DE921461C

DE921461C - Leistungsschalter

Info

Publication number: DE921461C
Application number: DES5644D
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl-Ing Bruckmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1939-10-12
Filing date: 1939-10-12
Publication date: 1954-12-20

Description

Leistungsschalter Bei der Unterbrechung von Leistungen sowohl für Hochspannung als auch für Niederspannung tritt bei der Kontakttrennung ein Lichtbogen auf, der entweder von selbst oder unter der Einwirkung geeigneter Löschmittel erlischt. Eine solche Lichtbogenbildung ist sowohl vom Stand des Unterbrechungsvorganges aus sowie auch mit Rücksicht auf Begleiterscheinungen und Rückwirkungen auf den Stromkreis unerwünscht.
Das lichtbogenfreie Schalten derartiger Stromkreise kann dadurch erreicht werden, daß dem Schaltvorgang eine Widerstandsänderung des Stromkreises vorausgeht, dergestalt, daß eine Widerstandserhöhung und damit eine Stromverminderung bewirkt wird, so daß der vom Leistunzsschalter auszuschaltende Strom angenähert Null wird. Es sind bereits Leistungsschalter bekannt, bei denen vor Beginn. des Ausschaltvorganges Widerstände in den Stromkreis eingeschaltet werden, die die Eigenschaft besitzen, unter dem Einfluß des Stromdurchganges ihren Widerstand stark zu erhöhen, d. h. eine positive Charakteristik besitzen und somit den Strom auf einen sehr geringen Wert herunterdrücken, so daß der Ausschaltvorgang fast stromlos erfolgt. Zur Widerstandsänderung können aber auch Stromtore (elektrische Ventile) verwendet werden, bei denen die Änderung des wirksamen Widerstandes durch Änderung der Gitterspannung erfolgt.
Gemäß der Erfindung wird bei Leistungsschaltern eine dem Unterbrechungsvorgang vorausgehende Widerstandsänderung um mehrere Größenordnungen, dadurch erreicht, daß als Widerstandskörper eine nichtleitende :Masse, z. B. Flüssigkeit, verwendet wird, in der feinverteilt leitende Teilchen untergebracht sind, wobei die Lage dieser Teilchen und damit die Leitfähigkeit durch äußere Einflüsse geändert wird. Die Lage der leitenden Teilchen kann beispielsweise durch Ultraschallwellen, durch ein Magnetfeld oder durch ein elektrostatisches Feld beeinflußt werden.
Mit besonderem Vorteil kann der Widerstand im normalen Betriebszustand, z. B. mit Hilfe eines Trennschalters, kurzgeschlossen und dadurch entlastet werden.
In Fig. i ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem die Verteilung der leitenden Teilchen in der isolierenden Masse durch Ultraschallwellen beeinflußt wird, so daß der Widerstand je nach der Intensität der Schallerregung einen mehr oder weniger großen Wert annimmt. Innerhalb eines nichtleitenden Gefäßes 3 sind im Anschluß an die Stromzuführungen i und ä Elektroden 4 angeordnet, die in eine isolierende Flüssigkeit 5 tauchen. Mit 9 ist ein schwingfähiger Quarz bezeichnet, der durch einen Generator io auf Ultraschallschwingungen erregt werden kann. Bei der Unterbrechung wird für den Fall, daß der Widerstand während des normalen Betriebes kurzgeschlossen war, zunächst der Kurzschluß aufgehoben und damit der Widerstand in den zu unterbrechenden Stromkreis eingeschaltet. Hiernach wird mit Hilfe des Generators io der Quarz 9 auf Ultraschallschwingungen erregt. Die Intensität der Schallerregung wird so lange gesteigert, bis der wirksame Widerstand einen so hohen Wert erreicht hat, daß der Strom auf einen sehr geringen Wert heruntergedrückt wird, worauf an einer in der Zeichnung nicht dargestellten Unterbrechungsstelle eine vollständige Unterbrechung des Stromkreises erfolgen kann.
Das in der Fig.2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem der Fig. i dadurch, daß die Beeinflussung der Lage der leitendeni Teilchen innerhalb einer isolierenden Masse nicht durch Ultraschallwellen, sondern durch ein Magnetfeld erfolgt. Die Bezugszeichen i bis 5 haben somit die unter Fig. i bereits angegebene Bedeutung. Das Magnetfeld wird beispielsweise durch ein Solenoid 6 erzeugt, dem zum Zweck der Erregung an den Klemmen 7 und 8 ein Strom zugeführt wird. Es liegt hierbei ein Effekt zugrunde, der, ähnlich wie im ferromagnetischen Material ein Magnetfeld eine Beeinflussung der Lage durch Magnetteilchen bewirkt, eine Änderung der Leitfähigkeit durch Änderung der Lage der einzelnen Teilchen innerhalb einer nichtleitenden Masse unter Einfluß eines elektrischen oder magnetischen Kraftfeldes zur Folge hat.
Die Anordnung nach der Erfindung kann auch zur Verbesserung des Einschaltvorganges angewendet werden. Da das Einschalten des Leistungsschalters gleichfalls fast stromlos erfolgen soll, muß der wirksame Widerstand des im einzuschaltenden Stromkreis liegenden Widerstandskörpers zunächst so weit erhöht werden, daß der Einschaltstrom soweit wie möglich heruntergedrückt wird. Nach erfolgter Einschaltung des Leistungsschalters wird durch eine allmähliche Widerstandsabnahme, die z. B. durch Verminderung der Intensität der Schallerregung bzw. des elektrischen oder magnetischen Feldes hervorgerufen wird, ein allmähliches Ansteigen des Stromes bewirkt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Leistungsschalter, bei dem dem Unterbrechungsvorgang eine Widerstandsänderung um mehrere Größenordnungen vorausgeht, dadurch gekennzeichnet, daß als Widerstandskörper eine nichtleitende Masse verwendet wird, in der feinverteilt leitende Teilchen untergebracht sind, wobei die Lage dieser Teilchen und damit die Leitfähigkeit durch äußere Einflüsse geändert wird.
2. Leistungsschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung durch Ultraschallwellen erfolgt.
3. Leistungsschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die, Beeinflussung durch ein: Magnetfeld erfolgt.
4. Leistungsschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung durch ein elektrostatisches Feld erfolgt. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 108 398, 130 224, 170 074, 612 o49, 213, 728, 236 344 665 578, 6oi 265; französische Patentschriften Nr. 547 104,579551; USA.-Patentschriften Nr. 782,134, 808 364, 145:2 574; Siemens Zeitschrift 1939, S. 214 bis 2I8.