DE568019C - Schalter zum Unterbrechen von Wechselstromkreisen - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM
13. JANUAR 1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21c GRUPPE 35 or

Patentiert im Deutschen Reiche vom 4. Juni 1930 ab

Es ist bekannt, daß zum Unterbrechen von Wechselstromkreisen der natürliche Stromnulldurchgang allein geeignet ist. Gelingt es, genau im Stromnulldurchgang einen Stromkreis zu öffnen und gleichzeitig die elektrische Festigkeit der Unterbrechungsstelle so schnell zu erhöhen, daß die wiederkehrende Spannung' keinen Durchschlag erzwingen kann, so ist damit die endgültige lichtbogenfreie Unterbrechung erreicht. Kann diese ideelle Unterbrechung nicht erreicht werden, so bildet sich ein Lichtbogen aus, der in einem ionisierten Gasraum brennt. Bei den zum Unterbrechen von Wechselstrom dienenden Schaltern kommen je nach der Art des Schalters verschiedene Maßnahmen zur Anwendung, um den Lichtbogenraum zu entionisieren und den Lichtbogen zu löschen. So wird beispielsweise bei einem ölschalter eine durchschlagfeste Isolierschicht von Öl in den Licht-

ao bogenraum gebracht, bei einem Preßluftschalter werden die Ladungsträger aus dem Lichtbogenraum herausgeblasen, und bei einem Expansionsschalter werden die Ladungsträger durch die Flüssigkeitsteilchen eines kondensierenden Dampfes so mit Masse behaftet, daß sie durch das elektrische Feld bei wiederkehrender Spannung nicht mehr beschleunigt werden und der Lichtbogen nicht wieder zündet.
Beim Stromnulldurchgang ist der Lichtbogenraum am schwächsten ionisiert. Die Wirkung aller Entionisierungsmaßnahmen wird deshalb erhöht, wenn es gelingt, den Effekt der Entionisierung zeitlich auf die unmittelbare Nähe des Stromnulldurchganges zu konzentrieren. Nach der Erfindung wird diese Konzentration durch schwingfähige Systeme, harmonische oder pseudoharmonische, erreicht, die durch den Strom mit der einfachen oder doppelten Wechselstromfrequenz erregt und in Resonanzoder resonanzähnliche Schwingungen versetzt werden.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise an einem Preßluftschalter veranschaulicht.

In einem zylinderförmigen Gehäuse 10 wird ein Kolben 11 durch Federn 12 und 13 in einer Mittellage gehalten. Der Kolben 11 unterteilt den Innenraum des Zylinders 10 in zwei Teile. Der linke Teil enthält eine düsenförmige Öffnung 14, die bei eingeschaltetem Schalter durch den Schaltstift 15 verschlossen ist. An den Schaltstift 15 ist die eine Stromzuführung 16 angeschlossen. Die andere Stromzuführung 17 ist mit einem festen Schaltstück 18 im rechten Zylinderraum verbunden, das auf dem gleichzeitig als Durchführung dienenden Isolator 19 sitzt. Das feste Schaltstück 18 befindet sich mit einem Schaltstift 20 in Berührung. Dieser Schaltstift sitzt an einem durch eine Feder 21 nach oben geschobenen Kolben 22, der in dem Zylinder 23 gleitet. Der Stromschluß wird durch das Metallgehäuse des Preßluftschalters hergestellt.

'") Von dein Patent sucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Paul Duffing in Berlin-Siemensstadt.

Beim Abschalten werden die beiden Zylinderräume links und rechts vom Kolben ii durch das sich verzweigende Rohr 24 mit Druckluft gefüllt, so daß auf beiden Seiten des Kolbens 11 gleicher Druck herrscht. Die Druckluft im rechten Zylinderraum drückt den Kolben 22 im Zylinder 23 gegen die Feder 21 nach unten. Dabei wird ein Lichtbogen zwischen dem festen Schaltstück 18 und dem Schaltstift 20 gezogen.

Da unter dem Einfluß der durch den Lichtbogen erzeugten Druckschwankungen, die mit doppelter Wechselstromfrequenz erfolgen, der rechte Zylinderraum sein Volumen abwechselnd zu vergrößern und dann wieder zu verkleinern sucht, so wird der Kolben 11 zu Schwingungen angestoßen und dabei der schon vorhandene Druck im linken Zylinderraum bei Kompression durch den Kolben gesteigert, .Wählt man die Schwingungszahl dieses Schwingsystems so aus, daß sie ungefähr der doppelten Wechselstromfrequenz entspricht, so werden die Schwingungen des Kolbens 11 durch resonanzähnliche Wirkung größer und führen zu ganz erheblicher Steigerung des Druckes im linken Zylinderraum. Dabei liegt das Maximum der Drucksteigerung zeitlich in der Nähe des Stromnulldurchganges. Wird nun der Schaltstift 15 aus dem düsenförmigen Schaltstück 14 herausgezogen, so werden beim nächsten Stromnulldurchgang die Ladungsträger aus dem Lichtbogenraum mit besonders hohem Druck herausgeblasen.

Bei einem Druckluftschalter nach der Erfindung kann also die Druckluft, mit der der Schalter gefüllt wird, einen bedeutend kleineren Druck besitzen als es sonst bei einem normalen Druckluftschalter erforderlich ist. Denn durch den schwingenden Kolben wird der Druck in dem für die Lichtbogenunterbrechung allein geeigneten Augenblick, d. h. im Stromnulldurchgang zu der erforderlichen Höhe gesteigert und damit der Entionisierungseffekt auf diesen Zeitpunkt konzentriert.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schalter zum Unterbrechen von Wechselstromkreisen, bei welchem den Lichtbogenraum entionisierende Maßnahmen zur Anwendung kommen, dadurch gekennzeichnet, daß der Entionisierungseffekt in der Nähe des Stromnulldurchganges durch schwingfähige Systeme gesteigert wird, die durch den Strom mit der einfachen oder doppelten Wechselstromfrequenz erregt und in Resonanz- oder resonanzähnliche Schsrin-gungen versetzt werden.

2. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckgasraum, aus dem die Druckluft zum Löschen des Lichtbogens ausströmt, elastische Wände besitzt, die mittels mit einfacher oder doppelter Periodenzahl schwingender stromabhängiger Einrichtungen so in Schwingungen versetzt werden, daß mit zunehmender Amplitude der Schwingungen durch Verkleinerung des Druckgasraumes eine wesentliche Drucksteigerung des Druckgases in der Nähe des Stromnulldurchganges erzielt wird.

3. Druckgasschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Wände des Druckgasraumes unter der Einwirkung eines Hüfslichtbogens schwingen, der in einem die elastischen Wände gegen außen abschließenden Raum brennt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen