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Elektrischer Wechselstromschalter Die Erfindung bezieht sich auf einen
elektrischen W echselstromschalter mit Lichtbogenblasung, bei welchem das Blasmittel
den Lichtbogen verlängert und außerdem vom Wechselstrom beeinflußte Mittel vorgesehen
sind, um diese durch die Blasung verursachte Lichtbogenverlängerung zeitweilig,
nämlich in der Nähe des Strominaxiinums, zu begrenzen. Die Eigenart des Schalters
nach der Erfindung besteht darin, daß eine bewegliche Hilfselektrode derart angeordnet
ist und vorn zu unterbrechenden Wechselstrom derart gesteuert wird, daß sie in Zeiten
des Strommaximums in den Lichtbogenrauin hinter den Kontakten eindringt.
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Bei einem bekannten Schalter der gleichen Gattung wird die Lichtbogenlänge
durch passende Steuerung des beweglichen stromführenden Kontaktes bewirkt, während
nach der Erfindung die Bewegung der Kontakte unbehindert vonstatten geht und die
Länge des Lichtbogens beeinflußt wird, ohne daß eine Einwirkung auf die Entfernung
der Kontakte stattfindet. Dadurch, daß bei der Anordnung nach der Erfindung die
Verlängerung des Lichtbogens durch die Blasung hervorgerufen wird und nicht durch
die Entfernung der Kontakte, findet eine viel schnellere '#Jerliingerttng des Lichtbogens
statt als bei der bekannten Vorrichtung. Außerdem kamt die Begrenzung der Lichtbogenverlängerung
irn gewünschten Zeitpunkte eine bedeutend genauere sein als bei der bekannten V
orric:itung, weil die in dem Lichtbogenraum eingeführte Hilfselektrode, die normalerweise
keinen Strom führt, mit sehr geringer ll-issenträgheit ausgeführt werden kann.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsb--ispiel der Erfindung in Anwendung
auf einen Luftblasschalter schematisch dargestellt. Die synchron angetriebene bewegliche
Hilfselektrode ist dazu bestimmt, die Verlängerung des Abreißlichtbogens momentan
zu unterbrechen.
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Auf der Zeichnung ist der feste Kontakt des Schalters mit i und der
bewegliche Kontakt mit z bezeichnet. Der Kontakt i ist an. eine feste Elektrode
3 und der bewegliche Kontakt a an eine zweite feste Elektrode q. allgeschlossen.
Diese Elektrode 4. liegt in der Achse eines Mundstücks oder einer Düse 5. Die andere
Elektrode 3 ist an eine elastische U-förmig gebogene Schleife 6 angeschlossen. Der
eine Schenkel 7 dieser Schleife liegt fest, während der andere Schenkel 8 sich aus
seiner in vollen Strichen gezeichneten Normallage in die finit punktierten Strichen
dargestellte Grenzlage verschieben kann. Der
Schenkel 8 besteht
aus einer elastischen Lamelle, die einen sehr hohen Anfangsdruck besitzt, welcher
sie gegen einen Anschlag io andrückt. Die Ausschwingweite dieser Lamelle ist durch
einen zweiten Anschlag i i begrenzt. Die Lamelle wird zweckmäßig so gewählt, daß
ihre Eigenfrequenz nennenswert höher als 21 ist, wenn f die Frequenz des Stromes
bezeichnet. Am freien Ende dieses Schenkels 8 der veränderlichen elastischen Schleife
6 ist eine Hilfselektrode g befestigt.
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Die Richtung der Blasung ist durch zwei senkrechte Pfeile angedeutet.
In der Verlängerung der Achse der Düse 5 ist hinter der Elektrode .4, in Blasrichtung
gesehen, in an sich bekannter Weise eine Hilfselektrode 13
vorgesehen, die
an die Elektrode .1 entweder durch einen einfachen Leiter oder über einen strichpunktiert
angedeuteten Widerstand 14 angeschlossen werden kann; dieser Widerstand kann durch
einen Kondensator nebengeschlossen sein. Andererseits ist die Elektrode 3 außerdem
mit einer Endelektrode 1z verbunden, die in der Achse des Blasstromes hinter den
Elektroden 4 und 13 liegt.
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Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung ist folgende: Sobald sich die
Kontakte i und -;-
trennen, wird der erzeugte Lichtbogen quer angeblasen;
er verlängert sich und wird so auf die Funkenziehkontakte 3, .4 übertragen. Da der
Blasstrom ein sehr kräftiger ist, biegt sich der Lichtbogen sofort aus und trifft
auf die Elektrode 9. Weil die Elektrode 9 mit der Elektrode 3 verbunden ist, erlischt
der rechte Teil des Lichtbogens zwischen den Elektroden 9 und 3 sofort, so daß dann
nur der Teil 4 bis 9 des Lichtbogens fortbesteht. Ist die Stromstärke des Lichtbogens
sehr hoch, so ist die Repulsionswirkung zwischen den parallel liegenden Leitern
7 und 8 genügend groß, um die Lamelle 8 vom Leiter 7 zu entfernen, derart, daß die
Elektrode 9 ungefähr in die Achsrichtung der Düse 5 gelangt. Sie behält diese Lage,
solange die Stromstärke des Lichtbogens einen gewissen Wert besitzt, so daß während
dieser Geit die Lichtbogenlänge genau auf den Abstand zwischen den Elektroden ..
und 9 begrenzt ist, wobei dieser Abstand beliebig klein sein kann.
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Sobald die Stromstärke abnimmt und unter einen von vornherein bestimmten
Wert herabsinkt, wird die Federkraft der Lamelle, die bestrebt ist, die Schleife
6 zusammenzuziehen, stärker als die Repulsionskraft zwischen den beiden Leitern
7 und 8 und zieht die Lamelle 8 gegen den Anschlag io. Dabei verläßt die Elektrode
9 die Achse der Düse und die Gase des Lichtbogens, der nicht mehr in der Achse der
Diise liegt, werden vom Luftstrom mitgenommen, wodurch die Ziiiidung des Lichtbogens
zwischen den in der Düsenachse liegenden Elektroden 4 und i:2 hervorgerufen wird.
So wird also der Lichtbogen kurz gehalten, solange die augenblickliche Stärke des
Stromes groß ist. Sie verlängert sich plötzlich bis zur Elektrode 12, sobald diese
Strdmstärke unter einen Wert sinkt, den man von vornherein nach Belieben bestimmen
kann.
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Schaltet man zwischen die Endelektrode i2 und die Elektrode 4 eine
Hilfselektrode 13
ein, die über einen Widerstand an die Elektrode 4 angeschlossen
ist, so verstärkt man die Abschaltleistung des Schalters; in diesem Falle erlischt
der durch den Widerstand 14 nebengeschlossene Tei14bis i3 des axialen Lichtbogens
beim ersten Stromdurchgang durch Null, so daß der Widerstand 14 dann in den Stromkreis
eingeführt wird und die Stromstärke des zwischen den Elektroden 13
und iz
noch vorhandenen Lichtbogenbruchteils auf einen solchen Wert beschränkt, daß er
leicht durch die vorgesehene Blasung unterbrochen werden kann.
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Dadurch, daß man der Elektrode 9 eine breitere Form gibt als dargestellt
ist, kann man erreichen, daß der Blasstrom in dem Augenblick, -wo diese Elektrode
durch die in der Schleife 6 entwickelten elektrodynamischen Kräfte in den dem Anschlag
i i entsprechende äußerste Lage getrieben wird, teilweise oder vollständig aufgehalten
wird.