DE348395C - Vorrichtung zum elektromagnetischen Loeschen des Unterbrechungslichtbogens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf solche Vorrichtungen zum elektromagnetischen Löschen des beim Unterbrechen eines elektrischen Stromkreises entstehenden Lichtbogens, die mit zum Weiterleiten des Lichtbogens bestimmten Funkenhörnern versehen sind. Die Erfindung bezweckt, eine Vorrichtung dieser Art zu schaffen, die sich bei besonders kleinen Abmessungen des zum Unterbrechen benutzten Schalters ίο durch eine vorteilhafte Wirkungsweise auszeichnet und auch zum Auslöschen von Wechselstromlichtbogen mittels eines Gleichstrommagnetfeldes geeignet ist.

Auf der Zeichnung ist in schematischer Darstellungsweise ein von Hand bedienbarer Schalter veranschaulicht, der mit einer ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes bildenden Vorrichtung ausgerüstet ist, und zwar zeigt

Abb. ι einen aufrechten Längsschnitt und Abb. 2 die zugehörige Oberansicht.
A und B bezeichnen zwei prismatische Kohlestücke von rechteckiger Grundfläche, die sich mit je einer aufrechten Seitenfläche a¹ und δ¹ berühren können und die Stromschlußstücke des Schalters bilden. Die Stromschlußstücke A und B sind mittels nicht dargestellter Leitungen an eine einen Stromverbraucher speisende Gleichstromquelle angeschlossen. Das Stromschlußstück A ist an einem Stabe α² (Abb. i) und das Stromschlußstück B an einem Stabe δ²· hefestigt. Die Stäbe a² und δ² bestehen aus nicht magnetischem Stoffe, Der Stab α² ragt mit seinem freien Ende in eine entsprechende Ausnehmung eines rechteckigen Rahmens C und ist mit diesem starr verbunden. Der Stab δ² dagegen ist im Rahmen C verschiebbar und trägt an seinem aus dem Rahmen C herausragenden Ende einen Handgriff b^l, mittels dessen das Stromschlußstück B in Richtung des Pfeiles χ (Abb. i) verschoben werden kann. An der Oberfläche der Stromschlußstücke A und B ist je ein Funkenhorn a^s und δ³ befestigt, dessen Ursprung in der Nähe der Berührungsflächen α¹ und δ¹ liegt und das in der aus Abb. 1 ersichtlichen Weise rechtwinklig abgebogen ist. An den senkrecht zu den Berührungsflächen a¹ und δ¹ verlaufenden Innenseiten des Rahmens C sind zwei einander gegenüberstehende Polkerne c¹ und c² befestigt, die mit Erregerwicklungen c³ und c⁴ umgeben sind. Die Erregerwicklungen c³ und c* sind mit Gleichstrom gespeist. Die Polkerne c¹ und c² sind so angeordnet, daß ihre aufrechten Symmetrieebenen und die Berührungsflächen a¹ und b¹ des geschlossenen Schalters in einer Ebene liegen. Zu beiden Seiten der Funkenhörner a^a und δ³ sind zwei aufrechtstehende halbkreisförmige Scheiben c⁵ und c⁶ angeordnet, die mit abwärts gerichteten Stielen an den freien Polflächen der Polkerne c¹ und c² befestigt sind. Die halbkreisförmigen Scheiben c⁵ und c⁶ bilden demnach Polschuhteile des Blasmagneten c¹, c³, c⁵, c², c*, c⁶. Die Anordnung der halbkreisförmigen Scheiben c^s und c⁶ ist so getroffen, daß ihre liegenden Durchmesser in die durch die Oberfläche der Polhörner a^a, b³ gebildete Ebene fallen.

Für die Betrachtung der Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung sei angenommen, daß sich der Schalter zunächst in dem aus der Zeichnung ersichtlichen geschlossenen Zustande befindet, bei dem die durch die Stromschlußstücke A und B überbrückte Unterbrechungsstelle von einem elektrischen Strome durchflossen ist, und daß außerdem die Magnetwicklungen c³ und c⁴ erregt sind. Im Rahmen C wird dementsprechend ein magnetisches Feld erzeugt, dessen Kraftlinien sich auf den in Abb. 2 strichpunktierten Wegen schließen. Zum Unterbrechen des Stromes wird das Stromschlußstück B durch Ziehen am Handgriffe δ⁴ rasch im Sinne des Pfeiles χ (Abb. 1) verschoben. Bei dieser Bewegung

des Stromschlußstückes B entsteht an irgendeiner Stelle der sich voneinander entfernenden Berührungsflächen a¹ und δ¹ der Stromschlußstücke A und B ein elektrischer Lichtbogen. Dieser Lichtbogen wird sofort von dem quer zur Lichtbogenrichtung gerichteten magnetischen Felde von der Entstehungsstelle weggetrieben, und zwar ist der Sinn des magnetischen Feldes so gewählt, daß das Wegtreiben

ίο des Lichtbogens in der Richtung nach oben erfolgt. Der Lichtbogen erreicht demnach sehr rasch die oberen Kanten der Berührungs-

. flächen a¹ und δ¹. Bis zu diesem Augenblicke unterscheidet sich die Wirkungsweise der vorliegenden Löschvorrichtung nicht von derjenigen bekannter Löschvorrichtungen. Sobald der Lichtbogen die oberen Kanten der Berührungsflächen a¹ und δ¹ erreicht hat, kommt er in den Bereich des zwischen den Scheiben c⁵ und c^e übertretenden magnetischen Feldes und wird nun von diesem weitergetrieben. Dabei ■ tritt er mit seinen Fußpunkten auf die Funkenhörner a³ und δ³ über und wird an diesen mit großer Geschwindigkeit weitergeleitet. Er nimmt dabei, da für diesen Teil des magnetischen Feldes die Linien gleicher Kraftliniendichte zu den Scheiben c⁵, c⁶ konzentrische Halbkreise sind, ebenfalls halbkreisförmige Gestalt an. Seine Länge nimmt daher sehr rasch zu und er reißt dementsprechend spä- !

testens dann ab, wenn seine Fußpunkte an j

den Enden der Funkenhömer a³, b³ angekom- ;

men sind. j

Der Hauptvorteil der vorliegenden Erfin- j

dung besteht darin, daß der Lichtbogen von i dem Augenblicke an, wo seine Fußpunkte die oberen Kanten der Berührungsflächen α¹, δ¹ erreicht haben, gezwungen wird, einen ganz bestimmten, genau vorgeschriebenen Weg mit größter Regelmäßigkeit und sehr großer Geschwindigkeit zurückzulegen. Wie Versuche einwandfrei ergeben haben, ist dabei die Ge- ; schwindigkeit, mit welcher der Lichtbogen weggetrieben und gelöscht wird, so groß, daß j auch bei sehr starken Strömen (z.B. 7000Ampere, 550 Volt bei einem Schalter für 75 Ampere Dauerstrom) eine unzulässige Erwärmung irgendwelcher Schalterteile mit Sicherheit vermieden wird. Selbst bei so starken Strömen (Netzkurzschlüssen), bei denen der Lichtbogen trotz seiner halbkreisförmigen Gestalt auch dann nicht sofort abreißt, wenn seine Fuß- ! punkte an den freien Enden der Funkenhömer ί angelangt sind, erfolgt keine nennenswerte Beschädigung von Schalterteilen. Da nämlich der Strom von den Enden der Funkenhömer unter der Wirkung des magnetischen Feldes zunächst radial ausströmt und sich erst dann auf einem immer größer werdenden Halbkreis schließt, bis er schließlich abreißt, so zeigen fi» sich auch in diesem Falle, wie durch besondere Versuche festgestellt wurde, Schmelzperlen nur an den Enden der Funkenhömer, da diese Stellen etwas langer als die anderen Stellen Fußpunkte des Lichtbogens bilden mußten.

Die bereits mehrfach erwähnte große Geschwindigkeit, mit welcher der Lichtbogen weggetrieben und gelöscht wird, ermöglicht es, auch · Wechselstromkreise mit einem Gleichstrommagnetfelde ohne Gefahr für den Schalter zu unterbrechen. Die Zeit, innerhalb der der Wechselstromlichtbogen weggetrieben und gelöscht wird, ist nämlich viel kleiner als die Dauer einer halben Periode, und es besteht daher keine Gefahr, daß der Lichtbogen stehen bleiben kann. Die Möglichkeit, Wechselstromlichtbogen mit einem Gleichstrommagnetfelde auszulöschen, ist aber besonders deshalb wichtig, weil das Auslöschen von Wechselstromlichtbogen mittels eines Wechselstrommagnetfeldes nur sehr schwer und oft gar nicht durchführbar ist.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß der Schalterweg nicht wesentlich größer zu sein braucht, als die Überschlagweite der höchsten in Frage · kommenden Spannung. Der kleine erforderliche Schalterweg erweist sich, abgesehen von anderen mechanischen Vorteilen, besonders dann als erwünscht, wenn die Auslösung des Schalters elektromagnetisch erfolgen soll. Es können nämlich dann die Abmessungen des zum Auslösen erforderlichen Elektromagneten besonders klein gehalten werden.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Vorrichtung zum elektromagnetischen Löschen des beim Unterbrechen eines elektrischen Stromkreises entstehenden Lichtbogens mit zum Weiterleiten des Lichtbogens bestimmten Funkenhörnern, die sich zwischen scheibenförmigen Polschuhteilen des Blasmagneten befinden, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (c^B, c⁶) einen über den Funkenhörnern (a^s, b³) als Durchmesser errichteten Halbkreis bilden, wobei die Kraftliniendichte von dem Mittelpunkte des Halbkreises nach dem Um- no fange gleichmäßig abnimmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklung (c³, c⁴) des Blasmagneten (c¹, c³, c^s, c², cⁱ, c⁶) von Gleichstrom und der zu öffnende Schalter (A, B] von Wechselstrom durchflossen ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.