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Lichtbogenstromrichter, insbesondere zur Umformung hoher Spannungen
Die Erfindung betrifft einen Lichtbobenstromrichter mit einer in. jeder Elektrode
überschlagsicher eingebauten Wicklung zur Erzeug ungeines eine Wanderung der Lichtbogenfußpunkte
hervorrufenden magnetischen Feldes, wobei das Potential dieser Wicklung dem Potential
der zugehörigen Elektrode angenähert gleich ist und die das magnetische Felderzeugende
Wicklung um die Gasdurchtrittsöffnung der Elektrode herum angeordnet ist.
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Die Verwendung von magnetischen Feldern ist bei Funkenstreckenanordnungen'bereits
bekannt. Bei--einigen dieser bekannten AnoTdnungen waren aber die Magnete meiner
Achse senkrecht zur Elektrodenachse aufgestellt, um den Lichtbogen zu verlängern
und auszublasen. Eine solche Anordnung ist bei LichtbogenstromTichtern, insbesondere
bei solchen, welche zur Umformung hoher Spannungen dienen, nur sehr schwer ausführbar,
weil hei den hier in Frage kommenden sehr hohen Spannungen der Abstand der Magnetwicklungen
von den Elektroden sehr groß gemacht werden müüßte, um Überschläge zu vermeiden.
In diesem Fall aber würde die Wirkung der .Magn!ete auf einen Wert sinken, der die
ErfUung des vorliegenden Zweckes unmöglich machen würde. Es sind ferner bereits
auch Fumkenstreckenanordnungen bekannt, bei denen eine ein magnetisches Feld hervorrufende
Wicklung vorhanden. ist und .das magnetische Feld den Zweck hat, eine Wanderung
der Lichtbogenfußpunkte auf den Elektroden hervorzurufen. Bei diesen bekannten Anordnungen
besitzt aber nicht jede Elektrode eine Spule zur Erzeugung ,eines magnetischen Feldes,
und die Wicklungen sind auch nicht derart in die zugehörige Elektrode eingebaut,
daß ein Überschlag nasch den Spulen hin nicht entreten könnte.
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Es wurde nun zwar bereits vorgeschlagen, um jeden hohlen Kontakt eines
Schalters herum eine Feldwicklung überschlagsicher anzuordnen, um eine Dtrehbewegung
der Lichtbogenfußpunkte zu erhalten, jedoch. wird bei der vorgeschlagenen Anordnung
lediglich eirve Drehbewegung der Lichtbogenfußpunkte senkrecht zur Richtung des
Blasstromes hervorgerufen.
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Die Erfindung verbessert diese bekannten bzw. bei einem Stromunterbrecher
vorgeschlagenen Einrichtungen für Lichtbogenstromrichter dadurch, daß erfindungsgemäß
durch Schrägstellen der Feldwicklum;g oder der den Fluß führenden Eisenteile dem
magnetischen Feld .eine 'K,omp,onente gegeben
wird, welche den Lichtbo:genfußpunkten
außer der Drehbewegung eine Längsbewegung :erteilt. Die Erfindung ermöglicht, die
magnetische Wicklung sehr nahe an den Lichtbogen heranzubringen, starke Magnetfelder,
wie sie zur Erzielung einer genügend hohen Geschwindigkeit der Lichtbogenfußpunkte
nötig sind, zu erzeugen und, gegebenenfalls sogar ohne Löschmittelstrom, den Lichtbagenfußpunkt
auf spiralförmigem Wege in die Elektrodenöffnung hineinzubewegen.
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Der Lichtbogenstromrichter nach der Erfindung ist in den Abbildungen
in beispielsweiser Ausführungsform veranschaulicht, Lind zwar ist in Bild i ein
Lichtbogenstroimrichter zur Umformung hofier Spannungen und in Bild 2 eine in die
Elektroden dieses Lichtbogenstroimrichters eingebaute Magnetspule dargestellt.
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Die Spule A ist in die Elel>tro:de B so: !eingebaut, daß ein
Überschlag von der Gegenelektrode C nach der Spule A hin nicht erfolgen kann. Die
Spule A erzeugt ein magnetisches Feld, das die Lichtbogenfußpuinkte zum Umlauf auf
der Elektrode bringt. Will man gleichzeitig ein Hinein«va.ndern des Lichtbogens
nach der düsenförmigen öffnung C hin bewirken, so kann man das beispielsweise durch
Eisenstücke E erreich en, die nach Bild 2 angeordnet sind.
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Die Stäbe E, deren Form aus Bild i zu ersehen ist, sind schräg gestellt,
um den in Bild 2 gestrichelt angedeuteten Feldverlauf zu erzielen. Da die Wanderung
:der Lichtbogenfußpunkte senkrecht zu den Feldlinien erfolgt, gelangen bei richtiger
Feldrichtung die Lichtbogenfußpunkte dadurch in die öffnung der Düse.
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Zur Speisung der felderzeugenden Wicklung kann ;gegebenenfalls der
Lichtbogenstroim selbst verwendet werden. Dieser Strom kann gewünschtenfalls durch
einen unter Spannung veränderlichen, parallel zur Feldwicklung geschalteten Widerstand
verändert werden.
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Es ist andererseits auch möglich. die Feldwicklung durch isoliert
aufgestellte Akkumulatoren, Maschinen oder durch Isoliertransformatoren zu speisen.
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Zur Erzielung einer raschen Löschung des Lichtbogens kann außer dem
Magnetfeld noch eine Luftströmung verwendet werden, :die den Lichtbogen dann, wenn
:er in die Nähe der düsenförmigen öffnungen gekommen ist, mit große=r Geschwindigkeit
in diese hineinbläst. Das Lichtbogenlösch:en kann ferner durch die Expansion eines
Dampfes erfolgen.
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Aus dem Vorstehenden :ergibt sich, daß die in die Elektroden überschlagsicher
eingebauten Magnetspulen sowohl dazu dienen, eine Wanderung der Lichtbogenfußpunkbe
zu :erzielen. um zu großen Abbrand der Elektroden zu verhindern, als auch dazu dienen,
eine Wanderung der Lichtbogenfußpunkte zur düsenförmigen öffnung der Elektroden
bin zu bewirken, um hierdurch eine Löschung de:5 Lichtbogens hervorzurufen. Die
Löschung des Lichtbogens kann aber auch, abgesehen von der o:benerwähnten Luft-
oder Gasströmung, noch durch die Expansion eines Dampfes unterstützt oder bewirkt
werden.
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Beim Dauerbetrieb von Lichtbogenumformungseinrichtuingen ist es zweckmäßig,
die Elektroden zu kühlen.
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Diese Kühlung kann gemäß Bild i dadurch erfolgen, daß in den Zwischenraum
F zwischen den beiden Elektrodenwandungen eine Kühlflüssigkeit strömt. Es ist andererseits
auch möglich, die Magnetwicklungen in die Kühlflüssigkeit selbst :einzubetten. Die
stromführenden Leiter müssen aber natürlich in diesem Falle mit einer feuchtigkeitsunempfindlichen
Isolation umgeben werden.
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Zur Erzeugung eines ,gleichmäßigen Elektrodenabbrandes kann es neben
der Bewegung des Lichtbogens durch die Magnete notwendig sein, die Elektroden oder
Magnete um ihre Achse zu drehen. Dadurch wird dem Lichtbogenfußpunkt leicht eine
sehr große Geschwindigkeit verliehen.