DE69915756T2 - Verfahren und Vorrichtung zur elektrischen Stromabschaltung - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Löschung eines Schaltlichtbogens, der zwischen trennbaren Kontakten eines elektrischen Gerätes erscheint, wobei diese Kontakte im geschlossenen Zustand von einem Hauptstrom durchflossen werden und bei einer Öffnung unter Spannung die Entstehung eines Bogens bewirken, der sich zwischen den Kontaktteilen und/oder benachbarten Leiterteilen erstreckt, die zu einer Löschkammer führen, wobei der Bogen zu Beginn der Öffnung entsprechend einer Hauptrichtung geführt wird.
• Sie betrifft ebenfalls eine Abschaltvorrichtung, die mindestens eine Stromleitung mit Leiterteilen aufweist, die trennbare Kontakte tragen und die diese Kontakte an Anschlussklemmen anschließen, und die eine Kammer zur Löschung des Bogens aufweist, die den trennbaren Kontakten zugeordnet ist, wobei diese Kontakte im geschlossenen Zustand von einem Hauptstrom durchflossen werden, während ihre Öffnung unter Spannung die Entstehung eines Bogens bewirkt, der sich zwischen den Kontakten und/oder ihren tragenden Leiterteilen und/oder benachbarten Leiterschienen erstreckt, die zur Löschkammer führen.
• Um schnell den Bogen zu vertreiben, benutzt man üblicherweise Leiterteile zur Stromzufuhr in besonderer Form, zum Beispiel in der J-Form, um ein magnetisches Feld zur Löschung des Bogens zu erzeugen, und man erzeugt ein weiteres magnetisches Feld anhand eines magnetischen Kreises, dem eine Feldquelle, wie ein Magnet, zugeordnet ist. Diese Stromzufuhrteile führen zu einer Überlastung und hohen Kosten der Vorrichtung.
• Die Druckschrift GB A-828865 beschreibt ein Verfahren zur Löschung eines Lichtbogens nach dem Obergriff von Anspruch 1.
• Die Erfindung hat das Ziel, ein hohes magnetisches Feld zur Löschung des Bogens zu erzeugen, ohne komplizierte Leiterteile zur Stromzufuhr zu benötigen.
• Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, wird sofort bei der Öffnung von den Kontakten ein Einschwingstrom, der transversal zur Hauptrichtung des Bogens ist, in einen der Kontakte oder in eines der Leiterteile injiziert, wobei der injizierte Einschwingstrom ein lokales magnetisches Feld zur Löschung des Bogens erzeugt.
• Daraus ergibt sich, dass man einerseits die Stromzufuhrteile vereinfachen kann, die üblicherweise zur Förderung der Selbstlöschung des Bogens dimensioniert sind, wodurch man ebenfalls ihren Kostenaufwand reduzieren kann; und dass man andererseits die Energiebilanz verbessern kann, die bei den Kontaktelektroden festgestellt wird.
• Der transversale Einschwingstrom wird vorzugsweise als Stromimpuls mit hoher Energie injiziert sobald der Bogen entsteht, wobei der Beginn des Impulses anhand der Bewegung des mobilen Kontaktes oder anhand seines Grunds bestimmt wird, und wobei das magnetische Löschfeld, das vom transversalen Einschwingstrom erzeugt wird, zum magnetischen Feld der Selbstlöschung hinzukommt, das vom Hauptstrom erzeugt wird.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist derart gestaltet, dass mindestens eines von den die trennbaren Kontakte tragenden Leiterteilen an eine Stromquelle angeschlossen ist, die fähig ist, bei der Abschaltung einen Einschwingstrom in den Kontakt oder in das Leiterteil, das den Kontakt trägt, oder in ein benachbartes Leiterteil, wie eine Bogenführungsschiene, zu injizieren, wobei die Verbindungen des Leiterteils mit der Stromquelle geeignet sind, für den Einschwingstrom in der Zone der Oberfläche eine Strömungsrichtung zu erzeugen, die transversal zu der Hauptrichtung ist.
• Mit Hinblick auf die angehängten Zeichnungen erfolgt die Beschreibung einer nicht einschränkenden Ausführungsform der Erfindung.
• Die 1 stellt eine erfindungsgemäße Abschaltvorrichtung dar, und dies zu Beginn einer Öffnung mit Injizierung von Strom bei einem der Kontakte.
• Die 2 zeigt eine Alternative der Vorrichtung mit Injizierung bei einer Schiene, die zur Verschiebung eines Bogenfußes vorgesehen ist.
• Die in der 1 dargestellte elektrische Vorrichtung umfasst trennbare Kontakte mit Tabletten 10, 11, die jeweils an die Anschlussklemmen 12, 13 angeschlossen sind und zwar über Leiterteile 14, 15, die besagte Tabletten und andere leitende Elemente wie 16, 17 tragen. Die Kontakttabletten 10, 11 und die Leiterteile und -elemente definieren eine Stromleitung, die von einen Intensitätshauptstrom I1 durchflossen wird, wenn die Kontakte 10, 11 geschlossen sind. Der Strom fließt nach einer Richtung X von einem Kontakt zum anderen. Der Kontakt 10 ist fest und der Kontakt 11 ist mobil und hängt von einem Öffnungssystem 18 jeglicher Art ab.
• Ein zusätzlicher Stromkreis 20, der eine impulsartige Stromquelle 21 umfasst, zeigt Leiterteile 22, 23, die in 24 und 25 an die Kontakttablette 10 oder vorzugsweise an das tragende Leiterteil 14 angeschlossen werden. Je näher die Punkte 22 und 23 an der Oberfläche 26 vom Kontakt 10 sind, der zusammen mit der Oberfläche 27 vom Kontakt 11 wirkt, je größer ist der abgezielte Effekt. Die Stromquelle wird als vom Öffnungssystem 18 abhängig dargestellt, sie kann jedoch durch eine beliebige elektrische, magnetische, mechanische Vorrichtung gesteuert werden, die dem Grund oder dem Effekt des Öffnungsphänomens zugeordnet ist, so dass ein Einschwingstromimpuls I2 zum gewünschten Zeitpunkt abgegeben wird, um sich an der Löschung des Bogens zu beteiligen. Der abgezielte Impuls ist hoher Frequenz, das bedeutet, dass es sich um einen einmaligen Impuls mit steiler Stirn oder um eine Impulsfolge hoher Frequenz handeln kann.
• Wenn das Öffnungssystem 18 die Inbewegungssetzung des Kontaktes 11 provoziert, trennt sich dieser vom Kontakt 10 und es erscheint ein Bogen A zwischen ihren Oberflächen. Der Stromimpuls I2 wird von der Quelle 21 mit einer steilen Stirn abgegeben und durchquert die Außenhaut des Kontaktes 10 in einer Richtung Y, die leicht transversal zur Richtung X ist.
• Der impulsartige Einschwingstrom I2 erzeugt ein magnetisches Feld B2, das auf den Bogen eine Belastung F2 ausübt, die zur Verschiebung des Bogens A in die Richtung Y führt. Im Beispiel von der 1 bildet der Bogen eine Schleife, wie in A' angegeben, was ein zusätzliches magnetisches Feld B1 erzeugt, das dazu beiträgt, den Bogen in die Richtung Y zu vertreiben. Es versteht sich, dass der Stromimpuls I2 dadurch den Bogen destabilisiert, der ab sofort empfindlich gegen die Selbstlöschung ist, die vom Hauptstrom I1 erzeugt ist. Die erzeugten hohen Stromdichten führen zu einem Thermoeffekt, der dazu beträgt, den Bogen schneller zu vertreiben.
• Die Leiterteile 22, 23 können Schienen sein, die vorgesehen sind, um den entsprechenden Fuß vom Bogen in Richtung der Löschkammern 28 zu führen, die zum Beispiel mit Fraktionierrippen ausgerüstet sind.
• Die 2 zeigt eine Ausführungsalternative der Vorrichtung, die auf den Schienen 31, 32 zur Führung der Füße vom Schaltbogen A bedient wird. Der zusätzliche Stromkreis 20 ist in 24 und 25 derart an eine Schiene 31 angeschlossen, dass der Einschwingstrom I2 entsprechend der Richtung Y fließen kann, die diejenige von der Schiene 31 ist, und dies zumindest in ihrem Teil, in dem der Vertreibungseffekt vom Bogen gemindert werden soll. Die Leitung des Hauptstroms wird umgeleitet bei der Öffnung von den Kontakten 10, 11 in Richtung der Schienen, so dass der Hauptstrom I1 die Schiene 32, den Bogen und die Schiene 31 durchquert. Der Stromimpuls I2 wird zu einem Zeitpunkt injiziert, der von einem Auslöseorgan 33 bestimmt wird und, beim Strömen in der Richtung Y, ein magnetisches Feld B2 induziert, der den Bogen einer Belastung F2 aussetzt. Diese Belastung kommt, zu der durch die Schleife des Hauptstromes I1 erzeugten Belastung F1 hinzu und der Bogen wird schneller in Richtung der Löschkammer 28 vertrieben.
