<Desc/Clms Page number 1>
Einrichtung zum Unterbrechen von Strömen in mehreren aufeinanderfolgenden
Abschnitten.
Die Erfindung bezieht sieh auf eine Vorrichtung zur Vervollkommnung der bekannten Entionisierungseinrichtungen zum Unterbrechen von Wechselstromlichtbogen in Gasen.
Wenn der abzuschaltende Wechselstrom gross ist und einen niedrigen Leistungsfaktor hat, so stösst es auf Schwierigkeiten, solche Entionisierungseinrichtungen der bekannten Systeme zu bauen, ) die den Stromkreis ohne Zwischenststen unterbrechen. Wenn der zu unterbrechende Stromkreis eine hohe Induktivität besitzt, so ist nach dem Öffnen des Schalters der Spannungsanstieg an den Schalter-
EMI1.1
Lichtbogens unter diesen ungünstigen Verhältnissen zu vermeiden, wäre eine ausserordentlich rasche
Entionisierung des Lichtbogenpfades erforderlich. Eine solche lässt sich mit den gegebenen Mitteln oft nicht erreichen und es muss daher die Unterbrechung in mehreren Stufen ausgeführt werden.
Man hat bereits vorgeschlagen, die Lichtbogenlöschung in zwei Stufen zu bewirken, derart, dass zunächst ein Teil des Stromes und hierauf der Rest als Lichtbogen gelöscht wird. Zu diesem Zweck hat man drei Entionisieruns : skammern in Reihe geschaltet und zu der ersten einen kleinen, zur zweiten einen grösseren Widerstand parallel geschaltet.
Diese Kombination von drei Entionisierungskammern hat den Nachteil, dass die Einrichtung kostspielig ist. Mit Rücksicht auf die Marktfähigkeit derartiger Schalter kann man daher auch die Entionisierungsstufen nicht beliebig vermehren.
Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zum Unterbrechen von Wechselströmen in Form von mehreren aufeinanderfolgenden Abschaltlichtbögen in einer einzigen Entionisierungskammer, in der die Liehtbögen nacheinander entionisiert und gelöscht werden, wobei der Entionisierungskammer in den aufeinanderfolgenden Schaltabschnitten allmählich grösser werdende Widerstände parallelgeschaltet und in jedem nächstfolgenden Schaltabschnitt der in dem vorhergehenden parallegeschaltete Widerstand mit der Entionisierungskammer in Reihe geschaltet wird.
Hiedurch wird eine weitgehende Herabsetzung der an der Entionisieruugskammer wirkenden Rüekzündspannung erreicht, so dass auch Wechselstromkreise, welche Ströme von hoher Stromstärke und hoher Spannung, sowie insbesondere auch stark phasenverschobene Ströme führen, mit einer verhältnismässig klein bemessenen Entionisierungskammer sicher gelöscht werden können. Die Entionisierungskammer unterbricht hiebei in jedem Sehaltabschnitt nur jene Teilleistung, welche sich aus der Unterteilung der Rückzündspannung auf die einzelnen Widerstandsabsehnitte ergibt.
Insbesondere soll nach der Erfindung eine Anzahl lichtbogenziehender, miteinander über Widerstände verbundener Schaltstücke in einer solchen Anordnung verwendet werden, dass sie nacheinander an den Polstücken derselben Entionisierungskammer Lichtbögen ziehen, so dass vor jedesmaligem Auslöschen des Lichtbogens das nächstfolgende Schaltstück bereits Kontakt gemacht hat.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Ansieht dargestellt. Die Fig. 2, 3, 4,5 und 6 stellen aufeinanderfolgende Schaltstufen schematisch dar.
In der Fig. 1 bedeutet 10 den Hauptstromkreis, in welchem der Hauptkontakt des Schalters mit seinen beiden festen Schaftstücken 11 und dem beweglichen Schaltstück 12 liegt. Das bewegliche Schaltstück 12 und ein daran befestigter Funkenkuntakt 13 sind an einem Arm 14 befestigt, der sich
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
ausgestaltet, der die Abreisssehaltstücke 17, 18, 19 und 20 trägt. Die drei letztgenannten Abreissschalt- stücke sind vom Kontaktarm durch ein IsolierstÜck 21 isoliert. Die Abreisssehaltstücke 18, 19. 20 sind mit den Abschnitten 22, 23, 24 eines Widertande verbunden, der mit dem einen Ende an den Arm 14 angeschlossen ist.
EMI2.2
Lichtbogenhörnern 28, 29 angeordnet sind.
Statt Netzen oder Gittern können als entionisierende Elemente auch massive Metallplatten verwendet werden, die etwa in ihrem unteren Teil mit einem sich nach oben zu verjüngenden Schlitz versehen sind. Von dem Blasmagneten, dessen Blaseisen die Ent-
EMI2.3
die Blasspule 32 sichtbar. Blasmagnet und Entionisierungseinrichtung liegen im Nebenschluss zum Hauptkontakt. Die Schaltung gellt aus den schematischen Darstellungen der Fig. 2-6 deutlich hervor.
Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folgende :
In geschlossenem Zustand überbrückt das bewegliche Schaltstüek J2 die festen Schaltstücks 11, so dass der Stromkreis 10 Über den Hauptkontakt geschlossen ist. Hiebei befindet sich das Abreissschalt-
EMI2.4
den im Nebenschluss liegenden Abreisskontakt, der durch das Lichtbogenhorn 25 und das bewegliche Abreissschaltstück 17 gebildet wird. geschlossen. Bei Fortschreiten des Abschaltvorganges verlässt die Kante von 17 das Horn 25 und zwischen beiden wird ein Lichtbogen gezogen.
Gleichzeitig kommt das Abreissschaltstück 18 mit dem Lichtbogenhorn 25 in Berührung, so dass der Widerstand 22 zum Licht- bogen parallel geschaltet wird. 22 ist von verhältnismässig niedrigem Wert. Das Abreissschaltstück 17 gelangt dann von der in Fig. 2 dargestellten Stellung in die Stellung Fig. 3, wobei der rechte Fusspunkt des Lichtbogens auf das Liehtbogenhorn 26 übertragen wird und der Lichtbogen unter dem Einfluss des Blasefeldes in der Entionisierungsvorrichtung hochsteigt. Beim Durchgang des Stromes durch den Nullwert wird der Lichtbogenpfad entionisiert. Die nach der Stromunterbrechung besonders in stark induktiven Stromkreisen rasch ansteigende Spannung sucht den Bogen wiederzuzünden.
Da der Stromkreis aber jetzt nicht ganz geöffnet ist, sondern über den Widerstand 22 geschlossen ist, so treibt die ansteigende Spannung einen kräftigen Strom durch den Nebenschluss und auf diese Weise wird das Spannmungsgefälie zwischen den Elektroden 28, 29 der Entionisierungseinrichtung derart herabgesetzt, dass es nicht mehr imstande ist, den Lichtbogenpfad in der Entionisierungskammer neu zu ionisieren und den Lichtbogen wiederzuziinden. Der Lichtbogen bleibt daher erloschen und damit ist in den Stromkreis der verhältnismässig kleine Widerstand 22 eingeschaltet (Stellung Fig. 3).
Der grössere Teil des Stromes ist nun noch abzuschalten und dies geschieht in den nächstfolgenden Abschnitten des Abschalt- und Löschvorganges. In der nächsten Aoschaltstufe wird ein Strom abgeschaltet und gelöscht, welcher bereits eine kleinere Phasenverschiebung hat, da der Widerstand 22 in den Stromkreis eingeschaltet ist. Die Spannung steigt jetzt nach dem Erlöschen des Lichtbogens weniger steil an, als vorhin, die Verhältnisse für das Auslöschen sind also günstiger. Entfernt sich das
EMI2.5
wird der Widerstand 23 parallel geschaltet. Das Auslöschen dieses Lichtbogens, das wieder durch den parallel geschalteten Widerstand in der vorher genannten Weise erleichtert wird, erfolgt in der Stellung Fig. 4.
Hierauf ist in den Stromkreis der Widerstand 22 + 23 eingeschaltet, und es ist nur mehr ein kleiner Strom zu unterbrechen, was in den beiden Schaltstufen 5 und 6 erfolgt.
Bei dieser Einrichtung ist die zum Neuzünden verfügbare Spannung, welche die entionisierten Zwischenräume an den künstlichen Kathoden (leitenden Querwänden der Entionisierungskammer) zu durchschlagen hat, nicht die volle Betriebsspannung, sondern nur der Spannungsabfall am Widerstand, der der Entionisierungskammer parallel geschaltet wird. Diese Spannung wächst in den aufeinanderfolgenden Unterbrechungsabschnitten allmählich an und in demselben Masse nimmt infolge der Vorschaltung von Widerständen die zu unterbrechende Stromstärke ab, so dass die Ionisierung immer schwächer wird. Aus diesem Grunde kann die später steigende Rückzündspannung keine Rückzündung mehr bewirken.
Am Ende der Schaltung treten also keine ungünstigeren Verhältnisse ein, wie am Anfang. da der Strom immer kleiner wird, während die Spannung wächst. Mithin kann die Entionisierungs- vorrichtung ohne Gefahr um vieles kleiner bemessen werden, nämlich nur für jene Leistung, die im ersten Abschnitt unterbrochen wird. Der Lichtbogen wird jeweils innerhalb der ersten Halbwelle des
EMI2.6
Eine besondere Erleichterung der Abschaltung erzielt man gemäss der Erfindung dadurch, dass man zwischen den zweiten Abreisskontakt 18 und den Schaltarm 14 statt eines Ohmschen Widerstandes eine Drosselspule mit hochgesättigtem Eisenkern einsehaltet. Der Eisenkern wird so bemessen, dass er durch einen Bruchteil des im Lichtbogen fliessenden Stromes magnetisch gesättigt ist.
Diese Einrichtung hat infolge der Sättigungseffekte der Drosselspule eine Erleichterung der Licht-
EMI2.7
<Desc/Clms Page number 3>
geschalteten Widerstand unterbrochen werden kann und kann daher mit entsprechend weniger Sehaltstufen auskommen, als ohne Anwendung der Drosselspule.
EMI3.1
sehr wenig, während der Spannungsabfall an einem Ohmschen Widerstand mit dem Strom proportional steigt.
Verwendet man daher für die erste Sehaltstufe einen Ohmschen Widerstand, so ist die Löschwirkung der Vorrichtung in der ersten Stufe stark abhängig von der Grösse des abzuschaltenden Stromes, der sich je nach der Grösse des Kurzschlusses ändert, d. h. bei einem grossen Strom wird die proportional mit dem Strom steigende Rüekzündspannung, die an der Entionisierungsvorrichtung liegt, mitunter zu hoch sein und der Lichtbogen wird nicht gelöscht werden. Bei Verwendung der gesättigten Drosselspule ist ein solches Versagen der ersten Löschstufe ausgeschlossen.
In gewissen Fällen wird die Wirkung der mit einem gesättigten Kern versehenen Induktanz noch vergrössert, wenn dazu ein Widerstand oder ein Kondensator parallel geschaltet wird.
EMI3.2
1. Einrichtung zum Unterbrechen von elektrischen Strömen in mehreren aufeinanderfolgenden Abschnitten, gekennzeichnet durch eine Entionisierungskammer mit mehreren an deren Abreissstelle nacheinander zur Wirkung kommenden. lichtbogenziehenden Selialtstücken, die mit dem abzusehaltenden Stromkreis und untereinander über Widerstände so verbunden sind, dass der Entionisierungskammer nacheinander grösser werdende Widerstände parallel geschaltet und für den nächsten Schaltabschnitt mit ihr in Reihe geschaltet werden.
EMI3.3
ziehenden miteinander über Widerstände verbundenen Schaltstücke auf einem gemeinsamen Schaltarm od.
dgl., dass vor jedesmaligem Auslöschen des Lichtbogens das nächstfolgende Schaltstück bereits Kontakt gemacht hat.