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Wechselstromschalter Die Erfindung betrifft einen elektrischen Wechselstrornschalter
mit stromabhängiger Kontaktbewegung beim Ausschalten, derart, daß in Schließrichtung
der Kontakte wirkende Kräfte das Auseinandergehen der Kontakte bis zu einem bestimmten,
dem Stromdurchgang durch Null kurz vorangehenden Zeitpunkt verhindern. Man hat diese
Anordnung an den Hauptelektroden und auch an parallel geschalteten Hilfselektroden
bisher so verwendet, daß die Elektroden in ihrer geschlossenen Berührungsstellung
von den steuernden Stromkräften so lange gehalten werden, bis der geeignete Zeitpunkt
zum Auseinandergehen vor dem Stromdurchgang durch Null herangekommen ist. Diese
Anordnung hat die nachteilige Folge, daß infolge der auf die Elektroden einwirkenden
Stromkräfte zeitweilig vor der wirklichen Trennung der Kontakte die Wirkung der
mechanischen, die Kontakte aufeinanderdrückenden Schließkräfte schwankend und ungenügend
wird und infolgedessen die Gefahr einer Verschweißung eintritt. Die Erfindung beruht
auf der Erkenntnis, daß man diese Gefahr bei Anwendung der Stromsteuerung auf Hilfselektroden
vermeiden kann, wenn man die Hauptelektroden ohne Verzögerung auseinandergehen läßt
und den sich bildenden Unterbrechungslichtbogen sofort auf stromgesteuerte Hilfselektroden
aufbläst, die aber von vornherein nicht geschlossen sind, sondern in einer Ruhestellung
gehalten werden, in der sie eine kleine, das Verschweißen ausschließende Entfernung
voneinander haben. Gemäß der Erfindung verbleiben also die Hilfselektroden in diesem
kurzen Anfangsabstand, bis sie kurz vor dem Stromdurchgang durch Null in den für
das Löschen im Nullpunkt erforderlichen großen Abstand gebracht werden.
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Es ist zwar bei einem bekannten Schalter auch schon ohne Verwendung
von Stromsteuerung versucht worden, den Energieverbrauch des Lichtbogens dadurch
zu vermindern, daß man diesen nach Öffnen der Hauptelektroden auf Hilfselektroden
bläst, die von vornherein den für das Löschen im Stromnullpunkt geeigneten Abstand
haben und bis zur Löschung behalten. Hierbei bleibt aber die Energie des Lichtbogens
weit größer als bei der Anordnung nach der Erfindung, denn da diese Energie sowohl
von der Stromstärke als auch von der Länge des Lichtbogens abhängt, und die Länge
beim bekannten Schalter während der ganzen Periode die ist, die bei dem Erfindungsgegenstand
erst im letzten Zeitraum vor Null, also bei geringster Stromstärke, erreicht wird,
so erhält der Lichtbogen dort unter sonst gleichen Verhältnissen eine etwa zofach
stärkere Energie und bedarf zu seiner Löschung einer entsprechend starken Blaskraft.
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Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele von Schaltern nach der
Erfindung schematisch dargestellt.
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Bei der Ausführung nach Fig. r sind die
in Schließlage
dargestellten Hauptkontakte 1 und :2 elektrisch an den festen Hilfskontakt 21 und
den beweglichen 22 angeschlossen.
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Der Kontakt 2 ist der Wirkung einer Feder 5 unterworfen, die bestrebt
ist, ihn zu öffnen; das Öffnen wird normalerweise durch.. eine Sperrklinke 6 verhindert,
welche an den: Schalterantrieb angeschlossen ist. Durch Einwirkung auf die Klinke
6 kann diese also die Trennung der Kontakte i und 2 in einem beliebigen Zeitpunkt
bewirken. Der sich bildende Lichtbogen wird sofort durch ein beliebiges, bei 16
schematisch angedeutetes Mittel auf .die Hilfskontakte 21 und 22 geblasen, welche
während der Schließstellung der Kontakte i und 2 in geringer Entfernung voneinander
gehalten werden. Diese Lage der Kontakte 2i wird gesichert einerseits durch einen
festen Anschlag 17, welcher die unmittelbare Berührung zwischen 2i und 22 hindert,
und andererseits durch einen elastischen Anschlag 18, der am -Kontakt?,
befestigt ist und den Hilfskontakt z2 an den Anschlag 17 anlegt.
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Der bewegliche Hilfskontakt 22, der an einen bei q. angelenkten Arm
3 befestigt ist, steht unter Wirkung einer Feder 25, welche bestrebt ist, den Kontakt
z2 von dem zugehörigen andern Hilfskontakt 21 weiter zu entfernen. Andererseits
ist der Kontakt 22 einer Gegenkraft unterworfen, die von einem zwischen die Kontakte
2 und 22 geschalteten Elektromagneten fo ausgeht. Solange zwischen 2i und 22 kein
Lichtbogen übergeht, ist der Stromkreis des Elektromagneten offen.
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Bei der Trennung der Kontakte i und 2, bei welcher der Lichtbogen
sofort auf die Kord takte 21 und 22 aufgeblasen wird, wird der Kontakt 2-2 den beiden=
oben angegebenen Kräften unterworfen. Die Amperewindungszahl des Elektromagneten
ist so gewählt, daß die Kontakte 21 und 22 unter Wirkung der Feder 25 auseinandergehen,
sobald der absolute Wert der Stärke des zu unterbrechenden Stromes unter einen Wert
herabgegangen ist, der von vornherein bestimmt ist und in einem Zeitpunkt auftritt,
der dem Durchgang der Stromstärke durch Null um eine Zeitdauer t vorausgeht, welche
der Zeitdauer entspricht, die gerade noch nötig ist, um eine Unterbrechung des Lichtbogens
herbeizuführen.
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Bei diesem Schalter wird die Energie des Lichtbogens, welcher sich
während einer außerordentlich kurzen Zeitdauer zwischen den Hauptkontakten i und
2 bildet, nicht vermindert. Da diese Energie immer sehr schwach ist, so ist es nur
wichtig, diejenige Zeitdauer zu vermindern, während welcher der Lichtbogen zwischen
den Hilfskontakten 21 und 22 in die Länge gezogen wird. Dies. .ist-bei der dargestellten
Anordnung erreicht, ..#4,--die normalerweise nahe aneinanderliegen-..d'en Kontakte
sich nur während einer Zeitauer t weiter voneinander entfernen können, die einem
kleinen Bruchteil einer Halbwelle entspricht.
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Fig. 2 zeigt eine Anordnung gleicher Gattung wie Fig. i, wobei noch
besondere Mittel vorgesehen sind, welche die Weiterentfernung der Kontakte 21 und
22 von ihrer engsten Stellung verhindern, solange die Hauptkontakte i und 2 sich
noch nicht auf einen bestimmten Abstand entfernt haben, der mindestens gleich dem
für die Betriebsspannung des Schalters geltenden Lichtbogenzündabstand ist. Das
ist dadurch erreicht, daß der Anschlag 18 der Fig. i durch eine abgesetzte Sperrfläche
i9 am beweglichen Kontakt ersetzt ist.
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Fig. g zeigt eine ähnliche Anordnung wie Fig. 2; nur wirkt hier der
Elektromagnet io nicht unmittelbar auf den Hilfskontakt 22 in Gegenwirkung zur Feder
25 ein, sondern bildet einen Teil einer zweiten Verriegelung dieses Kontaktes. ,