Druekgasschalter. Druckgasschalter mit Löschung des Ab schaltlichtbogens durch strömendes Druck gas, bei welchen die Schaltgase von der Lei- stungsunterbrechungsstellein einen Stauraum geblasen werden, sind an sich bekannt.
Das Hauptpatent bezieht sich nun auf derartige Druckgasschalter und insbesondere auf solche, bei denen im Strömungsweg des Druckgases zwischen dem Druckgassteuerventil und dem Stauraum ein Ejektor angebracht ist, dessen Saugrichtung zum Stauraum hinweist und dessen Anordnung so getroffen ist, dass sich der betreffende Stauraum nach erfolgtem Schliessen des Druckgassteuerventils wenig stens teilweise über die Saugöffnung des Ejektors entgegen seiner Saugrichtung ent leert.
Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einer Weiterentwicklung des Gegenstan des des Hauptpatentes und besteht darin, dass wenigstens die Strahldüse des Ejektors zwi schen: den Kontakten der geöffneten Lei- stungsunterbrechungsstelle angeordnet ist, so dass bei geschlossener Leistungsunterbre- chungsstelle der bewegliche Kontakt die Strahldüse durchdringt.
Bei dem in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel der vor liegenden Erfindung ist nur der die Schalt kammer und den Stauraum 9 enthaltende Teil des Schalters wiedergegeben. Das Druck gas gelangt aus dem Druckgasbehälter durch das Druckgassteuerventil und durch eine aus Isolierrohren bestehende Druckgasleitung in die Schaltkammer. Die Druckgasleitung mündet in den untern Schalterpol 11 des Schalters und kann beispielsweise am Flansch 27 das Druckgas zuführen.
Auf dem andern Schalterpol 12 ist ein den Stauraum 9 be grenzender Isolierzylinder 20 aufgebaut, der an seinem obern Ende durch den mit metalli schen: Kühlrippen 19 versehenen Metalldeckel 18 abgeschlossen ist. Innerhalb des Stau raumes 9 können noch entionisierendeWände 17, die zweckmässig ebenfalls aus Metall be stehen, am Deckel 18 angeschweisst sein.
Der Schaltkammer der Leistungsunterbrechungs- stelle wird das in Richtung der ausgezogenen Pfeile einströmende Druckgas durch eine Isolierdüse 5 zugeführt, die bei höheren: Spannungen mittels eines Isolierzylinders 32 auf dem mit dem Flansch 27 versehenen Schalterpol aufgebaut ist. Diese Isolierdüse wird vorzugsweise als Strahldüse des Ejek- tors ausgebildet und der bewegte Kontakt 10 während des Abschaltvorganges durch diese Düse 5 hindurchgezogen.
In der Strahlrich tung des Ejektors, das heisst in der Richtung der ausgezogenen Pfeile, schliesst sich hinter der mit Abstand von der Strahldüse 5 an geordneten Fangdüse 15 des Ejektors unmit telbar der Stauraum 9 an.
Der bewegte Kontakt 10 wird vorzugs weise entgegen der Strahlrichtung des Ejek- tors durch die Strahldüse 5 hindurchgezogen und der Gegenkontakt zum bewegten Kon takt 10 auf der Seite der Fangdüse 15 an geordnet. Wie es in der Zeichnung angege ben ist, besteht eine zweckmässige Lösung darin, den Gegenkontakt als Hohlkontakt 15 auszubilden, wobei dessen in den Stauraum 9 führende Öffnung 14 direkt als Fang düsenöffnung wirkt. Der bewegte Kontakt 10 schliesst sodann diese Öffnung 14 wenigstens teilweise ab.
In der Öffnung 14 können selbstverständlich noch den Kontakt 10 um fassende Kontaktfinger vorgesehen sein, welche in der gezeichneten Schliessstellung des Schalters einen geringen Übergangs widerstand zwischen den Kontakten 10, 15 gewährleisten. Die Offenstellung des Schal ters ist durch die gestrichelt angegebene Lage des bewegten Kontaktes 10 angedeutet, in welcher der Kontakt 10 ganz in den Innen raum der Isolierdüse 5 hineingezogen ist.
Im Ausführangsbeispiel der Zeichnung befindet sich demnach von den Düsenteilen des Ejek- tors die Strahldüse 5 zwischen den Kontak ten 10, 15 der geöffneten Leistungsunter brechungsstelle, während bei geschlossenem Kontakt 10 derselbe die Strahldüse 5 durch- dringt.
An Stelle des mit dem Schalterpol 12 ver bundenen Hohlkontaktes 15 könnte die Fang düse 15 auch aus Isoliermaterial bestehen, während dann der mit dem Schalterpol 12 verbundene Kontakt im Stauraum 9 ange ordnet wird. Es ist selbstverständlich, dass man den Kontakten selbst wie auch den Teilen des Ejektors eine nach strömungs technischen Gesichtspunkten bemessene Form gebung gibt, um eine hinreichende Ejektor- wirkung zu erhalten.
