DE957138C

DE957138C - Schaltanordnung

Info

Publication number: DE957138C
Application number: DES5190D
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Else Holm
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1943-11-12
Filing date: 1943-11-13
Publication date: 1957-01-31

Description

Schaltanordnung Bei der Unterbrechung von elektrischen Strömen, insbesondere verhältnismäßig hoher Stromstärke, tritt in der Regel ein Lichtbogen auf. Es sind viele Versuche gemacht worden, die Löschungsbedingungen für derartige Unterbrechungsvorgänge zu verbessern, insbesondere aber die Lichtbogenbildung möglichst gering zu halten oder ganz zu unterdrücken. Unter lichtbogenfreier Abschaltung wird hierbei auch eine solche Abschaltung verstanden, bei der die Lichtbogendauer geringer als io-4 sec ist. Ein bekanntes Mittel, um die Lichtbogenlöschung zu verbessern, besteht beispielsweise darin, daß der Kontaktstelle ein Kondensator parallel geschaltet wird. Hierbei ist die Überlegung maßgebend, daß in eingeschaltetem Zustand die Spannung an den Kontakten der Unterbrechungsstelle praktisch gleich Null ist, damit also auch die Spannung am Kondensator gleich Null ist, dieser also völlig ungeladen bleibt, bis sich die Kontakte voneinander trennen. In diesem Augenblick setzt ein kräftiger Ladestrom über den Kondensator ein, der einen beachtlichen Teil des Betriebsstromes dem Strom über die zu trennenden Kontakte entzieht, wodurch die Löschbedingungen verbessert werden. Jede Kontaktanordnung hat an sich eine bestimmte Stromstärke, bei deren Unterschreitung eine Lichtbogenbildung nicht mehr - eintritt. Wenn also der Ladestrom des Kondensators so groß gewählt wird, daß der über die Kontakte führende Reststrom unterhalb dieser Grenzstromstärke (Imtrs) bleibt, kann eine lichtbogenfreie Stromunterbrechung erreicht werden.
Ein derartiger Kondensator stellt im wesentlichen einen Löschkreis dar, der zu dem Hauptkreis, das ist der Kreis, innerhalb dessen der Betriebsstrom fließt, der beim Abschaltvorgang unterbrochen werden soll, parallel geschaltet ist. Ein solcher Löschkreis enthält aber nicht bloß eine Kapazität, sondern wie jeder Stromkreis auch einen induktiven und einen Ohmschen Widerstand.
Nach der vorliegenden Erfindung können die Bedingungen für den Löschvorgang wesentlich dadurch verbessert werden, daß die Induktivität des Löschkreises möglichst klein gewählt wird. Zweckmäßig wird der Kreis so bemessen, dä:ß die Induktivität gleich oder kleiner als i o-6 H ist. Es ist vorteilhaft, auch dem Ohmschen Widerstand des Löschkreises möglichst kleine Werte zu geben, vorzugsweise Werte, die unter o,i Ohm liegen.
Je geringer die gewählte Induktivität ist, um so kleiner kann auch die Kapazität des Kondensators des Löschkreises bemessen werden.
Es ist also auf diese Weise möglich, mit verhältnismäßig kleinem Aufwand den Grenzwert I"1" der Schaltanordnung auf verhältnismäßig hohe Stromwerte zu bringen.
Die Wirkung der Verbesserung nach der vorliegenden Erfindung wird beispielsweise durch folgendes experimentell ermittelte Beispiel klar: In einer bestimmten Schaltanordnung war ein Löschkreis vorgesehen, dessen Kapazität 1o-4 F, dessen Ohmscher Widerstand 0,05 Ohm und dessen Induktivität io-5 H ist. Bei dieser Anordnung wurde (bei i io Volt Gleichstrom) ein Strom von 6o Ampere bei sauberen Kupferkontakten in Luft noch bogenfrei abgeschaltet. Bei dieser Anordnung wurde dann die Induktiv ität auf io-s H verringert, während die übrigen Werte gleichblieben. Der bogenfreie abgeschaltete Strom wurde durch diese Änderung auf i8o Ampere, also auf den dreifachen Wert gebracht. Besonders vorteilhafte hohe Stromwerte können erreicht werden, wenn die Schaltanordnung an sich im Vakuum angeordnet wird.
Die Anwendung des Erfindungsgedankens ist nicht auf Gleichstrom beschränkt, sondern bringt ebenso bei Wechselstrom eine wertvolle Verbesserung. Wenn hierbei außerdem eine Synchronschaltung zugrunde gelegt wird, derzufolge die Kontakttrennung kurz vor dem Nulldurchgang beginnt und die Kontakte in den Nulldurchgang selbst bereits einen für die Löschung ausreichenden Abstand erreicht haben, können besonders hohe Betriebsströme praktisch lichtbogenfrei abgeschaltet werden.

Claims

PATENTA\SPRLlCHE: i. Schaltanordnung mit Kontakten, zwischen denen ein Lichtbogen gezogen wird, und einem den Kontakten parallel geschalteten Kondensator zur Verbesserung der Löschbedingungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität des den Kondensator enthaltenden Parallelpfads möglichst klein gewählt ist. Schaltanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität dieses Pfades gleich oder kleiner als io-EH ist. 3. Schaltanordnung nach Anspruch i bzw. dadurch gekennzeichnet, daß der Ohmsche Widerstand dieses Pfades gleichfalls sehr klein, vorzugsweise unter o,i Ohm, ist. 4. Schaltanordnung nach Anspruch i bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte innerhalb eines hochwertigen Vakuums angeordnet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 269 757, 7o9 656; H. S t a r k e : »Experimentelle Elektrizitätslehre«, 1904, S. 173, 176 und 177; Harns G ü n t h e r : »Elektrotechnik für Jungen«, 1917, S. 148 bis 151.