DE1055643B - Elektrischer Stromunterbrecher, insbesondere Mehrfachschalter, mit Lichtbogenloeschung durch ein stroemendes Druckmittel - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Es sind elektrische Stromunterbrecher mit Lichtbogenlöschung durch ein strömendes Druckmittel, wie Druckgas, bekannt, bei denen die Unterbrechungsstelle in einer Doppeldüse, die aus zwei metallischen Einzeldüsen gebildet wird, mit radialer Druckmittelzufuhr liegt. Die Erfindung bezieht sich auf einen derartigen Stromunterbrecher, insbesondere mit mehreren Unterbrechungsstellen hoher Abschaltleistung. Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, mit einer kleinen Anzahl von Unterbrechungsstellen auszukommen und bei geringem Raumbedarf der einzelnen Unterbrechungsstellen die Abmessungen eines solchen Schalters klein zu halten. Hierzu ist erforderlich, daß an den einzelnen Unterbrechungsstellen unter Ge währleistung einer sicheren Lichtbogenlöschung die günstigsten baulichen Verhältnisse geschaffen werden.

Die Lösung dieser Aufgabe stößt jedoch auf Schwierigkeiten. In Fig. 1 der Zeichnung stellt die Kurve 1 den Verlauf der wiederkehrenden Spannung nach erfolgter Lichtbogenlöschung dar, während die. Kurve 2 den Verlauf der elektrischen Festigkeit der Schaltstrecke zu derselben Zeit veranschaulicht. Nach der Zeit T hat die wiederkehrende Spannung ihren Höchstwert erreicht. Da die elektrische Festigkeit der Schaltstrecke in diesem Augenblick größer ist als die wiederkehrende Spannung, nahm man bisher an, daß die Schalistelle einwandfrei arbeiten müsse. Man mußte jedoch an Hand von Versuchen erkennen, daß beim Zusammentreffen widriger Umstände die elektrische Festigkeit trotz konstanten Druckes des Löschmittels mit der Zeit oder sprungartig derart abfallen kann, daß sie kleiner als die wiederkehrende Spannung wird. Die Fig. 1 läßt einen solchen Verlauf erkennen. Im Schnittpunkt der beiden Kurven 1 und 2 erfolgt daher eine Rückzündung. Es gehört also vor allem auch zur Aufgabe der Erfindung, den Verlauf der Kurve 2 so zu gestalten, daß sie während des ganzen Zeitbereiches der Leistungsunterbrechung oberhalb der Kurve 1 verläuft.

Grundlegend hierfür ist vor allem, daß die Unterbrechungsstrecke von Ladungsträgern schnellstens gesäubert und frei gehalten wird. Dies kann man erreichen, wenn man die Lichtbogenfußpunkte nicht im Bereich höchster Feldstärke entstehen läßt und außerdem der Einwirkung des elektrischen Feldes möglichst entzieht und ferner in Düsen bebläst, und zwar an den Stellen der Düsen, an denen das Löschmittel, beispielsweise Druckgas, die Düse mit Überschallgeschwindigkeit durchströmt. Die an den Lichtbogenfußpunkten sich mit bis zu Schallgeschwindigkeit loslösenden Metallteilchen usw. können dann nicht so leicht in die Unteibrechungsstrecke hineinwandern. Die Erfindung geht deshalb auch von einer Doppeldüse aus, durch die der Unterbrechungslichtbogeu

Elektrischer Stromunterbrecher,
insbesondere Mehrfachschalter,
mit Lichtbogenlöschung
durch ein strömendes Druckmittel

Anmelder:

LICENTIA Patent -Verwaltungs -G.m.b.H., Hamburg 36, Hohe Bleichen 22

Dr.-Ing. Viktor Aigner, Stuttgart-Bad Cannstatt,
und Dipl.-Ing. Hubert Korndörfer, Berlin,
sind als Erfinder genannt worden

hindurchbrennt und durch deren Einzeldüsen das zwischen ihnen zugeführte Druckmittel in entgegengesetzten Richtungen aus der Unterbrechungsstrecke abströmt.

Um die elektrische Festigkeit einer Schaltstelle möglichst hoch zu treiben, ist es bekannt, den Kontakten Ringelektroden zuzuordnen. Diese schirmen die Lichtbogenfußpunkte ab und schaffen ferner zwisehen sich ein homogenes Feld. Man kann diese Wirkung auch der Doppeldüse geben, indem man sie aus Metall herstellt, was bereits von einem ölarmen Schalter her bekannt ist. Die Erfindung macht jedoch nicht von den Ausführungen Gebrauch, bei denen der Lichtbogen zwischen den Metalldüsen gezogen oder von den Schaltkontakten an diese abgegeben wird, sondern von der Bauart, bei der der Lichtbogen mittels Schaltkontakten durch die Düsen hindurchgezogen wird und sich an den Düsen nicht ansetzt. Denn dato bei läßt es sich erreichen, daß die Lichtbogenfußpunkte schnellstens in feldfreie Räume gezogen und der Beblasung mit Druckgas von Überschallgeschwindigkeit ausgesetzt werden. Die Unterbrechungsstrecke wird daher besonders gut gesäubert.

Um daher zu günstigsten Abmessungen des Stromunterbrechers und zu so leistungsfähigen Unterbrechungsstellen zu gelangen, daß ihre Anzahl bei Mehrfachunterbrechern klein gehalten werden kann, sind erfindungsgemäß die Einzeldüsen an den sich gegenüberstehenden Flächen elektrisch so günstig geformt, daß sich ein Minimum an Abstand zur Herstellung der geforderten Spannungsfestigkeit im kalten Zustand (Prüfspannung) ergibt, und daß durch die Formgebung der Durchtrittsöffnungen für die

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Claims (6)

Schaltkontakte der Lichtbogen an einem Übertritt zu den Düsen gehindert und die Lichtbogenfußpunkte durch die Bewegung der Schaltkontakte in die Düsenkörper hinein dem elektrischen Feld entzogen werden. Stromunterbrecher mit einem Lichtbogenlöschmit-' tel, wie Druckgas, und mit einem solchen Aufbau übertreffen in den vorerwähnten Eigenschaften die anderen bekannten Unterbrecher mit Doppeldüsen und dem gleichen Löschmittel, bei denen jedoch nicht alle Merkmale der Erfindung zusammen verwirklicht sind. Andererseits lassen sich die bekannten ölarmen Schalter mit einer das elektrische Feld abschirmenden Doppeldüse ebenfalls nicht mit dem Stromunterbrecher nach der Erfindung vergleichen, da bei öl einmal nicht diese hohen Strömungsgeschwindigkeiten wie bei gasförmigen Löschmitteln erzielt werden und andererseits auch das öl andere Isoliereigenschafteu hat, die sich namentlich nach einer Reihe von Abschaltungen stark ändern können und daher in bezug auf den Abstand der Einzeldüsen voneinander nicht die kürzeste, nur durch die Spannungsfestigkeit im kalten Zustand der Schaltstrecke bestimmte Bernes sung zulassen, im Gegensatz zu den Schaltern, bei denen stets ein frisches, reines Löschmittel vorhanden ist. Man kann den erfindungsgemäßen Schalter so aufbauen, daß die Metalldüsen im erforderlichen Trennabstand feststehen. Feststehende Metalldüsen, in denen die .Schaltkontakte bewegt werden, sind an sich bekannt. Man kann die Anordnung aber auch, wie bereits vorgeschlagen wurde, so treffen, daß die Metalldüsen sich im Einschaltzustand des Schalters berühren und als lichtbogenfrei öffnende Parallelkontakte dienen, die im Einschaltzustand einen wesentlichen Teil der Stromführung übernehmen. Wichtig ist in jedem Fall, daß die Lichtbogenkontakte mit hoher Geschwindigkeit bewegt werden, so daß ihre Spitzen schnell hinter die engsten Stellen der Düsen gelangen. Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes. Gemäß Fig. 2 sind zwei bewegliche Stiftkontakte 3 und 4 sowie ein beweglicher Düsenkontakt 5 und ein beweglicher Düsenkontakt 6 verwendet. Beim Abschaltvorgang werden zuerst die Düsen 5 und 6 auf den Abstand a lichtbogenfrei getrennt. Danach werden die Schaltstifte 3 und 4 mit hoher Geschwindigkeit hinter die engsten Stellen der Düsen zurückgezogen. Die Blasluft strömt in Richtung der Pfeile 7 und bebläst die Fußpunkte des Lichtbogens 8 in den erweiterten Düsenteilen mit Überschallgeschwindigkeit. Die Einschaltstellung ist in der Abbildung mit unterbrochenen Linien eingezeichnet. In Fig. 3 ist eine Ausführung mit zwei feststehenden Düsenelektroden 5 und 6 dargestellt. Diese stehen sich auch im Ausschaltzustand dauernd im Trennabstand a gegenüber. Nur die Kontakte 3 und 4 dienen zur Stromführung. Im übrigen entspricht diese Ausführung der nach Fig. 2. Die Ausführung der Fig. 4 unterscheidet sich von der nach Fig. 3 dadurch, daß der Kontakt 3 als fester Einlauf kontakt ausgebildet ist. Der Kontakt 4 wird durch beide Düsen hindurchgezogen, wobei der Lichtbogen 8 entsteht. Die Düsen 5 und 6 stehen fest. In Fig. 5 ist an Stelle eines festen Einlaufkontaktes ein fester Druckkontakt 3 benutzt. Bei allen gezeichneten Ausführungen ist der Abstand a der Düsen 5 und 6 der Überschlagsspannung der Schaltstrecke im kalten Zustand angepaßt. Durch die beiden Düsen 5 und 6, die als Schirme wirken und in die die Kontakte 3 und 4 schnell hineinbewegt werden, sowie 'durch die radiale Druckmittelzufuhr in Richtung des Pfeiles 7 ist dafür gesorgt, daß nach der Stromunterbrechung die elektrische Festigkeit der Schaltstrecke der Kaltüberschlagsspannung mindestens nahezu entspricht. Für die Erfindung kann es auch vorteilhaft sein, die Düsen mindestens im Bereich ihres engsten Durchgangsquerschnittes mit einem schwer verdampfbaren Metall, z. B. Molybdän oder Wolfram, oder aber in an sich bekannter Weise mit einer Isolierstoffschicht auszukleiden. Patentanspk (!che:

1. Elektrischer Stromunterbrecher, insbesondere Mehrfachschalter, mit Lichtbogenlöschung durch ein strömendes Druckmittel, wie Druckgas, bei dem die Unterbrechungsstelle in einer Doppeldüse, die aus zwei metallischen Einzeldüsen gebildet wird, mit radialer Druckmittelzufuhr liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzeldüsen an den sich gegenüberstehenden Flächen elektrisch so günstig geformt sind, daß sich ein Minimum an Abstand zur Herstellung der geforderten Spannungsfestigkeit im kalten Zustand (Prüfspannung) ergibt und daß durch die Formgebung der Durchtrittsöffnungen für die Schaltkontakte der Lichtbogen an einem Übertritt zu den Düsen gehindert und die Lichtbogenfußpunkte durch die Bewegung der Schaltkontakte in die Düsenkörper hinein dem elektrischen Feld entzogen werden.

2. Stromunterbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenkörper (5, 6) im erforderlichen Trennabstand (a) feststehen (Fig. 3).

3. Stromunterbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenkörper (5., 6) sich im Einschaltzustand berühren und als lichtbogenfrei öffnende Parallelkontakte verwendet sind (Fig. 2).

4. Stromunterbrecher nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Unterbrechungskontakte (3,4) im Einschaltzustand in der Mitte zwischen den beiden Düsen (5 und 6) berühren und beim Ausschaltvorgang schnell nach beiden Seiten hinter die engsten Stellen der Düsen zurückgezogen werden (Fig. 2 und 3).

5. Stromunterbrecher nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltkontakt (3) hinter der engsten Stelle der einen Düse (5) feststeht und der andere Schaltkontakt (4) beim Ausschaltvorgang schnell durch beide Düsen (5,6 j hindurch hinter die engste Stelle der anderen Düse (6) bewegt wird.

6. Stromunterbrecher nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen mindestens im Bereich ihres engsten Durchgangsquerschnittes zweckmäßig auch an der Oberfläche mit einem schwer verdampfbaren Metall, insbesondere Molybdän oder Wolfram, oder mit einer Isolierstoffschicht ausgekleidet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 677 214, 686 577,
395, 908 507, 914147;

schweizerische Patentschrift Nr. 282 201.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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