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Funkenstreckenanordnung für einen Blitzableiter Die Erfindung bezieht
sich auf eine Funkenstreckenanordnung und insbesondere auf eine verbesserte Ausführung
der Funkenstrecke für den Einbau in einen Blitzableiter.
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Eine Bauart von Blitzableitern, die heute allgemein in Gebrauch ist,
besteht aus einer Funkenstrecke, welche mit einem Strombegrenzungswiderstand in
Reihe zwischen Erde und die zu dem zu schützenden Apparat führende Speiseleitung
eingeschaltet ist. Die Länge der Funkenstrecke ist so gewählt, daß im normalen Betrieb
die zwischen der Leitung und Erde auftretende Spannung nicht ausreicht, um die Funkenstrecke
zum Durchschlagen zu bringen und den Strombegrenzungswiderstand mit Strom zu speien.
Wenn jedoch ein Blitz die erwähnte Leitung trifft, fließt in dieser kurzzeitig ein
verhältnismäßig großer Hochfrequenzstrom, so daß die Spannung der Speiseleitung
gegenüber Erde auf einen so hohen Wert ansteigt, daß die Funkenstrecke zündet und
über den Strombegrenzungswiderstand ein Stromzweig gebildet wird, über welchen die
durch den Blitzschlag hervorgerufene hohe Stromstärke nach Erde abfließen kann.
Jedoch erlaubt der Durchschlag der Funkenstrecke auch dem normalen Speisestrom des
zu schützenden Apparates nach Erde abzufließen, und zwar in Form eines sogenanriten
Nachfolgestromes.
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Damit der hohe, beim Blitzschlag kurzzeitig auftretende Strom keinen
übergroßen Spannungsabfall an dem Strombegrenzungswiderstand hervorruft, d. h. damit
er nicht einen zu starken Spannungsanstieg an dem zu schützenden Apparat zur Folge
hat, ist es vorteilhaft, Strombegrenzungsw iderstände von sehr niedrigem Widerstandswert
zu verwenden. Außerdem wünscht man, sobald der hohe anfänglich auftretende Strom
vollständig nach Erde abgeflossen
ist, den sogenannten Nachfolgestrom
durch den Blitzableiter zu unterbrechen, um auf diese Weise die Schutzvorrichtung
wieder in ihren betriebsbereiten, durch den Stromfluß Null gekennzeichneten Zustand
zurückzuführen. Jedoch mußte man feststellen, daß ein Strombegrenzungswiderstand,
der den geeigneten niedrigen Widerstandswert hat und somit das Auftreten übergroßer
Spannungen an dem zu schützenden Apparat verhindern kann, einen so starken Nachfolgestrom
durch die Funkenstrecke passieren läßt, daß deren Elektrodenabstand zur Unterbrechung
dieses starken Nachfolgestromes nicht ausreicht. Es liegt auf der Hand, daß man
diesen Mangel nicht durch Vergrößerung des Elektrodenabstandes in der Funkenstrecke
beseitigen kann, weil hierdurch die Zündspannung der Funkenstrecke zu stark erhöht
werden würde.
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In manchen Fällen läßt sich ein zufriedenstellender Betrieb durch
Benutzung eines Strombegrenzungswiderstandes erreichen, dessen Widerstandswert bei
zunehmendem Stromfluß abnimmt und umgekehrt, so daß der Widerstandswert dieses Strombegrenzungswiderstandes
bei gleichzeitigem Auftreten des anfänglichen hohen, durch den Blitzschlag hervorgerufenen
Stromes und des Nachfolgestromes niedriger ist als der lediglich beim Vorhandensein
des Nachfolgestromes auftretende Widerstandswert. Man mußte jedoch feststellen,
daß bei Benutzung einer solchen Schutzvorrichtung an einer Hochspannungsleitung
ein Strombegrenzungswiderstand mit einem so kleinen Widerstandswert, daß der durch
den Blitzschlag hervorgerufene anfänglich starke Strom keine übermäßig hohe Spannung
am Verbraucher erzeugt, der Widerstandswert für den Nachfolgestrom noch nicht hoch
genug ist, um den Nachfolgestrom genügend stark zu begrenzen, um ihn durch die Funkenstrecke
unterbrechen zu können.
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Aus diesem Grunde wäre es wünschenswert, für den Einbau in Blitzableiter
eine Funkenstreckenanordnung zu besitzen, deren Elektrodenabstand so klein ist,
daß die Funkenstrecke schon beim Auftreten einer begrenzten Überspannung durchschlägt,
und die gleichzeitig in der Lage ist, einen erheblich größeren Nachfolgestrom zu
unterbrechen, als dies durch die weiter oben genannten Funkenstrecken möglich ist.
Die Erfindung hat die Schaffung einer solchen Funkenstreckenanordnung zum Ziel.
