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Elektrischer Schalter mit Lichtbogenlöschung durch ein strömendes,
gasförmiges oder flüssiges Löschmittel Es sind Schalter bekannt, bei denen der Abreißbogen
durch einen unter Druck stehenden Stoff quer zu seiner Längsausdehnung angeblasen
wird. Weiter ist es bekannt, daß bei einem solchen Schalter der eine der Kontakte
an eine Endelektrode und der andere Kontakt an eine zweite Elektrode angeschlossen
ist, wobei diese beiden Elektroden, eine hinter der andern, hinter den Kontakten
unbeweglich angeordnet sind, und zwar zweckmäßig in der Achse des Blasstrahls. Dieser
Apparat arbeitet bei mittleren Spannungen befriedigend; denn bei diesen Spannungen
eignet sich die einfache Unterbrechung sehr gut, weil die Entfernung zwischen den
beiden Elektroden, die von der Wiederzündungsspannung abhängig ist, verhältnismäßig
gering ist und infolgedessen ein Blasraum normaler Höhe angewendet werden kann.
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Andererseits ist der Blasstrom, da die Endelektrode ziemlich nahe
an den Kontakten und der Blasdüse liegt, in der- Nähe dieser Elektrode ausreichend
kräftig, um die vom Lichtbogen gebildeten Gase dort wegzutreiben.
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. Aber wenn die Spannung einen gewissen Wert übersteigt, wird die
Blaskammer sehr lang und die Entfernung zwischen den Elektroden zu groß, so daß
die äußere Elektrode sowie der dieser Elektrode benachbarte Teil des Lichtbogens
nicht mehr genügend vom Blasstrahl getroffen werden.
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Diesen Übelständen wird gemäß der Erfindung dadurch abgeholfen, daß
die Apparate der genannten Gattung in Schalter mit mehreren Unterbrechungsstellen
umgewandelt werden. Die Erfindung betrifft elektrische Schalter, bei welchen ein
Abreißbogen oder mehrere Abreißbogen in Ouerrichtung durch ein unter Druck stehendes
'gasförmiges oder flüssiges Löschmittel gegen ein oder mehrere Hilfskontaktsysteme
geblasen wird, deren freie, miteinander elektrisch verbundene Enden im Blasfeld
liegen, und zwar, in Blasrichtung gesehen, hinter den Hauptkontakten liegen. Die
Erfindung besteht darin,- daß wenigstens zwei elektrisch miteinander verbundene
feste Hilfskontakte nebeneinander und zu den Hauptkontakten des Schalters so angeordnet
sind, daß der Unterbrechungslichtbogen in zwei getrennte, zwischen je einem Haupt-
und einem Hilfskontakt brennende Lichtbögen geteilt wird.
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Auf diese Art wird der anfänglich zum Blasstrahl quergerichtete Lichtbogen
oder werden die anfänglich quergerichteten, Lichtbögen je in wenigstens zwei Lichtbögen
umgewandelt, die geradlinig und parallel zum Blasstrahl verlaufen, wobei diese Lichtbögen
in Reihe liegen, aber voneinander durch die elektrischen Verbindungen zwischen den
Enden des Hilfskontaktsystems getrennt sind.
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Auf der Zeichnung sind schematisch mehrere Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, bei welchen als Lichtbogenlöschmittel Luft dient.
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Die hig. r bis 3 zeigen drei Schemata von
Schaltern
nftit einem einzelnen Hilfskontakt-bzw. Hilfsleitersvstem.
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Die Fig. q. bis,6, 'zeigen im Schnitt zwei andere Ausführungsformen
des Apparates mit einem einzigen Hilfsleitersystem, wobei ,Zig. 5 ein Schnitt nach
Z' Y X von Fig. 4 ist.-Die Fig. j bis 9 zeigen drei Ausführungsbeispiele von Schaltern
mit zwei Hilfsleitersy stemen.
