Einrichtung zur Lichtbogenunterdrückung an Schaltkontakten Beim Ausschalten
eines Stromkreises müssen bekanntlich zwei Energiearten vom Schalter @ aufgenommen
werden. Die eine derselben ist die rein Ohmsche, die relativ gering ist und im allgemeinen
keine Schwierigkeiten bereitet. Schwierigkeiten ergeben sich jedoch, sobald Selbstinduktionsenergie
abgeschaltet werden muß. Durch die im Netzkreis liegenden Induktivitäten werden
beim Abschalten starke Überspannungen an den Schaltkontakten hervorgerufen, die
dazu führen, daß sich ein Lichtbogen zwischen den Kontakten bildet. Um diese induktive
Energie von den Schaltkontakten fernzuhalten, ist vorgeschlagen worden, parallel
zu den Kontakten Kapazitäten zu legen. Wie jedoch auch von R ü d e n -b e r g in
seinem Werk »Elektrische Schaltvorgänge« auf Seite iq.o angegeben wird, benötigt
man zur Erzielung geringer Spannungen an den Schaltkontakten Kondensatoren von großen
Ausmaßen. Derartige Kondensatoren sind aber für die erforderlichen Spannungen schwer
herzustellen und demgemäß sehr teuer. Außerdem ist der Vorschlag gemacht worden,
parallel zu den Schaltkontakten eine in Vakuum liegende Funkenstrecke anzuschließen.
Um jedoch zu erreichen, daß der von der Überspannung bewirkte Öffnungslichtbogen
an den Schaltkontakten unterdrückt wird und an der Funkenstrecke auftritt, ist es
notwendig, mittels eines Preßluftgebläses den beim Öffnen des Schalters entstehenden
Lichtbogen auszublasen. Wegen der Unwirtschaftlichkeit derartiger mechanischer Löschvorrichtungen,
insbesondere an vereinzelt angeordneten Schaltern haben jedoch diese Einrichtungen
keine praktische Anwendung gefunden.Device for arc suppression on switching contacts when switching off
As is well known, two types of energy must be absorbed by the switch @ in a circuit
will. One of these is purely ohmic, which is relatively small and in general
does not cause any difficulties. Difficulties arise, however, as soon as self-induction energy
must be switched off. Due to the inductances in the network,
when switching off caused strong overvoltages at the switch contacts, which
cause an arc to form between the contacts. To this inductive
Keeping energy away from the switch contacts has been proposed in parallel
to add capacities to the contacts. As, however, also from Rü d e n -b e r g in
in his work “Electrical Switching Operations” on page iq.o. is required
to achieve low voltages at the switching contacts, capacitors of large capacitors
Dimensions. Such capacitors are heavy for the required voltages
to manufacture and accordingly very expensive. In addition, the suggestion has been made
to connect a spark gap in vacuum parallel to the switching contacts.
However, in order to achieve that the opening arc caused by the overvoltage
is suppressed at the switch contacts and occurs at the spark gap, it is
necessary, by means of a compressed air blower that arises when the switch is opened
Blow out the arc. Because of the inefficiency of such mechanical extinguishing devices,
however, these devices have, in particular, at individually arranged switches
found no practical application.
Die geschilderten Nachteile lassen sich vermeiden, indem gemäß der
Erfindung parallel zu den Schaltkontakten eine Löschfunkenstrecke gelegt wird, die
selbst einen an ihr liegenden Schwingungskreis anstößt. Die Durchbruchspannung der
Funkenstrecke muß dabei um einen geringen Betrag höher gewählt werden wie die an
den Kontakten liegende Spannung bei geöffnetem Schalter, um ein Ansprechen derselben
in der Öffnungspause des Schalters zu vermeiden.The disadvantages outlined can be avoided by according to the
Invention, a quenching spark gap is placed parallel to the switching contacts, which
itself triggers an oscillation circle lying on it. The breakdown voltage of the
The spark gap must be selected slightly higher than the one on
voltage lying across the contacts when the switch is open, in order to ensure that they respond
to be avoided during the break in opening the switch.
Eine beispielsweise Anordnung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist
in der Abbildung dargestellt. Mit dem Schalter S wird ein an den Klemmen i und 2
angeschlossener Stromkreis geschaltet. Parallel zu den Schaltkontakten ist über
zwei Drosselspulen D, und D., eine Löschfunkenstrecke F gelegt. Die Löschfunkenstrecke
selbst liegt in einem Schwingungskreis, der aus einer Kapazität C; einer Induktivität
L und einem Dämpfungswiderstand R gebildet wird. Beim Öffnen des Schalters tritt
an den Schaltkontakten die eingangs erwähnte hohe, durch die Induktivitäten
des
zwischen i und 2 angeschlossenen Kreises hervorgerufene Spannung auf und bringt
die Funkenstrecke F zum Ansprechen. Hierdurch wird der Schwingungsvorgang in dem
Kreis L-C-R eingeleitet und die Energie in dem Kreis vernichtet. Um die entstehenden
Hochfrequenzschwingungen von dem bei z und 2 angeschlossenen Kreis fernzuhalten,
sind zwischen die Löschfunkenstrecke F und die Schaltkontakte die beiden Hochfrequenzdrosseln
D, und DZ gelegt.An example arrangement of the device according to the invention is
shown in the picture. The switch S is used to switch on terminals i and 2
connected circuit switched. Parallel to the switch contacts is over
two choke coils D, and D., a quenching spark gap F placed. The quenching spark gap
itself lies in an oscillation circuit, which consists of a capacitance C; an inductance
L and a damping resistor R is formed. When opening the switch occurs
at the switching contacts the aforementioned high, due to the inductances
of
voltage generated between i and 2 connected circuit
the spark gap F to respond. This is the oscillation process in the
Circle L-C-R initiated and the energy in the circle destroyed. To the emerging
Keep high frequency vibrations away from the circuit connected at z and 2,
are the two high-frequency chokes between the quenching spark gap F and the switching contacts
D, and DZ placed.
