DE928655C

DE928655C - Loeschanordnung mit Loeschblechen fuer Gleichstromschalter

Info

Publication number: DE928655C
Application number: DES24323A
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl-Ing Czerny; Johannes Dr Goerner; Ludwig Weiler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1951-08-08
Filing date: 1951-08-08
Publication date: 1955-06-06

Description

Löschanordnung mit Löschblechen für Gleichstromschalter Die Erfindung betrifft eine Löschanordnung mit Löschblechen für Gleichstromschalter mit einem etwa parallel zu den Löschblechen verlaufenden Magnetfeld.
Zum Unterbrechen von Strömen, insbesondere von Gleichströmen, ist es bekannt, das Löschen des Lichtbogens durch Längung und Kühlung zu beschleunigen. Man hat hierzu beispielsweise Löschkammern verwandt, in die der Lichtbogen durch ein Magnetfeld geblasen,und gegebenenfalls durch Leitbleche oder keramische Keile unterteilt wird. Durch diese Unterteilung wird bei Keramikkeilen zugleich die Länge des Lichtbogens vergrößert, und bei Löschblechen wird der Kathoden-Anoden-Fall entsprechend der Anzahl der Löschbleche vervielfacht. Solche Anordnungen fallen aber namentlich bei Gleichstromschaltern sehr sperrig "aus. Auch durch die Anordnung von Löschblechen in Form von Doppelhörnern kann der Raumbedarf nicht verringert werden. Außerdem nimmt das magnetische Kraftlinienfeld des Blasmagneten bei den bekannten Anordnungen mit zunehmender Entfernung vom Blasmagneten ab, so daß die Wanderungsgeschwindigkeit des Lichtbogens rasch zurückgeht. Die Löschung wird dadurch erschwert.
Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Löschanordnung zu schaffen, die bei geringem Platzbedarf und in kürzester Zeit Gleichstromlichtbogen zum Erlöschen. bringt.
Erfindungsgemäß hat bei einer Löschanordnung mit Löschblechen für Gleichstromschalter das etwa parallel zu den Leitblechen verlaufende Magnetfeld im Bereiche der Leitbleche eine Quellstelle, vorzugsweise ein Radialfeld, in einer Löschkammer mindestens annähernd kreisförmigen Querschnitts mit zentrisch angeordnetem Magnetpfad, wobei erfindungsgemäß mindestens seinPaar r Erregerspulen mit gegeneinandergerichteten gleichen Polen vorgesehen sind, von .denen je einer an jeder Stirnseite der Löschkammer oder eines Löschkammerabschnitts, angeordnet ist.
Grundsätzlich ist es an sich bekannt, zwei unter dem Einfluß zweier magnetischer Felder stehende Plattenpakete zu beiden Seiten des Unterbrechungslichtbogens derart anzuordnen, daß. der Unterbrechungslichtbogen unter der Einwirkung der magnetischen Felder abwechselnd nacheinander in die sich gegenüberliegenden. Kammern hineingedrückt wird und die Teillichtbögen dort in Drehung versetzt werden. Diese bekannte Anordnung hat aber den für Schaltgeräte wesentlichen Nachteil, daß sie eine verhältnismäßig geoße räumliche Ausdehnung hat und auch herstellungstechnisch dadurch verhältnismäßig `kostspielig ist. Die erfindungsgemäße Anordnung läßt sich dagegen auf . verhältnismäßig kleinem Raum bei einfacher Montage verwirklichen und ist allein schon dadurch dieser bekannten Anordnung wesentlich überlegen. Zur Schonung der Löschbleche in Lichtbogenkammern für Wechselstrom sind zwar ebenfalls bereits Radialfelder bekannt; den völlig anders gelagerten Problemen der Wechselstromlidhtbogen löschung entsprechend, die ja durch den Stromnullpunktdurchgang wesentlich erlei.chert wird, behandelt diese Anordnung aber eine ganz andere Aufgabe.
An Hand der Zeichnung wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel erläutert.
In den Fig. i und 2 ist eine Löschanordnung nach der Erfindung im Längs- und Querschnitt dargestellt. Den Kontakten 2, 2' ist in bekannter Weise der Blasmagnet i zugeordnet, der vom gleichen Strom durchflossen wird: Die Löschkammer besteht hier aus einem zylindrischen Mantel 6, indem auf einen Bolzen 5 die Löschbleche io, die durch Isolierstücke ii in Abstand gehalten und gesichert werden, die beiden Spulen 3 und q. sowie die Abschlußscheiben 7 und 8 aufgereiht sind. Der Mantel 6, die Abscbdußbleche 7 und .der als Mantelkern ausgebildete Bolzen 5 sind aus magnetischem Material 'hergestellt und bilden somit den Pfad für die magnetischen Kraftlinien. Die Spulen werden mit gegeneinander-gerichteten gleichen. Polen angeordnet, so daß sich bei Erregung das gestrichelt eingezeichnete Kraftlinienfeld bildet. Der Bolzen 5 und der Mantel 6 werden mindestens an den dem Lichtbogen zugewandten Seiten mit lichtbogenfestem Werkstoff überzogen, g bzw. 12. Ebenso sind die Spulen durch keramische oder lichtbogenfeste Scheiben 13 gegen den. Lichtbogen hin verkleidet.
Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Werden die Kontakte 2, 2' geöfflnet, so wird durch das Magnetfeld des Blasmagneten i der entstandene Lichtbogen gegen die Löschbleche io gedrückt. Diese Löschbleche können mit Einsätzen 21 bzw. 22, 23, wie sie in den Fig. 6 und 7 gezeigt sind, versehen, sein, die in das Feld des Blasmagneten hineinragen. Dadurch wird der Lichtbogen bereits kurz oberhalb der Stücke eindeutig geführt und somit die thermische Beanspnurlhung der Kammerauskleidung wesentlich herabgesetzt. Durch das von :den Spulen 3 und q. erzeugte, gestrichelt in die Figur eingezeichnete kadialfeld worden die einzelnen Segmente des Lichtbogens in Rotation versetzt, da der Lichtbogen stets senkrecht zu seiner eigenen und der Richtung der Kraftlinien abgelenkt wird. Die Lichtbogenfußpunkte wandern ständig auf den. Löschblechen, und die Licihtbogensäule wird ständig in neue bzw. bereits wieder erhebliche entionisierte Luft gedrängt. Durch beide Maßnahmen wird dem Lichtbogen laufend Energie entzogen, und es ist somit möglich, die einzelnen Lichtbogensegmente bzw. die benachbarten Löschblechen zuzuordnende Löschspannung erheblich heraufzusetzen. Das Radialfeld kann ebenso vorteilhaft wie von Erregerspulen von Permanentmagneten erzeugt werden, wie es in der Fig. 3 dargestellt ist. 16 und 17 sind hierin zwei Permanentmagneten, die mit gleichnamigen Polen zur Erzeugung des Radiulfeldes gegeneinandergerichtet sind. Eine besonders vorteilhafte Ausführung einer Löschanordnung nach der Erfindung zeigt Fig. q.. Bei dieser Anordnung wird das Radi,alfeld durch einen rohrförmigen, radial magnetisierten Dauermagneten erzeugt. Dadurch wird einmal eine besonders kurze Ausführungsform erzielt, zum anderen verlaufen die Kraftlinien des ko-axi,al den Magnetkern. umschließenden Dauermagneten in fast vollkommen gleichmäßiger Stärke radial zum Mantel. Der gesamte vom Dauermagneten gelieferte Fluß kann bei dieser Anordnung nutzbar zwischen den LöschbIedhen verwendet werden. Das Streufeld ist auf ein Minimum herabgesetzt.
Da die Löschanordnung nach der Erfindung vielseitig bei beliebigen Schalterarten, Schaltertypen, Schaltschützen usw. verwendet werden kann, kann es vorteilhaft sein, einen im Gerät bereits für eine andere Aufgabe vorgesehenen Magneten zur Erregung des. Radialfeldes heranzuziehen. In Fig. 5 ist z. B. bei einem Schalter mit Blasmagneten eine magnetisch leitende Verbindung zwischen Mantel und Magnetkern der Löschkammer- einerseits und Kern der Blasmagnetspule andererseits geschaffen, und zwar ist der Mantel ig so weit verlängert, daß er magnetisch leitenden den Kern der Blasmagnetspule angeschlossen werden kann, während der Magnetkern 5 der Löschkammer so durch eine Art Polschuh 2o mit dem anderen. Pol des Kerns. der Blasmagnetspu:le verbunden i,st, daß das Radialfeld vom Blasmagneten erzeugt wird. Selbstverständlich können auch Magneten, die zur Auslösung od. ä. -vorgesehen sind, für die Erregung des Rad alfeldes in gleicher Weise herangezogen werden.
Um bei höhen Stromstärken ebenfalls die bei niederen Stromstärken erzielte kurze Lichtbogenlöschzeit auf jeden Fall auch zu erhalten, kann es vorteilhaft sein, Mittel, z. B. Lüfter od. dgl., vorzusehen, die mindestens während der Lichtbogenlöschimg einen Luftstrom durch die Löschkammer blasen. Damit ist die Gewähr gegeben, daß auch bei stärkerer Iondsierung der Luft der Lichtbogen beim Wandern auf den Blechen ständig in neue frische entionisierte Luft gelangt. Um die Luftbewegung in der Löschkammer zu erleichtern und die Abführung der ionisierten Luft zu beschleunigen, können ein oder mehrere Luftaustrittsöffnungen 15 an: der Löschkammer vorgesehen werden. Ebenso ist es günstig, zur Verbesserung der Wärmeabfuhr an dem Mantel Kühlbleche 14 in radialer oder axialer Richtung vorzusehen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Löschanordnung mit Löschblechen für Gleichs troms,chalter mit einem etwa parallel zu den Leitblechen verlaufenden Magnetfeld, das im Bereiche der Löschbleche mindestens eine Duellstelle hat, vorzugsweisse mit einem Radialfeld in einer Löschkammer mindestens annähernd kreisförmigen Querschnitts mit zentrisch angeordnetem Magnetpfad (Magnetkern), gekennzeichnet durch mindestens ein Paar Erregerspulen mit gegeneinandergerichteten gleichen Polen, von :denen. je einer an jeder Stirnseite der Löschkammer oder eines; Löschkammerabschn,ittes angeordnet ist.
2. Löschanordnung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen magnetisch leitfähigen, die Löschkammer umschließenden Mantel als Rückschluß für das Radialfeld.
3. Löschanordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, :daß der Magnetkern als Bolzen ausgebildet ist, auf dem sämtliche in der Löschkammer angeordnete Teile (d. s. Erregerspulen, Löschbleche, Abstandsstücke, Abschlußbleche) aufgereiht und befestigt sind.
4. Löschanordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Ende der Löschkammer Abschlußbleche aus magnetischem Werkstoff angeordnet sind, die die mechanische Befestigung der Einzelteile sichern und zugleich einen Teil des magnetischen Rückschlußweges bilden.
5. Löschanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Radialfeld von zwei mit gleichnamigen Polen gegeneinandergerichteten Permanentmagneten erzeugt ist.
6. Löschanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das, Radialfeld von einem radial magnetisierten rohrförmigen Dauermagneten erzeugt ist, der vorzugsweise koaxial den Magnetkern umschließt.
7. Löschanordnung nach Anspruch i für Geräte mit wenigstens einem zum Sehalten, Auslösen, Blasen od.. dgl. dienenden Magneten, dadurch gekennzeichnet, :daß das Löschkammerfeld *von einem dieser Magneten des Gerätes abgezweigt i,st. B.
Löschanordnung für Schalter mit Blasmagnet nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Radia'lfeld und das Hauptblasfeld durch den an sich bekannten Blasma,gneten erzeugt sind, :dessen einer Pol mit dem Mantel der Kammer und dessen anderer Pol mit dem Magnetkern in, der Kammer magnetisch leitend verbunden sind.
9. Löschanordnung nach Anspruch i und 8, :dadurch gekennzeichnet, daß die Löschbleche mit Fortsützen in das Hauptblasfeld ragen. io.
Löschanordnung nach Anspruch i und 9, dadurch gekenn,zei(chnet, daß die Fortsätze :geschlitzt sind (Fig.7). i i.
Löschanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, :daß an der Löschkammer Kühlflächen angeordnet sind.
12. Löschanordnung nach Anspruch i und i i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlflächen radial angeordnet sind.
13. Löschanordnung nach Anspruch i oder i i, 12, gekennzeichnet durch eine oder mehrere Luftaustrittsöttnungen an der Löschkammer.
14. Löschanordnung, .insbesondere für hohe Stromstärken nacJh Anspruch i, gekennzeichnet durch Mittel, die wenigstens während der Lichtbob--enlöschung einen Luftstrom durch die Kammer blasen.
15. Löschanordnung nach Anspruch i und 2, dadurch :gekennzeichnet, :daß der Magnetkern und der Mantel der Löschkammer mindestens auf der dem Löschbogen zugekehrten Seite mit lich:tbogenfestem Werkstoff überzogen sind.
16. Löschanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß :die Löschbleche durch Abstandsstücke aus lichtbogenfe:stem Material gegeneinander distanziert und gesichert sind.
17. Löschanordnung nach Anspruch i und 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der AbstandsstÜcke 3 bis 5 mm beträgt.
18. Löschanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel aus, perforiertem, emailliertem Eisenblech besteht. Angezogen Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 562 840, 616 d.79.