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Zwecks Vereinfachung der Darstellung sind in den Fig. i his 3 und
7 bis 8 nur die vom Strom durchflossenen Stücke gezeichnet, nicht aber die Kamine
und Kanäle für den Blas-Stoff.
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In allen Figuren sind die verschiedenen festen Kontakte mit
A, Al, A= und die beweglichen Kontakte mit B, B1,
B= bezeichnet. Das in den Fig. i bis 6 einzige Hilfsleiter- oder Hilfskontaktsystem
ist mit C bezeichnet, während die verschiedenen freien, im Blasfeld liegenden Enden
dieses Systems die Bezugszeichen Cl, C'-', C3 besitzen. Entsprechend sind das zweite
Hilfsleitersystem in den Fig. 7 bis 9 mit D und die freien Enden mit Dl und D' bezeichnet.
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Die Schließlage der Kontakte ist mit strichpunktierten Linien dargestellt,
die Öffnungslage mit ausgezogenen Linien. Die Richtung der Blasung ist durch Pfeile
ohne Bezugszeichen bezeichnet.
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Die beim Öffnen des Schalters in den Lichtbogenstromkreis einzuschaltenden
Widerstände sind mit El, E=, E3 angegeben.
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Die unmittelbar an die Kontakte A und B
angeschlossenen
und den Enden der Hilfsleitersysteme C und D gegenüberliegenden Elektroden tragen
die Bezugszeichen F1 und F=.
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Die zwischen den Kontakten A oder B oder ihren Elektroden einerseits
und den Enden der .Systeme C oder D andererseits angeordneten Zwischenelektroden
sind mit G1 und G'-' bezeichnet.
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Die die Lichtbögen umgebenden Kamine, die sich von den freien Enden
der Leitersysteme C oder D zu den Kontakten oder Elektroden A, B oder F erstrecken,
tragen die Bezugszeichen Hl, H=, H3. . . Die den Druckstoff zu den
Kaminen H zuführenden Düsen sind mit J1, J=, J3 bezeichnet, und- der Speisekanal
für die verschiedenen Düsen eines Schalters ist mit h bezeichnet.
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Die am Austrittsende der Kamine 1I vorgesehenen Kühlvorrichtungen,
die in den hig. ¢ bis 6 und 9 schematisch angedeutet sind, tragen die Bezugszeichen
L1, L°, .L3 . .
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Die Arbeitsweise der verschiedenen dargestellten Vorrichtungen ist
folgende: Bei der Anordnung nach Fig. i, wo die Enden Cl und C= eines einzelnen
Hilfssystems C den Kontakten A und B geäenüberliegen und von ihnen
vollständig isoliert sind, nimmt der Lichtbogen unter dein Einfluß der Blasung zuerst
die durch die Linie a angedeutete ausgebogene Forin an. Dann erreicht der Bogen
die Enden des Leiters C und wird infolgedessen in zwei voneinander unabhängige Lichtlügen
b und c verwandelt, die zum Blasstrom parallel sind, in Reihe mit den Kontakten
liegen und voneinander durch den starken Leiter C ohne Widerstand getrennt sind.
Da die Bögen b und c parallel zu den Blasstrahlen gerichtet sind, werden sie von
dem Blasstrom leicht gelöscht.
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In gewissen Fällen wird, wenn der Lichtbogen a sich noch in einer
gewissen Entfernung von den Enden Cl und C°- befindet, der Raum zwischen diesen
Enden und den Kontakten A und B so stark von den Gasen des Lichtbogens a ionisiert,
daß die Erscheinung einer Umschaltung des Lichtbogens a auf die beiden Lichtbögen
b und c auftritt, bevor der Lichtbogen a die Enden Cl und. C= erreicht; in diesem
Falle erlischt der Lichtbogen a, ohne daß er diese Enden überhaupt erreicht hat,
und das Löschen der Bögen b und c findet in gleicher Weise statt wie oben angegeben:
Bei der Anordnung nach Fig. a liegen die Enden Cl und C= je einem der beweglichen
Kontakte B ,und B1 gegenüber, zwischen welchen ein Verbindungsleiter 11V1 vorgesehen
ist. Die Lichtbögen BM und MBl biegen sich aus und gelangen zu den Enden Cl und
C'-, -,vorauf die inneren Schenkel d und e erlöschen, weil sie kurzgeschlossen sind,
während die beiden Bögen f und g, die den Bögen b und c der
Fig.i entsprechen, bestehen bleiben. Bei starker Ionisierung der Zwischenräume B,
Cl und B1, C3 entsteht die oben beschriebene Umschalterscheinung.
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Bei der Anordnung nach Fig. 3 gehen zwei bewegliche Kontakte BI und
B°- in umgekehrter Bewegungsrichtung durch zwei Verbindungselektroden oder Verbindungsstücke
111l und 11l2 hindurch, so daß drei Lichtbögen entstehen. Diesen Elektroden liegen.
die drei Enden Cl, C=, C3 eines Hilfssystems C gegenüber, das von den Kontakten
und Elektroden isoliert ist. Unter der Wirkung der Querblasung Irreichen die drei
ausgebogenen Lichtbögen die drei Enden des Hilfssystems oder werden auf diese umgeschaltet.
Der ausgebogene Lichtbogen in der Mitte erlischt zuerst, die beiden andern danach.
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Bei den drei beschriebenen Anordnungen ist das Hilfssystem C gänzlich
isoliert von den Kontakten gedacht. Man kann indes auch dieses System C an einen
der Kontakte elektrisch anschließen, und zwar zweckin:ißig über einen Widerstand
E, wie gestrichelt in Fig. i dargestellt ist. In diesem halle wird der Widerstand
in den Stromkreis eingeschaltet
und beschleunigt zuerst das Erlöschen
desjenigen Lichtbogens, welchen er jeweils nebenschließt (also bei der Darstellung
der Fig. i den Lichtbogen c), und alsdann.das Erlöschen der noch bestehenden Lichtbögen,
mit welchen er nun in Reihe geschaltet ist.
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Der Schalter gemäß Fig. ¢ und 5 ist in elektrischer Beziehung dem
Schema der Fig. i und 2 ähnlich; er unterscheidet sich indes dadurch von diesem
Schema, daß an jeden der Kontakte A und B feste Elektroden F' und F2 angeschlossen
sind, die ihrerseits den 1Jnden Cl und C= des Hilfssystems C gegenüberliegen. Andererseits
ist das System C vollständig von den Kontakten A und B und den Elektroden
F' und F2 wie bei der Anordnung der Fig.2 isoliert; aber zwischen die Elektroden
F', F2 und die Enden Cl, C2 sind Hilfselektroden GI und G2 gesetzt, die je mit dem
einen der Kontakte über Widerstände El und E= verbunden sind.
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Hinsichtlich der Luftführung unterscheidet sich dieser Schalter von
dem Schema der Fig. i und 2 dadurch, daß die beiden Enden des Systems C je in der-
Mitte eines besonderen Kamins H gelegen -sind, wobei jeder der Kamine durch eine
Düse J gespeist wird. Die beiden Düsen TI und J2 werden durch einen gemeinsamen
Kanal K gespeist.
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Bei diesem Apparat wird der zwischen A und B entstehende Abreißbogen
durch die Blasung ausgebogen; seine auf die Elektroden F' und F2 getriebenen Bogenteile
treten je in einen der Kamine HI und H2 ein, während die Mitte durch die Zwischenwandung
zwischen den beiden Düsen JI und J2 zurückgehalten wird. So nimmt der vorher einheitliche
Bogen die Form zweier Bögen gemäß Fig.2 an, dessen verschiedene Teile in der oben
beschriebenen Art erlöschen, nur mit dem Unterschied, daß infolge des Nebenschlusses
der Bogenteile F', GI und F2, G2 durch die Widerstände EI, E2 die Lichtbögen F',
GI und F2, G2 vor den restlichen Teilen GI, Cl und G2, C2 erlöschen. Die Einschaltung
dieser Widerstände vermindert die Stromstärke der noch bestehenden Bögen und erleichtert
so deren Erlöschen.