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Außerdem bezweckt die Erfindung eine verbesserte Funkenstrecke zu
schaffen, welche die anfängliche Bildung eines Lichtbogens unmittelbar zwischen
nur zwei Elektroden der Funkenstrecke, die einen bestimmten Abstand haben, erlaubt
und welche selbsttätig die Aufteilung dieses Lichtbogens in eine Reihe von in Serie
geschalteten Lichtbogen zustande kommen läßt, wobei' diese Mehrzahl von einzelnen
Lichtbogen zwischen mehr als zwei Elektroden entsteht, deren Abstand zusammengenommen
größer ist als der ersterwähnte Elektrodenabstand.
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Schließlich soll durch die Erfindung noch eine verbesserte Funkenstreckenanordnung
geschaffen werden, bei welcher der anfänglich unmittelbar zwischen zwei Elektroden
eines bestimmten Abstandes auftretende Lichtbogen anschließend durch eine im Laufe
der Zeit zunehmende Zähl von Lichtbogen zwischen den an zweiter Stelle erwähnten
Elektroden ersetzt wird, wobei diese Lichtbogen sich in anderen Funkenstrecken bilden,
deren Länge zusammengenommen größer ist als die Länge zwischen den beiden ersterwähnten,
anfänglich zündenden Elektroden.
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Gemäß der Erfindung soll die verbesserte Funkenstrecke aus zwei Elektroden
bestehen, zwischen denen ein Hauptlichtbogen übergeht und die einen solchen Abstand
besitzen, daß sie erst zünden, wenn die an ihnen liegende Spannung einen bestimmten
anomal hohen Wert überschreitet. Ferner ist eine Anzahl von Hilfselektroden in solchen
Abständen und in einer solchen gegenseitigen Anordnung sowie einer solchen Anordnung
in bezug auf die Hauptfunkenstrecke vorhanden, daß diese zusätzlichen Elektroden
eine im Laufe der Zeit zunehmende Anzahl von Lidibbog@en in Reihenschaltung zueinander
zwischen den Elektroden der Hauptfunixensbre&,e bildet, und zwar derart, @daß
die Bewegung des sich zuerst bildenden Lichtbogens in einer bestimmten Richtung
gegenüber seiner anfänglichen Lage eine zeitlich zunehmende Zahl von Lichtbogen
entstehen läßt, die sich also zwischen den Hilfselektroden in Reihenschaltung zueinander
bilden. Die Gesamtlänge dieser Mehrzahl von Lichtbogen ist größer als der El@ektrodenabstand
der Hauptfunkenstrecke. In Reihe mit den Elektroden der Hauptfunkenstrecke werden
magnetische Mittel, beispielsweise eine oder mehrere Spulenwicklungen, angebracht,
wobei diese Wicklungen so zur Hauptfunkenstrecke liegen, daß die Hauptelektroden
sich beiderseits der Windungsebene jeder Spulenwicklung befinden, so daß das magnetische
Feld, welches mit jedem Spulenstrom, und das magnetische Feld, welches mit dem Lichtbogenstrom
selbst verkettet ist, aufeinander nach dem bekannten elektromotori:dhenPrinzip einwirken
und eine Bewegung des Lichtbogens in der genannten bestimmten Richtung hervorrufen.
Eine Bewegung des Bogens in dieser Richtung kann dadurch verhindert oder beschränkt
werden, daß das magnetische Feld des Lichtbogenstromes entweder mit dem magnetischen
Feld des Stromes in jeder Wicklung oder mit einem anderen magnetischen Feld so in
Wechselwirkung tritt, daß an einer von der Hauptfunkenstrecke entfernten Stelle,
die aber innerhalb des Bereiches der Lichtbogenbewegung liegt, eine Kraft auftritt,
welche den Lichtbogen in der umgekehrten Richtung verlagert.
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In der Zeichnung stellt Fig. i. einen Grundriß der Lichtbogenlöschvorrichtung
dar, bei welchem die obere Platte und die oberen Spulen abgenommen sind, um die
Elektrodenanordnung besser erkennen zu lassen; Fig. 2 ist ein teilweise im Schnitt
gezeichneter Aufriß der in Fig. i dargestellten Anordnung; Fig. 3 ist eine der Fig.
2 ähnliche Ansicht, welche eine andere Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht;
Fig.
