DE599314C - Schalter mit Lichtbogenloeschung durch stroemendes Druckgas - Google Patents

Description

• Schalter mit Lichtbogenlöschung durch strömendes Druckgas Die Löschfähigkeit von Druckgasschaltern ist nur bei einem bestimmten Kontakthub die günstigste. Bei Abweichung von diesem günstigsten Hub nach oben oder nach unten nimmt sie ab. Die Löschfähigkeit ist deshalb innerhalb 'eines bestimmten Bereiches des Hubes, d. h. der sogenannten Löschzone, nicht überall die gleiche. Das Maximum wird nur an einer bestimmten Stelle erreicht, die aber nicht im vornherein genau bestimmt werden kann, weil sie von den Betriebsbedingungen, wie Spannung, Stromstärke, Druck des Löschgases usw. nicht unabhängig ist.
• Es sind bereits Druckgasschalter bekannt, deren beweglicher Kontakt nach anfänglich sehr rascher Bewegung in der günstigsten Löschzone entweder vorübergehend stillgesetzt oder so lange verlangsamt wird, bis der Unterbrechungslichtbogen gelöscht ist, worauf der Kontakt seine Bewegung in der Ausschaltrichtung fortsetzt.
• Die Stillsetzung oder Verlangsamung des beweglichen Kontaktes in der günstigsten Löschzone erfordert bei diesen Druckgas-. schaltern verhältnismäßig komplizierte Einrichtungen, ohne daß sie indessen eine Gewähr dafür bieten, daß während des Ausschaltens ein Moment des günstigsten Löschhubes mit einem Strom-Nullmoment zusammenfällt.
• Diese Nachteile werden bei dem Druckgasschalter nach der Erfindung dadurch vermieden, daß beim Ausschaltvorgang der bewegliche Kontakt im zulässigen Löschbereich mindestens einmal seine Bewegungsrichtung umkehrt, also in eine schwingende Bewegung versetzt wird.
• Die durch diesen Bewegungsverlauf erzielte Wirkung ist besser als diejenige, die mit Hilfe der bekannten Druckgasschalter erzielt wird, weil der unter den jeweiligen Betriebsbedingungen günstigste Löschhub mehr als einmal durchlaufen wird und deshalb mit größerer Sicherheit ein Moment günstigsten Hubes mit einem Strom-Nullmoment zusammenfallen kann, so daß eine maximale Löschwirkung aus dem Schalter herausgeholt wird.
• Ferner kann die auf dem Prinzip der Kraftumkehr beruhende Umkehr der Bewegungsrichtung im Gegensatz zu den bekannten, eingangs geschilderten Arbeitsweisen mit außerordentlich einfachen und zuverlässigen Mitteln erzielt werden.
• Da sich die Bewegungsvorgänge des Druckgasschalters sehr rasch abspielen, treten entsprechend große Massenkräfte und -energie auf. Zur Vermeidung gefährlicher Schläge müssen die Bewegungen der Massen elastisch verzögert werden. Dies kann z. B. mittels eines Luftkissens geschehen, wobei natürlicherweise die Massen in schwingende Bewegung versetzt werden. Dem Druckgasschalter wesensfremde-Mittel, wie z. B. Flüssigkeitsdämpfer, sind hierbei nicht erforderlich. Die schwingende Bewegung kann z. B. aber auch dadurch verursacht werden, daß die Massenenergie der bewegten Schalterteile wenigstens teilweise an eine andere Schwingmasse abgegeben wird. Der Stoß muß aber auch dann ein elastischer sein, um unzulässige Schläge zu vermeiden.
• Die Fig. i der Zeichnung zeigt in Kurvenform ein Beispiel des Bewegungsverlaufs des beweglichen Kontaktes eines Druckgasschalters nach der Erfindung. Die Zeit ist als Abszisse, der Hub als Ordinate aufgetragen. Mit i ist die Einschaltstellung, mit 3 die Ausschaltstellung und mit z der zulässige Löschbereich bezeichnet, in welchem die schwingende Bewegung ausgelöst wird, die wie dargestellt verläuft.
• Die schwingende Bewegung des Kontaktorgans kann mit verschiedenen Mitteln erzeugt werden. Die Fig. 2 und 3 zeigen zwei Ausführungsbeispiele, gemäß welchen die schwingende Bewegung auf pneumatischem Wege erzielt wird. In beiden Figuren bezeichnet 5 eine Kontaktbetätigungsstange, q. deren Führung und 6 einen Kolben, welcher auch zum Einschalten des Schalters mittels des Druckeinlasses 13 dienen kann. Mit 7 ist der Druckgaszylinder, mit 8 ein Ausschaltventil, das während der Ausschaltung offen steht, mit 9 ein Anschlag und mit 12, eine schwache Feder bezeichnet, die eine Scheibe i i stets gegen den Anschlag g drückt, was während des Einschaltens durch das Spiel io erleichtert wird. Die Ausschaltkraft kann beispielsweise durch Gasdruck auf den Kolben 6 erzeugt werden. Eine diesbezügliche Vorrichtung ist auf der Zeichnung nicht dargestellt.
• Nach der Vorrichtung gemäß Fig. 2 erfolgt die Veränderung der Bewegungsrichtung durch Aufprall des beweglichen Kontaktes auf ein Luftpolster, das die Energie der bewegten Massen aufspeichert und sie teilweise an sie zurückgibt. Die Vorrichtung erzeugt insbesondere dann eine kräftige schwingende Bewegung des Kontaktes, wenn der Zylinder 7 vor dem Ausschalten unter Druck steht. Beim Öffnen des Ventils 8 entleert sich der obere Teil des Zylinders, während der untere Teil desselben durch die als Ventil wirkende Platte i i abgeschlossen bleibt und die infolgedessen nach dem Aufschlagen des Kolbens 6 mit dein vollen Druck die Bewegung des Kontaktorgans verzögert und umkehrt. Nach dem Abwerfen erfolgt ein zweiter Aufprall, worauf sich der gleiche Vorgang wiederholt. Unterschreitet später der obere Rand des Kolbens 6 den Anschlagrand 9, so entleert sich auch der untere Teil des Zylindes 7, und die Abwärtsbewegung des beweglichen Kontaktes zur Ausschaltstellung kann ungehemmt vor sich gehen.
• Die Bewegung des Kontaktes aus der Löschstellung in die Ausschaltstellung kann auch durch eine besondere Steuerung eingeleitet werden, durch welche z. B. der Druck im Zylinder reduziert werden kann.
• Bei der Vorrichtung gemäß Fig.3 wird ein Teil der Bewegungsenergie auf eine beweglich im unteren Teil des Zylinders 7 gelagerte Masse 1q. übertragen, welcher beim elastischen Aufprall eine entsprechende Geschwindigkeit erteilt wird: Der elastische Aufprall kann durch ein kleines Gaskissen oder z. B. durch eine Feder erreicht werden. Die Vorrichtung gemäß Fig.3 zeitigt auch dann eine kräftige Wirkung, wenn der Zylinder 7 vor dem Ausschalten Atmosphärendruck hat. Die Energie der bewegten Schwingmasse kann am Ende ihres Hubes durch beliebige feste oder pneumatische Puffer aufgenommen werden, da dort nicht mehr ein bestimmter Bewegungsverlauf eingehalten werden muß.
• In vielen Fällen, besonders bei passenden Verhältnissen von Löschhub zu Endhub, kann aber auch eine zweckentsprechende zurückschwingende Bewegung mittels eines einfachen Zylinders ohne irgendwelchen Einbau erreicht werden, z. B. mit Hilfe des bei pneumatischer Betätigung des Schalters schon vorhandenen Einschaltzylinders, wobei durch geeignete Bemessung der für den Gasaustritt 8 aus dem Zylinder oder der für den Gaseintritt oberhalb des Kolbens bestimmten Kanäle, dein aus Gaspolster und bewegter Masse bestehenden schwingfähigen System die gewünschte Schwingung erteilt werden kann. Die Ausström- oder Durchströmungsöffnungen können zur Erleichterung der Einstellung regelbar sein. Durch diese sehr einfach gestaltbare Anordnung werden mit Leichtigkeit ausgeprägte Schwingbewegungen erhalten. Die Einregelung der Öffnungen für den Gasaustritt oder -eintritt hat hauptsächlich den Zweck, ein allzu starkes Schwingen zu vermeiden. Im Gegensatz hierzu ist es außerordentlich schwierig, mit so einfachen Anordnungen eine einigermaßen brauchbare, nicht zurückschwingende Bewegung zu erzielen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE i. Schalter mit Lichtbogenlöschung durch strömendes Druckgas, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ausschaltvorgang der bewegliche Kontakt im zulässigen Löschbereich mindestens einmal seine Bewegungsrichtung umkehrt, also in eine schwingende Bewegung versetzt wird.
2. 2. Druckgasschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die schwingende Bewegung des Kontaktes durch elastischen Aufprall der bewegten Masse des Schalters auf einen Gaspuffer erzeugt wird, welcher nach Ablauf der Schwingung die Weiterbewegung des Kontaktes in der Ausschaltrichtung gestattet.
3. 3. Druckgasschalter nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die schwingende Bewegung des Kontaktes durch das elastische Aufprallen der bewegten Masse des Schalters auf eine im Aufschlagsmoment feststehende Masse ausgelöst wird, welche so gelagert ist, daß sie nach Ablauf der Schwingung die Weiterbewegung des Kontaktes in der Ausschaltrichtung gestattet. q.. Druckgasschalter nach Anspruch a, dadurch gekennzeichnet, daß als Gaspuffer das Gasvolumen des Einschaltzylinders verwendet wird.