DE599114C - Electric circuit breaker - Google Patents

Description

Bei einem Unterbrecher läßt der Lichtbogen zwischen den Kontakten zahlreiche geladene Teilchen (Ionen und Elektronen) entstehen. In dem Augenblick, wo der Strom durch den Nullwert hindurchgeht, bleibt der zwischen den Kontakten befindliche Raum von diesen geladenen Teilchen angefüllt. Diese Teilchen machen den Raum mehr oder weniger leitend und vermindern seinen dielektrischen Widerstand. Wenn nun in diesem Augenblick die Spannung wieder zwischen den Elektroden auftritt, so wird hierdurch zwischen den Kontakten ein elektrisches Feld erzeugt, dessen Kraftlinien bekanntlich von der positiv geladenen Anode nach der negativ geladenen Kathode gerichtet sind. Dieses elektrische Feld verhindert einen genügend hohen dielektrischen Widerstand des zwischen den Elektroden vorhandenen Raumes, so daß der Bogen ohne weiteres von neuem entstehen kann.In the case of a breaker, the arc leaves numerous contacts between the contacts charged particles (ions and electrons) are created. At the moment when the electricity passes through the zero value, the space between the contacts remains filled with these charged particles. These particles make the space more or less conductive and reduce its dielectric resistance. If now at this moment If the voltage reappears between the electrodes, it is between the contacts an electric field is generated whose lines of force are known to differ from the positively charged one Anode are directed towards the negatively charged cathode. This electric field prevents a sufficiently high dielectric Resistance of the space between the electrodes, so that the arc can easily arise again.

Wenn man durch irgendein Mittel das wiederauftretende elektrische Feld verringert, so wird es dem Lichtbogen viel schwieriger sein, sich von neuem zu bilden. Gelingt es gar,If by any means one diminishes the recurring electric field, so it will be much more difficult for the arc to re-form. Does it even succeed

as das Feld völlig zu vernichten, so ist eine Erneuerung des Lichtbogens praktisch ausgeschlossen. he completely annihilating the field is a renewal the arc is practically impossible.

Es ist bekannt, daß in jedem elektrischenIt is known that in every electrical

Feld das Einbringen neuer elektrischer Ladungen an irgendeiner Stelle des Feldes unmittelbar auf die Stärke dieses Feldes einwirkt. Ferner sind zahlreiche Vorrichtungen bei Schaltern bekannt, die von einer dritten Elektrode Gebrauch machen, die im allgemeinen auf das gleiche Potential gebracht wird wie die Hauptelektrode, die sie umgibt.Field the introduction of new electrical charges at any point in the field directly affects the strength of this field. There are also numerous devices with switches known to make use of a third electrode, generally based on the the same potential is brought as the main electrode that surrounds it.

Auf diese Weise ist es offensichtlich möglich, die Stärke des Feldes in der Nähe der Hauptelektrode zu vermindern, indem der größte Potentialanstieg der vollständig isolierten Hilfselektrode mitgeteilt wird.In this way it is obviously possible to check the strength of the field near the main electrode to reduce by the greatest potential increase of the fully insulated auxiliary electrode is communicated.

Andererseits läßt sich auf diese Weise jedoch das elektrische Feld zwischen den Hauptelektroden nur bis zu einer gewissen Grenze, nicht aber darüber hinaus verringern. Dagegen ist es möglich, das Feld in sehr hohem Maße zu vermindern, indem man entweder in der Nähe der Anode negative Ladungen oder in der Nähe der Kathode positive Ladungen erzeugt oder sich auch beider Mittel bedient. Man erzeugt auf diese Weise in dem elektrischen Feld zwischen den Kontakten eine zweite Gruppe von Kraftlinien, die von der Kathode zur Anode gerichtet sind und die zusammen mit der ersten Gruppe ein resultierendes elektrisches Feld ergeben. Dieses resultierende Feld ist schwächer als das ursprüngliche Feld. Wie leicht einzusehen ist, kann man, indem man die neuen Ladungen an geeigneter Stelle erzeugt, dem resultierenden Feld innerhalb βοOn the other hand, however, the electric field between the main electrodes can be reduced in this way only decrease up to a certain limit, but not beyond that. In contrast, it is possible to use the field to a very high degree to diminish by putting negative charges either near or near the anode the cathode generates positive charges or uses both means. One creates in this way a second group in the electric field between the contacts of lines of force which are directed from the cathode to the anode and which together with the first group give a resulting electric field. This resulting field is weaker than the original field. How easy is it to see can be seen by the new charges generated at a suitable point, the resulting field within βο

