DE3727802A1 - Selbstloeschender druckgasschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen selbstlöschenden Druckgasschalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solcher selbstlöschender Druckgasschalter ist aus der DE-OS 29 35 673, Fig. 5 und 6 sowie der zugehörigen Beschreibung bekannt.

Dieser selbstlöschende Druckgasschalter hat ein bestimmtes Volumen der Druckkammer, welches bei höheren Drücken, die durch das expandierende Gas entstehen, nur im begrenzten Maß durch das Zurückweichen des Hilfskolbens vergrößert wird. Eine Vergrößerung der Druckkamer im Hinblick auf die Ab­ schaltung starker Ströme, welche eine starke Gasexpansion hervorrufen, würde jedoch dazu führen, daß das Volumen der Druckkammer für die Abschal­ tung kleiner Ströme zu groß wäre. Für die Abschaltung kleiner Ströme ist nämlich ein geringes Druckkammervolumen notwendig, damit der für die Löschung der Ströme erforderliche Überdruck entstehen kann. Das Problem besteht also darin, die Abschaltung von Strömen in einem Bereich zwischen schwachen Betriebsströmen und sehr starken Kurzschlußströmen zu be­ herrschen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen selbstlöschenden Druckgas­ schalter verfügbar zu machen, bei dem das Volumen zur Speicherung des expandierenden Gases in einem weiten Bereich abzuschaltender Stromstärken optimal eingestellt ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale im Anspruch 1 gelöst.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sowohl das Volumen der Druck­ kammer wie die Volumenvergrößerung mittels des Hilfskolbens auf die Be­ triebsströme optimal eingestellt werden können. Vor allem kann der Druck­ raum so klein ausgestaltet sein, daß auch bei der Abschaltung kleiner Betriebsströme das zur Löschung des Lichtbogens notwendige Druckgefälle zwischen Druckkammer und Schaltergehäuse vorhanden ist. Kurzschlußströme sind wesentlich stärker und bewirken eine wesentlich größere Expansion des Gases in der Druckkammer. Müßte die Druckkammer sowie der Hilfskolben auf solche Ströme dimensioniert werden, so hätte dies zur Folge, daß eine sehr starke Feder 3 und ein großer Hilfskolben mit großer Masse erforderlich wäre. Die bei der Einschaltung erforderliche Energie wäre entsprechend größer. Durch das Zusatzvolumen wird erreicht, daß solch starke Gasexpan­ sionen beherrscht werden, ohne daß die Druckkammer bzw. der Hilfskolben für solche Gasexpansion dimensioniert werden müssen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Schalter im eingeschalteten Zustand,

Fig. 2 den Schalter bei der Abschaltung großer Ströme,

Fig. 3 den Schalter bei Abschaltung mittlerer Ströme und

Fig. 4 den Schalter bei der Abschaltung kleiner Ströme.

Der selbstlöschende Druckgasschalter besteht aus einem die Schaltbewegung ausführenden Schaltstück 1, welches mit dem Antrieb verbunden ist. Dieses Schaltstück 1 wirkt mit einem gegen die Kraft einer Feder 3 verschiebbaren Schaltstück 2 zusammen. Das verschiebbare Schaltstück 2 befindet sich in einer Druckkammer 5 und ist mit einem Hilfskolben 4 verbunden. Der Hilfs­ kolben 4 läuft in einem Zylinder 11, liegt bei entspannter Feder 3 an einem Anschlag 9 an und bei gespannter Feder 3 an einem Anschlag 10. Bohrungen 8 sind so angeordnet, daß sie, wenn der Hilfskolben 4 am An­ schlag 10 anliegt, die Druckkammer 5 mit einem Zusatzvolumen 7 verbinden. Dieses Zusatzvolumen 7 kann beispielsweise als zylinderringförmiger Raum ausgebildet sein.

Aus der Fig. 1 ist ersichtlich, wie das Schaltstück 1, welches die Schalt­ bewegung ausführt, im geschlossenen Zustand des Schalters das Schalt­ stück 2 nach unten gegen den Anschlag 10 drückt. Dazu muß beim Schließen des Schalters das Schaltstück 1 das Schaltstück 2 gegen die Kraft der Feder 3 nach unten drücken.

Fig. 2 zeigt den Schalter bei der Abschaltung eines starkes Stromes, wie er im Fall von Kurzschlüssen auftritt. Die Darstellung in Fig. 2 zeigt das Schaltstück 1 in einer Position während des Schaltvorgangs. Infolge des starken Lichtbogens expandiert das Gas in der Druckkammer 5 so stark, daß der Hilfskolben 4 durch den Druck gegen den unteren Anschlag 10 gedrückt wird. Dadurch verbinden die Bohrungen 8 die Druckkammer 5 mit dem Zusatz­ volumen 7, wodurch verhindert wird, daß der Druck die zulässigen Werte übersteigt. Im Wege der weiteren Ausschaltbewegung wird das Schaltstück 1 weiter nach oben gezogen, wobei der Lichtbogen durch die Düse 6 hindurch­ brennt. Der Überdruck in der Druckkammer 5 gegenüber dem Schaltergehäuse sorgt für eine Beblasung des Lichtbogens, wodurch dieser im Nulldurchgang zum Erlöschen gebracht wird. Danach läßt der Druck nach und die Feder 3 schiebt den Hilfskolben 4 mit dem verschiebbaren Schaltstück 2 gegen den Anschlag 9. Damit ist der Ausschaltvorgang beendet.

Die Fig. 3 zeigt den Schalter bei der Abschaltung eines mittleren Stromes. Der Verlauf ist im Prinzip der gleiche wie oben beschrieben, mit dem Unterschied, daß der Druck in der Druckkammer 5 nicht ausreicht den Hilfs­ kolben 4 gegen den Anschlag 10 zu drücken, so daß die Bohrungen 8 vom Hilfskolben 4 nicht freigegeben werden. Durch das Zusammendrücken der Feder 3 infolge der Druckerhöhung erfolgt also lediglich eine leichte Vergrößerung der Druckkammer 5, wobei die Federkonstante so eingestellt ist, daß dieses Volumen der Druckkammer 5 für die Löschung des Stromes der mittleren Stromstärke optimiert ist.

Fig. 4 zeigt den Schalter bei der Löschung eines schwachen Stromes, bei dem der Druck so gering ist, daß der Schaltstift 2 infolge des Drucks der Feder 3 dem Schaltstift 1 nachfolgt, bis der Hilfskolben 4 an dem An­ schlag 9 anliegt. In diesem Fall steht zur Aufnahme des expandierenden Gases lediglich das nicht vergrößerte Volumen der Druckkammer 5 zur Ver­ fügung. Dies ist für die Löschung solcher stromschwacher Lichtbögen optimiert.

Claims (1)

1. Selbstlöschender Druckgasschalter mit einem die Schaltbewegungen aus­ führenden Schaltstück und einem gegen die Kraft einer Feder ver­ schiebbarem Schaltstück, wobei die Verschiebung des letzteren durch einen am Boden einer Druckkammer angeordneten zwischen zwei Anschlä­ gen in einem Zylinder verschiebbaren, mit dem verschiebbaren Schalt­ stück fest verbundenen Hilfskolben durch die Druckerhöhung im Gas der Druckkammer infolge der Abschaltung starker Ströme bewirkt wird, und mit einer Isolierstoffdüse zur Beblasung des Lichtbogens, welcher mittels des die Schaltbewegung ausführenden Schaltstücks durch die Isolierstoffdüse hindurchgezogen wird, wobei zur Beblasung des Lichtbogens das durch den Lichtbogen expandierende Löschgas der Druckkammer dient, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zylinder (11) ein oder mehrere Bohrungen (8) so ange­ ordnet sind, daß sie die Druckkammer (5) dann mit einem Zusatz­ volumen (7) verbinden, wenn der Hilfskolben (4) am unteren An­ schlag (10) anliegt.