DE572775C - Elektrischer Schalter - Google Patents
Elektrischer SchalterInfo
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
- H01H33/76—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid wherein arc-extinguishing gas is evolved from stationary parts; Selection of material therefor
Landscapes
- Circuit Breakers (AREA)
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- Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)
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Description
Die Erfindung beruht auf dem Grundsatz der Löschung eines Wechselstromlichtbogens
durch Dampf, der durch den Lichtbogen aus Flüssigkeit entwickelt wird und rasch in den
Lichtbogenraum expandiert. Während man bisher durchwegs die Kontakte bei Flüssigkeitsschaltern'
unter einer Flüssigkeit geöffnet hat, wobei sich in der Flüssigkeit um den
Lichtbogen herum eine Dampf- oder Gasblase bildet, und nach der Löschung wieder die
Flüssigkeit den Raum zwischen dem geöffneten Kontakt einnahm, ist es aus verschiedenen
Gründen zweckmäßig, eine flüssigkeitsgefüllte Trennstrecke zu vermeiden. So wird insbesondere
bei der Anwendung halbleitender Flüssigkeiten als Löschflüssigkeit die Isolierung der
Trennstrecke und die Stromunterbrechung erschwert, wenn die Kontakte unter der Flüssigkeit
geöffnet werden. Manche Flüssigkeiten, die sich gut als Löschflüssigkeit eignen, greifen
ferner die Metallkontakte an, so daß eine dauernde Berührung mit den Kontakten unerwünscht
ist. Andere Flüssigkeiten, beispielsweise Tetrachlorkohlenstoff, zersetzen sich unter
«5 der Einwirkung des Lichtbogens und verlieren dabei ihre Isoliereigenschaft.
Nach der Erfindung wird die Unterbrechungsstelle des Schalters in Gas angeordnet, und in
den Bereich des Lichtbogens werden flüssigkeitsgetränkte Körper gebracht. Verwendet
man bei diesem Schalter halbleitende Löschflüssigkeiten, so macht die Isolierung der
Trennstrecke nach der Unterbrechung auch bei hohen Spannungen keine Schwierigkeit, und
auch das Nachfließen eines Reststromes ist vermieden. Sich zersetzende oder die Schaltstücke
angreifende Löschflüssigkeiten können ohne nachteilige Wirkungen angewendet werden.
Nach der weiteren Erfindung wird die in Gas liegende Unterbrechungsstrecke des Schalters
von mit Kapillaren durchsetzten Stoffen eingehüllt, welche in einen mit Flüssigkeit gefüllten
Behälter reichen und sich durch Kapillarwirkung mit Flüssigkeit ansaugen. Man kann
den die Unterbrechungsstelle einhüllenden Stoff mindestens auf einem Teil seiner Länge
so stark verengen, daß der Lichtbogen zusammengedrückt wird. Hierdurch wird die Intensität der Dampf entwicklung gesteigert.
Um die natürliche, durch das Pulsieren des Wechselstroms hervorgerufene Expansion des
Dampfes zu verstärken, ist es besonders zweckmäßig, den Raum, in welchem der Lichtbogen
gezogen wird, zunächst gegen den Außenraum abzuschließen und nach Entwicklung einer
genügenden Dampfmenge plötzlich zu öffnen, wobei der Wechselstromlichtbogen beim ersten,
während der Expansion auftretenden Stromnulldurchgang gelöscht wird.
Es ist an sich gleichgültig, welche Löschflüssigkeiten für den Schalter verwendet werden,
sobald sie nur die Eigenschaft haben, unter der Einwirkung des Lichtbogens entionisierend
wirkende Dämpfe zu entwickeln. Es empfiehlt sich jedoch, nicht brennbare Flüssigkeiten,
beispielsweise Wasser, zu verwenden. Als flüssigkeitsdurchtränkte Körper können schwamm- oder dochtartige Stoffe verwendet
werden. Es empfiehlt sich, solche Stoffe zu verwenden, deren Isoliervermögen in trockenem
Zustand möglichst hoch ist.
In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. ·
In Fig. ι sind io und ii die beiden Elektroden
eines Schalters, zwischen denen der Unterbrechungslichtbogen 12 brennt. 13 ist
eine Blasspule, die ein senkrecht zum Lichtbogen stehendes Magnetfeld erzeugt. 14 ist ein
schwammartiger Körper, der mit einem Fortsatz 15 in den flüssigkeitsgefüllten Behälter 16
reicht und mit der Schaltflüssigkeit durchtränkt ist.
Der Lichtbogen wird durch das Magnetfeld nach unten bewegt und dadurch an den
Schwamm 14 angedrückt. Es entsteht also an der Oberfläche des Lichtbogens eine sehr
lebhafte Verdampfung. Dieser Dampf, der zum größten Teil gesättigt ist, entionisiert den Lichtbogen,
wenn er expandiert. Handelt es sich um einen Wechselstromlichtbogen, so ist die jedesmalige Stromabnahme im Verlauf der
natürlichen Periode des Wechselstroms mit einer solchen Expansion des Dampfes verbunden,
weil sich das Volumen des Lichtbogens von derjenigen Größe, die es beim Maximalwert
des Stromes hat, bis auf Null verkleinert.
In Fig. 2 bedeutet 20 eine isolierende Löschkammer, die auf einen Flüssigkeitsbehälter 21
aufgebaut ist. Auf dem leitenden Deckel dieses Behälters ist das feststehende Schaltstück 22
befestigt. In der Löschkammer ist ein isolierender, mit Kapillaren durchsetzter Hüllkörper 23
angebracht, der die ganze Unterbrechungsstelle umhüllt und nach unten in die den Behälter 21
füllende Flüssigkeit hinabreicht. Isolierkörper 24, 25 gleiten auf in der Löschkammerwand befestigten
Bolzen 26, 27 und werden durch Federn 28, 29 bei geschlossenem Schalter gegen den
Schaltstift 30 gedrückt. 31 ist ein Gleitkontakt, von dem der Strom durch die Leitung 32 abgenommen
wird. Die Stromzufuhr zu dem festen Kontakt 22 erfolgt durch die Leitung 33. Wenn bei der Kontaktöffnung der Schaltstift
30 etwa die gezeichnete Lage erreicht hat, wird der zylinderförmige Hüllkörper 23 durch
die Isolierstücke 24, 25 zusammengedrückt, und der Lichtbogen muß auf diese Weise in einem
engen Spalt in der Isolierstoffhülle brennen. Er entwickelt daher aus der in den Kapillaren
des Isolierstoffs enthaltenen Flüssigkeit sehr lebhaft Dampf und dieser expandiert durch
den Lichtbogenraum hindurch, um die Löschkammer durch die obere Öffnung zu verlassen.
Sobald der Wechselstrom durch seinen Maximalwert hindurchgegangen ist und gegen seinen
Nullwert geht, wird die Expansion des Dampfes so kräftig, daß am Rand des Lichtbogens
unterkühlter Dampf entsteht, der die Eigenschaft hat, den Lichtbogenraum augenblicklich
zu entionisieren. Infolgedessen nimmt der Lichtbogenquerschnitt sehr rasch ab in dem
Maße, als sich der Strom seinem Nullwert nähert und in dem gleichen Augenblick, wo
er ihn erreicht, ist auch die Unterbrechungsstelle vollkommen entionisiert, so daß die
wiederkehrende Zündspannung den Lichtbogen nicht mehr neu zu zünden vermag.
In Fig. 3 ist 40 eine Expansionskammer aus Isoliermaterial mit einem Isolierdeckel 41. Durch
den Flansch 42 der Expansionskammer gehen Bolzen 43 hindurch, die sich mit Ankern 44
gegen Federn 45 stützen, die zwischen den Flansch und den Anker geschaltet sind, 46 ist
ein Flüssigkeitsbehälter, 47 ist ein zylindrischer, dochtartiger Körper, welcher durch Kapillarwirkung,
die Flüssigkeit aus dem Behälter 46 aufsaugt. 48 ist das feststehende Schaltstück,
49 der bewegliche Schaltstift. Die Stromzuführung erfolgt durch die Leitung 50, die
Stromabteilung durch die Leitung 51.
Die Federn 45 sind so stark gespannt, daß erst ein Dampfdruck von der Höhe des Expansionsdrucks
innerhalb der Kammer die Federkraft überwindet. Sobald durch den Lichtbogen aus dem mit Flüssigkeit vollgesaugten Isolierkörper
47 eine solche Dampfmenge entwickelt ist, daß der Expansionsdruck erreicht ist, was
in der gezeichneten Stellung der Fall sein möge, hebt sich der Deckel 41 vom Flansch 42 ab.
Der Ringspalt zwichen Deckel und Flansch wird rasch vergrößert, weil der in den Spalt
tretende Dampf eine vergrößerte Angriffsfläche hat, und der Dampf expandiert daher plötzlich.
Beim ersten Stromnulldurchgang während dieser Expansion erlischt der Wechselstromlichtbogen
infolge der stark entionisierenden Wirkung des unterkühlten Dampfes. Wenn der Schalter
offen ist, bildet die zwischen den Kontakten befindliche Luftstrecke eine gute Isolation.
Claims (4)
1. Elektrischer Schalter für Wechselstrom mit Lichtbogenlöschung nach dem Expansionsprinzip
durch vom Lichtbogen selbst aus Flüssigkeit entwickelten und rasch im Lichtbogenraum expandierenden Dampf, dadurch
gekennzeichnet, daß die Unterbrechungsstrecke in Gas angeordnet ist und daß in den Bereich des Lichtbogens
flüssigkeitsdurchtränkte Körper gebracht sind.
2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechungsstrecke
von mit Kapillaren durchsetzten Stoffen eingehüllt ist, welche in einen mit Flüssigkeit gefüllten Behälter
reichen und sich durch Kapillarwirkung mit Flüssigkeit ansaugen.
3. Elektrischer Schalter nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der die Unterbrechungsstrecke
einhüllende isolierende Stoff mindestens auf einem TeE seiner Länge so stark verengt ist, daß der Lichtbogen
zusammengedrückt wird.
4. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Magnetfeld, das
den Unterbrechungslichtbogen mit dem flüssigkeitsdurchtränkten Körper in Berührung
bringt.
to
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
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DE574087T | 1930-10-21 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE572775C true DE572775C (de) | 1933-03-23 |
Family
ID=34593164
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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GB (2) | GB384007A (de) |
Families Citing this family (1)
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GB2522149B (en) * | 2015-04-30 | 2015-12-30 | Michal Madera | Circuit Breaker |
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1930
- 1930-09-19 DE DE1930572775D patent/DE572775C/de not_active Expired
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-
1931
- 1931-09-15 GB GB2588931A patent/GB384007A/en not_active Expired
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- 1931-09-22 GB GB2649831A patent/GB384384A/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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GB384007A (en) | 1932-12-01 |
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