4 ist ein Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 3 Fig. 5 ist eine schematische Darstellung
der Schal-tung für Fig. i und 2; Fig. 6 ist ein schematisches Schaltbild
der Anordnung nach Fig. 3 und 4; Fig. 7 ist ein Grundriß einer weiteren Ausführungsform
nach der Erfindung; Fig. 8 stellt ebenfalls einen Grundriß derselben Ausführungsform
wie Fig. 7 dar, wobei jedoch die Deckplatte und die obere Spule zur besseren Erkennbarkeit
des inneren Aufbaues abgenommen sind; Fig. 9 ist eine Endansicht, und zwar teilweise
im Schnitt längs der Linie 9-9 in Fig. 7 dargestellt; Fig. 1o ist ein Schnitt längs
der Linie io-io in Fig. 8, und zwar einschließlich der Deckplatte; Fig. i i ist
ein anderer Schnitt längs der Linie ii-ii 1n Flg. 8; Fig. 12 ist eine Teilansicht
an der Stelle der Schnittlinie 1=-12 in Fig. 8 gesehen; F ig. 13 ist eile Aufriß
der Ausführungsform nach Fig. 7; Fig. 14 ist eine schematische Darstellung der Elektroden
der Anordnung in Fig. 7 und zeigt die Bewegung oder das Fortschreiten eines zu unterbrechenden
Lichtbogens: Fig. 15 ist eine der Fig. i i ähnliche Schnittansicht Lind zeigt eine
Abwandlung der Anordnung nach Fig. 7, wie sie bei einem Schnitt längs der Linie
i i-i i in Fig. 8 erscheinen würde.
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111 Fig. 1, 2 und 5 ist eine Funkenstreckenanordnung mit zwei
Elektroden io und i i dargestellt, wobei diese Elektroden am Luftspalt 12 schräg
zueinander verlaufen, -während sie in größerer Entfernung vom Luftspalt in einen
zueinander parallelen Verlauf übergehen. Es sind ferner eine Mehrzahl von langgestreckten
Elektroden 13 bis 17 vorhanden, deren Längsachsen in einer gemeinsamen Ebene zwiscfien
den Elektroden io und i i liegen, und zwar parallel zu den parallelen Enden dieser
beiden Elektroden io und i i. Die Elektroden 13 bis 17 bilden eine Reihe von Hilfs-
oder Löschfunkenstrecken, die hintereinander zwischen den Elektroden io und i i
liegen. jedoch parallel zur Hauptfunkenstrecke 12, und zwar im wesentlichen in derselben
Ebene wie diese Hauptelektroden. Um die in Reilie zueinander geschalteten Funkenstrecken
mit zunehmendem Abstand von der Hauptfunkenstrecke 12 der Zahl nach zunehmen zu
lassen, sind, wie in Fig. i ersichtlich, die Elektroden 15 und 16 länger bemessen
als die Elektroden 13 und 17, so daß die Elektroden 14 und 16 bis näher an die Hauptfunkenstrecke
12 heranreichen, währerfti die mittlere Hilfselektrode 15 noch etwas länger ausgebildet
ist als sämtliche anderen Hilfselektroden. Wenn man also von der Hauptfunkenstreeke
12 aus nach links wandert, werden zunächst zwei in Reihe zueinander liegende Funkenstrecken
zwischen den Elektroden io und 15 und 15 und ii gebildet, sodann vier Funkenstrecken,
die ebenfalls alle in Reihe zueinander liegen, und zwar zwischen den Elektroden
10, 14, 15, 16 und ii, und zuletzt sechs Funkenstrecken zwischen den Elektroden
io, 13, 14, 15, 16, 17 und i i. Die Elektroden io und i i und die Hilfselektroden
sind zwischen zwei parallel zueinander angeordneten Platten aus Isolierstoff 18
und i9 angebracht, welche parallel zur Längsachse der Elektroden und parallel zu
den zwischen ihnen bestehenden Funkenstreckenabständen verlaufen. Die Elektroden
können in geeigneter Weise, beispielsweise durch Stifte oder Schrauben 20, mit einer
oder beiden Platten 18 und i9 verbunden sein. Zwei nahe aneinander angebrachte Spulen
21 und 22 und ein weiteres Spulenpaar 23, 24 oder andere magnetische Einrichtungen
sind an der Außenseite der Platten 18 und i9 angebracht, wobei die Achse jeder Spule
praktisch senkrecht zur Längsachse der Elektroden verläuft. jede Wicklung ist auf
einem Spulenkörper 25 aus Isoliermaterial angebracht, auf dem sich auch Endscheiben
26 und 27 aus eurem leitenden Material befinden. In jede der Platten 26 ist ein
Bolzen 28 aus leitendem Material eingeschraubt, wobei die einander gegenüberliegenden
Stirnflächen der Bolzen von der jeweiligen Platte 27 einen solchen Abstand besitzen,
daß dort, d. h. zwischen der Stirnfläche und der Platte eine Lichtbogenstrecke 28'
gebildet wird. jede Platte 26 ist mit dem einen Ende der betreffenden Spule verbunden,
während die gegenüberliegende Platte 27 jeweils mit dem anderen Spulenende in Verbindung
steht, wie in Fig. 2 rechts und links durch die kurzen Pfeile angedeutet ist. Eine
durch die isolierende Platte 18 hindurchlaufende Schraube 29 greift in ein mit Gewinde
versehenes Loch 2c)' in der Hauptelektrode io ein und dient zur elektrischen Verbindung
dieser Elektrode mit der leitenden Platte 27 der Spule 23, so daß die Wicklungen
22 und 23 mit den Elektroden io und i i und der zwischen ihnen bestehenden Luftstrecke
in Reihe geschaltet sind. Die Platte 26 der Spule 22 wird elektrisch in Reihe mit
einem Ende der Wicklung 22 geschaltet, und es wird die leitende Platte, mit welcher
dieses Wicklungsende elektrisch verbunden ist, mit dem unteren Ende der Spule 21
verbunden, während das andere Ende der Spule 21 oder die leitende Platte, mit der
dieses Spulenende zusammengeschaltet wird, unmittelbar oder über einen Strombegrenzungswiderstand
31 an die zu schützende Leitung angeschlossen ist, beispielsweise an die Kraftübertragungsleitung
32, die in Fig. 5 schematisch dargestellt ist. Die Spule 24 ist in gleicher Weise
mit der Spule 23 elektrisch in Reihe geschaltet, wobei das freie Ende der Wicklung
2.4 entweder unmittelbar oder durch zusätzliche Funkenstreckenluftspalte und Spulen
an Erde liegt. Statt das eine Ende der Wicklung 21 an eine elektrische Kraftquelle
und das andere Ende der Wicklung 24 an Erde anzuschließen, kann man die beschriebene
Schaltung auch umkehren, d. h. die Wicklung 21 an Erde und die Wicklung 24 an die
Kraftleitung anschließen.
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Es sei bemerkt, daß die einander gegenüberliegenden Wicklungen 22
und 23 so angeordnet sind, daß die von ihnen umschlossenen Flächen den Hauptelektroden
io und 11 gegenüberliegen und ebenfalls gegenüber einem Teil jeder der Hilfselektroden,
während die Wicklungen 21 und 24 so angeordnet sind, tlaß zwischen den von ihnen
umschlossenen
Flächen in Fig. i die anderen Enden, d. h. in Fig.
i die linken Enden, der Hilfselektroden liegen. Fis sei ferner bemerkt, daß die
Wicklungen so in Reihe geschaltet sind, daß beim Stromfluß durch die Wicklungen
der Strom durch die beiden gegenüberliegend angeordneten Wicklungen 22 und 23 in
einer bestimmten Richtung 'hindurchfließt, beispielsweise entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn,
wie es durch die Pfeile in Fig. i dargestellt ist, während der Strom durch die Wicklungen
21 und 24 im entgegengesetzten Sinne, d. h. im Sinne des Uhrzeigers, wie ebenfalls
durch Pfeile angedeutet, hindurchfließt. Das magnetische Feld der Spulen 22 und
23 und ein Teil des sich schließenden äußeren Flusses der Spulen 2 i und 24 durchsetzt
also die Luftstrecke zwischen den Elektroden io und i i und die Luftstrecken zwischen
den in Fig. i rechten Enden der Hilfselektroden nach aufwärts, und zwar praktisch
senkrecht zur Ebene aller Elektroden, wie es in Fig. 2 durch die gestrichelten gebogenen
Linien angedeutet ist. Das magnetische Feld, welches durch die Spulen 21 und 24
gebildet wird, sowie ein Teil des sich außen um die Spulen 22 und 23 herum schließenden
Flusses durchsetzt die Luftstrecken zwischen den linken Enden der Hilfselektroden,
jedoch in der Richtung nach abwärts, und zwar ebenfalls wieder etwa senkrecht zur
Ebene aller Hilfselektroden. Man sieht, daß jede der Luftstrecken 28' bei einem
Durchschlag einen Kurzschluß zu der jeweiligen Spulenwicklung bildet.
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Unter normalen Verhältnissen findet zwischen den Elektroden io und
i i kein Stromübergang statt, und die zwischen diesen Elektroden liegende Spannung
ist dieselbe wie zwischen der Leitung und Erde. Auch die Spulen und die Luftstrecken
28' sind stromlos, und es liegt an ihnen keine Spannung. Wenn eine gefährlich hohe
Überspannung auf der Leitung 32 auftritt, bricht zuerst die Luftstrecke 12 zwischen
den Elektroden io und i i durch, so daß sich ein Strom von der Leitung 32 durch
die Spulen 21 und 22, über die Luftstrecke 12 zwischen den Elektroden io und i i
sowie über die Spulen 23 und 24 nach Erde bildet. Wenn, wie es gewöhnlich der Fall
ist, diese Überspannung gewisse sich sehr schnell ändernde Anteile besitzt, schlagen
die Luftstrecken 28' über, so daß der Strom über diese Luftstrecken und nicht durch
die Spulen verläuft. Wenn die Überspannung abgeklungen ist, kann der Nachfolgestrom
der Leitung 32 über denselben Weg verlaufen. Dieser Strom würde jedoch, da er keine
sich sehr schnell ändernden Anteile enthält, eher den über die Spulen führenden
Weg von niedrigerem Scheinwiderstand verfolgen als die Luftstrecken 28' zu durchsetzen,
und der Lichtbogen an diesen Luftstrecken 28' würde daher schnell gelöscht werden.
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Das magnetische Feld, welches von dem Strom in den Spulen 22 und 23
herrührt und die Luftstrecke 12 durchsetzt, tritt inWechselwirkung mit dem von diesem
Strom hervorgerufenen magnetischen Feld, derart, daß der Lichtbogen aus der Luftstrecke
12 nach links wandert, d. h. in derselben Richtung, wie die stromdurchflossenen
Leiter eines Motorankers bewegt werden. Diese Bewegung des Hauptlichtbogens, d.
h. des anfänglich gebildeten Lichtbogens, führt zu einer Zerlegung dieses Hauptlichtbogens
in eine zeitlich zunehmende Anzahl von Lichbbogen,bis schließlich sechs zueinander
inReilhe Liegende Lichtbogen zwisehen den ,schräg zueinander verlaufenden Teilen
der Elektroden io und i i entstehen. Die Wirkung des aufwärts gerichteten Feldes
der Wicklungen 22 und 23 und der magnetischen Felder dieser Lichtbogen (Fig. 2)
aufeinander führt zu einer fortdauernden Bewegung dieser Lichthagen nach links,
d. h. in ein Gebiet, in welchem die Hilfslichtbogen sich wieder zu einem einzigen
langen Lichtbogen vereinigen können, wie er in Wirklichkeit nicht auftreten darf.
Da jedoch die Lage der Spulen und Elektroden so gewählt ist, daß praktisch die parallel
zueinander verlaufenden Teile der Elektroden io und i i und die zwischen diesen
parallelen Teilen liegenden Hilfselektroden außerhalb des Einflußgebietes der Spulen
22 und 23 liegen, jedoch innerhalb des Einflußbereiches der Spulen 21 und 24, bewirkt
das abwärts verlaufende Feld dieser letzteren Spulen eine Bremsung der Lichtbogenbewegung,
und zwar kurz vor den linken Enden der Hilfselektroden. In Wirklichkeit bewegen
sieh die sechsLichtbogen nur etwa bis zur Mitte der Hilfselektroden nach links,
und ihre Spannung pro Lichtbogen ist dort so niedrig, daß sie erlöschen, so daß
ein etwaiger hoher Nachfolgestrom unterbrochen wird. Es wird also die gewünschte
Wirkung erzielt, d. h. der erste Durchbruch findet an einer einzigen Luftstrecke
geringer Länge statt, und es bilden sich sodann zahlreiche Lichtbogen, deren Abstände
zusammengenommen einen hohen Strom zu unterbrechen vermögen.
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Die Ausführungsform in Fig. 3, 4 und 6 stimmt hinsichtlich der Elektrodenanordnung
im wesentlichen mit der zuerst beschriebenen Ausführungsform überein. Ebenso wie
in Fig. i, 2 und 5 dient das magnetische Feld der Spulen 33 und 34, welche den Spulen
22 und 23 in Fig. 2 entsprechen, dazu, den anfänglich zwischen den Elektroden 35
und 36 gebildeten Lichtbogen in Bewegung zu setzen. Die Elektroden 35 und 36 entsprechen
'den Elektroden io und i i, und die Lichtbogen bewegen sich in Richtung auf die
Hilfselektroden. Jedoch ist im Gegensatz zu der Anordnung in Fig. i, 2 und 5 außerhalb
der Spulen 33 und 34 nur der sich außerhalb dieser Spulen schließende Fluß vorhanden,
der die Hilfselektroden und die zwischen ihnen bestehenden Luftstrecken wieder in
umgekehrter Richtung durchsetzt, so daß die nach links gerichtete Bewegung*der Hil.fslic@httxagen
ihr Ende findet. Um diese Bewegung wirkungsvoller zu begrenzen, können die parallel
verlaufenden Teile der Hauptelektroden io und i i und die zwischen ihnen liegenden
Hilfselektroden an einer noch rechts von den linken Hilf selektrodenenden gelegenen
Stelle durch ein Joch 37 aus magnetisierbarem Material umschlossen werden, wie es
in Fig. 4 dargestellt ist.