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Um dem anfänglichen-Lichtbogen das Eintreten in die beiden Kamine
HI, H2 zu erleichtern, ist in der Zwischenwand zwischen den beiden Düsen ein Spalt
N vorgesehen, der sich in der gleichen Richtung erstreckt, in welcher der Lichtbogen
angeblasen wird.
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Statt zwei gänzlich voneinander getrennte Kamine H gemäß Fig.
q. und 5 vorzusehen, könnte man sich in gewissen Fällen auch damit begnügen, die
beiden Hälften des Svstems C einfach durch eine vertikale Wand zu trennen.
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Der Schalter gemäß Fig. 0 unterscheidet sich von der vorher
beschriebenen Ausführungsform nur dadurch, claß eiii einziger Nebenschlußwiderstand
vorgesehen ist. Dieser Widerstand verbindet den Kontakt unmittelbar mit dem System
C, statt ihn an einer Hilfselektrode anzuschließen. Der Lichtbogen nimmt also die
gleichen Formen an wie bei den vorliergehenden Ausführungsbeispielen, nur daß nach
der Einschaltung des Widerstandes der Lichtbogen Cl, F' derjenige ist, welcher vollständig
erlischt und den Widerstand in Reihe mit dem Lichtbogen C2, F= schaltet. Dieser
Lichtbogen wird durch die Einschaltung geschwächt und erlischt dann schnell durch
das Anblasen.
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Bei den drei in Fig. 7 bis 9 dargestellten Schaltern sind zwei Hilfssysteme
C und D vorgesehen, die .je zwei freie Enden CI, C2 und Dl, D2 besitzen. Bei dem
Apparat nach Fig. 7 sind die beiden Hilfssysteme von den Kontakten isoliert. Beim
Schalter nach Fig. 8 ist das System C isoliert, dagegen das System D über zwei Widerstände
EI, E2 einerseits an den Kontakt B2 und andererseits an ein zwischen den beiden
Kontakten B liegendes Längsstück t11 angeschlossen. .
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Bei der Anordnung nach Fig.9 ist das System D so angeschlossen wie
bei dem Schema nach Fig.8;-aber außerdem ist das System .C an den beweglichen Kontakt
über einen Widerstand E$ angeschlossen.
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Bei allen drei Ausführungsformen wird der anfängliche Lichtbogen bzw.
werden die beiden anfänglichen Lichtbögen durch Querblasung in vier geradlinige,
miteinander in Serie geschaltete Lichtbögen verwandelt.
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Beim Apparat nach Fig. 7 werden die vier Lichtbögen FI, Cl; C=, M2;
M1, Dl und D=, F2 durch das Blasen gelöscht, .ohne nebengeschlossen zu werden. Beim
Schalter nach Fig. 8 werden zwei Bögen vollständig nebengeschlossen und der Lichtbogen
F', C' teilweise; sie erlöschen, indem die drei Widerstände in Reihe mit den Bögen
GI,- Cl- und C2,112 geschaltet werden, die ihrerseits an letzter Stelle erlöschen.
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Beim Apparat nach Fig.9 werden drei Lichtbögen vollständig nebengeschlossen,
so daß der vierte Lichtbogen CI,M' an letzter Stelle erlischt.
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Bei der Anordnung nach Fig.9 sind getrennte Kamine und Düsen angeordnet,
ähnlich wie bei Fig. ¢ und 5; natürlich kann man eine solche Anordnung auch für
die Apparate nach dem Schema der Fig. 7 und 8 antuenden.