• Die beschriebene elektrische Vorrichtung kann mit einfacher oder doppelter Abschaltung sein und ist in Nieder-, Mittel- oder Hochspannung anwendbar. Der Stromimpuls hoher Frequenz ist einmalig oder kann aus einer Folge von Impulsen bestehen. Die Stromquelle ist ein beliebiger bekannter Typ. Ihre Energie kann vorzugsweise von der Leitung des Hauptstroms stammen.

Claims (7)

1. Verfahren zur Löschung eines Schaltlichtbogens, der zwischen trennbaren Kontakten eines elektrischen Gerätes erscheint, wobei diese Kontakte im geschlossenen Zustand von einem Hauptstrom (I1) durchflossen werden und bei einer Öffnung unter Spannung die Entstehung eines Bogens bewirken, der sich zwischen den Kontaktteilen und/oder benachbarten Leiterteilen erstreckt, die zu einer Löschkammer führen, wobei der Bogen zu Beginn der Öffnung entsprechend einer Hauptrichtung geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass sofort bei der Öffnung der Kontakte ein Einschwingstrom (I2), der transversal zur Hauptrichtung des Bogens ist, in einen der Kontakte oder in eines der Leiterteile injiziert wird, wobei der injizierte Einschwingstrom ein lokales magnetisches Feld zur Bogenlöschung erzeugt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der transversale Einschwingstrom (I2) in Form eines Stromimpulses mit hoher Energie injiziert wird, und dies sobald der Bogen entsteht, wobei der Beginn des Impulses anhand der Verschiebung des mobilen Kontaktes oder anhand seines Grunds bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Löschfeld, das vom transversalen Einschwingstrom (I2) erzeugt wird, zum magnetischen Feld der Selbstlöschung hinzukommt, das vom Hauptstrom (I1) erzeugt wird.
4. Abschaltvorrichtung, die mindestens eine Stromleitung mit Leiterteilen aufweist, die trennbare Kontakte (10, 11) tragen und die diese Kontakte an Anschlussklemmen anschließen, und die eine Kammer zur Löschung des Bogens (28) aufweist, die den trennbaren Kontakten zugeordnet ist, wobei diese Kontakte im geschlossenen Zustand von einem Hauptstrom (I1) durchflossen werden, während die Öffnung unter Spannung der Kontakte die Entstehung eines Bogens (A) bewirkt, der sich zwischen den Kontakten und/oder ihren tragenden Leiterteilen und/oder benachbarten Leiterteilen erstreckt, die zur Löschkammer führen, wobei der Bogen zu Beginn der Öffnung entsprechend einer Hauptrichtung (X) geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines von den Leiterteilen (10, 11, 14, 15) an eine Stromquelle (21) angeschlossen ist, die fähig ist, bei der Abschaltung einen Einschwingstrom (I2) zu injizieren, und dies in einem Bereich unweit von der Oberfläche des Kontaktes (10, 11) oder des Leiterteils (14, 15), der ihn trägt, oder des benachbarten Leiterteils, wobei die Verbindungen des Leiterteils mit der Stromquelle geeignet ist, für den Einschwingstrom im Bereich der Oberfläche eine Richtung (Y) zu erzeugen, die transversal zu der Hauptrichtung (X) ist.
5. Abschaltvorrichtung, die mindestens eine Stromleitung mit Leiterteilen aufweist, die trennbare Kontakte (10, 11) tragen und die diese Kontakte an Anschlussklemmen anschließen, und die eine Kammer zur Löschung des Bogens (28) aufweist, die den trennbaren Kontakten zugeordnet ist, wobei diese Kontakte im geschlossenen Zustand von einem Hauptstrom (I1) durchflossen werden, während die Öffnung unter Spannung der Kontakte die Entstehung eines Bogens (A) bewirkt, der sich zwischen den Kontakten (10, 11) und/oder den benachbarten Leiterschienen (31, 32) erstreckt, die zur Löschkammer führen, um sich zwischen den Schienen entsprechend einer Hauptrichtung (X) zu erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine von den Schienen (31, 32) an eine Stromquelle (21) angeschlossen ist, die fähig ist, bei der Abschaltung einen Einschwingstrom (I2) herzustellen, wobei die Verbindungen der Schiene mit der Stromquelle derart sind, dass der Einschwingstrom der Schiene entlang geleitet wird, um ein magnetisches Feld zu erzeugen, das dazu tendiert, den Bogen zur Abschaltkammer zu vertreiben.
6. Abschaltvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einschwingstrom in der Schiene zum Hauptstrom hinzukommt.
7. Abschaltvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquelle (21) impulsartig ist und dass die Vorrichtung ein Organ zur Auslösung des Impulses (18, 33) aufweist, das in Abhängigkeit von der Überschreitung eines mechanischen oder elektrischen Wertes gesteuert wird, der der Öffnung von den Kontakten (10, 11) zugeordnet ist.