DE554079C - Entionisierungskammer zum Unterbrechen von Wechselstromlichtboegen - Google Patents

Description

Es ist bereits bekannt, zum Löschen von Wechselstromunterbrechungslichtbögen Entionisierungseinrichtungen zu verwenden, die vermöge der Wirkung von parallelen leitenden Platten dem Lichtbogenraum nach dem Stromnulldurchgang des Lichtbogenstromes seine Isoliereigenschaft so rasch wiedergeben, daß die Neuzündung des Lichtbogens nach dem Stromnulldurchgang verhindert wird. Die Löschung hängt hierbei davon ab, ob die an den Klemmen der Entionisierungseinrichtung nach dem Stromnull durchgang wiederkehrende Spannung imstande ist, den entionisierten Raum zu durchschlagen oder nicht. Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, welche zur Erhöhung der Löschwirkung einer derartigen Entionisierungskammer dient.

Es sind vielfach Schalter bekannt geworden,

ao welche die Unterbrechung eines Stromkreises in mehreren Abschnitten bewirken. Die Potentialdifterenz an der Unterbrechungsstelle wird hierbei bei jedem folgenden Schaltabschnitt \^rerringert, indem Kapazitäten oder

as Widerstände in den abzuschaltenden Stromkreis stufenweise eingeschaltet werden, so daß das abzuschaltende Leitungsende stufenweise auf die volle Potentialdifterenz gebracht wird. Bei diesen bekannten Einrichtungen werden die Abschaltlichtbögen bei den einzelnen Unterbrechungen an verschiedenen Stellen der Vorrichtung gezogen und dort gelöscht.

Nach der Erfindung wird diese an sich bekannte stufenweise Unterbrechung mit einer Entionisierungseinrichtung derart kombiniert, daß eine besonders wirksame Löschung gleichzeitig mit einer Raumersparnis der Entionisierungskammer erzielt wird. Erfindungsgemäß wird eine Entionisierungskammer mit mehreren an deren Abreißstelle nacheinander zur Wirkung kommenden lichtbogenziehenden Schaltstücken, die mit dem abzuschaltenden Stromkreis und untereinander über Widerstände verbunden sind, versehen und die lichtbogenziehenden Schaltstücke so angeordnet, daß der Entionisierungskammer nacheinander größer werdende Widerstände parallel geschaltet und für den nächsten Schaltabschnitt mit ihr in Reihe geschaltet werden. Die Unterbrechungslichtbögen werden also stets an derselben Stelle, nämlich in der Entionisierungskammer, erzeugt. Die zum Neuzünden des Lichtbogens verfügbare Spannung, welche die entionisierten Zwischenräume an den Entionisierungs-

platten zu durchschlagen hat, ist bei dieser Anordnung nicht die volle Betriebsspannung, sondern nur' der Spannungsabfall am Widerstand, der der Entionisierungskammer parallel geschaltet wird. Sie wächst also in den aufeinanderfolgenden Unterbrechungsabschnitten allmählich an, und in demselben Maße nimmt die zu unterbrechende Stromstärke ab, so daß die Ionisierung immer ίο schwächer wird. Aus diesem Grunde kann die später steigende Rückzündspannung keine Rückzündung mehr bewirken. Am Ende der Schaltung treten also keine ungünstigeren Verhältnisse ein wie am Anfang, da der Strom immer kleiner wird, während die Spannung wächst. Mithin braucht die Entionisierungsvorrichtung nur die Teilleistung zu unterbrechen, welche sich aus der Unterteilung der Rückzündspannung auf die einzelnen Widerstandsabschnitte ergibt. Die Entionisierungskammer kann mithin ohne Gefahr um vieles kleiner bemessen werden. In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Ansicht dargestellt. Die Abb. 2, 3, 4, 5 und 6 stellen aufeinanderfolgende Schaltstufen schematisch dar. In der Abb. 1 bedeutet 10 den Hauptstromkreis, in welchem der Hauptkontakt des Schalters mit seinen beiden festen Schaltstücken 11 und dem beweglichen Schaltstück 12 liegt. Das bewegliche Schaltstück 12 und ein daran befestigter Funkenkontakt 13 sind an einem Arm 14 befestigt, der sich um den Zapfen 15 dreht. Der Arm 14 ist an seinem oberen Ende zu einem bogenförmigen Kontaktarm 16 ausgestaltet, der die Abreißschaltstücke 17, 18, 19 und 20 trägt. Die drei letztgenannten Abreißschaltstücke sind vom Kontaktarm durch ein Isolierstück 21 isoliert. Die Abreißschaltstücke 18, 19, 20 sind mit den Abschnitten 22, 23, 24 eines Widerstandes verbunden, der mit dem einen Ende an den Arm 14 angeschlossen ist.

Die beweglichen Schaltstücke gleiten bei der Ausführung der Schaltbewegung entlang der Abreißhörner 25, 26, der Entionisierungskammer 27. Die an sich bekannte Entionisierungskammer 27 umfaßt eine Anzahl paralleler leitender Drahtgitter oder Netze 30, welche zwischen den verlängerten Lichtbogenhörnern 28, 29 angeordnet sind. Statt Netze oder Gitter können als entionisierende Elemente auch massive Metallplatten verwendet werden, die etwa in ihrem unteren Teil mit einem sich nach oben zu verjüngenden Schlitz versehen sind. Von dem Blasmagneten, dessen Blaseisen die Entionisierungskammer zwischen sich einschließen, ist auf der Zeichnung der lamellierte Eisenkern 31 und die Blasspule 32 sichtbar. Blasmagnet und Entionisierungseinrichtung liegen im Nebenschluß zum Hauptkontakt. Die Schaltung geht aus den schematischen Darstellungen der Abb. 2 bis 6 deutlich hervor.

Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folgende:

In geschlossenem Zustand überbrückt das bewegliche Schaltstück 12 die festen Schaltstücke 11, so daß der Stromkreis 10 über den Hauptkontakt geschlossen ist. Hierbei befindet sich das Abreißschaltstück 17 unter dem Polschuh 2'5. Wenn der Hauptkontakt öffnet, bleibt der Stromkreis zunächst über den im Nebenschluß liegenden Abreißkontakt, der durch das Lichtbogenhorn 25 und das bewegliehe Abreißschaltstück 17 gebildet wird, geschlossen. Bei Fortschreiten des Abschaltvorganges verläßt die Kante von 17 das Horn 25, und zwischen beiden wird ein Lichtbogen gezogen. Gleichzeitig kommt das Abreißschaltstück 18 mit dem Lichtbogenhorn 25 in Berührung, so daß der Widerstand 22 zum Lichtbogen parallel geschaltet wird. 22 ist von verhältnismäßig niedrigem Wert. Das Abreiß schaltstück 17 gelangt dann von der in Abb. 2 dargestellten Stellung in die Stellung Abb. 3, wobei der rechte Fußpunkt des Lichtbogens auf das Lichtbogenhorn 26 übertragen wird und der Lichtbogen unter dem Einfluß des Blasefeldes in der Entionisierungsvorrichtung hochsteigt. Beim Durchgang des Stromes durch den Nullwert wird der Lichtbogenpfad entionisiert. Die nach der Stromunterbrechung besonders in stark induktiven Stromkreisen rasch ansteigende Spannung sucht den Bogen wieder zu zünden. Da der Stromkreis aber jetzt nicht ganz geöffnet ist, sondern über den Widerstand 22 geschlossen ist, so treibt die ansteigende Spannung einen kräftigen Strom durch den Nebenschluß, und auf diese Weise wird das Spannungsgefälle zwischen den Elektroden 28, 29 der Entionisierungseinrichtung derart herabgesetzt, daß es nicht mehr imstande ist, den Lichtbogenpfad in der Entionisierungskammer neu zu ionisieren und den Lichtbogen wieder zu zünden. Der Lichtbogen bleibt daher erloschen, und damit ist in den Stromkreis der verhältnismäßig kleine Widerstand 22 eingeschaltet (Stellung Abb. 3).

Der größere Teil des Stromes ist nun noch abzuschalten, und dies geschieht in den nächstfolgenden Abschnitten des Abschalt- und Löschvorganges. In der nächsten Abschaltstufe wird ein Strom abgeschaltet und gelöscht, welcher bereits eine kleinere Phasenverschiebung hat, da der Widerstand 22 in den Stromkreis eingeschaltet ist. Die Spannung steigt jetzt nach dem Erlöschen des Lichtbogens weniger steil an als vorhin, die Verhältnisse für das Auslöschen sind also günstiger. Entfernt sich das Abreißschalt-

stück 18 von dem Lichtbogen 25, so wird der nächste Lichtbogen gezogen, und zu ihm wird der Widerstand 23 parallel geschaltet. Das Auslöschen dieses Lichtbogens, das wieder durch den parallel geschalteten Widerstand in der vorher genannten Weise erleichtert wird, erfolgt in der Stellung nach Abb. 4. Hierauf ist in den Stromkreis der Widerstand 22 + 23 eingeschaltet, und es ist nur mehr ein kleiner Strom zu unterbrechen, was in den beiden Schaltstufen 5 und 6 erfolgt.

Eine besondere Erleichterung der Abschaltung erzielt man gemäß ,der Erfindung dadurch, daß man zwischen den zweiten Abreißkontakt 18 und den Schaltarm 14 statt eines Ohmschen Widerstandes eine Drosselspule mit hochgesättigtem Eisenkern einschaltet. Der Eisenkern wird so bemessen, daß er durch einen Bruchteil des im Lichtbogen fließenden Stromes magnetisch gesättigt ist.

Diese Einrichtung hat infolge der Sättigungseffekte der Drosselspule eine Erleichterung der Lichtbogenlöschung zur Folge. Man erzielt dadurch, daß der Lichtbogen mit einem viel größeren parallel geschalteten Widerstand unterbrochen werden kann, und kann daher mit entsprechend wenigen Schaltstufen auskommen als ohne Anwendung der Drosselspule.

In gewissen Fällen wird die Wirkung der mit einem gesättigten Kern versehenen Induktanz noch vergrößert, wenn dazu ein Widerstand oder ein Kondensator parallel geschaltet wird.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Entionisierungskammer zum Unterbrechen von Wechselstromlichtbögen in Gasen in mehreren aufeinanderfolgenden Abschnitten, gekennzeichnet durch die Anordnung von mehreren an der Stromabreißstelle nacheinander zur Wirkung kommenden lichtbogenziehenden Schaltstükken/ die mit dem abzuschaltenden Stromkreis und untereinander über Widerstände so verbunden sind, daß der Entionisierungskammer nacheinander größer werdende Widerstände parallel geschaltet und für den nächsten Schaltabschnitt mit ihr in Reihe geschaltet werden.

2. Entionisierungseinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die ersten beiden lichtbogenziehenden Schaltstücke eine Drosselspule mit hochgesättigtem Eisenkern geschaltet ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen