DE694934C - Schalter mit Mehrfachunterbrechung und Funkenloeschung nach Art von Loeschfunkenstrecken - Google Patents

Schalter mit Mehrfachunterbrechung und Funkenloeschung nach Art von Loeschfunkenstrecken

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DE694934C
DE694934C DE1937S0128415 DES0128415D DE694934C DE 694934 C DE694934 C DE 694934C DE 1937S0128415 DE1937S0128415 DE 1937S0128415 DE S0128415 D DES0128415 D DE S0128415D DE 694934 C DE694934 C DE 694934C
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DE
Germany
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spark
switch
extinguishing
switch according
current
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Expired
Application number
DE1937S0128415
Other languages
English (en)
Inventor
Dr-Ing Fritz Kesselring
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
Original Assignee
Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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Publication date
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Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/56Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Description

  • Schalter mit Mehrfachunterbrechung und Funkenlöschung nach Art von Löschfunkenstrecken Es sind bereits Schalter für die Abschaltung von größeren Leistungen »bei hohen. Spannungen bekaxmt, bei denen.die Löschung auf dem sogenannten Löschfunkenstreck.enprinzip beruht. Diesen Schalteinrichtungen ist durch die Eigenart der Löschfunkenstrecke hinsichtlich der Stromstärke eine bestimmte Grenze gesetzt, da bei üherschreitung eines Wertes, der je nach der Bauaxt der Funkenstrecke hinsichtlich der Wärmeabführung in der Größenordnung von 2o bis 8o Amp. liegt, ein lichtbogenartiger überschlag entsteht, der nicht mehr erlischt. Aus, diesen Gründen sind .die erwähnten Schalter seit ungefähr q0 Jahren in keiner Weise mehr beachtet worden.
  • Nach der Erfindung kann der Anwendungsbereich dieser Schalter dadurch erweitert werden, daß die Steuerung bzw. die Auseinanderbewegung der einzelnen Unterbrechungsstellen in an sich bekannter Weise in bezug auf die -Phasenlage des Wechselstromes synchronisiert durchgeführt wird.
  • Dadurch, daß .dieser Augenblick in eine bestimmte Phasenlage zu dem Stromnulldurchgang gebracht wird, ist es möglich, bei Strömen, die an sich erheblich: höhere Scheitelwerte ,aufweisen, in dem für die Unterbrechung maßgeblichen Augenblick innerhalb des erwähnten, für eine Funkenstreckenlöschung -brauchbaren Wertes zu bleiben. Dadurch kann die gesunde Grundlage der bekannten alten Schalter einer neuen technischen Verwendung zugänglich gemacht werden.
  • Um bei hohen Betriebsspannungen mit einer verhältnismäßig geringen Anzahl von Teilfunkenstrecken ,äuszukomm-en, kann die Öffnung der Kontakte in an sich bekannter Weise in einem .durchschlagsfesten Medium, wie z. B. Preßluft, Ö1, -erfolgen. Der Vorteil .einex derartigen Anordnung besteht vor allein darin, daß .der für eine sichere Sperrwirkung erforderliche Abstand schon bei einem sehr kleinen Kontaktweg erreicht wird, so daß der mechanische Aufwand und die mechanische Beanspruchung denkbar klein werden, wobei gleichzeitig die Sicherheit gegeben ist, bereits im !ersten Stromnulldurchgang eine sichere Ahschaltung zu erreichen, was insbesondere auch deshalb erhebliche Vorteile mit sich bringt, da die Synchronisierung unabhängig von den im Verlauf eines Kurzschlusses etwa später auftretenden Verlagerungen des Stromnulldurchganges durchgeführt werden kann. Auf diese Weise können Kurzschlußströme sicher abgeschaltet werden, bevor sie irgendwelche gefährliche Beanspruchungen oder Beschädigungen zur Folge haben, wodurch die Möglichkeit gegeben ist, das Schaltgerät einfach, leicht und billig durchzuführen. Unter Umständen kann es von besonderem Vorteil sein, mit dem neuen Schalter in an sich bekannter Weise noch Schaltdrosseln zu vereinigen, die bei verhältnismäßig niedriger Stromstärke -innerhalb der Grenze der für die Funkenlöschung zugänglichen Werte - bereits voll gesättigt sind, so daß sie unterhalb .dieser Werte einen sehr höhen induktiven Widerstand darstellen, während dieser bei der I1berschreitung dieser Werte praktisch vernachlässigbar ist.
  • Die Synchronisierung des Schaltvorganges kann in sehr vorteilhafter Weise dadurch erfolgen, daß zunächst durch irgendeinen vorhergehenden vorbereitenden Schaltvorgang das Arbeiten des Schalters eingeleitet wird, die Bewegung der Schaltstücke dann aber durch den abschaltenden Strom selbst im Augenblick der Unterschreitung einer bestimmten Stromstärke gesteuert wird.
  • Ein Ausführungsbeispiel eines deratigen Schalters ist in der Zeichnung, Fig. i, dargestellt. Es bedeutet darin: i eine Anzahl fest mit dem Gehäuse 2 verbundener rechteckiger Schaltstücke; 3 sind die entsprechenden beweglichen Schaltstücke, welche eine Reihenschaltung aller Kontakte bewirken. Die Kontakte 3 sind an .einem Hebel (Feder) q. befestigt, welcher sich um den Punkt 5 dreht. 6 ist ein leichter Magnetanker, 7 ein Magnet, der von dem abzuschaltenden Strom oder einem entsprechenden Teilstrom erregt wird. 8 ist ein Gleichstrommagnet finit dem Anschluß 9. 1 o und i i sind die Wechselstromanschlüsse, 12 ein Überbrückungsmesser. Das Gehäuse 2 kann mit Hilfe des Deckels 13 gasdicht abgeschlossen werden. 14 ist eine Zuleitung, über die das Gehäuse 2 beispielsweise mit Druckgas gefüllt werden kann.
  • Döse Wirkungsweise der Anordnung ist nun folgende: Im eingeschalteten Zustand ist .der Synchronschalter durch das Schaltmesser 12, welches die Anschlüsse i o und i i verbindet, überbrückt. Die Kontakte i und 3 berühren sich. Tritt ein flberstrom auf, so wird zu der gewünschten Abschaltzeit zunächst das Schaltmesser 12 in die Aus-Stellung ,gebracht. Sowie der erforderliche Abstand zwischen 12 und i i erreicht ist, wird mit Hafe eines nicht dargestellten Meldeschaltors .die Gleichstromspule 8 erregt. Zunächst fließt noch der abzuschaltende Strom über den Magneten 7 und erhöht den Kontaktdruck zwischen i und 3. Nähert sich nun dieser Strom dem Nulldurchgang, so wird bei einem ganz bestimmten Momentanwert des abzuschaltenden Stromes die Kraft des Gleichstrommagneten überwiegen und die Kontakte i und 3 ganz kurz vor dem Stromnulldurchgang geöffnet. Es genügt bei Löschfunkenstrecken bekanntlich, wenn die Kontakte um Bruchteile eines Millimeters geöffnet werden. Es entsteht dann ein kleiner Lichtbogen, welcher beim Nulldurchgang des Stromes erlischt.
  • Zweckmäßig werden die Kontakte in an sich bekannter Weise kapazitiv oder durch Ohmsche Widerstände oder durch Kombination von beiden oder auch durch Hilfsspannungen gesteuert, so daß jede Unterbrechungsstelle die gleiche Beanspruchung erfährt. Unter Umständen ist es vorteilhaft, in Reihe mit dem Synchronschalter noch ein weiteres Trennmesser anzuordnen, welches dann auch das Einschalten übernehmen kann. An Stelle des Magneten 8 ist es auch denkbar, eine Feder oder einen permanenten Magneten anzuwenden. Es kann auch der Aufbau in kreissymmetrischer Form durchgeführt werden.
  • Die Anmeldung des Erfindungsgedankens ist nicht auf die angedeuteten Ausführungsmöglichkeiten beschränkt. Insbesondere kann die mechanische Ausbildung des Steuergeräts, das die Synchronisierung des Unterbrechungsvorganges an der Funkenstrecke in bezug auf die Stromphase übernimmt, in beliebig anderer Weise ausgeführt werden; vgl. hierzu beispielsweise die in dem Patent 648888 gegebenen Vorschläge. Für den Fall der Verwendung einer Schaltdrossel kann die Anwendung des Erfindungsgedankens auch mit den Gedanken kombiniert werden, die in dem Patent 709 565 mit den zugehörigen Zusatzpatenten angegeben sind. Insbesondere kann es -dann vorteilhaft sein, die Einschaltung der Schaltdrossel mit der den Einschaltvorgang vorbereitenden Schaltbetätigung zu verbinden, so daß .die Drossel nicht vom Dauerstrom durchflossen wird und daher verhältnismäßig klein und billig ausgeführt werden kann.
  • Auch ist es möglich, an Stelle der bei dem bekannten Schalter angegebenen Ausführungsform, wonach eine Reihe von Druckkontakten aneinanderliegen, die erst im Augenblick der Unterbrechung auseinanderbewegt und auf den für :eine Funkenstreckenlöschung erforderlichen Abstand gebracht werden, eine Funkenstreckenanordnung mit festen, in gegebenen Abständen voneinander angeordneten Kontakten in den Stromkreis einzuschalten. Hierbei ist auch die Möglichkeit gegeben, durch Widerstände u. dgl., wie bereits oben erwähnt, eine Steuerung der Feldverteilung vorzunehmen, derart, daß auf jede Teilung der Unterbrechungsstelle sicher nur ein entsprechender Teil der Betriebsspannung fällt. Die neue kann sowohl für Einzelschaltungen, die willkürlich oder selbsttätig in Abhängigkeit von elektrischen Größen ausgelöst werden, wie auch für periodische Schaltungen, z. B. als Stromrichter (Gleich-, Wechsel- bzw. Umrichter), vgl.' hierzu auch die Vorschläge des erwähnten Patents 709 565 samt Zusätzen, verwendet werden.
  • An Stelle der Magneten, Federn usw. tritt dann eine synchron schwingende oder umlaufende Anordnung, wie z. B. ein kleiner Synchronmotor.
  • Eine Ausführungsmöglichkeit des Schalters als sogenannter Wandschalter ist in Fig. 2 der Zeichnung dargestellt. Hierbei ist mit 17 eine Konsole bezeichnet, die zwei Stützisolatoren 15 und 16 trägt. An dem Stützisolator 15 ist das Gehäuse 2 befestigt, an dessen oberem Ende der Elektromagnet 7 angeordnet ist. Dieser ist hierbei als dreischenkliger Eisenkörper ausgeführt, dessen mittlerer Schenkel von der Magnetspule umgeben ist.
  • Das bewegliche Schaltstück ist hierbei in bezug auf die feststehenden Schaltstücke so g g eformt, daß in eingeschaltetem Zustand .der Kontaktdruck durch die elektrodynamische Wirkung der Stromschleife unterstützt wird. An dem unteren Teil des Gehäuses ist ein Trennmesser 18 angelenkt, das über :ein Gestänge 2o betätigt wird und mit einem Gegenkontakt i 9 zusammenarbeitet, der auf dem Isolator 16 angesetzt ist.
  • Das Gehäuse kann mit Hilfe einer Membran, die ,an dem unteren Teil des Gehäuses anliegt, vollständig dicht abgeschlossen werden. Der Anker 6 ist über .eine Stange 21, die durch die Membran abgedichtet (verlötet) hindurchgeführt ist, an der Feder 22 abgestützt, die .ihrerseits mit :einem Ansatz 23 am Schaltmesser 18 zusammenarbeitet. Auf diese Weise ist der Anker gewissermaßen verriegelt, solange das Schaltmesser 18 voll eingeschaltet ist. Sobald es etwas in Richtung der Ausschaltbewegung verschoben ist, wobei aber noch ausreichend Berührung mit dem Gegenkontakt 19 besteht, wird die Feder 22 von dem Ansatz 23 so. weit freigegeben, daß die Zugkraft der Feder am Anker wirksam wird. Der . Anker wird hierbei durch die Zugkraft .des , Magneten, unterstützt durch die elektrodynamische Wirkung der Stromschleife, inseiner Schließstellung gehalten. Sobald der Strom in Annäherung an einen Stromnulldurchgangeinen bestimmten Wert unterschreitet, werden diese beiden Kräfte kleinen als die Zugkraft der Feder, so daß, in bezug auf die Phasenlage des Wechselstromes synchronisiert, der Anker abgezogen und der Stromkreis an den Kontakten i und 3 geöffnet wird, worauf stromlos eine völlige Trennung zwischen dem Kontakt i9 und demi Schaltmesser 18 erfolgt, wodurch eine ausreichende Trennstrecke in den Stromkreis eingeschaltet wird.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Schalter mit Mehrfachunterbrechung und Funkenlöschung nach Art von Löschfunkenstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung bzw. die Auseinanderbewegun,g der .einzelnen Kontaktteile in bezug auf die Phasenlage des Wechselstromes synchronisiert durchgeführt wird.
  2. 2. Schalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die funkenstreckenartige Kontaktanordnung innerhalb eines geschlossenen Gehäuses angeordnet ist, das mit einem durchschlagsfesten Medium, wie öl, Stickstoff, gefüllt ist.
  3. 3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium unter statischem Druck steht. q..
  4. Schalter nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der Unterbrechungseinrichtung eine Schaltdrossel angeordnet ist, die bei Strömen, die niedriger liegen als die nach dem Löschfunkenprinzip löschbare Grenzstromstärke, bereits voll gesättigt ist.
  5. 5. Schalter nach Anspruch i, bis q., dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt unter der . Wirkung eines vom abzuschaltenden Strom erregten Magneten und einer dessen Anziehungskraft entgegenwirkenden Kraft steht.
  6. 6. Schalter nach den Ansprüchen i bis 5, gekennzeichnet durch besondere Elemente, wie Ohmsche, induktive oder kapazitive Widerstände, durch die die Spannungsverteilung auf die einzelnen Elektroden der Funkenstrecke gesteuert wird.
  7. 7. Die Verwendung einer Unterbrechungseinrichtung nach: den Ansprüchen i bis 6 @ für periodische Schaltungen, insbesondere als Stromrichter.
DE1937S0128415 1937-08-13 1937-08-14 Schalter mit Mehrfachunterbrechung und Funkenloeschung nach Art von Loeschfunkenstrecken Expired DE694934C (de)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1011959B (de) * 1956-02-21 1957-07-11 Siemens Ag Einrichtung zur vorwiegend ohmschen Stromunterbrechung bei Schalterkontakten
DE1166877B (de) * 1960-07-29 1964-04-02 Siemens Ag Schalteinrichtung fuer Wechselstrom
DE1209639B (de) * 1960-04-13 1966-01-27 Licentia Gmbh Synchronschalter

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1011959B (de) * 1956-02-21 1957-07-11 Siemens Ag Einrichtung zur vorwiegend ohmschen Stromunterbrechung bei Schalterkontakten
DE1209639B (de) * 1960-04-13 1966-01-27 Licentia Gmbh Synchronschalter
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