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Es sind somit Ausführungsformen der Erfindung dargestellt und beschrieben,
in welcher magnetische Einrichtungen so angeordnet sind, daß das magnetische, Feld,
welches in der einen Richtung
verläuft, einen Lichtbogen, der in
einer Überspannungsfunkenstrecke auftritt, in ein Gebiet von Hilf sluftstrecken
verlagert, nachdem er in eine Mehrzahl von Hilfslichtbogen zerlegt worden ist und
bei welcher die Lichtbogenbewegung in diesem Hilfslichtbogengebiet mittels eines
zweiten, in umgekehrter Richtung verlaufenden magnetischen Feldes zur Ruhe kommt,
welches seinerseits entweder durch die ersterwähnte magnetische Einric,htung oder
durch zusätzliche magnetische Mittel erzeugt wird.
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In Fig. 7 bis 14 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt,
bei welcher innerhalb eines vorgegebenen Raumes eine größere Anzahl von Hilfsluftstrecken
als in Fig. i bis 6 untergebracht werden kann. Die plötzlichen Energieänderungen,
welche bei der Überführung des anfänglich sich bildenden Lichtbogens in einer Mehrzahl
von Hilfslichtbogen auftreten, werden weiterhin verkleinert, und der anfängliche
Lichtbogen erfährt zwischen den Hilfselektroden praktisch keine Verlängerung. Außerdem
wird, und zwar im Gegensatz zu Fig. i bis 6, ein die Lichtbogenbewegung bremsendes
oder begrenzendes magnetisches Feld, welches umgekehrt zu dem die Hauptelektroden
durchsetzenden magnetischen Feld zu verlaufen hätte, nicht mehr benötigt. Bei der
Ausführungsform nach der Fig. 7 bis 14 werden Streifen oder Wände aus Isoliermaterial
42, 43 und 44 zwischen zwei Platten 40 und 41 aus Isoliermaterial angebracht und
umschließen eine U-förmige Lichtbogenkammer, deren offenes Ende mit der Außenluft
in Verbindung steht. Zwei Hauptelektroden 45 und 46 bilden einen Hauptluftspalt
47 und sind am offenen Ende der Kammer angebracht, während eine Reihe von Hilfselektroden
48 bis 54 nebeneinander und neben der Hauptelektrode 45 sowie eine Reihe von Hilfselektroden
55 bis 61 nebeneinander und neben der Hauptelektrode 46 liegen. Die zuletzt erwiihnten
Hilfselektroden stehen den zuerst erwähnten Hilfselektroden 48-54 gegenüber, und
-zwar innerhalb der U-förmigen Kammer. Die Elektroden sind an den Elektrodenhaltern
62 befestigt, die ebenfalls aus Isoliermaterial bestehen und ihrerseits an den Schenkeln
oder gegenüberliegenden Wänden der U-förmigen Lichtbogenkammer befestigt sind, so
daß die Metallelektroden von diesen \\'änden einen gewissen Abstand besitzen. Ein
metallischer Bolzen 63 ist in eine öffnung jeder Elektrode eingeschraubt und dient
zur Befestigung des Elektrodenträgers innerhalb der U-förmigen Kammer.
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Wie in Fig. 7 und 9 dargestellt, sind zwei Spulen 64 und 65 auf den
Wicklungskörpern 64 und 65' aufgebracht, die ihrerseits aus Isoliermaterial bestehen
und an den Außenflächen der Platten 40 und 41 ebenso wie bei den oben beschriebenen
Ausführungsbeispielen angebracht sind, nämlich derart, daß die Spulenachsen praktisch
transversal zu allen Luftstrecken verlaufen. Die von jeder Spule umschlossene Fläche
bedeckt die Hauptelektroden 45 und46 und im Gegensatz zu den früheren Anordnungen
auch vollständig sämtliche Hilfselektroden. Das eine Ende jeder Spulenwicklung ist
elektrisch durch eine Schraube 66 mit dem einen Ende einer Metallschiene 67 verbunden,
die auf einem isolierenden Träger befestigt ist, der seinerseits aus zwei einen
Bestandteil der Spulen oder Wicklungskörper 64 oder 65' bildenden Teilen besteht.
Ein Stift 68 aus leitendem Material ist mit dem anderen Ende der Schiene 67 verbunden.
Das andere Ende jeder Spulenwicklung ist über eine Befestigungsschraube 69 mit dem
anderen Ende einer ebenso angebrachten Metallschiene 70 verbunden, und zwar
auf Teilen einesWicklungskörpers,der gegenüber der Schiene67 liegt und von ihr einen
gewissen Abstand besitzt, so daß zwischen beiden Schienen ein Spalt 71 gebildet
wird. An den beiden gegenüberliegenden Enden der Schienen 70 sind ferner
Stifte 72 aus leitendem Material befestigt. Die Elektroden 45 und 46 sind, wie in
Fig. 9 und io dargestellt, mit den Klemmen 73 und 74 auf der Außenseite der Platten
40 und 41 verbunden. Die Elektroden 45 und 46 können somit an die Wicklungen angeschlossen
werden, wobei die Klemme 73 mit einer Einsenkung versehen ist, in welche der Stift
68 der oberen Spule 64 eingreift, während die Klemme 74 ebenfalls eine Vertiefung
besitzt, um den Stift 68 der unteren Spule 65 aufzunehmen. Um ein Eingreifen des
äußeren Endes der Klemme 73 in die Schiene 67 der oberen Spule 64 zu ermöglichen,
wie es in Fig.9 dargestellt ist, und ein Eingreifen des äußeren Endes der Klemme
74 in die Schiene 67 der unteren Spule 65 zu ermöglichen und hierdurch einen guten
elektrischen Kontakt zwischen den Klemmen und den Schienen herzustellen, ist die
Gesamtdicke der Spulenträger am rechten Ende, wo sich die Stifte 68 befinden, geringer
als die Dicke am linken Ende. Eine derartige Ausbildung ermöglicht das Eingreifen
der Klemmen 73 und 74 in die Schienen 67.
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Abgesehen von wichtigen Einzelheiten der Ausführung, auf die weiter
unten noch aufmerksam gemacht werden wird, bildet die zuletzt beschriebene Einrichtung
eine Einheit mit einer einzigen Funkenstrecke und zwei Spulen, die mit einer Reihe
von weiteren ebenso ausgebildeten Einheiten zusammengesetzt werden kann. Man würde
dann eine einzige Spule zwischen jede Funkenstrecke oder jede Gruppe von Elektroden
mittels Stifte 72 der oberen und unteren Wicklung in die Löcher der Klemmen 73 und
74 von Bauteilen oberhalb der Wicklung 64 und unterhalb der Wicklung 65 einzusetzen
haben. In jedem Fall würde der Stift 72 einer der Spulen, beispielsweise der oberen
Spule, elektrisch unmittelbar oder über einen Strombegrenzungswiderstand mit einer
elektrischen zu schützenden Kraftquelle zu verbinden sein, während der Stift 72
der unteren Spule entweder unmittelbar oder über weitere Funkenstrecken und Spuleneinheiten
an Erde anzuschließen wäre.
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Wie bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. i bis 6 sieht man, daß
die Wicklungen 64 und 65 mit den Elektroden 45 und 46 und der zwischen ihnen bestehenden
Luftstrecke in Reihe geschaltet sind, während die Luftstrecken 71 parallel
zu den beiden Wicklungen liegen, zum Zweck, diese Wicklung bei schnellen Stromänderungen
zu schützen. Im
Anschluß an einen Durchbruch der Luftstrecke 47
zwischen den Hauptelektroden 45 und 46 und nach Abklingen des Einschaltvorgangs
verläuft der Nachfolgestrom über die Wicklungen 64 und 65, so daß das innere magnetische
Feld die Luftstrecken zwischen den Elektroden von beiden Spulen her in derselben
Richtung durchsetzt. Dieses Feld bewegt den anfänglichen Lichtbogen von den Elektroden
45 und 46 aus nach links, wie in Fig.8 dargestellt. Jedoch wird wegen der Anordnung
der Hilfselektroden der Lichtbogen anfänglich in einen transversal zu den anfänglichen
Lichtbogen zwischen den Elektroden 55 und 46 verlaufenden Lichtbogen zerlegt sowie
in einen zweiten praktisch parallel zum anfänglichen Lichtbogen verlaufenden Lichtbogenteil
zwischen den Elektroden 55 und 48 und schließlich noch in einen dritten praktisch
wieder transversal zum anfänglichen Lichtbogen verlaufenden Bogen zwischen den Elektroden
48 und 45. Diese Lichtbogenentwicklung ist in Fig. 14 durch die punktierte Linie
8o noch deutlicher veranschaulicht. Die Lichtbogen werden durch das magnetische
Feld etwa in der in Fig. 14 dargestellten Weise verlagert, wobei sie parallel zum
ursprünglichen Lichtbogen bzw. transversal zu ihm verlaufen, bis schließlich der
ursprüngliche Lichtbogen in fünfzehn kurze Lichtbogen zerlegt ist, wie es durch
die punktierten Linien. 8i angedeutet .isst. Eitee weitere Verlagerung der Lichtbogen
wird durch die isolierende Wand 43 sowie durch die isolierenden Elektrodenträger
62 verhindert, welche einen verhältnismäßig langen, auf Isoliermaterial verlaufenden
Kriechreg von einer Elektrode zur benachbarten darstellen.
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Um die Lichtbogen daran zu hindern, längs der Oberflächen der Platten
40 und 41 zu verlaufen, sollen die metallischen Elektroden und der isolierende Tragkörper
62 in einem gewissen Abstand von den Innenflächen dieser Platten verlaufen, wie
in Fig. i i und 12 deutlich zu erkennen ist. Um zu verhindern, daß die Lichtbogen
einige Elektroden überspringen, sollen die Innenflächen der Platten 40 und 41 mit
Rillen versehen oder ihre Form derjenigen der Elektroden angepaßt werden, so daß
Trennwände von isolierendem Material von den Innenflächen der Platten ein bestimmtes
Stück in den Zwischenraum zwischen den Elektroden hineinreichen. Bei einer derartigen
Anordnung besteht eine sehr geringe Gefahr, daß der Lichtbogen die nächste Elektrode
auf einem geraden Wege längs der Oberfläche des Isoliermaterials erreicht, d. b.
die Gefahr des Überspringens einer Elektrode ist beseitigt.
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Dies läßt sich auch, wie in Fig. 15 dargestellt, auf eine andere Weise
erreichen. Die Fig. 15 zeigt zwei stabförmige Zwischenelektroden 82 und 83, die
in den Zwischenräumen zwischen den Hilfselektroden liegen, und zwar beiderseits
einer durch die Achsen aller Hilfselektroden hindurchgehenden Ebene. Es wurde festgestellt,
daß bei dieser Anordnung die Licihtbogen die größeren Hilfselektroden nicht überspringen
können, ohne die kleinen stabförmigen Elektroden zu treffen. Man sieht, daß bei
dieser Anordnung,die Anzahl der in Reihe zueinander liegenden Lichtbogen sogar noch
erhöht wird, wodurch sich die insgesamt zur Auf rechterhaltung des Bogens erforderliche
Spannung vergrößert.
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Wenn eine Mehrzahl von Luftstrecken und Spulen in Reihenschaltung
verwendet wird, ist die Spannungsverteilung zwischen aufeinanderfolgenden Einheiten
durch die Widerstände 84 und 85 in Fig. 7, 9 und 13 bestimmt, welche durch die Bolzen
86 in Fig.8 und 13 und ferner durch die Kupferleitungen 87 und 88 in Fig. 7 und
13 in Reihe geschaltet sind und parallel zur Hauptluftstrecke 47 liegen. Dieser
Parallelweg wird durch die leitenden Bolzen 89 und 9o in Fig. 7, 8 und 9, durch
die Kupferleitungen 9i und 92 in Fig. 8 und 9 gebildet, die mit der Schraube 63
in Fig. 8 und 9, welche die Hauptelektroden 45 und 46 trägt, in Verbindung stehen.
Die auf den Schraubenbolzen 86, 89 und 9o befindlichen Muttern in Fig. 8 und 9 dienen
dazu, die isolierenden Platten 40 und 41 gegeneinanderzupressen, derart, daß die
zwischen ihnen befindlichen Elektroden fixiert werden.
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Mit Hilfe eines eine Beleuchtung in Betrieb setzenden Druckknopfs
93, der mittels einer Feder gegen die Innenflächen einer der isolierenden Platten
in der Nähe der Hauptluftstrecke abgestützt ist, kann der Funkenübergang an der
Hauptluftstrecke erleichtert werden. Wie dargestellt, sind der Druckknopf 93 und
der Arm 94 über den Bolzen 9o und einen Kupferdraht 92 mit einer der Hauptelektroden
verbunden.
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Somit ist eine Ausführungsform beschrieben und dargestellt, in welcher
die Hilfselektroden einen solchen Abstand besitzen und so angeordnet sind, daß eine
im- Verhältnis zum Raumbedarf verhältnismäßig große Zahl von Hilfselektroden gebildet
wird, und bei welcher die magnetischen Einrichtungen so getroffen sind, daß die
Hilfslichtbogen sickt längs der ganzen Erstreckung der Hilfsluftstrecken bis zu
deren Enden bewegen, um die Hilfslichtbogen zu löschen, ohne daß dazu ein bremsendes
oder entgegenwirkendes magnetisches Feld notwendig wäre.
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Die hervorragenden Eigenschaften bzw, wertvollen :Merkmale der in
Fig. 7 bis 15 dargestellten Lichtbogenlöschvorrichtung bestehen darin, daß der anfängliche
Lichtbogen nicht verlängert, sondern allmählich in mehrere Lichtbogen zerlegt wird,
und zwar nicht gleichzeitig. Dies erleichtert offenbar den Übergang des anfänglichen
Lichtbogens in die schließlich bestehende Mehrzahl von Lichtbogen wegen der größeren
Spannung, die zu ihrer Aufrechterhaltung nötig ist, wobei diese Lioht@bogm dann
leicht gelöscht werden können, ohne daß eine plötzliche Energiezunahme stattfindet,
wie sie dann erforderlich ist, wenn der anfängliche Lichtbogen alle Hilfselektroden
gleichzeitig trifft.