen, was zumindest für eine Kante zutrifft, die derjenigen Seite gegenüberliegt, wo ein blanker Widerstand 14 angeordnet ist. Einer entsprechenden Länge des Lichtbogens ist es so möglich, aus dem Kammerabteil auszutreten und über einen solchen Widerstand zu streichen , der dadurch parallel mit dieser Lichtbogenlänge verbunden ist.

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Die Breite des Schlitzes 4 ist über die gesamte Länge oder eine Teillänge der verbleibenden Seiten nicht konstant, welch letztere mit den vorstehenden Reliefausbildungen 15 versehen sein können, wie es beispielsweise in Figur 5 gezeigt ist, mit dem Zweck, einen Labyrinthweg von der in Figur 4 gezeigten Form zu erzeugen. In diesem Fall wird die entsprechende Länge des Lichtbogens, der sich, ausgehend von dem Kontaktspalt, in allen Richtungen ausbreitet, auf die Reliefausbildungen 15 auftreffen, die die Breite des Schlitzes in seinen sich an seinen äußeren Kanten anschließenden Bereichen graduell reduzieren, um die hochstromigen Lichtbögen am Weiterwandern in Bereiche hinter den Hohlräumen 16 zu hindern, bis die durch sie fließenden Ströme auf Werte reduziert sind, die kleinen Lichtbogenlängen entsprechen, welche fähig sind, die Labyrinthwege zu passieren, wo das in den Hohlräumen 16 festgehaltene Gas die schließliche Entionisierung des Lichtbogens, bewirken wird„Das Bezugszeichen 17 in Figur 1 deutet einen Ausdehungsraum für die Gase an.

Eine andere Ausführungsform der Löschkammer mit einem verbesserten Labyrinthweg für den Lichtbogen ist in den Figuren 11, 12 und 13 gezeigt, in denen das zusätzliche Magnetfeld, das durch die Windungen 10 erzeugt wird, die wiederum um die Seitenwände 3 und 3" gewickelt sind ,, über einen Labyrinthschlitz angewendet wird, in dem der Lichtbogen während einer längeren Phase seiner endlichen Versetzung entlangwandert.« Anstelle der Reliefausbildungen nach Figur 5.

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die aus einem Isoliermaterial mit einer geringfügigen magnetischen Permeabilität hergestellt sind, besteht das Labyrinth nach den Figuren 11,. 12 und 13 aus Blocks 25, die aus einem Metall mit einer guten magnetischen Permeabilität bestehen. Die Blocks 25 sind durch Isolierbehälter 26 aus einem Material abgedeckt, das der direkten Wirkung des Lichtbogens Widerstand leisten kann. Auf diese Weise ist der Labyrinthweg, der nach der Anordnung nach den Figuren und 13 ausgestaltet ist, sehr viel länger als der Labyrinthweg nach den Figuren 4 und 5.

Die Funktion der vorstehend beschriebenen Löschkammer ist wie folgt:

Bei geschlossenem Betrieb bewegt sich der bewegliche Kontakt 18 durch den kanalförmigen Weg, der in dem Bereich vorgesehen ist, wo die Seitenwände 2 der beiden Abteile 7 und 8 der Löschkammer sich treffen, um zwei unterbrochene Brücken zu bilden, und kommt mit dem stationären Kontakt 19 der Unterbrechereinrichtung in Eingriff, deren Bestandteil die Löschungskammer ist.

Wenn die Unterbrechereinrichtung sich öffnet und sich die Kontakte 18 und 19 trennen, wird ein Lichtbogen über die Kontakte in dem genannten Brückenbereich geschlagen, wo er gemäß Figur 1 der Wirkung des konstanten Magnetfeldes unterworfen ist, das durch die

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Permanentmagnetpaare erzeugt ist, die auf Ansetzen der Seitenwände 2 und quer 211 dem Schlitz 4 gerichtet sind, wie es in den Zeichnungen durch kleine lireuse angegeben ist» Wenn im Moment der Trennung der Kontakte 18 und 19 der zu unterbrechende Schaltkreis eine positive Halbwelle des Stromes führt, der vom Kontakt.19 zum Kontakt 18 gerichtet ist, wird der Lichtbogen in Richtung des Abteils 7 gedrängt werden und wird eine seiner Wurzeln auf das obere Bogenhorn 11 übertragen bzw. geschlagen, während seine zweite Wurzel entlang der Vorderseite des Kontaktes 18 wandern wird. Bin solcher Bogen wird daher eine Position erreichen, wie sie mit 20 in Figur 1 angegeben ist, wo seine erste Wurzel nun gedrängt WiJrU₁, seitwärts entlang dem Bogenhorn 11 innerhalb des Schlitzes 4 zu wandern. In diesem Moment wird der Bogen sich schnell Ύοη dem Spalt zurückziehen, der zwischen den Kontakten 18 und 19 durch die Öffnungstätigkeit der Unterbrechereinrichtung entstanden ist»

Die erstgenannte Wurzel des Lichtbogens, die entlang dem Bogenhorn 11 wandert;, wird das Hörnende erreichen und dorr anhalten, während der Bogen unter der Wirkung des konstanten Magnetfeldes und aufgrund seines eigenen Magnetfeldes sich innerhalb des Schlitzes 4 ausdehnt , bis er die metallischen Arme 12 und 13 erreicht„ die die Enden der Windungen 10 bilden. Ein Anteil des Lichtbogensüromes, der durch die Zeitkonstante der Windungen 10 gebildet isfc_? tritt in diese Windungen ein, die graduell in dem

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zu unterbrechenden Kreis eingesetzt werden. Dadurch wird es möglich, ein zusätzliches variables Magnetfeld über dem Bereich des Schlitzes 4 zu erzeugen, welcher durch die Seitenwände 3 gebildet ist, wobei dieses Magnetfeld dem Strom proportional ist, der durch den Lichtbogen fließt und dieselbe Richtung wie das konstante Magnetfeld aufweist, welch letzteres durch die Permanentmagnete des Abteils 7 erzeugt ist. Die Dauer einer solchen zusätzlichen Feldwirkung hängt von der Dauer der Stromhalbwelle ab, die durch den Lichtbogen läuft: Außerdem ist noch eine kurzgeschaltete Windung 9 vorgesehen, die um eine Seitenwand 3 desselben Abteils 7 gewickelt ist, und zwar zum Zweck der Verzögerung des Nullabfalls des zusätzlichen variablen Magnetfeldes für eine Zeitdauer, die größer ist als die Zeit, die für den Schaltkreisstrom erforderlich ist, um seinen natürlichen Nullwert zu erreichen, wie dem Fachmann bekannt ist.

In Figur 1 ist mit 21 die ungefähre Lage und Form des Lichtbogens angegeben, der unter den Wirkungen der verschiedenen Magnetfelder, die in den Schlitz 4 des Abteils 7 herrschen, entsteht. Das Vorhandensein des Widerstandes 14 parallel mit einer Länge des Lichtbogens veranlaßt sowohl den Entstehungswert als auch die Amplitude der momentanen Entstehungsspannung, die über den getrennten Kontakten 18 und 19 im Augenblick der Lichtbogenlöschung entsteht, beträchtlich gedämpft zu werden, wodurch es für das im Umgebungsbereich der

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Kontakte vorhandene Isoliergas leichter ist, der Entstehungsspannung zu widerstehen und den Lichtbogen am Zurückschlagen zu hindern. Was das im Entstehungsbereich des Lichtbogens enthaltene Gas betrifft, solange der Lichtbogen existiert, werden sich die Entionisierungswirkung des Labyrinthweges, durch den sich der Lichtbogen erstreckt hat und gekühlt worden ist, zusammen mit der schnellen Rückkehr des Gases in den Schlitz 4, welches unter Druck während der Lichtbogenentstehungsphase nach innen in den Hohlraum 17 gedrängt worden ist, in ihrer Wirkung kombinieren, um sofort eine Atmosphäre wieder herzustellen, die in der Lage ist, der dämpfenden Entstehungsspannung Widerstand zu leisten, die über den Kontakten 18 und 19 erscheint.

Wenn die Trennung der Kontakte 18 und 19 in einem Augenblick stattfinden soll, der zu nahe am ersten natürlichen Nullwert des Stromes ist, der durch den zu unterbrechenden Kreis fließt, um eine ausreichende Entionisierung des Isoliergases zu erreichen, das sich in dem zwischen den Kontakten gebildeten Spalt befindet, wird der Lichtbogen über die Kontakte zurückschlagen und eine Stromhalbwelle von entgegengesetzter Polarität zu der vorhergehenden Halbwelle führen. Der so entstehende neue Bogen wird in Richtung des Schlitzes 4 des Abteils 8 gedrängt, wo er sich entwickeln und gelöscht wird bei dem nächsten Nulldurchgang des Stromes«. Die nun zur Verfugung stehende Zeit wird die einer vollen Halbwelle

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sein und ist ausreichend zur Sicherung einer angemessenen Entionisierung des in dem Spalt zwischen den Kontakten 18 und 19 enthaltenen Gases zusammen mit der schließlichen Löschung des Lichtbogens.

Die schließliche Löschung des Lichtbogens in der Löschkammer ruft eine Unterbrechung desjenigen Kreises hervor, der mit der Unterbrechereinrichtung zusammengeschaltet ist.

In Figur 6 ist eine andere Ausführungsform einer Löschkammer für den elektrischen Lichtbogen dargestellt, die in den folgenden Merkmalen von der vorstehend beschriebenen Ausführungsform abweicht. Die beiden Abteile der Kammer sind tatsächlich spiegelbildlich zur Achse der Kontakte der Unterbrechereinrichtung symmetrisch angeordnet, jedoch liegen sie mit ihren längeren Seiten parallel zu dieser Achse (anstelle der senkrechten Lage wie beim Beispiel nach den Figuren 1 bis 3).

Die Figuren 7 und 8 zeigen zwei weitere Abänderungen der Löschkammern nach den Figuren 1-3 und 6. Bei diesen Ausbildungen sind beide Abteile der Löschkammer mit einer Isolierschranke versehen. Eine solche Schranke kann durch ein Paar paralleler Isolierrippen gebildet sein, die zwischen sich eine öffnung belassen, die entweder als eine Lüftung für den Austritt des erhitzten Gases von den Abteilen während der Unterbrechertätigkeiten dienen oder das Wiederauffüllen der Abteile mit frischem Außengas nach der Löschung des

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Lichtbogens erleichtern.

Ilach der in Figur 9 gezeigten Lösung sind zwei Löschkammern so einander zugeordnet, um auf Kreise einzuwirken, die Spannungen unterworfen sind, welche etwa doppelt so hoch ist wie diejenige, die durch eine einzelne Löschkammer unterbrochen bzw. abgeschaltet werden kann. Gemäß dieser Lösung weist der bewegliche Kontakt die Form einer leitenden Brücke auf, die zur Herstellung einer Schaltung bzw. Verbindung über die stationären Kontakte 19 der gekoppelten Löschkammern in der Lage ist.

Gemäß der Ausführungsform nach Figur 10 sind zwei Löschkammern innerhalb eines isolierten Zylinders 23 angeordnet, wobei ihre Hauptachsen parallel zur Achse des Isolierzylinders verlaufen und ihre stationären Kontakte 19 in solche Positionen gesetzt sind, die sich einander gegenüberliegen und dabei unterschiedliche Höhen aufweisen. Der bewegliche Kontakt 18 ist durch eine Isoliersäule 24 gestützt„ die um die Achse des Zylinders 23 rotiert und entweder in Reihenschaltung der beiden Löschkammern wirkt, und zwar durch Rotation in einer Richtung,, oder die Trennung der Kammern bewirkt, und zwar durch Rotation in der entgegengesetzten Richtung.

Die Figuren \\_B 12 und 13 zeigen eine abgeänderte Ausführungsform einer LSschkasuner nach den Figuren 1 bis 3, die insbesondere für

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die spezielle Form des Labyrinthweges bedeutsam ist. Wenn in dieser Löschkammer der in dem Schlitz 4 entstehende Lichtbogen in den Bereich des Labyrinthes einfällt, der durch die Blöcke 25 mit ihren Behältnissen 26 begrenzt ist, treten das zusätzliche .variable Magnetfeld, das durch die Windungen 10 erzeugt ist, welche die positive Halbwelle des Lichtbogenstromes führen, und das restliche Magnetfeld, das durch das Vorhandensein der kurzgeschalteten Windung 9 bestimmt wird, zwischen den sich gegenüberliegenden Blöcken25 auf und wirken sowohl auf der Lichtbogenlänge, die parallel zu dem Boden der Behältnisse 26 verläuft, als auch auf die Lichtbogenlänge, die hierzu senkrecht verläuft, wodurch die Wirksamkeit der Tätigkeit der Lichtbogenversetzung bzw.- Verdrängung in Richtung auf das innere des durch die Behältnisse 26 gebildeten Labyrinthes vergrößert.Es'ist somit möglich, eine beträchtlich größere Ausdehnung bzw. Erstreckung des elektrischen Lichtbogens zu erhalten und eine totale Verteilung des magnetischen Flusses zu erzielen, der zur Erstreckung seiner Wirkung auf die gesamte Lichtbogenlänge fähig ist.

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Claims

Dr. Hutj Vv.!---1 "^ Di"! -Snci. Tnum-'e l/vud-sn Anmelder: Ernesto Maggi, Viale V. Emanuele 69 - 24100 Bergamo,Italien Patentansprüche

1. jj Löschkammer vom magnetischen Ausblastyp für einen Lichtbogen, deren Funktion elektrische Stromausschaltungen bzw. Stromunterbrechungen einschließt, insbesondere in Energieverteilungskreisen, und die zum Betrieb in einer negativ elektrischen Gasatmosphäre geeignet ist, wobei die Kammer folgende weitere Merkmale aufweist:

a) zv/ei symmetrische Abteile, die relativ zu einer gradlinigen oder gekrümmten Achse spiegelbildlich angeordnet sind, die etwa entlang dem Weg des beweglichen Kontaktes der elektrischen Stromunterbrechereinrichtung verläuft, zu welch letzterer die Kammer ein Bestandteil ist;

b) es ist ein durch Permanentmagnete erzeugtes konstantes Magnetfeld in jedem Abteil vorgesehen, wobei die über ein Joch paarweise gekoppelten Magnete aus einem Metall mit einer guten magnetischen Permeabilität bestehen und der -.agnetischen Fl-Ξ zu leiten fähig sind, der durch die Permanentmagnetpaare extern za den Abteilen erzeugt wird;

Gf das konstante Magnetfeld bewirkt die schnelle Verlagerung des zwischen den Kontakten der ünterbrechereinrichtung im Augenblick ihrer Trennung gebildeten Lichtbogens sogleich nach seiner Entstehung in Richtung eines der beiden Löschkammerab-

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teile aufgrund der Polaritäten der Stromhalbwelle, die im genannten Augenblick durch den Kreis fließt, wodurch der Lichtbogen in einen Schlitz gedrängt wird, der durch elektrisch isolierte, im Zentrum jedes Abteils vorgesehene, feuerbeständige Wände begrenzt ist,

und durch folgende Merkmale gekennzeichnet ist:

d) in jedem Abteil ist zusätzlich zu dem konstanten Magnetfeld die Entstehung eines variablen Magnetfeldes vorgesehen;

e) das variable Magnetfeld weist dieselbe Richtung auf wie das konstante Magnetfeld und wird durch eine oder mehrere, elektrisch isolierte, auf einem zusätzlichen Joch gewickelte Windungen erzeugt;

f) die Windung wird bzw. die Windungen werden von einseitig gerichteten Strömen durchflossen, die dem zu unterbrechenden Strom proporticral sind und vom Lichtbogen selbst abgenommen werden, wenn dieser während seiner durch das konstante Magnetfeld erzeugten Bewegung innerhalb des Schlitzes des gerade besetzten Abteils über angemessen geformte Hörner bzw. Arme streicht bzw. läuft, die innerhalb des Schlitzes angeordnet sind und das Ende der Windungen bilden.

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2. Löschkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch isolierten, feuerbeständigen Wände, die den zentralen Schlitz in jedem der beiden Kammerabteile begrenzen, durch die angrenzend angeordneten Bodenplatten von deckellosen Behältnissen gebildet sind, die aus keramischem Material bestehen und eine parallelepxpedxsche Form'aufweisen sowie die das konstante Magnetfeld erzeugenden Permanentmagnete enthalten, daß die Permanentmagnete mit ihren Rückflächen direkt auf der Innenfläche der Seitenwände der magnetischen Jochkörper der Abteile angeordnet sind und daß die keramischen Behältnisse in der Lage sind, sowohl den chemischen Wirkungen des negativ elektrischen Gases, welches die Löschkammer umgibt, als auch den Produkten der Gasdissoziation, die durch die hohen Temperaturen des Lichtbogens veranlaßt wird, als auch den thermischen Wirkungen d:?s Lichtbogens zu widerstehen.

3. Löschkammer nach der. Ansprüchen. " und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Abschirmteile vorgesehen sind, die aus einem Blechmetall mit einer guten {,eitfüfrigkeit füv Sförre und Elektrizität bestehen und derart geformt und bemessen sind, um die Innenseitenvände und den inneren Bodenteil der keramischen Behältnisse auszukleiden und die Permanentmagnete abzudecken, um diese Magnete sowohl gegen die thermischen Wirkungen des Lichtbogens, wenn dieser sich in dem zentralen Schlitz jedes Abteils bewegt, 2U schützen, indem die Wände der Behältnisse _s die gegen

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die Jochseitenwände anliegen, auf einer Temperatur gehalten werden/ die etwa derjenigen dieser Jochkörper entspricht, als auch gegen die Entjnagnetisierungswirkungen zu schützen, die sowohl durch die Ströme hervorgerufen werden, die durch die geschlossenen Kontakte der Unterbrechereinrichtung fließen, deren Bestandteil die Löschkammer ist, als auch durch diejenigen Ströme hervorgerufen werden, die durch die Lichtbogen strömen, welche sich innerhalb der Schlitze während der Unterbrechertätigkeit der Unterbrechereinrichtung ausbilden.

4. Löschkammer nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet , daß die Oberflächen der Isolierwände, die dem Lichtbogen ausgesetzt sind, in einigen Bereichen, die an ihre externen Kanten angrenzen, mit vorstehenden und isolierenden Reliefausbildungen versehen sind, die derart gestaltet sind, um eine Labyrinthform zu einem Teil des Schlitzes auszubilder., worin sich der Licht-" bogen entwickelt bzw· zusätzlich entwickelt, und daß die Reliefausbildungen auf ihrer oberen FL'irhe einen Eier.er.>"=-.^er.-aufbau aufweisen, der in seinen wabenartigen Hohlräumen festgehaltene ,kleine Beträge von Isoliergas zurückhält, die für die Entionisierung des Lichtbogens nützlich sind.

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5. Löschkammer nach den Ansprüchen 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß von den Seitenwänden (in dem erwähnten Schlitz, durch weichen der Lichtbogen läuft), zwischen welchen das zusätzliche variable Magnetfeld erzeugt wird, kleine Metallblöcke mit guter magnetischer Permeabilität vorstehen, und zwar nur in dem Bereich, der an die zentrale Kante des den Lichtbogen enthaltenen Schlitzes angrenzt, und daß die Metallblöcke durch isolierende Behältnisse abgedeckt sind, die der direkten Wirkung des Lichtbogens zu widerstehen fähig sind, und daß die Blöcke so angeordnet sind, um in einem Labyrinth die Wegstrecke für den Lichtbogen in dem erwähnten Bereich auszubilden.

6. Löschkammer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß blanke elektrische Widerstände aus einem Material vorgesehen sind, das den direkten thermischen Wirkungen des Lichtbogens widersteht, ca5 die Widerstände entlang einem oder beiden der seitlichen Kanten des Schlitzes, in der. si^h der Lichtbogen entwickelt:, vorgesehen sind, um von dera Lichtbogen überstrichen zu werden und seine Löschung fördernd zu beeinflussen, indem sowohl der Anstiegswert als auch dia Amplitude der momentanen Entstehungsspannung gedämpft wird, weich letztere über den getrennten Kontakten der Unterforechereinrichfcung im Moment der Lichtbogenlöschung erscheint bzw. entsteht.

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7. Löschkammer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder der beiden die Kammer bildenden Abteile ein oder mehrere Hohlräume vorgesehen sind, die dem zentralen Schlitz unmittelbar nach dem Lichtbogendurchtritt und der Reduktion des Überdruckes, der durch den Lichtbogen in dem Schlitz erzeugt wird, zugewandt sind, wobei der Schlitz den Weg des Lichtbogens abgrenzt und eine solche Menge an Isoliergas enthält, die ausreicht, um in dem Schlitz eine Atmosphäre mit einer guten dielektrischen Stärke zu erneuern bzw. wieder herzustellen.

8. Löschkammer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der isolierenden, feuerbeständigen Wände, die der direkten Wirkung des Lichtbogens ausgesetzt sind, vollständig oder teilweise durch eine Körnerschicht aus einem feuerbeständigen Material bedeckt sind, das der thermischen Wirkung des Lichtbogens zu widerstehen fähig ist, um diese Oberflächen von den Auswirkungen der thermischen Wirkung zu schützen, indem ihr direkter Kontakt mit dem Lichtbogen vermieden ist.

9. Kombination aus zwei oder mehreren Löschkammern nach den Ansprüchen 1-8, die zwecks Unterbrechung der fraglichen Kreise, die insbesondere hohen Spannungen ausgesetzt sind, zusammenarbeiten.

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