DE619461C - Schalter fuer Wechselstrom mit Vielfachunterbrechung - Google Patents
Schalter fuer Wechselstrom mit VielfachunterbrechungInfo
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- DE619461C DE619461C DES110038D DES0110038D DE619461C DE 619461 C DE619461 C DE 619461C DE S110038 D DES110038 D DE S110038D DE S0110038 D DES0110038 D DE S0110038D DE 619461 C DE619461 C DE 619461C
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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
- H01H33/7015—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts
- H01H33/7069—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts characterised by special dielectric or insulating properties or by special electric or magnetic field control properties
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- Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
Description
DEUTSCHES REICH
AUSGEGEBEN AM
1. OKTOBER 1935
1. OKTOBER 1935
REICHSPATENTAMT
PATENTSCHRIFT
KLASSE 21 c GRUPPE 35
Patentiert im Deutschen Reiche vom 7. Juli 1933 ab
Die Erfindung betrifft einen Schalter für Wechselstrom mit Vielfachunterbrechung. Es
sind solche Schalter bekannt, bei welchen zwischen einer Anzahl Elektroden Lichtbögen
gezogen werden, die dadurch rasch gelöscht werden, daß sie durch ein magnetisches
Feld veranlaßt werden, in Kreispfaden zwischen den Stirnflächen der Elektroden rasch
umzulaufen. Es sind auch Schalter bekannt, bei welchen eine große Anzahl von leitenden
Platten, die quer zum Lichtbogen stehen, eingeschaltet werden, um die Durchschlagsfestigkeit
der sich an den Platten bildenden Kathodenschichten, die etwa 200 Volt betragen kann, für die Unterbrechung auszunutzen.
Hierbei muß eine mit der Betriebsspannung des Schalters wachsende Zahl der Kathodenschichten, die hier gleichbedeutend
mit den Unterbrechungsstellen sind, vorgesehen werden.
Die Erfindung geht einen anderen Weg. Sie geht davon aus, daß bei genügend kleinem
Elektrodenabstand die Ausbildung eines Lichtbogens sehr erschwert ist infolge der
Annäherung des Elektrodenabstandes an die Kathodenfallänge des Glimmstromes. Die
Länge des Kathodendunkelraumes beträgt bei Atmosphärendruck einige hundertstel Millimeter
und ist bei geringen Gasdichten, welche bei Schaltern vorherrschend sind, da der
Elektrodenraum durch die Entladung erwärmt ist, entsprechend größer. Bei Unterschreiten
der Kathodenfallänge hört sogar der Glimmstrom auf.
Nach der Erfindung wird bei einem Wechselstromschalter mit Vielfachunterbrechung
der Abstand, auf welchen beim Unterbrechungsvorgang je zwei Einzelelektroden gebracht werden, auf eine Länge von der
Größenordnung des Kathodenfalles des Glimmstromes begrenzt; gleichzeitig wird eine Beblasung vorgesehen, welche das an den
Unterbrechungsstellen entstehende ionisierte Gas in feldfreie oder feldschwache Räume
hineindrückt.
Hierdurch wird eine besonders wirkungsvolle Stromunterbrechung eines Wechselstromkreises
erzielt, da nur Glimmentladungen entstehen können, deren Restionisation durch die vorgesehene Beblasung für die
Rückzündung des Lichtbogens im Augenblick des Stromnulldurchganges unschädlich gemacht wird. Es gelingt dadurch, in einer
Zeit, die gegenüber der Halbperiode des Wechselstromes kurz ist, den Raum zwischen
den Kontakten vollständig vom ionisierten Gas zu reinigen und das Gas in. einen feldfreien
Raum hinauszudrücken, so daß eine durchsehlagsfeste Schicht von genügender
dielektrischer Festigkeit zwischen den Leitungsenden aufgebaut wird. Diese Wirkung
beruht auch darauf, daß die entstehenden
*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:
Dr. Hans Gerdien in Berlin-Grunewald.
Entladungen gegenüber der Lichtbogenentladung harmloser Natur sind und längere
Zeit zum Übergang in eine Lichtbogenentladung benötigen.
S Gegenüber dem Schalter mit rascher Lichtbogenrotation erspart man Magnetisierungs einrichtungen für die Erzeugung starker Blasfelder. Gegenüber einem auf dem Prinzip der Kathodenschichtbildung beruhenden. Schalter ίο hat der Erfindungsgegenstand den Vorteil, daß man die Zahl der in Reihe liegenden Unterbrechungsstellen bei gleicher Güte der Löschung wesentlich vermindern kann.
S Gegenüber dem Schalter mit rascher Lichtbogenrotation erspart man Magnetisierungs einrichtungen für die Erzeugung starker Blasfelder. Gegenüber einem auf dem Prinzip der Kathodenschichtbildung beruhenden. Schalter ίο hat der Erfindungsgegenstand den Vorteil, daß man die Zahl der in Reihe liegenden Unterbrechungsstellen bei gleicher Güte der Löschung wesentlich vermindern kann.
Es ist besonders zweckmäßig, in einer Halbwelle des Wechselstromes genügend viele
solcher Unterbrechungsstellen in zeitlicher Aufeinanderfolge zu öffnen, so daß in an sich
bekannter Weise auch zeitlich in der Nähe des Stromnulldurchganges, wo die ionisierende
Wirkung der Entladung sehr vermindert ist, Unterbrechungsstrecken geöffnet werden. Hierdurch ist es möglich, in besonders
kurzer Zeit eine durchschlagsfeste Schicht zwischen den Leitungsenden aufzubauen.
Um Rückzündungen in der Umgebung der Kontaktstellen mit Sicherheit zu vermeiden,
empfiehlt es sich, die Abströmung der ionisierten Gase von der ;Unterbrechungsstelle in
solche Bahnen zu lenken, daß die Gase in möglichst kurzer Zeit auf kürzestem Weg
entfernt und unschädlich gemacht werden. Man benutzt daher mit Vorteil Potential-Strömungen,
also laminare Strömungen ohne Vermischung und Wirbelbildung. Das läßt
sich praktisch durch den Einbau von Leitwänden, Gittern u. dgl, in den Abströmweg
der Gase erreichen.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt.
Die beiden Schalter elektroden sind als leitende
Rohre 10, 11 ausgebildet. Das Rohr 10
steht fest und ist mit dem einen Leitungsende verbunden, das Rohr 11 ist axial beweglich
und steht mit dem anderen Leitungsende in Verbindung. Zwischen den Rohrenden sind
leitende Ringe 13, insbesondere aus Metall, angeordnet. Jeder Ring 13 besitzt nach innen
vorspringende Ränder 14, 15, welche durchlocht
sind. Die Abhebung der Ringe 13 wird durch isolierende Anschlagringe 16 begrenzt.
An dem unteren Rohr 10 ist ein ringförmiges Gehäuse 17 aus Isoliermaterial angebracht,
das oben einen Hals 18 besitzt, in dem das Rohr 11 dichtend geführt ist. Ein Druckgasringrohr
19 umgibt das Gehäuse 17 und steht durch düsenförmige Öffnungen 20 mit dem
Ringraum 21 in Verbindung. Dem Rohr 19 wird durch ein Rohr 22 Druckgas, z. B.
Druckluft, aus einem Behälter zugeführt. In die Leitung 22 ist ein in der Zeichnung nicht
dargestelltes Absperrventil eingebaut, welches das Druckgas erst beim Unterbrechungsvorgang
einläßt. Die Rohre 10, 11 führen das Druckgas zweckmäßig durch schalldämpfende
Einrichtungen nach dem Freien ab. 23 ist ein ■ Parallelschalter, der bei geschlossenem Schalter
die Stromleitung übernimmt und die Ringe 13 vollkommen vom Strom entlastet.
Bei geschlossenem Stromkreis wird das Rohr 11 durch eine geeignete Kraft nach
unten gegen das feststehende Rohr 10 gedrückt, so daß ein guter elektrischer Kontakt
zwischen den Ringen 13 und den Rohren hergestellt ist. Der Schalter 23 ist geschlossen
und führt praktisch den ganzen Betriebsstrom. Soll der Stromkreis unterbrochen werden, so
wird zuerst der Schalter 23 geöffnet und dann durch einen geeigneten Ausschaltmechanismus
das Rohr 11 rasch nach oben bewegt. Die Strecke, um welche das Rohr 11 bewegt
wird, ist kurz, da die einzelnen Unterbrechungsstrecken zwischen den Ringen 13
nur die Länge des Kathodenfalls der Glimmentladung haben. Auf diese Hublänge ist die
gegenseitige Bewegung der Ringe 13 durch die Isolierringe 16 begrenzt. Das Rohr 11
hebt bei seiner Aufwärtsbewegung zuerst über den obersten Isolierring 16 den obersten Ring
13 an, dieser hebt seinerseits wieder über den folgenden Isolierring 16 den zweiten Ring 13
usw. Es Öffnen sich daher nacheinander von oben nach unten die Unterbrechungsstrecken
zwischen den Ringen 13. Die gesamte Öffnungsbewegung kann z. B. über die Dauer
einer Halbwelle des Wechselstromes verteilt sein, ,sie kann sich also bei Sopieriodigiem
Wechselstrom z. B. in einer hundertstel Sekunde vollziehen. Es wird dann immer mindestens
eine Unterbrechungsstrecke in der stromschwachen Pause des Wechselstromes (in der unmittelbaren Umgebung des Stromnulldurchganges)
geöffnet. Während dieses Schaltvorganges bläst die Druckluft aus dem Ringraum 21 durch die entstehenden Spalten
hindurch, wie in der Zeichnung durch Pfeile dargestellt ist. Die Druckluft strömt durch
die Rohre 10, 11 rasch ab. In die Rohre können Gitter o. dgl. eingebaut sein, um die Strömung
in geregelte Bahnen zu lenken. Der ganze Raum innerhalb der Rohre und Ringe ist elektrisch abgeschirmt, also fast feldfrei.
Die Entladung, welche sich etwa zwischen den Ringen 13 ausbildet, kommt rasch zum
Stillstand, wenn sie nicht schon durch zufällige günstige Phasenlage bei, Beginn des
Unterbrechungsvorganges von vornherein unterdrückt wird. Rückzündüngen an Punkten,
die in kleinerem Abstand von der Achse liegen als die Kontaktflächen der Ringe 13, können
nicht stattfinden. Um einen neuen Durchschlag mit Sicherheit zu vermeiden, kann eine
weitere Unterbrechungsstrecke in Reihe mit der Vielfachunterbrechung benutzt werden.
Man kann auch Reihenlichtbögen benutzen, die während der öffnung der Vielfachfunkenstrecke rasch abklingen und eine entsprechend
große Unterbrechungsstrecke hinterlassen.
Das Schließen des Stromkreises erfolgt zweckmäßig durch den Schalter 23.
Anstatt die Ringe 13 aus gutleitendem Metall zu machen, kann man sie auch aus !Carborundum
ο. dgl. herstellen, so daß eine Art Kathodenfallableiterwirkung entsteht.
Claims (4)
- Patentansprüche:i. Schalter für Wechselstrom mit Vielfachunterbrechung, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand, auf welchen beim Unterbrechungsvorgang je zwei Einzelelektroden voneinander gebracht werden, auf eine Länge von der Größenordnung des Kathodenfalls des Glimmstromes begrenzt und gleichzeitg eine Beblasung vorgesehen ist, welche das an den Unterbrechungsstellen entstehende ionisierte Gas in feldfreie oder feldschwache Räume hineindrückt.
- 2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelelektroden aufeinanderfolgend innerhalb einer Wechselstromhalbwelle geöffnet werden.
- 3. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasströmung 30 gelenkt ist, daß das" Gas möglichst ohne Durchwirbelung in den feldfreien Raum gelangt.
- 4. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der feldfreie oder feldschwache Raum durch einen in den Elektroden liegenden Hohlraum gebildet ist.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES110038D DE619461C (de) | 1933-07-07 | 1933-07-07 | Schalter fuer Wechselstrom mit Vielfachunterbrechung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES110038D DE619461C (de) | 1933-07-07 | 1933-07-07 | Schalter fuer Wechselstrom mit Vielfachunterbrechung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE619461C true DE619461C (de) | 1935-10-01 |
Family
ID=7529940
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DES110038D Expired DE619461C (de) | 1933-07-07 | 1933-07-07 | Schalter fuer Wechselstrom mit Vielfachunterbrechung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE619461C (de) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE750488C (de) * | 1941-11-11 | 1945-01-15 | Widerstandsschalter | |
DE854967C (de) * | 1950-12-29 | 1952-11-10 | Wilhelm Hoepp | Lichtbogenfrei schaltender UEberstrom-Schnellschalter |
DE1040106B (de) * | 1955-12-23 | 1958-10-02 | Siemens Ag | Niederspannungsleistungsschalter fuer Wechselstrom |
DE1170032B (de) * | 1958-11-06 | 1964-05-14 | Licentia Gmbh | Schaltanordnung fuer Gleich- und Wechselstrom |
DE1196749B (de) * | 1962-05-21 | 1965-07-15 | Liebknecht Transformat | Hochspannungsschalter |
DE1218042B (de) * | 1961-07-12 | 1966-06-02 | Hubert S Hayes | Elektrischer Schalter mit durch ein rotierendes Antriebssystem betaetigten Kontakten |
-
1933
- 1933-07-07 DE DES110038D patent/DE619461C/de not_active Expired
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE854967C (de) * | 1950-12-29 | 1952-11-10 | Wilhelm Hoepp | Lichtbogenfrei schaltender UEberstrom-Schnellschalter |
DE1040106B (de) * | 1955-12-23 | 1958-10-02 | Siemens Ag | Niederspannungsleistungsschalter fuer Wechselstrom |
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DE1196749B (de) * | 1962-05-21 | 1965-07-15 | Liebknecht Transformat | Hochspannungsschalter |
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