DE618455C

DE618455C - Vorrichtung fuer die Lichtbogenloeschung in OElschaltern

Info

Publication number: DE618455C
Application number: DES111082D
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1934-01-06
Filing date: 1930-10-29
Publication date: 1935-09-09
Also published as: US1973485A; GB438401A; DE629846C

Description

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ist in Anspruch genommen.

Die Erfindung betrifft eine schnellwirkende Vorrichtung für die Lichtbogenlöschung in Ölschaltern, welcher der folgende Gedanke zugrunde liegt:

Der Lichtbogen besteht gänzlich aus Ionen und Elektronen ist deshalb sehr beweglich und hat die Fähigkeit, allen Hindernissen auszuweichen oder sie zu umgehen; außerdem ist er von einer öldampfhülle umgeben, die eine Berührung mit frischem öl verhindert. Es werden daher Isolierkörper mit Kanälen oder Nuten angeordnet, die den Lichtbogen einschnüren und beschränken. Außerdem sind an den Seitenwänden des Kanals Taschen oder Zwischenräume geschaffen, in . denen frisches Öl festgehalten wird. Zwingt man nun den Lichtbogen auf magnetischem Wege seinen Weg durch den Kanal zu nehmen, so verdampft er das frische Öl, das sich in den Taschen befindet, und die nicht ionisierten Gasteilchen, die auf diese Weise in den Lichtibogenstrom gebracht werden, bewirken eine schnelle Lichtbogenlöschung.

Die Löscheinrichtung besteht aus einem Stapel von quer zur Unterbrechungsstrecke angeordneten Isolierplatten mit durchgehendem Schlitz für den Lichtbogen, wobei zum Zwecke der magnetischen Steuerung für den Lichtbogen zwischen den Isolierplatten ' magneti sierbare Platten in Abständen eingeschaltet und gegen den Lichtbogen isoliert sind.

Infolge der elektrostatischen Wirkung der magnetisierbaren Platten wird jedoch die Feldverteilung über die Unterbrechungsstrecke ungünstig beeinflußt. Insbesondere ist dies der Fall, wenn mehrere Lichtbogenunterbrechungsstellen hintereinandergeschaltet sind. Hierdurch können leicht Rückzündüngen von Teilen der Unterbrechungsstrecke durch die wiederkehrende Spannung erfolgen, wenn nicht durch eine Vergrößerung des Plattenstapels für eine Verlängerung der entionisierten Unterbrechungsstrecke gesorgt wird.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, werden nach der Erfindung elektrostatische Schinne leitendem Material oder Parallelwider-

stände in dem Plattenstapel angeordnet, welche die Spannungsverteilung längs des Lichtbogenweges im Augenblick des Stromnulldiirchganges verbessern.

Es ist bereits ein Wechselstromschalter bekannt, bei welchem der Lichtbogen dadurch gelöscht wird, daß er in einen quer zu seiner Längsrichtung stehenden Stapel von leitenden Platten hineingetrieben und zur Auflösung in eine Anzahl kurzer, zwischen den einzelnen leitenden Platten brennender Lichtbögen gezwungen wird. Die Löschwirkung dieses Schalters beruht auf der raschen Bildung der

sogenannten Kathodenschichten an den leitenden Platten im Augenblick des Stromnundurchganges, welche eine Spannung von ungefähr 300 Volt aushalten können. Um den Anteil der wiederkehrenden Spannung für jeden Plattenzwischenraum unter diesem für die Kathodenschicht zulässigen Wert von 300 Volt zu halten, genügt es nicht, eine mit Rücksicht auf die Betriebsspannung des Schalters genügende Plattenanizahl vorzusehen. Die elektrostatische Kapazität eines derartigen Stapels aus leitenden Platten untereinander und gegen Erde bewirkt nämlich eine ungleichmäßige Verteilung des L5 Potential'gefalles über den Plattenstapel. Das größte Potentialgefälle ist an den in der Nähe des Netzpotentials befindlichen Platten vorhanden, während bei höheren Spannungen und daher großer PJattenzahl die auf der ao Seite des Erdpotentials liegenden Plattenzwischenräume des Stapels schon ein sehr geringes Potentialgefälle aufweisen. Auch durch eine Vermehrung der Plattenanzahl läßt sich daher bei höheren Spannungen ohne weiteres keine dera'rtige Entlastung der ersten Plattenzwiscbenräume erzielen, daß" die Wiederzündung des Lichtbogens nach dem Strornnulldürchgang verhindert wird. Man hat daher bei diesem Schalter bereits elektrostatische Schirme aus leitendem Material oder Parallelwiderstände angeordnet, um die Spannungsverteilung auf die Untgrbrechungsstrecke gleichmäßig zu gestalten. Die Widerstände sind also hier die Voraussetzung für die Lichtbogenlöschung.

Anders ist es bei der vorliegenden Ölschalterlöscheinrichtung. Hier wird die Lichtbogenstrecke in dem Plattenstapel durch die entwickelten Gase so stark entionisiert, daß bei genügender Länge des Plattenstapels Stromkreise jeder Spannung auch bei ungleichmäßiger Spannungsverteilung auf die Unterbrechungsstrecke unterbrochen werden. Es können jedoch weniger Platten benutzt werden, wenn die Spannungsverteilung auf den Stapel durch die Mittel der Erfindung verbessert wird. Die Anwendung elektrostatischer Schirme und von Parallelwiderständen bei der vorliegenden ölschalterlöscheinrichtung ermöglicht also eine Verkleinerung des Plattenstapels.

Insbesondere können zwischen die magnetisierbaren Platten Widerstände von solcher Größe eingeschaltet werden, daß die Leitfähigkeit des von ihnen gebildeten zur Unterbrechungsstrecke parallelen Strompfades ge-, ring, jedoch größer ist als die Wechselstromleitfähigkeit der Plattenanordnung selbst.

In den Fig. 1 bis 4 sind die wesentlichen Teile zweier ölschalter dargestellt, die nach I den beschriebenen Grundsätzen konstruiert sind·. An den Durchführungsisolatoren 105 und 106 des in Fig. 1 und 2 dargestellten ölschalters sind die Kontaktstücke 107 und 108 befestigt, die durch die Schalttraverse 109 ß₅ bei eingeschaltetem Schalter miteinander verbunden sind. Die Schalttraverse wird durch die Schaltstange 110 bewegt. An jedem Kontaktstück ist ein Paket von genuteten Platten 112 aus Isoliermaterial angebracht, zwischen den die magnetisierbaren Platten 113 sich befinden, deren etwas größere Nuten 114 mit Isoliermaterial ausgefüllt sind, um das magnetisierbare Material sicher gegen die Einwirkung des Lichtbogens zu schützen. Die Form der genuteten Platten ist aus Fig. 4 zu entnehmen. Die Platten 112 aus Isoliermaterial dienen zur seitlichen Einschränkung des Lichtbogens, während das von den LJ-förmigen magnetisierbaren Platten 113 erzeugte magnetische Feld dafür sorgt, daß sich der Lichtbogen in die Nut hineinbewegt und dadurch nahe genug an die Nutwandungen gebracht wird. Die kalten, flüssigen ölteile, die sich in den Taschen und Zwischenräumen der Platten befinden, werden verdampft, nicht ionisierte Teilchen werden in den Lichtbogenweg gebracht und bewirken dessen Löschung. Die Verteilung der Spannung wird durch elektrostatische Schirmschilde 116 und 117 go aus leitendem Material bewirkt, die die Wiederzündung des Lichtbogens dadurch verhindern, daß sie unzulässig große Potentialunterschiede an den Enden des Raumes vermeiden, der besonders von dem Lichtbogen eingenommen wird.

Eine andere Ausführungsform für die wesentlichen Schalterteile ist in Fig". 3 und 4 dargestellt. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, ist dieser Schalter mit im ganzen sechs Unterbrechungsstellen ausgerüstet. Jeder dieser Unterbrechungsstellen sind je zwei feste Kontaktstücke 140 und 141 und eine Flachkupferschalttraverse 142 zugeordnet. Die drei Schalttraversen sind an einer Stange 143 aus Isoliermaterial befestigt, die die Schaltbewegung von dem Schaltmechanismus . 150 des ölschalters auf die Schalttraversen überträgt. Die festen Kontaktstücke 141 sind mit Hilfe von Querträgern 154 an den Durchführungen 151 und 152 befestigt. Die Leitungsführung der Verbindungen zwischen den einzelnen Unterbrechungskontakten ist aus Fig. 4 zu entnehmen. Von der Durchführung 152 führt eine Verbindung 156 zu dem linken äußeren Kontaktstück 141, von der Durchführung 151 eine ähnliche Verbindung zu dem rechten äußeren Kontaktstück an der anderen Seite des Schalters. Zwischen diesen Punkten sind die sechs Unterbrechungsstellen hintereinandergeschaltet, wozu die Verbindungen 158 dienen. Die drei

Schalttraversen sind durch Zwischenwände i6i voneinander getrennt.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist an jeder Unterbrechungsstelle ein Paket der oben beschriebenen Kontaktplatten angeordnet, wobei jedes dieser Pakete mit leitenden Endplatten 162 und 163 am oberen und unteren Ende versehen ist. An der unteren Platte 163 ist noch eine Zunge 164 angebracht, die sich gegen die Schalttraverse 142 legt, so daß diese Kontaktverbindung erst unterbrochen wird, wenn die Traverse ihre untere Stellung erreicht hat. Die beiden leitenden Platten 162 und 163 sind durch einen Widerstand 166 elektrisch verbunden, dessen Anzapfpunkte mit den einzelnen magnetisierbaren Platten 167 in leitender Verbindung stehen. Der Widerstand 166 ist auf diese Weise dem Lichtbogen parallel geschaltet.

Sobald der Lichtbogen unterbrochen ist, springt die Spannung jedes dieser Widerstände auf ¹Z₆ der gesamten Schalterspannung. Die Widerstände sind so groß gewählt, daß sie einen "Strom aufnehmen, der groß ist im Vergleich zu dem kapazitiven Strom, der zwischen den geerdeten Teilen des Schalterkessels und den metallischen Kontaktteilen fließt. Auf diese Weise wird die Spannungsverteilung längs der Lichtbogenwege zwischen den Enden jedes der sechs Lichtbogen und die Teilung der Gesamtspannung unter die sechs Unterbrechungsstellen durch den in dem Parallelwiderstand fließenden Strom gesteuert. Man ist dabei nicht an einen bestimmten Wert des Stromes gebunden. Er wird etwa in der Größenordnung von ¹J₁₀ Amp. liegen. Die magnetisierbaren Platten 167 der genuteten Pakete kontrollieren die Verteilung der Spannung längs des Lichtbogenraumes. Dies wird erreicht durch entsprechende Bemessung der Kapazitäten der einzelnen Platten 167 oder durch Verbindung der Platten mit den Anzapfungen des Widerstandes 166 oder, wie in Fig. 3, durch beide Maßnahmen. Wie ersichtlich, ist hier die mittlere der magnetisierbaren Platten 167 kleiner als die anderen, hat also auch eine kleinere Kapazität.

Die Verbindung der Strombrücken mit Hilfe von an den unteren Enden der Unterbrechungsvorrichtungen angeordneten, mit den Parallelwiderständen verbundenen GLeitkontakten (164) ist bei Schaltern mit Mehrfachunterbrechung empfehlenswert, um während des ersten Teiles der Ausschaltbewegung eine gleichmäßige Verteilung der Spannung auf die in Reihe liegenden Unterbrechungsstellen zu gewährleisten,.

Claims

Patentansprüche: .

1. Vorrichtung für die Lichtbogenlöschung in ölschaltern, bestehend aus einem Stapel von quer zur Unterbrechungsstrecke angeordneten Isolierplatten mit durchgehendem Schlitz für den Lichtbogen, wobei zwischen den Isolierplatten magnetisierbare Platten in Abständen eingeschaltet und gegen den Lichtbogenpfad isoliert sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Steuerung der Spannungsverteilung auf die Unterbrechungsstrecke elektrostatische Schirme aus leitendem Material oder Parallelwiderstände in dem Plattenstapel angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Widerstände zwischen den magnetisierbaren Platten eingeschaltet sind, welche so groß bemessen sind, daß die Leitfähigkeit des von ihnen gebildeten, zur Unterbrechungsstrecke parallelen Strompfades gering, jedoch größer als die Wechselstromleitfähigkeit der Plattenanordnung selbst ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 für Schalter mit Mehrfachunterbrechung, deren Unterbrechungsstellen durch bewegliche Strombrücken in Reihe geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Strombrücken mit Hilfe von Gleitkontakten mit den unteren Enden der an den einzelnen Unterbrechungsvorrichtungen angeordneten Parallelwiderstände während des ersten Teiles der Ausschaltbewegung in Verbindung stehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen