DE926146C

DE926146C - Anordnung zur Steigerung des Lichtbogengradienten

Info

Publication number: DE926146C
Application number: DES8705D
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl-Ing Kaufmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1944-06-29
Filing date: 1944-06-29
Publication date: 1955-04-07

Description

Ein elektrischer Lichtbogen stellt einen elektrischen Widerstand mit einer eigenartigen Charakteristik dar. Für viele Zwecke,. insbesondere für die Zwecke der Unterbrechung von Gleichstrom, also der Lichtbogenlöschung, ist es wesentlich, den Spannungsabfall des Lichtbogens möglichst groß zu machen. Der Steigerung des Lichtbogengradienten (des Spannungsabfalls pro Längeneinheit) ist jedoch eine asymptotische Grenze von etwa 2 bis 300 Volt pro Zentimeter gesetzt, die sich nicht überschreiten läßt. Aus diesem Grunde hat man in manchen Fällen versucht, insbesondere zur Unterbrechung von Gleichstromkreisen, den Lichtbogen quer zu seiner Achse über Zwischenwände zu drücken, so daß ihm eine Art Mäanderform aufgedrückt wird, wodurch die für den Spannungsabfall maßgebende Lichtbogenlänge gegenüber dem Elektrodenabstand vergrößert wird.
Nach der Erfindung kann ein ähnlicher Effekt in noch wesentlich wirksamerer Weise dadurch erreicht werden, daß dem Lichtbogen künstlich eine zweckmäßig stabilisierte Schraubenlinienform aufgedrückt wird. Diese Beeinflussung des Lichtbogens kann entweder auf magnetischem oder pneumatischem Wege erreicht werden, wobei diese beiden Maßnahmen auch miteinander kombiniert werden können. Durch die Schraubenlinienform (Wendelform) kann erreicht werden, daß die für die räumliche Abmessung maßgebliche Lichtbogenlänge erheblich kleiner -als die tatsächliche Lichtbogenlänge wird, so daß bei geringer Elektrodenentfernung ein sehr großer Spannungsabfall erreicht werden kann, ohne daß ein freier unbeherrschbarer Lichtbogen im Raum brennt.
Die pneumatische Beeinflussung kann durch Druckgas-, Druckluft- oder auch Flüssigkeitsströmung erzwungen werden, wobei der Lichtbogen in einem mit Innengewinde versehenen Isolierrohr brennt, in dessen Wandungen Ausströmöffnungen für das strömende Medium vorhanden sind. Dadurch wird erreicht, daß der Lichtbogen tief in die Gänge des Gewindes gedrückt wird und eine dem Gewinde entsprechende Wendelform annimmt.
Auf magnetischem Wege kann die Wendelung dadurch erreicht werden, daß beispielsweise gleichfalls innerhalb eines Isolierrohres, in dem der Lichtbogen gezogen wird, etwa in der Achse, ein (isolierter) Magnet angeordnet ist. Das Feld eines derartigen Magneten hat zur Folge, daß die Strombahn sich schraubenlinienförmig um den Magneten wickelt, so daß gleichfalls eine wendelförmige Lichtbogenbahn entsteht. Es kann auch durch geeignete Kombination dem Lichtbogen die Form einer sogenannten Doppelwendel gegeben werden, beispielsweise indem beider vorerwähnten Anordnung des Isolierrohres mit Innengewinde ein schraubenlinienförmiger Magnet isoliert innerhalb des Innengewindes angordnet wird. Ein Ausführungsbeispiel für die Beeinflussung des Lichtbogens durch Druckgas ist in der Zeichnung dargestellt. Mit x ist ein rohrförmiger Isolierkörper bezeichnet, in den ein trapezförmiges Innengewinde 2 eingeschnitten ist. Der Rohrkörper ist weiter längs des Gewindes von axialen Bohrungen 3 durchsetzt, die den Innenraum mit dem Außenraum verbinden. Zu den beiden Seiten des Rohres sind Elektroden 4 und 5 angeordnet, die gegebenenfalls beweglich sein können und zwischen denen der Lichtbogen gezogen wird. Auf einer oder auch auf beiden Seiten des Rohres erfolgt außerdem die Zufuhr des Druckgases, das durch die Bohrungen 3 entweicht. Auf diese Weise wird der Lichtbogen an das Innengewinde gedrückt und so stabilisiert in einer Wendelform gehalten, so daß man bei geringer Elektrodenentfernung und stabilisierter Lichtbogenbahn einen sehr hohen Spannungsabfall im Lichtbogen erhält.
Die Anwendung dieser Maßnahme ist insbesondere für die Unterbrechung von hochgespanntem Gleichstrom wesentlich, wobei durch eine derartige Erhöhung der Lichtbogenspannung über die Betriebsspannung eine Lichtbogenlöschung und damit Stromunterbrechung herbeigeführt werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Steigerung des Lichtbogengradienten, insbesondere für elektrische Unterbrechungseinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Lichtbogen künstlich eine zweckmäßig stabilisierte Schraubenlinienform aufgedrückt wird.
2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung des Lichtbogens mit Hilfe eines strömenden Mediums erfolgt.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtbogen innerhalb eines Hohlraumes mit Innengewinde gezogen wird, wobei in den Windungen Ausströmöffnungen für das strömende Medium angeordnet sind.
4. Anordnung nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß, gegebenenfalls zusätzlich, eine magnetische Beeinflussung des Lichtbogens erfolgt.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß hierzu ein isolierter Magnetkörper verwendet ist, dessen Achse mit der Achse der dem Lichtbogen aufzudrückenden Schraubenlinienbahn zusammenfällt. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 6o2 544, 613 25" 622 036, 649 104, 654 659, 761894.