DE675996C - Einrichtung zur Lichtbogenloeschung und Vermeidung von Rueckzuendungen bei Lichtbogenstromrichtern - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Lichtbogenlöschung und Vermeidung von Rückzündungen bei Lichtbogenstromrichtern Es ist bereits bekannt, hohe Spannungen durch Funkenstrecken umzuformen und Löschmittel zur Löschung des Lichtbogens in geschlossenen Räumen vorzusehen, indembeispIelsweise während der einen Halbwelle des Wechselstromes der Gasdruck in seiner die Funkenstrecke enthaltenden druckg@asdicht:en Kammer zwecks Herstellung größerer Durchschlagsfestigkeit erhöht wird rund in der arideren Halbwelle, der Gasdruck zur Erzielung eines Durchschlageis erniedrigt wird.
• Erfindungsgemäß kann man diese Umformung von hohen Spannungen bei großen Leistungen diadurch in wirtschaftlicher Weise erreichen, d;aß man die Löschmittel, wie Luftströmung, überdruck, magnetische öder elektrische Felder oder seine Elektrodenbewegung, so bemißt, einstellt oder ausbildet, ;daß der Lichtbogen während der Hauptbrennzeitnicht wesentlich über den Abstand der Elektroden verlängert wird und daß diese Mittel unmittelbar vor dem Nulldurchgang des Stromes eine derartige Steigerung ihres Einflusses ,auf den Lichtbogen erfahren, daß Rückzündungen vermieden werden. Dadurch wird @erreicht, daß der Wirkungsgrad der Umformungseinrichtung verbessert und zugleich die im Lichtbogen entstehende Wärme ,auf ein Minimum gebracht wird. Die Lichtbogenspannung ist bekanntlich der Länge des Lichtbogens proportional. Wenn nun, wie das bei ,allen bisherigen Verfahren üblich war, der Lichtbogen schon während des eigentlichen Stromdurchganges stark in die Länge gezogen wird (durch Luftströmung, magnetische Felder oder Elektr.odenbewegung), so wird dadurch die Lichtbogenspannung und die ihr proportionale Lichtbogenleistung stark vergrößert, und die Abführung der entstehenden Wärme wird sehr schwierig.
• Abb. i zeigt ,als Beispiel einen Lichtbogenstromrichter, mit dem dieser Erfindungsgedanke mit ruhenden Elektroden. in strömendem Löschmittel in zweckentspreichender Weise verwirklicht werden kann. E und 0 sind die beiden Elektroden, zwischen denen der Lichtbogen brennt. Die Einleitung dies Lichtbogens, die beispielsweise durch eine hochfrequente Schwingung vorgenommen werden kann erfolgt bei dieser Anordnung etwa an den einander zunächst gelegenen Teilen dieser Elektroden. A iund B sind Räume, in denen Gasüberdruck herrscht. Das Gas strömt durch die öffnunge!n C und. D in den eigentlichen Lichtbogenraum M hinein. Die. Strömungsgeschwindigkeit ist irz dem Gebiet, indem der Lichtbogen eingeleitet ist, gering, so daß der Lichtbogen verhältnismäßig langsam nach den beiden Öffnungen N und O in de Elektroden hingetrieben wird. Die Luftgeschwindigkeit müß so eingestellt werden, daß der Lichtbogen kurz vor dem Nulldurchgang :des Stromes an diese beiden öffnungen herankommt. An diesen Öffnungen herrscht seine sehr große Luftgeschwindigkeit, und der Lichtbogen wird dadurch ganz plötzlich sehr stark verlängert 'und ausgelöscht. Die Wärme des Lichtbogens erhitzt die in dem Raum M befindliche Luft ,und erhöht dadurch die Luftgeschwindigkeit in den Austrittsöffnungen.
• Die Wanderiungsgeschwindigk eit :des Lichtbogens hängt einmal von der Luftgeschwindigkeit im Raum und an den Elektroden, zum ,anderen aber auch von der Stromstärke ab. Diese Stromstärke ändert sich während des Betriebes mit der Belastung. Ferner ist die Dauer, während der der Lichtbogen in einer solchen Elektrodenanordnung brennt, je nach denn Betriebszustand und nach der Frequenz verschieden groß. Im Betriebe kann z. B. der Zündzeitpunkt in den einzelnen Phasen einer mehrphasigen Umformttngseinri:chtung verstellt werden, und dadurch :ändert sich die Lichtbogendauer. Um dieser Tatsacke Rechnung zu tragen, ist die Elektrodenanordnung so einzurichten, daß weitgehende Veränd,erungsmö,glichkeiten in den Drücken ,und Luftgeschwindigkeiten vorliegen. Bei der Anordnung in Abb. i sind verstellbar .die Drücke in den Räumen A -und B durch die Gaszuf uhr, die Drücke in den Räumen J -und l( durch Änderung des Austrittsquerschnittes an den Punkten P und Q, .die Düsenquerschnitte an den Punkten C und D -durch Verstellung der Gasführung F und H sowie :der Abstand L der Elektroden. Alle diese Veränderungen können im Bedarfsfalle auch während des Betriebes vorgenommen werden. Die Einstellung der Größen muß ,also so vorgenommen werden, daß oder Lichtbogen gerade unmittelbar vor dem Nulldurchgang des Stromes in den Gebieten hoher Luftgeschwindigkeit in den Düsein :angekommen ist. Kontrollieren läßt sich diese Tatsache beispielsweise dadurch, däß man einen Leistungsmesser einbaut, der die in einer Düse verbrauchte Leistung mißt. Dieser Leistungsme'sser muß bei der richtigen Einstellung auf einem Minimum stehen: Ferner ist es durch einen Oszillographen möglich, die richtige Löschung zu verfolgen, und schließlich kann man durch eine synchron umlaufende Scheibe den Lichtbogen lies seinem Austritt aus den Düsen N und O beobachten, wenn die an den AustrittsöffnungenP und Q befindlichenEndflächen durchsichtig gemacht werden.
• Die beiden Elektroden müssen bezüglich Luftströmung und Abmessungen verschieden behandelt werden, da die Wanderung der Lichtbogenfußpunkte sowie Elektrode nabbrand itind Erwärmung bei Anode und Kathode verschieden sind.
• Wenn die Lichtbogenspannung beim Umfo.rmur@gsbetrieb während des größten Teiles der Brenndauer des Lichtbogens völlig zum Verschwinden gebracht werden soll, so kann dies beispielsweisse mit einer Anordnung nach Abb.2 mit einer periodisch bewegten El°ktrodeeTfolgen.
• Unter Brenndauer ist hierbei stets auch die Zeit zu verstehen, wähnend der die Löschmittel wirksam sind, also die gesamte Zeit, während der überhaupt ein Lichtbogen besteht.
• Bei der Anordnung der Abb. 2 ist über die düsenförmige Elektrode R eine verschiebbare, ringförmige Elektrode S hinweggeschoben, die durch Vorbewegung des Stempels T über die Elektrode U hingeschoben werden kann. Dadurch werden die beiden Elektroden R und U leitend miteinander verbunden. Der Stempel T muß rechtzeitig vor dem Nulldurchgang des Stromes wieder zurückgezogenwerden, so daß,der bei der Entfernung des Stempels T von der Elektrode U zwischen diesen entstehende Lichtbogen in der gleichen Weise wie bei der Düse nach Abb. i gelöscht werden kann. Eine solche Anordnung kommt besonders hei niedriger Frequenz in Frage.
• Auch bei der Anordnung der Abb. 2 ist es wesentlich,: däß der Lichtbogen mit möglichst kleiner Länge brennt, weil nur dann eine einfache Löschung möglich ist und die Verluste klein gehalten werden können.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur tichtbogenlöschung und Vermeidung von Rückzündungen bei Lichtbogenstromrichtern, dadurch gekennzeichnet, däß die Löschmittel, wie Luftströmung, Hinausblasen aus Düsen, Expansion eines gesättigten Dampfes, Überdruck, magnetische oderelektrische Felder oder Elektrodenbewegung, derart bemessen, eingestellt oder ausgebildet sind; daß der Lichtbogen während der Haupt--brennzeit nicht wesentlich über den Abstand der Elektroden verlängert wird,und daß diese Mittelunmittelbar vor dem Nulldurchgang des Stromes eine derartige Steigerung ihres Einflusses auf den Lichtbogen erfahren, däß Rückzündungen vermieden werden.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschmittel derart eingestellt sind, daß runter ihrem Einfluß die Lichtbogenfußpunkte ohne eine -wesentliche Verlängerung des Lichtbogens ,auf den Elektroden. wandern. 3.
3. Einrichtung nach den Ansprüchen- i und z mit Elektroden in strömendem Löschmittel, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung vorn Druck- und Luftgeschwindigkeit im Lichtbogenraum durch Einstellung des Druckes vor den Einströmöffnungen, hinter den Ausströmöffnungen !und durch Verstellung der Querschnittee dieser öffnumgen erfolgt. q..
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regler für die Einstellung des Druckes des strömenden Löschmittels vor den Eirnströmungsöffnungen und hinter den Ausströmungsöffnungen des Lichtbogenra!um:es so ausgebildet sind, daß sie für beide Elektroden getrennt voneinander betätigt werden können.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß die Regler so ausgebildet sind, daß die Einstellung der Drücke rund Düsenöffiniungen zur Berücksichtigung von Belastungs- und Frequenzänder ungen während des Betriebes von Hand oderautomatisch vorgenommen werden kann.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch i oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den beiden. Elektroden während des Stromdurchganges durch besondere Elektroden ganz oder teilweise überbrückt ist.