DE374302C - Luftschalter mit magnetischer Funkenloeschung - Google Patents

Description

Bei elektrischen Schaltern mit magnetischer Funkenlöschung ist es bekannt, die Funkenhörner derart zu gestalten, daß sie die Blasspule umfassen, indem sie mc glichst dicht an der Spule ihrem Umfang parallel laufen: damit auf den Öffnungslichtbogen eine abstoßende Kraft ausgeübt wird, muß die Spule so angeschlossen sein, daß der Strom in ihren Windungen dem Strom im Lichtbogen er.t-

o gegengerichtet ist. Dies ist in Abb. ι durch Pfeile, die die Stromrichtung bezeichnen, angedeutet. Man hat nun bisher geglaubt, den magnetischen Kraftfluß durch einen möglichst geschlossenen, nur an der Stelle der Funkenhörner offenen Eisenkreis führen und auf seiner Luftstrecke möglichst homogen gestalten zu müssen, und hat daher der Blasspule einen Kern gegeben, der durch verhältnismäßig lange, die Spule radial überragende, einander parallel gerichtete Flanschen gekennzeichnet'war. Dies hatte den Nachteil, daß der Öffhungslichtbogen, dessen Weg man sich in der Mitte zwischen den Eisenflanschen gedacht hatte, infolge magnetischer Anziehung durch diese Flanschen von jenem idealen Weg seitlich abwich und auf die Flanschen übersprang, deren Isolation umgehend oder gar zerstörend.

Nach der Erfindung wird nun dieser Nachteil dadurch vermieden, daß man auf die

ί Homogenität des Blasfeldes in radialer Richtung verzichtet und eine stetige Abnahme der Feldstärke in dieser Richtung zulätt. Dies ist bei der vorliegenden Bauart des Schalters möglich, weil hier nicht, wie bei den bekannten Schaltertypen, der Lichtbogen aus dem magnetischen Feld herausgeblasen, sondern durch Auseinandertreiben seiner Fußpunkte zum Abreißen gebracht wird, daher sind bei dem vorliegenden Schalter ("lie Funkenhörner,

) auf denen die Fußpunkte d-.s Lichtbogens nach entgegengesetzten Richtungen wandern, auf der ganzen Weglänge des Lichtbogenfuß- ! punkte.·; in einem annähernd konstanten, mög- ! liehst starken Felde angeordnet. j

Die radiale Abnahme des Blasfeldes kann praktisch auf verschiedene Weise verwirklicht werden. Drei Beispiele einer derartigen An- j Ordnung sind in den Abb. 2 bis 4 der Zeich- j nung dargestellt, Querschnitte durch einen r.ach dem Prinzip der Abb. 1 gebauten Luftschalter. Die Abb. 5 und 6 zeigen eine Modifikation des Schalters in Ansicht und Grundriß.

■ Wie aus Abb. 1 ersichtlich, tritt der Strom

■ in die Spule α ein, durchfließt sie rechtsläufig, wird bei der Klemme b dem Funkonhorn c [ zugeführt, tritt linksläufig auf das Funken- ' horn d über und verläßt dasselbe bei der ! Klemme e. Mindestens eins der Funkenhörner : ist um einen nahe der Klemme gelegenen Punkt schwenkbar, wodurch die Öffnung des Schalters bewirkt wird und der Lichtbogen f : entsteht. Durch die magnetische Blaswirkung ^; der Spule α werden seine Fußpunkte im ^! gleichmäßigen starken Felde entsprechend den ί strichpunktierten Linien auf den Hörnern c d ; nach abwärts gezogen, während sein Scheitelj punkt bis an den Rand des wirksamen Blasfeldes nach oben wandert, bis er infolge übermäßiger Verlängerung abreißt. Wie bei den bisher ausgeführten Schaltern dieser Bauart ist hier die Spule α mit einem Eisenkern g versehen, dessen mit feuerfestem Isolierstoff i bekleidete Flanschen h über den Spulenumfang h^:naus verlängert sind. Die Flanschen sind aber nicht wie bisher einander parallel, sondern erfindungsgemäß divergieren .sie, wie Abb. 2 zeigt, derart, daß die Dichte der gestrichelt angedeuteten magnetischen Kraftlinien in der radialen Richtung abnimmt. Hat sich der Lichtbogen in der Symmetrieebene M-M_- der Spule, in der die Funkenhörner angeordnet sind, gebildet, so ist die Gefahr, daß er an einen der Flanschen h angezogen wird, gering, jedenfalls weit geringer, als wenn die Flansehen wie bisher einander parallel wären.

Ganz ausgeschlossen ist der Überschlag, •wenn die Flanschen h gemäß Abb 3 um iSo^u divergieren, d. h. einen mit dem äußeren Spulenrand abschm-idenden Zylinder bilden, oder wenn, wie bei Abb. 4, das Eisen gänzlich fortgelassen wird. Das magnetische Feld hat dann ungefähr die den gezeichneten Kraftlinienbildern entsprechende Form.

Die Fortlassung des Eisens macht den Schalter insbesondere für Wechselstromanlagen

geeignet. In Wechselstromkraftwerken und Unterstationen ergibt sich daraus die Möglichkeit einer großen Ersparnis; dort lassen sich nämlich die Schalter mit den ohnehin erforder liehen Schutzdrosselspulen der Maschinen kombinieren, indem die in entsprechender Form gebaute eisenlose Drosselspule zugleich die Blasspule für den Schalter bildet, dessen Funkenhörner die Spule in der beschriebenen ίο Weise umfassen. Bei selbsttätiger Auslösung dieses Schalters ist auf diese Weise der gesamte Überspannungs- und Überstromschutz der Maschine in einem einzigen Apparat vereinigt.

Die Bauart des Schalters nach Abb. 3 oder 4 hat noch einen weiteren Vorteil, der in Abb. 5 und 6 zum Ausdruck kommt. Man kann dann nämlich den Funkenhörnern den Strom unmittelbar an der Unterbrechungsstelle zuführen, was zur Vermeidung von Störungen der auf den Öffnungslichtbogen ausgeübten Blaswirkung -von der Seite geschehen muß. Dann wird bei" Ausbildung des Lichtbogens der Strom in den Funkenhörnern c, d selbst die gleiche Richtung annehmen, wie der Strom in der Spule und deren Blaswirkung noch verstärken, während er sie bei den bisherigen Anordnungen, bei denen der Strom in den Hörnern dem der Spule entgegengerichtet war, geschwächt hatte. Besonders bei starken Strömen und wenig Spulenwindungen kann die Hinzufügung zweier Windungen für die Blasung sehr viel ausmachen.

Ist wieder der Strom in der Spule α rechtsläufig, so wird der Schaltstrom dem Horn c bei k zugeführt, dem Horn d bei I entnommen. Hat sich nach erfolgtem Auseinanderrücken der Hörner,- z. B. durch Schwenkung des Horns d um den Drehpunkt 0, der Lichtbogen- f an der Trennstelle ausgebildet und sich über einen Teil der Hörner ausgedehnt, so läuft der Strom in den Hörnern c und d von den Stromanschlußstellen k, I ab bis zu den Fußpunkten des Lichtbogens f in der gleichen Richtung wie in der Spule α und entgegengesetzt wie im Lichtbogen f. Somit wird durch diese Anordnung die Blaswirkung der Spule verstärkt. Um die Anordnung möglichst symmetrisch zu gestalten, erfolgen die Stromanschlüsse h und I der Hörner c, d auf verschiedenen Seiten.

Verlegt man die Anschlüsse nicht an die Enden der Hörner, sondern etwa in ihre Mitte, so wird von dem Anschlußpunkt ab die Blaswirkung verstärkt und die Löschung des Lichtbogens beschleunigt.

Der Schalter eignet sich, wie erwähnt, so- J wohl für Gleichstrom- als auch für Wechselstromanlagen und kann in jeder praktisch vorkommenden Größe ausgeführt werden. Seine Bedienung kann unmittelbar oder mittelbar von Hand oder mit Hilfe selbsttätiger Auslcsevorrichtungen erfolgen.

Claims (10)

Patent-Ansprüche:

1. Elektrischer Luftschalter mit magnetischer Funkenlöschung mittels die Blasspule umfassender Funkenhörner, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung des Blasmagneten, daß das Blasfeld in zur Blasspule radialer Richtung stetig abnimmt, während es in der Umfangsrichtung, in der die Fußpunkte des Öffnungslichtbogens auf den Funkenhörnern wan- dern, annähernd konstant bleibt.

2. Schalter nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die über den Spulenumfang hinausragenden Flanschen des Eisenkerns der Blasspule divergieren.

3 Schalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanschen des Eisenkerns der Blasspule um 180 ° divergieren.

4. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanschen des Eisenkerns der Blasspule auf einer Zylinderfläche liegen, deren Durchmesser gleich dem Außendurchmesser der Spule ist.

5. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenkern der Blasspule keine Flanschen besitzt.

6. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasspule keinen Eisenkern hat.

7. Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Blasspule eine in die Leitungen der Anlage ohnehin eingeschaltete eisenlose Drosselspule benutzt wird.

8. Schalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuleitungen zu den seitlich freiliegenden Funkenhörnern seitlich, d. h. parallel zur Spulenachse, herangeführt sind.

9. Schalter nach Ansprach 8, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlich herangeführten Stromzuleitungen an oder nahe den Berührungsflächen der Funkenhörner an dieselben angeschlossen sind.

10. Schalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Strom Zuleitungen von verschiedenen Seiten an die Funkenhörner herangeführt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.