Die Funkenstrecke ist zweckmäßig, wie bereits erwähnt, so zu bemessen,
daß ihre Zündspannung nur um einen geringen Betrag höher liegt als die Nennspannung
der abzuschaltenden Leitung. Wird demnach der Schalter S geöffnet, wenn die abzuschaltende
Spannung unter der Nennspannung liegt, so wird die von den in der Leitung liegenden
Induktivitäten herrührende Überspannung immer noch genügend groß sein, um die Funkenstrecke
zum - Ansprechen zu bringen. Der Unterschied zwischen der Nennspannung und der unteren
Spannungsgrenze, bei der die auftretende Überspannung die Funkenstrecke noch zum
Ansprechen bringt, ist jedoch so groß, daß die abzuschaltende Spannung praktisch
nie unter diesen Grenzwert kommen wird. Liegt die Spannung jedoch unter dem Wert,
dann besteht ohnehin nunmehr ganz geringe Gefahr, daß beim Öffnen des SchaltersS
ein unzulässig starker Lichtbogen auftritt. Da der Schwingungskreis C-L-12-F auf
eine hochfrequente Welle abgestimmt ist, sind die Dimensionen .der Kapazität C so
klein, daß ein Übergang des niederfrequenten Wechselstromes über den Schwingungskreis
fast nicht stattfinden kann, d. h. praktisch gleich Null ist. Ebenso ist ein dauernder
Stromübergang über -die Funkenstrecke F nicht möglich, denn diese ist, wie bereits
erwähnt, als Löschfunkenstrecke ausgebildet, so daß kein ausgeprägter normaler Lichtbogen
entstehen kann und daher auch der Funken zwischen den einzelnen isolierten Elektroden
sofort wieder erlischt.As already mentioned, the spark gap is expedient to be dimensioned in such a way that
that their ignition voltage is only slightly higher than the nominal voltage
the line to be switched off. If the switch S is therefore opened when the switch-off
Voltage is below the nominal voltage, it will be that of those in the line
Overvoltage caused by inductances must still be large enough to cover the spark gap
to bring - to address. The difference between the rated voltage and the lower
Voltage limit at which the overvoltage that occurs still cuts the spark gap to the
Brings response, but is so great that the voltage to be switched off is practical
will never come below this limit. However, if the voltage is below the value
then there is now a very low risk that when the switch S
an impermissibly strong arc occurs. Since the oscillation circuit C-L-12-F on
a high-frequency wave is tuned, the dimensions of the capacitance C are so
small that a transition of the low-frequency alternating current over the oscillating circuit
can almost not take place, d. H. is practically zero. Likewise is a permanent one
Current transfer via the spark gap F is not possible, because this is, as already
mentioned, designed as a quenching spark gap, so that no pronounced normal arc
can arise and therefore also the spark between the individual isolated electrodes
immediately goes out again.
Durch die oben beschriebene Einrichtung wird also jegliche schädliche
Funkenbildung beim Öffnen eines Schalters an den Schaltkontakten vermieden. . Es
ist zwar vorgeschlagen worden; parallel zu den Schaltkontakten Schwingungskreise
zu legen, jedoch ist es einmal erforderlich, die Kreise abzustimmen, damit die am
Schalter liegenden Spannungen nicht unzulässig groß werden, andererseits kann diese
Forderung aber nicht erfüllt werden; da die Schwingungen auch wieder von der Beschaffenheit
der Schaltkontakte; die selbstverständlich dauernden Änderungen ihrer Oberfläche
unterworfen sind, abhängen. Durch die Zerstörungen infolge der geringen Lichtbogen,
die auch bei neuen Schaltkontakten und einem auf sie abgestimmten Schwingungskreis
auftreten, wird die Kontaktfläche von Schaltvorgang zu Schaltvorgang mehr beschädigt,
und allmählich wird die Oberfläche der Kontakte so stark verändert, daß die Abstimmung
des Schwingungskreises nicht mehr richtig ist. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung
liegen jedoch die Schaltkontakte nicht innerhalb des Schwingungskreises und sind
demgemäß nicht an dem Schwingungsvorgang beteiligt und bestimmen die Frequenz desselben
nicht mit, sondern die Hochfrequenzschwingungen werden durch die Löschfunkenstrecke
F bestimmt, während an den Schaltkontakten nur geringe Spannungen auftreten.The above-described device thus eliminates any harmful
Avoid sparks when opening a switch on the switch contacts. . It
has been suggested; oscillating circuits parallel to the switching contacts
to lay, however, it is necessary once to vote the circles so that the am
Switch voltages are not inadmissibly large, on the other hand this can
But the requirement cannot be met; because the vibrations also depend on the quality
the switching contacts; the naturally continuous changes in their surface
are subject to depend. Due to the destruction caused by the small arc,
This also applies to new switching contacts and an oscillation circuit that is tailored to them
occur, the contact surface is more damaged from switching operation to switching operation,
and gradually the surface of the contacts is changed so much that the vote
of the oscillation circuit is no longer correct. In the arrangement according to the invention
however, the switching contacts are not within the oscillation circuit and are
accordingly not involved in the oscillation process and determine the frequency of the same
not with, but the high frequency oscillations are caused by the quenching spark gap
F while only low voltages occur at the switch contacts.