Dabei werden die zwi schen den Kontakten der geöffneten Lei- stungsunterbrechungsstelle angeordneten Dü senteile des Ejektors vorzugsweise aus einem keramischen Material hergestellt, welches durch die Einwirkung des Lichtbogens keinen oder nur einen verschwindenden Abbrand zeigt.
Die mit den beiden Kontakten 10, 15 ver bundenen Schalterpole 11, 12 werden vor zugsweise durch einen die Strahldüse 5 bezw. den Zylinder 32 umgebenden weiteren Isolier- zylinder 13 distanziert. Der ringförmige Zwischenraum 33 zwischen diesen Zylindern wird dabei als Saugrohr des Ejektors ver wendet, durch welches sich der Stauraum 9 in der Richtung der gestrichelten Pfeile, das heisst entgegen der zum Stauraum weisenden Saugrichtung des Ejektors entleert. Der Ringraum 33 ist durch die Kanäle 7 im Schalterpol 11 mit der freien Atmosphäre verbunden.
Die Öffnungen der Kanäle 7 stellen die Saugöffnung des Ejektors dar. Diese Bauart ist insofern günstig, als sie er laubt, bei einer geringen Bauhöhe des Schal ters grosse Kriechdistanzen zwischen den Schalterpolen 11, 12 einzuhalten. Da die Schaltgase vor ihrem Austritt aus dem Stau raum 9 entionisiert und gekühlt werden, ist deren Ableitung durch Isolierzylinder un bedenklich.
Die Wirkungsweise des beschriebenen Schalters ist nunmehr klar ersichtlich. Bei geöffnetem Druckgassteuerventil strömt das Druckgas zunächst in den Isolierzylinder 32. Sobald der bewegliche Kontakt 10 durch die Düse 5 des Ejektors hindurchgezogen ist, findet eine kräftige Beblasung des Licht bogens statt. Der Lichtbogenfusspunkt auf dem als Fangdüse ausgebildeten Hohlkontakt kann dabei gegen den Stauraum durch die Öffnung 14 geblasen werden, so dass dex Lichtbogen kurz vor seiner Löschung durch die Fangdüse 14 und die Strahldüse 5 brennt.
Die Ejektorwirkung verhindert ein Aus strömen der Schaltgase in den Ringraum 33, so dass dieselben in den Stauraum 9 geblasen werden. Dort werden die Schaltgase durch die Wände 17 entionisiert und gekühlt. Noch bevor der kritische Druck im Stauraum 9 erreicht ist, wird nach der Löschung des Lichtbogens das Druckgassteuerventil ge schlossen. Die Wirkung des Stauraumes ist nun die, dass noch während eines vorgege benen Zeitabschnittes nach der Schliessung des Druckgassteuerventils zwischen den ge öffneten Kontakten des Schalters ein Über druck aufrechterhalten wird, um Rückzün dungen zu vermeiden.
Im beschriebenen Aus führungsbeispiel wird dieser Überdruck einer seits durch die aus dem Stauraum 9 durch die Öffnung 14 in den Raum 33 austreten den Schaltgase und anderseits durch das aus der Druckgaszuführungsleitung nachfliessende und durch die Strahldüse 5 in den Raum 33 austretende Druckgas herbeigeführt. Bis zur vollständigen Leerung des Stauraumes 9 tmd der Druckgaszuführungsleitung geben die ge strichelten Pfeile den Strömungsverlauf an.
Die Zeitkonstante, mit welcher der Druck zwischen den Kontakten 10, 15 abnimmt, lässt sich durch die Anzahl und den Quer schnitt der Austrittsöffnungen 7 wahlweise einstellen.
Pressure switch. Pressurized gas switches with extinguishing of the switching arc by flowing pressurized gas, in which the switching gases are blown from the power interruption point into a storage space, are known per se.
The main patent now relates to such pressurized gas switches and in particular to those in which an ejector is attached in the flow path of the pressurized gas between the pressurized gas control valve and the storage space, the suction direction of which points towards the storage space and whose arrangement is such that the relevant storage space is closed after it has been closed of the pressure gas control valve little least partially empties ent via the suction opening of the ejector against its suction direction.
The present invention is concerned with a further development of the subject matter of the main patent and consists in that at least the jet nozzle of the ejector is arranged between: the contacts of the open power interruption point, so that when the power interruption point is closed, the movable contact penetrates the jet nozzle.
In the embodiment of the present invention shown schematically in the drawing, only the switching chamber and the storage space 9 containing part of the switch is shown. The pressurized gas comes from the pressurized gas container through the pressurized gas control valve and through a pressurized gas line consisting of insulating tubes into the switching chamber. The compressed gas line opens into the lower switch pole 11 of the switch and can, for example, supply the compressed gas at flange 27.
On the other switch pole 12 is the storage space 9 be bordering insulating cylinder 20 is built, which is completed at its upper end by the rule with metallic: cooling fins 19 provided metal cover 18. Within the storage space 9, deionizing walls 17, which are also suitably made of metal, can be welded to the cover 18.
The compressed gas flowing in in the direction of the solid arrows is fed to the switching chamber of the power interruption point through an insulating nozzle 5 which, at higher voltages, is built up on the switch pole provided with the flange 27 by means of an insulating cylinder 32. This insulating nozzle is preferably designed as a jet nozzle of the ejector and the moving contact 10 is drawn through this nozzle 5 during the switch-off process.
In the direction of the jet direction of the ejector, that is, in the direction of the solid arrows, the storage space 9 immediately adjoins the collecting nozzle 15 of the ejector, which is arranged at a distance from the jet nozzle 5.
The moving contact 10 is preferably pulled through the jet nozzle 5 counter to the jet direction of the ejector and the counter-contact to the moving contact 10 is arranged on the side of the collecting nozzle 15. As it is indicated in the drawing, an appropriate solution is to form the mating contact as a hollow contact 15, its opening 14 leading into the storage space 9 acts directly as a catch nozzle opening. The moving contact 10 then closes this opening 14 at least partially.
In the opening 14, the contact 10 can of course be provided around grasping contact fingers, which ensure a low transition resistance between the contacts 10, 15 in the closed position of the switch shown. The open position of the switch is indicated by the dashed line position of the moving contact 10, in which the contact 10 is completely drawn into the interior of the insulating nozzle 5.
In the exemplary embodiment of the drawing, the jet nozzle 5 of the nozzle parts of the ejector is accordingly located between the contacts 10, 15 of the open power interruption point, while when the contact 10 is closed, the jet nozzle 5 penetrates.
Instead of the hollow contact 15 connected to the switch pole 12, the catch nozzle 15 could also consist of insulating material, while the contact connected to the switch pole 12 in the storage space 9 is then arranged. It goes without saying that the contacts themselves as well as the parts of the ejector are given a shape that is dimensioned according to fluidic aspects in order to obtain an adequate ejector effect.
In this case, the nozzle parts of the ejector arranged between the contacts of the opened power interruption point are preferably made of a ceramic material which, as a result of the action of the arc, shows no or only negligible burn-off.
The ver with the two contacts 10, 15 connected switch poles 11, 12 are preferably by a jet nozzle 5 BEZW. further insulating cylinder 13 surrounding cylinder 32 is spaced apart. The annular space 33 between these cylinders is used as the suction pipe of the ejector, through which the storage space 9 is emptied in the direction of the dashed arrows, that is, against the suction direction of the ejector pointing to the storage space. The annular space 33 is connected to the free atmosphere through the channels 7 in the switch pole 11.
The openings of the channels 7 represent the suction opening of the ejector. This type of construction is beneficial in that it allows large creepage distances between the switch poles 11, 12 to be observed at a low height of the switch. Since the switching gases are deionized and cooled before they exit the storage space 9, their discharge through insulating cylinders is uncritical.
The mode of operation of the switch described is now clearly evident. When the compressed gas control valve is open, the compressed gas initially flows into the insulating cylinder 32. As soon as the movable contact 10 has been pulled through the nozzle 5 of the ejector, the arc is blown out vigorously. The arc root point on the hollow contact designed as a collecting nozzle can be blown against the storage space through the opening 14, so that the arc burns shortly before it is extinguished by the collecting nozzle 14 and the jet nozzle 5.
The ejector effect prevents the switching gases from flowing into the annular space 33, so that they are blown into the storage space 9. There the switching gases are deionized and cooled through the walls 17. Before the critical pressure in the storage space 9 is reached, the gas pressure control valve is closed after the arc is extinguished. The effect of the storage space is that an overpressure is maintained between the open contacts of the switch for a specified period of time after the closure of the compressed gas control valve in order to avoid backfiring.
In the exemplary embodiment described, this overpressure is brought about on the one hand by the switching gases emerging from the storage space 9 through the opening 14 into the space 33 and on the other hand by the pressurized gas flowing in from the pressurized gas supply line and exiting through the jet nozzle 5 into the space 33. The dashed arrows indicate the course of the flow until the storage space 9 and the pressurized gas supply line have been completely emptied.
The time constant with which the pressure between the contacts 10, 15 decreases, can be optionally set by the number and the cross section of the outlet openings 7.