DE1100759B

DE1100759B - Schaltanordnung fuer Wechselstrom

Info

Publication number: DE1100759B
Application number: DES67152A
Authority: DE
Inventors: Werner Kohler; Dipl-Ing Walter Schimming
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1960-02-18
Filing date: 1960-02-18
Publication date: 1961-03-02

Description

Schaltanordnung für Wechselstrom Die Ausschaltung eines Wechselstromes kann man bekanntlich dadurch erleichtern, da.ß man im Stromkreis Gleichrichter vorsieht. Durch die Gleichrichter wird der Wechselstrom in einen lückenden Strom umgewandelt. Es ergeben sich stromlose Pausen, die die Stromunterbrechung begünstigen. Zu diesem Zweck hat man z. B. eine Schaltanordnung mit zwei parallel liegenden Schaltstellen vorgesehen, bei der mit jeder Schaltstelle ein Gleichrichter derart in Reihe liegt, daß die beiden Gleichrichter antiparallel angeordnet sind. Erfindungsgemäß kann eine solche Anordnung noch dadurch verbessert werden, daß durch den in der einen Schaltstelle brennenden Lichtbogen in an sich bekannter Weise eine Löschmittelströmung an der anderen Schaltstelle hervorgerufen wird. Auf diese Weise kann erreicht werden, da.ß die von der einen Schaltstelle hervorgerufene Löschmittelströmung an der anderen Schaltstelle gerade in dem Augenblick auftritt, in dem sich an dieser Schaltstelle durch den Gleichrichter eine stromlose Pause ergibt. Durch die Löschmittelströmung kann das Restplasma des Lichtbogens beseitigt werden, so daß an der Schaltstelle wieder die volle elektrische Festigkeit vorliegt.
Es ist bei Leistungsschaltern, insbesondere bei Ölschaltern, aber auch bei Gasschaltern, bereits bekannt, eine Löschmittelströmung durch einen sogenannten Hilfslichtbogen zu erzeugen. Bei derartigen Schaltern sind in einer Schaltkammer zwei in Reihe liegende Schaltstellen vorgesehen, die von einem feststehenden Schaltstück, einem beweglichen Schaltstück und einem sogenannten Zwischenschaltstück gebildet werden, das im allgemeinen unter der Wirkung einer Feder steht. Bei der Bewegung des beweglichen Schaltstückes kann das Zwischenschaltstück zunächst folgen, so daß nur ein Hilfslichtbogen zwischen diesem und dem feststehenden Schaltstück gezogen wird, der einen Druck im Löschmittel erzeugt. Dieser Druck führt zu einer Löschmittelströmung gegen den inzwischen durch die Trennung des beweglichen Schaltstückes von dem Zwischenschaltstück gebildeten Hauptlichtbogen. Im Gegensatz zur Erfindung tritt also bei derartigen Schaltern die Löschmittelströmung stets an einer Schaltstelle auf; an der ein Lichtbogen brennt. Bei der Erfindung ist es dagegen möglich, die die Festigkeit der Schaltstrecke beeinträchtigenden Lichtbogenprodukte durch die Löschmittelströmung in der stromlosen Pause zu beseitigen, ohne den Lichtbogen selbst zu bespülen.
Um eine möglichst günstige Wirkung der Löschrnittelströmung zu erreichen, ist es zweckmäßig, in an sich bekannter Weise die Schaltstellen. in zwei Kammern eines gemeinsamen Gehäuses anzuordnen, das aus Isolierstoff besteht. Die Erfindung kann dann besonders vorteilhaft so verwirklicht werden, daß beide Kammern eine gemeinsame bewegliche Wand, z. B. eine Membran, aufweisen. Auf diese Weise kann der durch den Lichtbogen an der einen Schaltstelle hervorgerufene Druck des Löschmittels ohne großen Aufwand so wirken, daß an der anderen Schaltstelle in der stromlosen Pause eine Löschmittelströmung auftritt.
Es ist auch möglich, die beiden Schaltstellen in bekannter Weise in einer gemeinsamen Kammer anzuordnen, wenn in bekannter Weise dafür gesorgt ist, daß durch den Druck an der einen Schaltstelle eine Löschmittelströmung an der anderen Schaltstelle erreicht wird. Dabei ist darauf zu achten, daß der zu bespülenden Schaltstelle nur frisches Löschmittel zugeführt wird.
Eine mechanisch einfache Anordnung kann man beispielsweise dadurch erhalten, daß in bekannter Weise für beide Schaltstellen ein gemeinsames bewegliches Schaltstück vorgesehen ist. Die Ventile, mit denen die stromlosen Pausen hervorgerufen werden, sind in diesem Fall zweckmäßig an den feststehenden Schaltstücken der beiden parallel liegenden Schaltstellen angeschlossen. Es ist günstig, die Ventile so anzuordnen, daß sie in der Einschaltstellung des Schalters überbrückt sind und nur beim Aus- bzw. Einschalten beansprucht werden.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden an Hand der Figur ein Ausführungsbeispiel beschrieben.
In einem gemeinsamen Isolierstoffgehäuse 1 sind in an sich bekannter Weise zwei nebeneinanderliegende Schaltkammern 2 und 3 vorgesehen. Zwischen den beiden Schaltkammern ist eine gemeinsame Wand 4 vorgesehen. Der Bereich 5 dieser gemeinsamen Wand ist als Membran beweglich ausgebildet. Die beiden Schaltkammern. sind- mit- einem geeigneten Löschmittel, beispielsweise 'riiif Öl, gefüllt, Als Löschmittel kommen neben Flüssigkeiten. auch Gase in Frage. Diese können besonders dann vorteilhaft sein,: wenn zwischen den beiden Schaltstellen: ein größerer Abstand- besteht, - den der" Löschmittels-trom durchlaufen muß. Wegen der kleineren Trägheit der Gase setzt die Löschmittelströmung bei Gasen schneller ein als bei Flüssigkeiten. Besonders gut geeignet -sind in bekannter Weise elektronegative Gase, wie Schwefelhexafluorid und/oder Selenhexafluorid.
In den beiden Schaltkammern, sind zwei parallel zueinander liegende Schaltstellen 10 und_ 11 untergebracht. Die beiden Schaltstellen besitzen ein gemeinsames bewegliches Schaltstück 12. Die beiden feststehenden Schaltstücke sind mit 13 und 14 bezeichnet. Die oberen Enden der feststehenden Schaltstücke sind, wie bei der Schaltstelle 11 in einem Schnitt gezeigt ist, tulpeu> förmig ausgebildet. In der dargestellten Einschaltstellung greifen zwei Stifte 15 und 16 des gemeinsamen beweglichen Schaltstückes 12 in die tulpenförmigen Enden der feststehenden Schaltstücke.
An den Enden der feststehenden Schaltstücke sind zwei übergreifende metallische Hauben 20, 21 vorgesehen., die über Ventile, z. B. Selen- öder Ssliziumgleichrichter 22 und 23, mit den feststehenden Schaltstücken verbunden sind. Durch Isolierstoffkappen 24 ist dafür gesorgt, daß bei der am Gleichrichter auftretenden Spannung kein Überschlag zwischen den Hauben 20 und 21 und den feststehenden. Schaltstücken 13 und 14 auftreten kann.
Die beiden feststehenden Schaltstücke 13 und 14 sind über einen Steg 25 mit einem gemeinsamen unteren Anschlußstück 26 verbunden. Der obere Anschluß erfolgt am beweglichen Schaltstück 12. Zu diesem Zweck kann beispielsweise ein Stromabnehmerbügel 30 vorgesehen sein, der zu einem Anschlußstück 3.1 führt.
Die Schaltanordnung nach der Erfindung wirkt folgendermaßen: Zum Ausschalten wird das bewegliche Schaltstück 12 in der durch den Pfeil 32 dargestellten Richtung nach oben gezogen. Die Stifte 15 und 16 des beweglichere Schaltstückes verlassen die tulpenförmigen Kontaktstellen der feststehenden Schaltstücke. Dies geschieht lichtbogenfrei, weil im Augenblick der Trennung je nach der Polarität des Stromes und der Anordnung der Gleichrichter 22, 23, über eine der Hauben 20 oder 21 eine Verbindung zu einem der Stifte 15, 16 bestehenbleibt.
Beim Lösen der Stifte 15 und 16 von den. Hauben 20 bzw. 21 wird ein Lichtbogen gezogen, und zwar zunächst an der Schaltstelle, deren Gleichrichter im Schaltaugenblick den, Strom durchläßt: In der nächsten Halbwelle- erlischt der Lichtbogen, da der Gleichrichter dann in Spexrchtung liegt. Zugleich zündet ein Lichtbogen an an der anderen Schaltstelle, da der Abstand zwischen den Schaltstücken noch nicht ausreicht, die Spannung- zu tragen. Dieser Lichtbogen ruft in der Kammer eine Drucksteigerung im Löschmittel hervor. Durch- die Drucksteigerung wird über die Membran 5 eine Löschmittelströmung an der anderen Unterbrechungsstelle erzeugt. Dadurch werden die an der anderen Unterbrechungsstelle vorhandenen Lichtbogenprodukte aus der Schaltstrecke gespült. Die Schaltstrecke erreicht schnell eine große elektrische Festigkeit. Daher kann diese Schaltstelle die wiederkehrende Spannung tragen, wenn der Lichtbogen in der nächsten, Halbwelle erlischt. Der Stromkreis ist damit unterbrochen, denn ein Wiederzünden an der anderen Schaltstelle erfolgt nicht mehr, weil der Abstand der Schaltstücke inzwischen einen ausreichend großen Wert erreicht hat. Bei der erfindungsgemäßer. Anordnung treten mithin Lichtbogenerscheinungen nur während zweier aufeinanderfolgender Halbwellen auf.
Nach dem Durchlaufen des Schalthubes h hat das bewegliche Schaltstück 12 die Ausschaltstellung erreicht. Zwischen den Spitzen des beweglichen. Schaltstückes und den Hauben der feststehenden Schaltstücke liegt die Trennstrecke T. Diese Trennstrecke kann kleiner sein als bei den bekannten Schaltern, weil durch- die Löschmittelströmung für eine schnelle Steigerung der elektrischen Festigkeit gesorgt wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Schaltanordnung für Wechselstrom mit zwei parallel liegenden Schaltstellen und zwei antiparallel angeordneten Gleichrichtern, von denen mit jeder Schaltstelle einer in Reihe liegt, dadurch gekennzeichnet, daß durch den an der einen-Schaltstelle brennenden Lichtbogen in an sich bekannter Weise eine Löschmittelströmung an der anderen Schaltstelle hervorgerufen. wird.
2. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstellen in zwei Kammern eines gemeinsamen Gehäuses angeordnet sind.
3. Schaltanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daB die beiden Kammern eine gemeinsame bewegliche Wand, z. B. eine Membran, aufweisen.
4. Schaltanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schaltstellen ein gemeinsames bewegliches Schaltstück besitzen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr; 704 554, 591600, 601563, 604 649, 705 099.