DE614231C - In Fluessigkeit arbeitender Stromunterbrecher, insbesondere OElschalter, mit elektromagnetischer Blasvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Blasvorrichtung zur Löschung des Unterbrechungslichtbogens bei in Isolierflüssigkeit arbeitenden elektrischen Stromunterbreehern, insbesondere Ölschaltern. In der Regel wird die elektromagnetische Blasung derart verwandt, daß durch ihre Wirkung der Lichtbogen beim Ausziehen durch den beweglichen Kontakt unbeständig gemacht wird. Bei diesen Schaltern umgibt die Gasblase den Lichtbogen auf allen Seiten und bildet ein Hindernis für das schnelle Erlöschen des Bogens.

Gemäß der Erfindung wird der Lichtbogen von der elektromagnetischen Blasvorrichtung längs Elektroden erheblicher Längenausdehnung verschoben, wobei die Blaskraft und die den Lichtbogen, annehmenden Elektroden so gerichtet sind, daß die Verschiebung des Lichtbogens als Ganzes unter der Blaswirkung in einer Richtung erfolgt, die von der Richtung, in welcher die entstehenden Gase in Form einer Blase entweichen, abweicht, und zwar zweckmäßig entgegengesetzt ist. Hierdurch wird erreicht, daß der Lichtbogen während der ganzen Unterbrechungsdauer an der Oberfläche der Gasblase, d. h. außerhalb derselben, also in Berührung mit der Isolierflüssigkeit, verbleibt. Die Gasblase erhält bei der Bewegung des Lichtbogens eine verlängerte Gestalt, die eine große Kühlfläche besitzt.

Es sind zwar schon Anordnungen mit elektrodynamischer Blasung bekanntgeworden, bei denen der Lichtbogen während eines geringen Bruchteiles der Unterbrechungs-. dauer, am Beginn der Unterbrechung, seitlich verschoben wird oder nach unten verläuft; aber fast während der Gesamtheit des Unterbrechungsweges wird in diesen Fällen der Lichtbogen in senkrechter Richtung ausgezogen, also in derselben Richtung, in welcher die Gasblase aufsteigt, so daß sich der Lichtbogen im wesentlichen stets innerhalb der Gasblase bewegt. Beim Gegenstand der Erfindung wird durch die Anwendung langgestreckter Elektroden und elektromagnetischer Blasung in einer von der Bewegungsrichtung der entstehenden Gase abweichenden Richtung erreicht, daß sich der Lichtbogen •ständig auf der Oberfläche der Gasblase verschiebt.

Dadurch, daß gemäß der Erfindung die Hauptblaswirkung gegen die Haftstellen des Lichtbogens an den Hilfselektroden gerichtet ist, wird das Löschen durch die Zerstörung des Lichtbogens an den Haftstellen erreicht, indem die Lichtbogenfußpunkte von den Elektroden isoliert werden. Dies ruft ein schnelleres Erlöschen des Lichtbogens hervor, ■ als wenn, wie bei bekannten Anordnungen, der Lichtbogen in der Mitte angeblasen und ausgebogen wird.

Auf der Zeichnung sind schematisch meh-

rere Ausführungsformen der Erfindung dargestellt.

In allen Figuren sind die Kontakte, zwischen denen der Lichtbogen entsteht, mit ι und 2 bezeichnet, die Blasspulen mit 3 und die Elektroden, längs welcher der Lichtbogen wandert, mit 4. Die nicht bezeichneten Pfeile geben die Richtung an, in welcher die beweglichen Teile verstellt werden. Gemäß dem Schema von Abb. 1 sind die Kontakte 1 und 2, die Spulen 3 und die Blaselektroden 4 an den Leitern 5 befestigt, durch welche der zu unterbrechende Strom eintritt und austritt. Diese Leiter 5 sind an Achsen 6 gelenkig angebracht. Die Schließlage des Schalters ist in punktierten Linien dargestellt. Die ganz offene Stellung, welche auch die Stellung ist, in welcher das Anblasen des Lichtbogens stattfindet, ist in vollen Linien dargestellt. Wenn sich die Kontakte 1 und 2 schnell voneinander entfernen, springt ein Lichtbogen zwischen 1 und 2 über, die Haftpunkte des Bogens entfernen sich voneinander, bis sie die Entfernung erreicht haben, die durch die Lage der Elektroden 4 in der Offenstellung gegeben ist. In diesem Augenblick ruft die magnetische Blasung, welche hauptsächlich auf die Haftstellen des Lichtbogens gerichtet ist, eine Verschiebung dieser Haftstellen nach unten hin hervor, ohne daß sich die Entfernung der Haftstellen voneinander noch erheblich ändern kann. Die Pfeile^ geben die Richtung der auf den Bogen wirkenden Blasung an.

Es ist festgestellt worden, daß die Verlängerung des Lichtbogens über eine gewisse Länge hinaus nichts mehr zur Erhöhung der Abreißgeschwindigkeit beiträgt, sondern im Gegenteil zu einer starken Gasentwicklung führt, die für die Arbeit des Schalters schädlich ist und einer vernünftigen Konstruktion des Schalters hinderlich ist.

Vorteilhaft wird daher die Entfernung der Elektroden 4 nur so groß gewählt, daß ihre Zündspannung der Spannung zwischen den Klemmen des Schalters entspricht. Andererseits ist es auch unnütz, die Mitte des Bogens anzublasen. Gemäß der Erfindung genügt es, die Haftstellen des Bogens an den Elektroden zu verschieben, denn gerade an diesen Punkten sind die Temperatur, die Gaserzeugung und die Gasionisierung am stärksten und die Wiedervereinigung der Ionen am schwierigsten.

Das elektromagnetische Anblasen des Lichtbogens wird durch eine elektrodynamische Blasung verstärkt, da die Leiter 4 mit dem Lichtbogen eine Schleife bilden, die bestrebt ist, sich nach unten hin zu vergrößern. Da die Gase, die durch den Lichtbogen entstehen, eine Blase bilden, die nach oben wandert, und da der Lichtbogen von oben nach unten geblasen wird, so ist dieser gemäß der Erfindung nicht mehr von einer gasigen Atmosphäre umgeben wie bei den bekannten Anordnungen, sondern befindet sich an der Oberfläche dieser Blase stets in Berührung mit der isolierenden Flüssigkeit.

Im allgemeinen erscheint es angezeigt, den Lichtbogen in umgekehrter Richtung zur Bewegungsrichtung der Gase wandern zu lassen. Wenn aus irgendwelchen Gründen die Gase eine andere Richtung erhalten als die vertikale, so soll die elektromagnetische Blasung dieser nichtvertikalen Richtung entgegengesetzt sein. Indessen muß hervorgehoben werden, daß man in gewissen Fällen die Erfindung auch anwenden kann, wenn der Lichtbogen in einer anderen Richtung wandert als gerade derjenigen, die der Bewegung der Gase entgegengesetzt ist. In einem solchen Falle muß man den Blasspulen eine ausreichende Stärke geben, daß der Lichtbogen mit solcher Geschwindigkeit wandert, daß" er dauernd außerhalb der Gasblase in Berührung mit der isolierenden Flüssigkeit sich befindet.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Spulen 3 und die Elektroden 4 beweglich. Dadurch, daß man die eine der Spulen oder, besser noch, beide festmacht, wie in Abb. 2 bis 4 dargestellt 1st, hat man den Vorteil der starken Gewichtsverminderung der beweglichen Teile, so daß man die Kontakte 1 und 2 mit sehr großer Geschwindigkeit öffnen kann.

Bei dem Schalter nach Abb. 2 sind sowohl die Eintritts- und die Austrittsleiter 5 und die Spulen 3 als auch der eine Kontakt 1 fest. Der zweite Kontakt 2 befindet sich an dem freien' Ende eines um eine Achse 8 schwenkbaren Hebels.

Abb, 3 unterscheidet sich von der vorhergehenden Ausführungsform dadurch, daß die beiden Kontakte 1, 2 sich an Schwenkhebeln 7 befinden.

Abb. 4 zeigt eine etwas weniger schematische Darstellung dieses Schalters. Die Kontakte ι und 2 sind an zwei isolierenden Hebeln 9 befestigt, denen durch eine Antriebsstange 11 eine schnelle Schwingbewegung um no eine Achse 10 erteilt werden kann, bis die Kontakte 1 und 2 in unmittelbare Berührung mit den Elektroden 4 gelangen. Diese Bewegung muß in einer sehr kurzen Zeit statt- ' finden, beispielsweise in ¹Z₁₀₀ Sekunde. Die Kontakte 1 und 2 können an die Hauptleiter in beliebiger Art angeschlossen werden, beispielsweise mittelst nachgiebiger Leiter 12.

Es ist zu bemerken, daß nicht unbedingt ine direkte Berührung zwischen den Kontakten 1 und 2 einerseits und den Elektroden4 andererseits vorhanden 'sein muß. Bei voll-

ständigem Öffnen des Schalters können die Kontakte und Elektroden vielmehr beispielsweise in einer gewissen Entfernung voneinander verbleiben, da trotzdem der Lichtbogen auf die Elektroden 4 überspringt.

Die Blaselektroden 4 können von dem freien Ende der Spulen 3 gebildet werden oder auch mit diesen leitend verbunden sein. Das untere Ende dieser Elektroden ist bei 13

■10 befestigt. Die Spulen 3 können einen magnetischen Kern 14 aus vollem Eisen erhalten, dessen Induktion gegen den Strom zurückbleibt. Dann findet die Beblasung des Lichtbogens auch statt, wenn die Stromstärke dem Nullwerte zustrebt. Man kann auch einen magnetischen Kern aus Blatteisen benutzen, mit einer Kurzschlußwicklung, die die Regelung der Blasspulenwirkung gestattet.
Eine am Deckel des Behälters angebrachte

ao Auslaß vorrichtung 15 sorgt dafür, daß das Austreten der Verbrennungsgase nur langsam vonstatten gehen kann. Infolgedessen drücken die Gase auf das Öl, so daß die kühlende Wirkung des Öls auf den Lichtbogen verstärkt wird.

Die Kontakte 1 und 2 liegen normalerweise im Nebenschluß zu auf der Zeichnung nicht dargestellten Hauptkontakten.

Bei den beschriebenen Vorrichtungen findet die Unterbrechung des Stromes nur an einer einzigen Stelle statt. Natürlich kann man die Erfindung auch für Schalter mit mehreren Unterbrechungsstellen anwenden.

Eine andere Ausführungsform eines Schalters nach der Erfindung besteht darin, daß man in der Achse der Kontakte 1 und 2, also in der Mittelachse von Abb. 4, zwei Blasspulen vorsieht, die mit zwei vertikalen, festen Blaselektroden verbunden sind, und daß außerdem jeder der Kontakte 1 und 2 mit einer mit dem Kontakt beweglichen Blaselektrode versehen ist. In der Öffnungslage der Kontakte ι und 2 liegen dann diese Elektroden parallel zu den festen Elektroden, und die beiden entstehenden Lichtbogen werden gemäß der Erfindung angeblasen und gelöscht.

Die dargestellten Blasvorrichtungen sind auch für in öl arbeitende Schmelzsicherungen verwendbar; für solchen Fall genügt es, die Haupt- oder Hilfskontakte oder beide durch einen Schmelzdraht zu ersetzen.

Claims (10)

1. Patentansprüche:

   i. In Flüssigkeit arbeitender Stromunterbrecher, insbesondere ölschalter, mit elektromagnetischer Blasvorrichtung zur Löschung des Unterbrechungslichtbogens,· dadurch gekennzeichnet, daß die Blasvorrichtung den Lichtbogen längs Elektroden großer Länge verschiebt, die in Übereinstimmung mit der Blaskraft so gerichtet sind, daß sich der Lichtbogen als Ganzes unter der Blaswirkung in einer von der Bewegungsrichtung der entstandenen Gase abweichenden, zweckmäßig umgekehrten Richtung bewegt.
2. 2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der ganzen Dauer des Lichtbogens die Hauptwirkung der Blasvorrichtung gegen die Haftstellen des Lichtbogens an den Elektroden gerichtet ist.
3. 3. Schalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden, zwischen denen der Lichtbogen gezogen wird, zuerst voneinander entfernt, dann aber in einer solchen Stellung festgehalten werden, daß der Lichtbogen unter Wirkung der elektromagnetischen Blasung weiterwandert, ohne daß seine Haftstellen an den Elektroden sich voneinander entfernen.
4. 4. Schalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtbogen nach unten geblasen wird.
5. 5. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Lichtbogens senkrecht zur Bewegungsrichtung der Gase liegt.
6. 6. Schalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die schnelle Verstellung des einzigen beweglichen Kontaktes oder zweier beweglicher Kontakte diese in unmittelbare Berührung mit besonderen festen Blaselektroden bringt, an welchen der Lichtbogen entlang wandert (Abb. 2, 3, 4).
7. 7. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine feste Kontakt nahe einer festen Blaselektrode angeordnet ist, während der andere bewegliche Kontakt mit der zweiten drehbaren Blaselektrode fest verbunden ist.
8. 8. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden beweglichen Kontakte an beweglichen Blaselektroden befestigt sind (Abb. 1).
9. 9. Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden beweglichen Kontakte an zwei isolierenden Hebeln (9) befestigt sind, die beim Unterbrechungsvorgang einander entgegengesetzt gedreht werden (Abb. 4).
10. 10. Stromunterbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Kontakte oder beide durch einen Schmelzdraht ersetzt sind.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen