DE1007409B - Lichtbogenloeschkammer - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Um den Lichtbogen, der zwischen Kontakten beim Abschalten von elektrischen Stromkreisen entsteht, zu löschen, ist es üblich, diesen Lichtbogen in eine Lichtbogenkammer wandern zu lassen bzw. zu blasen. Durch geeignete Formgebung der Kontakte, durch Verwendung von die Lichtbogenwanderung beschleunigendem Material an den Lichtbogenhörnern od. dgl. kann die Wanderungsgeschwindigkeit und die Längung des Lichtbogens, auf den in den meisten Fällen nur das Eigenblasfeld und der thermische Auftrieb einwirken, beeinflußt werden. Eine weitere bekannte Lichtbogenbeeinflussung ergibt sich durch die Verwendung von Fremdblasfeldern, die von Blasspulen oder auch von permanentmagnetischen Bläsern erzeugt werden. Zur Löschung der Lichtbögen in den Löschkammern werden vorzugsweise Verfahren angewandt, die auf eine Längung des Lichtbogens abzielen. Hierbei werden die Fußpunkte des Lichtbogens so auseinandergezogen und der Abstand zwischen diesen Punkten wird noch durch Keile od. dgl. vergrößert, daß der Lichtbogen Wellenform und insgesamt eine große Länge annehmen muß.

In der Fig. 1 der Zeichnung ist eine derartig bekannte Lichtbogenkammer dargestellt, und zwar sind mit 1 und 2 die Kontaktstücke bezeichnet, mit 3 und 4 die Leitbleche für den Lichtbogen und mit 5 die Keile, die in den Weg des Lichtbogens hineinragen. Die Form des Lichtbogens selbst, der in bekannter Weise unter der Wirkung eines Blasfeldes steht, ist durch die gestrichelte Linie 6 angedeutet. An sich würde es genügen, wenn die zur Längung des Lichtbogens dienenden Teile sehr schmal ausgeführt werden. Da es sich aber im allgemeinen um eine keramische Masse handelt, die geformt und gebrannt werden muß und nur eine verhältnismäßig geringe Festigkeit aufweist, nehmen diese Keile einen verhältnismäßig großen Platz ein, der die Gesamtlänge der Lichtbogenkammer mitbestimmt. Außerdem müssen die Keile eine gewisse Wärmekapazität aufweisen, sonst verglast ihre Oberfläche. Eine weitere bekannte Methode, den Lichtbogen zu längen, verwendet magnetisierbare Einsätze für die Lichtbogenlöschkammer. Die Wirkung dieser Einsätze beruht auf der Erzeugung des Eigenblasfeldes durch den Lichtbogen gegebenenfalls unter Verwendung von selbst einschaltenden Spulen. Das so erzeugte Eigenblasfeld des Lichtbogens wirkt der Wanderung des Lichtbogens an der Stelle der Einsatzteile entgegen. Diese Einsatzteile haben an sich eine gute Wirkung bei kräftigen Lichtbögen, sind jedoch, da ihre Wirkung von der Stärke des Lichtbogens abhängig ist, bei schwachen Lichtbögen nicht geeignet. Bei starken Lichtbögen ergibt sich immer die Schwierigkeit, diese Lichtbogenlöschkammer

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dr. Johannes Görner, Nürnberg,
ist als Erfinder genannt worden

Einsatzteile gegen die starke, durch den Lichtbogen

so erzeugte Erhitzung zu schützen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lichtbogenlöschkammer, in der der zwischen elektrischen Schaltkontakten entstehende Lichtbogen nach Verlassen der Kontakte durch Längung unter Verwendung von außerhalb der Lichtbogenkammer angeordneten magnetischen, feldlinienerzeugenden Elementen gelöscht wird, bei der aber die vorgenannten Nachteile der bekannten Anordnungen sicher vermieden sind. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die feldlinienerzeugenden Elemente teilweise derart angeordnet und ausgebildet sind, daß auf den Lichtbogen senkrecht zur größten Längsausdehnung der Löschkammer magnetische Felder wechselnder Dichte und/oder Richtung derart einwirken, daß der Lichtbogen in Wellenform gelängt wird. Hierdurch kann, ohne daß in der Lichtbogenkammer irgendwelche Körper angebracht werden, der nämliche Vorgang erzielt werden wie bei einer Lichtbogenkammer mit keramischen Keilen. Für die Erfindung ist es dabei unmaßgeblich, ob die Bewegung des Lichtbogens in der Löschkammer in Richtung der Austrittsöffnungen zusätzlich noch von einem homogenen Fremdblasfeld unterstützt wird oder ob der Lichtbogen von den Kontakten weg in den Bereich der Felder wechselnder Dichte und/oder Richtung ausschließlich durch thermischen Auftrieb und seinem Eigenblasfeld getrieben wird.

Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung und deren Vorteile werden an Hand der in der Zeichnung dargestellten Beispiele im einzelnen erläutert. Die Fig. 2 zeigt eine Lichtbogenkammer, wie sie vorteilhaft zur Löschung eines Gleichstromlichtbogens mit vorgegebener Stromrichtung Verwendung finden kann. Die Lichtbogenkammer, die ebenfalls wie die bekannten Kammern mit Leitblechen 3 und 4 aus-

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gerüstet ist, ist im Bereich des größten Abstandes dieser Leitbleche neben den magnetischen Feldlinien des Blasfeldes mit magnetischen Feldlinien 7 dem Blasfeld entgegengesetzter Feldrichtung durchsetzt, und zwar durchdringen diese Feldlinien die Lichtbogenkammer in der Zeichenebene. Das gesamte Feld ist so aufgebaut, daß die Feldlinien Häufigkeitsstellen aufweisen, und zwar zunächst entsprechend der Anordnung der Keile. Der Lichtbogen 6 muß in dem vorgeschriebenen Beispiel die durch einen Pfeil angedeutete Stromrichtung aufweisen, sofern die Kammer voll wirksam sein soll. Die Feldlinien stellen dann für den Lichtbogen auf Grund der elektrodynamischen Kraft, die sie auf den Lichtbogen ausüben, ebenso wie ein keramischer Körper ein Bewegungshindernis dar. Zwischen den Häufigkeitsstellen kann der Lichtbogen nach oben wandern. Das normale Grundblasfeld ist zusätzlich angeordnet, damit der Bogen zwischen den magnetischen Keilen nach oben gedruckt wird.

Das in Fig. 2 anzuordnende Feld kann auf verschiedene Weise erzeugt werden. Die Fig. 3 und 4 zeigen eine vorteilhafte Anordnung zur Erzeugung dieses Feldes mit Hilfe von einzelnen permanenten Magneten, die quaderförmig geformt sind und an die Kammerwand angelegt werden, und zwar jeweils mit der eingezeichneten Polarität. Außerdem sind diese Magnete durch den Rückschluß ring 9 miteinander verbunden, so daß sich das Feld im wesentlichen nur durch die Lichtbogenkammer hindurch ausbildet. Die Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht dieser Anordnung. Diesem unregelmäßigen Feld wird dann das eigentliche Blasfeld überlagert, das an sich über die gesamte Längserstreckung konstant ist. Beide Felder werden in ihrer Stärke so aufeinander abgestimmt, daß längs der Erstreckung des Lichtbogens die resultierenden Feldlinien in ihrer Richtung jeweils abwechseln. Eine konstruktive Ausbildungsmöglichkeit zur Erzeugung einer derartigen Feldüberlagerung zeigt Fig. 5. Die Blasbleche 11 und 12 sind so an die Lichtbogenkammer angelegt, daß gleichzeitig die Einzelmagnete gemäß Fig. 4 mit angelegt werden können. Die Blasbleche bilden hierbei den magnetischen Rückschluß für diese Magnete. Das Blasfeld wird in bekannter Weise durch die Blasspule 13 erzeugt. Die permanenten Magnete können selbstverständlich auch oberhalb der Blasbleche angeordnet sein, wenn darauf geachtet wird, daß die entstehenden Felder in das Blasfeld eingreifen.

Aus der Fig. 6 ist zu entnehmen, daß dieses magnetische Feld auch durch einen Elektromagnet, der durch die Spule 10 angedeutet ist, erzeugt werden kann, und zwar wird dieser Elektromagnet U-förmig ausgebildet und mit Polschuhen ausgerüstet, die kammerartig zueinander stehen, wobei zwischen den Zähnen des Kammes die Lichtbogenkammer angeordnet ist. Bei der Erzeugung des Feldes durch einen Elektromagnet ist der ganz entscheidende Vorteil gegeben, daß die Lichtbogenkammer nicht mehr stromrichtungsabhängig ist, sofern nur dafür gesorgt wird, daß der Elektromagnet jeweils bei Stromumkehr ebenfalls umgepolt wird. Dies ist am einfachsten dadurch zu erreichen, daß dieser Magnet entweder von dem abzuschaltenden Strom wie die Blasspule selbst durchflossen wird oder aber daß die Erregerwicklung für diesen Magnet so an dem Schalter angeschlossen wird, daß sie der Stromumkehr des abzuschaltenden Stromes und damit des Lichtbogens jeweils phasenrichtig zugeordnet ist. Diese Kammer läßt sich daher auch zur Abschaltung von Wechselstrom verwenden. Um die Erregerspule zu entlasten, kann sie so geschaltet sein, daß sie erst beim Übertritt des Lichtbogens auf die Führungsbleche in den Stromkreis eingeschaltet wird.

Die Fig. 7 und 8 zeigen eine Lichtbogenkammer, die völlig stromunabhängig arbeitet, und zwar haben hier die Häufigkeitsstellen der magnetischen Feldlinien jeweils umgekehrte Feldrichtung ohne die Verwendung eines Blasfeldes. Hierdurch wird erreicht, daß der Lichtbogen von der einen Häufigkeitsstelle nach oben und von der danebenliegenden nach unten gezogen und hierbei gelängt wird. Die Erzeugung dieses Feldes kann in an sich bekannter Weise analog den Felderzeugungen nach Fig. 3 bis 5 erfolgen, also beispielsweise durch auf die Lichtbogenkammer aufgesetzte permanente Magnete oder durch mehrere entsprechend geformte Elektromagnete.

In diesem Fall erübrigt sich das Erzeugen des magnetischen Feldes durch den abzuschaltenden Strom selbst, da ja die Längung des Lichtbogens unabhängig von der Stromrichtung erzielt wird.

Zur Erläuterung der Erfindung sind nur Beispiele herangezogen, bei denen der Lichtbogen wellenförmig gelenkt wurde. Durch die Anwendung eines magnetischen Feldes in der Lichtbogenkammer ist es selbstverständlich auch möglich, komplizierte Kurven dem Lichtbogen aufzuzwingen, ohne daß die Gefahr einer Rückzündung entsteht. So kann der Lichtbogen auch in an sich bekannter Weise zu einer Spirale gezogen werden, wodurch sich eine etwas anders geartete Konstruktion der Lichtbogenkammer selbst ergibt.

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Lichtbogenlöschkammer, in der der zwischen elektrischen Schaltkontakten entstehende Lichtbogen nach Verlassen der Kontakte durch Längung unter Verwendung von außerhalb der Lichtbogenkammer angeordneten magnetischen, feldlinienerzeugenden Elementen gelöscht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die feldlinienerzeugenden Elemente teilweise derart angeordnet und ausgebildet sind, daß auf den Lichtbogen senkrecht zur größten Längsausdehnung der Löschkammer magnetische Felder wechselnder Dichte und/oder Richtung derart einwirken, daß der Lichtbogen in Wellenform gelängt wird.

2. Lichtbogenkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem an sich gleichmäßigen Fremdblasfeld einer üblichen Blasspule mit entsprechend geformten Blasblechen ein von einzelnen permanenten Magneten erzeugtes Magnetfeld mit Häufigkeitsstellen und entgegengesetzter Feldrichtung überlagert ist.

3. Lichtbogenkammer nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch die Verwendung von permanenten Magneten mit flacher BH-Kurve, vorzugsweise Magnete auf der Basis von Eisenoxyd.

4. Lichtbogenkammer nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Anordnung der permanenten Magnete zwischen Außenwand der Lichtbogenkammer und den Polblechen des Fremdblasfeldes.

5. Lichtbogenkammer nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung der Feldlinien wechselnder Dichte erzeugenden Elemente oberhalb der Blasbleche diese mit einem magnetischen Rückschluß versehen sind.

6. Lichtbogenkammer nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Elektromagnet zur Erzielung der Feldlinien wechselnder Dichte mit kammartigen Polschuhen.

7. Lichtbogenkammer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet im Stromkreis des zu löschenden Lichtbogens angeordnet ist.

8. Lichtbogenkammer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspule für den Elektromagnet erst nach Verlassen des Lichtbogens von den Kontakten erregt wird.

9. Lichtbogenkammer nach Anspruch" 1, dadurch' gekennzeichnet, daß zur Erzeugung von Feldlinien wechselnder Richtung entgegengesetzt polarisierte Magnetkörper dienen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 715 615.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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