weiter Grenzen beliebige Stärken geben bzw. das resultierende Feld weitgehend verringern. Wenn man an irgendeiner Stelle eines Feldes elektrische Ladungen anbringen will, so genügt es, an dieser Stelle einen Leiter anzuordnen und ihn gegenüber den anderen in dem Feld befindlichen Leitern auf ein bestimmtes Potential zu bringen. Wenn man die geometrische Form dieses neuen Leiters und seine Stellung gegenüber den ursprünglichen Leitern (Elektroden) in geeigneter Weise wählt und ihn auf ein bestimmtes Potential bringt, so erreicht man, daß die elektrischen Ladungen so verteilt werden, wie man es wünscht. Man erhält infolgedessen einen der bekannten Unterbrecher, bei dem zusätzlich zu den normalen Elektroden eine dritte isolierte Elektrode vorhanden ist, die ständig auf einem bestimmten Potential gehalten wird und die dazu dient, so das beim Durchgang des Stromes durch den Nullwert wieder auftretende elektrische Feld zu schwächen. Selbstverständlich kann man Unterbrecher mit mehr als drei Elektroden in gleicher Weise ausbilden.further limits give arbitrary strengths or largely reduce the resulting field. If you want to apply electrical charges at any point in a field, that's enough it is to place a ladder at this point and place it across from the others in the field to bring existing ladders to a certain potential. If you have the geometric Form of this new leader and its position in relation to the original leaders (Electrodes) selects in a suitable manner and brings him to a certain potential, so one achieves that the electrical charges are distributed as one wishes. Man as a result, receives one of the well-known breakers, in addition to the normal A third insulated electrode is present, which is constantly on a given electrodes Potential is held and which serves to do so when the current passes through the Zero value to weaken recurring electric field. Of course you can Form circuit breakers with more than three electrodes in the same way.

Die Erfindung bezieht sich nun auf einen Stromunterbrecher mit einer in der Lichtbogenzone angeordneten dritten Elektrode, wobei die dritte Elektrode ständig auf einem bestimmten Potential gehalten wird. Erfmdungsgemäß wird dieses Potential der dritten Elektrode demjenigen des zugehörigen Kontaktes gleich, aber entgegengesetzt gerichtet gewählt. Es ist möglich, auf diesem Grundgedanken aufbauend,. außerordentlich einfache Unterbrecher zu bauen, bei denen es zur Erzeugung des Gegenpotentials der dritten Elektrode beispielsweise genügt, diese Elektrode durch einen Leiter mit einer der Hauptelektroden zu verbinden.The invention now relates to a circuit breaker with one in the arcing zone arranged third electrode, wherein the third electrode is constantly held at a certain potential. According to the invention this potential of the third electrode becomes that of the associated contact same, but chosen in the opposite direction. It is possible based on this basic idea constructive ,. extremely simple to build breakers, which are used to generate of the counter potential of the third electrode is sufficient, for example, this electrode to be connected by a conductor to one of the main electrodes.

Die Zeichnung zeigt schematische Darstellungen von Ausführungsbeispielen der Erfindung, und zwarThe drawing shows schematic representations of exemplary embodiments of the invention, in fact

Abb. ι einen Unterbrecher mit einer Unterbrechung je Phase,Fig. Ι a breaker with an interruption per phase,

Abb. 2 einen Unterbrecher mit einer Unterbrechung je Phase nebst einer Vorrichtung, die dazu dient, die dritte Elektrode auf das gewünschte Potential zu bringen, Abb. 3 eine andere, beispielsweise einphasige Ausführungsform,Fig. 2 a breaker with one break per phase together with a device, which is used to bring the third electrode to the desired potential, Fig. 3 another, for example single-phase Embodiment,

Abb. 4 einen Unterbrecher mit zwei Unterbrechungen je Phase.Fig. 4 a breaker with two interruptions per phase.

In Abb. ι ist 1 der bewegliche Kontakt, dessen Potential als Bezugspotential gewählt ist. 2 ist der feste Kontakt. In bezug auf das Potential des beweglichen Kontaktes 1 beträgt sein Potential -\- V. 3 ist die von den vorgenannten beiden Kontakten durch die isolierende Umhüllung 4 getrennte dritte, festangebrachte Elektrode. Das Potential dieser Zusatzelektrode 3 beträgt in bezug auf dasjenige des beweglichen Kontaktes — V. Dadurch wird die Anzahl der von 1 ausgehenden und bei 2 endenden elektrischen Induktionslinien im Augenblick des Wiederkehrens der Spannung zum Verschwinden gebracht bzw. merklich verringert.In Fig. 1, 1 is the movable contact, the potential of which is selected as the reference potential. 2 is the fixed contact. With regard to the potential of the movable contact 1, its potential is - \ - V. 3 is the third, fixed electrode separated from the aforementioned two contacts by the insulating sheath 4. The potential of this additional electrode 3 is in relation to that of the movable contact - V. This causes the number of electrical induction lines starting from 1 and ending at 2 to disappear or noticeably reduce at the moment the voltage returns.

Die schematischen Darstellungen, Abb. 2 und Abb. 3, beziehen sich auf den Fall, daß zum Erreichen des Gegenpotentials der dritten Elektrode Transformatoren benutzt werden. Gemäß Abb. 2 wird die dritte Elektrode ständig auf einem Potential von gegenüber dem Potential des festen Kontaktes gegensätzlichem Kennzeichen gehalten.The schematic representations, Fig. 2 and Fig. 3, relate to the case that for When the counter potential of the third electrode is reached, transformers can be used. According to Fig. 2, the third electrode is constantly at a potential from opposite the potential of the permanent contact held contrary characteristics.

In dieser Abbildung sind 1 der bewegliche Kontakt einer Phase, 2 der feste Kontakt, 3 die dritte Elektrode, 5 die Zuleitungsdrähte und 6 ein Autotransformator. Zur Regelung der Spannung von 3 genügt es, für den Autotransformator 6 mehr oder weniger Windungen zu wählen. Seine Leistung ist nur sehr klein und praktisch gleich Null, da der Stromkreis sich nur über die durch die Elektroden 2 und 3 gebildete Kapazität schließt.In this figure 1 is the moving contact of a phase, 2 is the fixed contact, 3 the third electrode, 5 the lead wires and 6 an autotransformer. Regarding the regulation the voltage of 3 it is sufficient for the autotransformer 6 more or less turns to choose. Its power is only very small and practically zero, as the circuit closes only via the capacitance formed by electrodes 2 and 3.

Die Abb. 3, die ein Ausführungsbeispiel für Einphasenstrom zeigt, bezieht sich auf den Fall, wo die Ergänzungselektrode 3 während einer Unterbrechung nur das Potential — V besitzt. Unter dieser Voraussetzung wird der Primärstrom des Selbsttransformators 6 auf die Kontakte 1 und 2 abgeleitet, so daß er nur während der Unterbrechung des Stromkreises erregt wird.Fig. 3, which shows an exemplary embodiment for single-phase current, relates to the case where the supplementary electrode 3 only has the potential - V during an interruption. Under this condition, the primary current of the self-transformer 6 is diverted to the contacts 1 and 2, so that it is only excited during the interruption of the circuit.

In Abb. 4 sind 2' und 2" die festen Kontakte. Ihre Potentiale sind mit + V und — V bezeichnet. 7 ist die bewegliche Traverse, 3' und 3" sind die zusätzlichen Elektroden und 4' und 4" die Isolierungswände.In Fig. 4, 2 'and 2 "are the fixed contacts. Their potentials are marked + V and - V. 7 is the movable cross-beam, 3' and 3" are the additional electrodes and 4 'and 4 "are the insulating walls.

In dem Augenblick, wo der Strom durch den Nullwert hindurchgeht, erlischt der Bogen zwischen der Traverse 7 und jedem der festen Kontakte 2' und 2" aus, indem die Traverse 7 ein mittleres Potential zwischen den Potentialen der festen Kontakte annimmt. Man vermindert den Induktionsstrom zwischen dem festen Kontakt 2' und der Traverse 7, indem man die Elektrode 3' auf das Potential — V bringt, was ganz einfach dadurch erreicht wird, daß man die Ergänzungselektrode 3' mit dem festen Kontakt 2" verbindet. In gleicher Weise wird der Induktionsstrom zwischen dem festen Kontakt 2" und der Traverse 7 herabgesetzt, indem man die Ergänzungselektrode 3" mit dem festen Kontakt 2' verbindet.At the moment when the current passes through the zero value, the arc between the crossbeam 7 and each of the fixed contacts 2 'and 2 "is extinguished in that the crossbeam 7 assumes an average potential between the potentials of the fixed contacts. The induction current is reduced between the fixed contact 2 'and the cross member 7 by bringing the electrode 3' to the potential - V , which is achieved quite simply by connecting the supplementary electrode 3 'to the fixed contact 2 ". In the same way, the induction current between the fixed contact 2 "and the cross member 7 is reduced by connecting the supplementary electrode 3" to the fixed contact 2 '.

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: i. Elektrischer Stromunterbrecher mit einer in der Lichtbogenzone einem Kontakt zugeordneten dritten, isolierten Elektrode, welche ständig auf einem bestimmten Poten-i. Electric circuit breaker with one contact in the arcing zone assigned third, insulated electrode, which is constantly at a certain potential tial gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß diese dritte Elektrode ständig auf einem Potential gehalten wird, das demjenigen des zugeordneten Kontaktes gleich groß, aber entgegengesetzt gerichtet ist. is held tial, characterized in that this third electrode is constantly on is held at a potential equal to that of the associated contact large, but directed in the opposite direction. 2. Stromunterbrecher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Elektrode durch einen zu dem festen und dem beweglichen Kontakt im Nebenschluß liegenden Transformator auf dem ge- ίο wünschten Potential gehalten wird.2. Circuit breaker according to claim i, characterized in that the third electrode is shunted to one of the fixed and movable contacts transformer is kept at the desired potential. 3. Stromunterbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Elektrode an die Sekundärwicklung eines Transformators angeschlossen ist, dessen Primärwicklung mit einer vor dem festen Kontakt angelegten Speiseleitung verbunden ist.3. Circuit breaker according to claim 1, characterized in that the third Electrode is connected to the secondary winding of a transformer whose Primary winding connected to a feed line applied in front of the fixed contact is. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings