DE601074C - Schalter mit Lichtbogenloeschung durch stroemendes Druckgas - Google Patents

Description

Das Hauptpatent betrifft einen Schalter mit Lichtbogenlöschung durch Druckgas, dessen Kontakte in einer druckgäsdurchströmten Hülle getrennt werden, an deren einem Ende der feststehende Kontakt angeordnet ist, durch den hindurch das Druckgas aus der Hülle austritt. Dabei ist der bewegte Kontakt derart angeordnet, daß er beim Ausschaltvorgang nach erfolgter Stromunterbrechung aus dem dem feststehenden Kontakt gegenüberliegenden Ende der Hülle austritt und sich außerhalb derselben in freier Luft auf sichtbare Weise in die endgültige Ausschaltstellung weiterbewegt. Die Schaltkammer, in welcher die Lichtbogenlöschung stattfindet, bleibt bei den im Hauptpatent beschriebenen Ausführungsformen bis auf die kleine Öffnung, durch welche der Schaltstift nach außen bewegt wird, auch nach der Ausschaltung geschlossen.

Die Erfindung bezweckt eine weitere Ausgestaltung eines derartigen Schalters und besteht darin, daß er dem düsenförmig ausgebildeten feststehenden Kontakt gegenüberliegende Abschluß des Schaltraumes durch ein bewegliches zur Strom- und Druckgaszuführung dienendes Rohr gebildet wird, das an seiner Mündung den stiftförmigen bewegten Kontakt trägt und beim Ausschaltvorgang mit diesem Kontakt zusammen aus dem Schaltraum herausbewegt wird. Hierdurch wird erreicht, daß trotz des dichten Abschlusses des Schaltraumes während des Löschvorganges der Schaltraum in der Ausschaltstellung durch eine große Öffnung mit der Außenluft in Verbindung steht, so daß eine . gute Lüftung des Schaltraumes erreicht wird und sich in ihm keine Niederschläge infolge Temperaturdifferenz bilden können.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine besondere Druckgaszuführung zu der Schaltkammer durch feststehende Druckgasrohre nicht erforderlich ist und infolgedessen der Aufbau der Schaltkammer sehr einfach wird, da sie aus einem zylindrischen Isolierrohr gebildet werden kann, das auf der einen Seite offen und auf der anderen Seite durch den Düsenkontakt abgeschlossen ist. Die Schaltkammer kann hierbei aus einem gegen Druckbeanspruchungen besonders widerstandsfähigen zähen Isoliermaterial, ζ. Β. Hartpapier, bestehen, dessen Oberflächenisolation nur eine untergeordnete Rolle spielt, da in der Ausschaltstellung des Schalters eine Luftstrecke zwischen die Elektroden eingeschaltet ist. Dadurch, daß das Druckgaszuführungsrohr mit dem Stiftkontakt gemeinsam bewegt wird, läßt sich mit

Sicherheit erreichen, daß die Abreißstelle des Lichtbogens stets an der Stelle der günstigsten Beblasung liegt; denn der Abstand der Spitze des Stiftkontaktes von der Mündung des Druckgaszuführungsrohres ist während der ganzen Ausschaltbewegung konstant, und der Kontakt selbst wird dauernd allseitig von Druckgas umspült.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele ίο der Erfindung dargestellt.

Abb. ι zeigt einen Druckgasdüsenschalter, dessen feststehender Düsenkontakt ι von zwei Isolierstützen 7 und 8 getragen wird. An der Düse ι ist ein die Schaltkammer bildendes Isolierrohr 5 befestigt, in welchem der ringförmige Isolierkopf 6 des Druckgas- und Stromzuführungsrohres 4 luftdicht geführt ist. Das Rohr 4 trägt über die Rippen 3 den stiftförmigen Schaltkontakt 2, der so angeordnet ist, daß er voll von dem durch Rohr 4 zuströmenden Druckgas umspült wird, und dessen Länge so gewählt ist, daß sich die Abreißstelle, d. h. Kontaktspitze, während des ganzen Hubes in der Zone günstigster Beblasung befindet. Das Rohr 4 ist auf einem feststehenden Gaszuführungsrohr 14 geführt und mit diesem durch einen Stromzuführungsschlauch 17 leitend verbunden. Dieser Schlauch wird von einem Isolierrohr 18 umgeben und vor äußeren Einflüssen geschützt. Das Gaszuführungsrohr 14 ist auf feiner Kappe 15 befestigt, die als Anschluß dient und von einem Hohlstützer 16 getragen wird. An diesen Hohlstützer 16 schließt sich unten ein für alle drei Phasen gemeinsames Druckgassammelrohr 19 an, welches ebenso wie die Stützer 7 und 8 von dem Schaltergestell 9 getragen wird. Das Schaltergestell 9 ist mit Fahrrollen 20 versehen. Der Antrieb des Rohres 4 erfolgt über Pleuel 10 und schwenkbare Stützer 11 von einer gemeinsamen Schalterwelle 12 aus.

Bei der Abschaltung wird das Rohr 4 mit dem Schaltkontakt 2 und dem Isolierabschlußring 6 nach unten bewegt, wobei aus dem Druckgasverteilungsrohr 19 über die Rohre 14 und 4 der Schaltstelle Druckgas zugeführt wird. Das der Schaltstelle zugeführte Druckgas wirkt beschleunigend auf den als Kolben wirkenden Isolierabschluß 6 und durchströmt nach Trennung der Kontakte 1 und 2 löschend die Unterbrechungsstelle. Die Anordnung ist so getroffen, daß bis zum Löschen des Unterbrechungslichtbogens der Schaltraum geschlossen bleibt und sich erst dann der Isolierabschluß 6 mit dem Rohr 4 aus der Hülle 5 herausbewegt. In der Ausschaltstellung, die demnach sichtbar ist, ist also der Schaltraum geöffnet, und es können sich in ihm infolge der dort möglichen Luftzirkulation Niederschläge nicht bilden. Die Anordnung des Isolierabschlusses 6 in seiner Lage zum hohlen Kontakt 4 muß so vorgenommen werden, daß Wirbelungen des zuströmenden Druckgases, die evtl. zu Rückzündungen führen könnten, sicher vermieden sind. Es ist deshalb zweckmäßig, den Isolierabschluß 6, der als Isolierring ausgebildet ist, über das Ende des Rohres 4 hinauszuführen, so daß das Stromzuführungsrohr 4 durch ihn oben düsenartig erweitert wird.

Abb. 2 zeigt eine ähnliche Ausführungsform, jedoch ist hier der Aufbau so vorgenommen, daß die Kontaktdüse 1 mit ihrer Hülle 5 von einem senkrecht zur Schalterachse angeordneten Tragstützer 45 getragen wird. Um diesen Tragstützer von den Schaltstößen zu entlasten, ist der Düsenkontakt 1 in einem Ring 42 beweglich gelagert und kann sich über eine Feder 43 in axialer Richtung bewegen. Die Schaltstöße werden also über den Bund44 von der Feder43 aufgenommen. Das bewegte Strom- und Druckgaszuführungsrohr 4 ist hier so ausgebildet, daß es sich an seinem oberen Ende düsenartig erweitert und über Rippen 3 den Stiftkontakt 2 trägt. An der düsenartigen Erweiterung ist noch der bewegliche Schaltraumabschluß 41 angeordnet, der das Schaltstück im Isolierzylinder 5 führt und aus Isoliermaterial, z. B. einer Filzplatte, bestehen kann.

Die Stromzuführung von dem feststehenden Gaszuführungsrohr 14 zu dembewegtenRohr4 erfolgt hier durch einen Schleifkontakt 37, der so angeordnet ist, daß er von der mechanischen Führung des Rohres 4 auf dem Gaszuführungsrohr 14 nicht beeinflußt wird. Das Gaszuführungsrohr 14, das im vorliegenden Falle auch zur Stromführung dient, besitzt an seinem unteren Ende eine Krümmung, über welche es auf der Kappe 15 des Hohlstützers 16 befestigt ist. Gleichzeitig ist an dem Rohr 14 der Anschluß 29 vorgesehen, so daß -die Stromführung durch den Schalter nach dem Düsenkontakt 1 in gerader Linie ohne Schleifenbildung erfolgt. Der Schalter läßt sich also unmittelbar im Zug der Leitungen einbauen. Der Hohlstützer 16 wird von dem Gerüst 9, das zur Befestigung an einer Wand geeignet ist, getragen, und ist an seinem hinteren Ende an das gemeinsame Druckgasverteilungsrohr 19 angeschlossen. Auch die Antriebswelle 12 ist in dem Gerüst 9 •elagert und treibt über Schwenkstützer 11 und Pleuel 10 das bewegte Schaltstück an.

In Abb. 3 ist dargestellt, wie sich durch Hintereinanderschaltung zweier Schalterelemente eine Mehrfachunterbrechung erzielen läßt. Der Aufbau des Schaltraumes entspricht dem nach Abb. 1. Die beiden keramischen Hohlstützer 25 werden von einem gemeinsamen Flansch 61 getragen, der seinerseits

auf dem Schaltergestell 9 befestigt ist. Die beiden Rohre 4 sind zu einem U-förmig gebogenen Rohr 60 vereinigt. Die Druckgaszuführung zu dem U-Rohr 60 erfolgt durch ein Isolierrohr 64, welches gemeinsam mit dem Isolierrohr 63 aus keramischem Material in einem Flansch 62 des hohlen 'U-Rohres όό befestigt ist. Das Isolierrohr 64 gleitet auf einem Druckgaszuführungsrohr 66, das aus Isoliermaterial besteht und in das Druckgasverteilerrohr 19 mündet. Der Antrieb der drei Phasen eines solchen doppelpoligen Drehstromschalters erfolgt über eine geerdete Traverse 65, die auf den keramischen Isolierrohren 63 befestigt ist. Die Bewegung der geerdeten Traverse 65 wird über Pleuel 10, Hebel 54 von der Welle 12 aus vorgenommen. Das Schaltstück, bestehend aus dem U-Rohr 60 mit den beiden Schaltkontakten 2 und den beiden Schaltraumabschlußringen 6, ist in der ausgeschalteten Stellung spannungslos und öffnet nach erfolgter Lichtbogenlöschung die Unterseite der Schalträume. Der Anschluß der Stromleitungen erfolgt an den beiden Düsenkontakten 1. Der Querschnitt des Druckgaszuführungsrohres 66 bzw. 64 muß annähernd doppelt so groß sein wie der der Rohre 60 bzw. 4, damit beide Unterbrechurigsstellen gleichmäßig voll beblasen werden. Das Druckgaszuführungsrohr 66 dient als Führung der bewegten Schalterteile.

Abb. 4 stellt einen Druckgasschalter dar, bei welchem das Druckgaszuführungsrohr 4 im Gegensatz zu den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen feststehend angeordnet ist. Zur Ausschaltung wird hier der Düsenkontakt mit seiner Schaltkammer 5 bewegt. Zu diesem Zweck ist die Düse 1 an einem Hebel 92 angeordnet, der auf einem Stützer 94 bei 93 gelagert ist und der über Hebel 95 und Isolierpleuel 96 von Hebel 98 und Welle 12 angetrieben wird. Die Isolierdüse 1 ist mit einer Hülle 5 aus Isoliermaterial versehen, die an ihrem unteren Ende den Schaltraumabschluß 6 trägt. Dieser Schaltraumabschluß besteht aus Isoliermaterial und kann an der Hülle 5 durch Federn o. dgl. so beweglich angeordnet sein, daß ein dichter unterer Abschluß des Schaltraumes gewährleistet ist. Das Druckgaszuführungsrohr 4, welches über Rippen 3 den Schaltkontakt 2 trägt, ist entsprechend dem Radius des Hebels 92 gekrümmt und auf der Kappe 15 des Hohlstützers 16 befestigt. Dieser ist ebenso wie der Stützer 94 auf dem Schaltergestell 9 montiert, in dem auch die Antriebswelle 12 gelagert ist. Die Druckgaszuführung zu den einzelnen Polen eines Drehstromschalters erfolgt von dem gemeinsamen Druckgasverteilerrohr 19 aus. Die Über-Schleifung des unteren Abschlusses 6 der Schaltkammer muß so lang gewählt werden, daß das Rohr 4 erst dann die Schaltkammer verläßt, wenn der Lichtbogen mit Sicherheit erloschen ist. Bei der Ausschaltung bewegt sich die Düse 1 in das Abzugsrohr 97 hinein.

Statt das Rohr 4 mit dem Schaltkontakt 2 zu krümmen, kann man es auch über einen Metallschlauch, gegebenenfalls Doppelmetallschlauch, an der Kappe 15 befestigen, so daß die Teile 2 und 4 so beweglich sind, daß sie sich den Richtungsänderungen der Düse anpassen können. Durch geeignete Armaturen kann der Metallschlauch so geführt werden, daß ein Längen oder Zusammendrücken desselben nicht eintreten kann. Bei der Einschaltung findet die bewegte Düse den Schalt- kontakt 2 in derselben Lage vor, in der sie ihn verlassen hat, so daß eine sichere Kontaktgabe gewährleistet ist. Man kann die Richtungsänderung der bewegten Düse auch durch Kugelgelenke, die mit Strombändern überbrückt sind, oder durch einen allseitig gelenkigen Kontakt in der Düse ausgleichen. Zur Verringerung der bewegten Massen kann die Düse aus leichtem Isolierstoff hergestellt sein, in der sich die Kontakte in Form von Metallrippen befinden.

Abb. 5 zeigt eine Anordnung, die sich von Abb. 4 dadurch unterscheidet, daß hier die bewegte Düse 1 durch Doppelschwingen 92 und 105 so gerade geführt wird, daß während der Dauer der Kontaktgabe keine oder nur eine kleine seitliche Verschiebung auftritt. Auch in diesem Falle macht man zweckmäßig den Hohlkontakt 4 über einen Metallschlauch 99 so beweglich, daß er diesen kleinen Richtungsänderungen nachgeben kann. Mit der Düse ι ist auch hier eine Isolierhülle-5 verbunden, die mitbewegt wird und mit zur Führung des Druckgases dient. Die Düse 1 mündet nach oben hin in ein Abzugsrohr 116 aus Isolierstoff, das sich teleskopartig in ein weiteres Abzugsrohr einschieben kann. Gegebenenfalls kann der bewegte Düsenkontakt an dem Abzugsrohr 116 und an dem dazu konzentrisch angeordneten feststehenden Abzugsrohr geführt werden, so daß dann der Antrieb • über einen Hebel und Pleuel erfolgt. Der untere Schaltraumabschluß ist in der Abbildung nicht besonders gezeichnet. Es kann in ähnlicher Weise wie bei den vorbeschrie- . benen Ausführungsformen ausgebildet werden. Die Stromzuführung zu der Düse I erfolgt über den Hebel 92, der mit seinem Lager 93 durch Stromzuführungsbänder verbunden ist. Der Schalter mit bewegter Düse zeichnet sich vor allem durch seine geringe Bauhöhe aus, so daß eine derartige Anordnung mit Vorteil überall dort angewendet werden kann, wo es sich darum handelt, einen Druckgasschalter hoher Leistung auf kleinstem Raum einzubauen.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   ι. Schalter mit Lichbogenlöschung durch strömendes Druckgas, dessen bewegter Kontakt nach der Stromunterbrechung den Schaltraum an dem dem feststehenden Düsenkontakt gegenüberliegenden Ende verläßt, nach Patent 599 207, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Düsenkontakt (1) gegenüberliegende Abschluß des Schaltraumes durch ein bewegliches, zur Strom- und Druckgaszuführung dienendes Rohr (4) gebildet ist, das an seiner Mündung den stiftförmigen bewegten Kontakt (2) trägt und beim Ausschaltvorgang mit diesem Kontakt zusammen aus dem Schaltraum herausbewegt wird.

   •2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegte StromundDruckgaszuführungsrohr(4) an seiner Mündung einen besonderen ringförmigen Isoiierkopf (6) trägt, der in der rohrförmigen Schaltkammer (5) luftdicht geführt ist (Abb. 1).

   3. Schalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung des Druckgaszuführungsrohres (4) bzw. des Isolierkopfes (6), die den Stiftkontakt (2) auf erneut Teil seiner Länge konzentrisch umgibt, düsenartig erweitert ist.

   4. Schalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das feststehende Druckgaszuführungsrohr (14) zur mechanischen Führung des bewegten Strotn- und Druckgaszuführungsrohres (4) und gleichzeitig zur Stromzuführung dient (Abb. 2).

   S. Schalter nach Anspruch 1 bis 4 mit Doppelunterbrechung in zwei Schaltkammern, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Strom- und Druckgaszuführungsrohre (4) beider Unterbrechungsstellen aus einem gemeinsamen U-förmigen Rohrstück (60) bestehen, das durch ein am Scheitel angesetztes Isolierrohr (64) mit Druckgas gespeist und angetrieben ist (Abb. 3)-

   6. Schalter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Strom- und Druckgaszuführungsrohr (4) feststehend angeordnet und der Düsenkontakt (1) mit der Schaltkammer (5) über das Ende des Stiftkontaktes (2) hinaus geradlinig oder in Kreisform bewegt ist (Abb. 4).

   7. Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkontakt (1) mit dem ihn bewegenden Antriebsorgan (92) derart beweglich verbunden ist, daß er sich während der Bewegung seinem Gegenkontakt (2, 4) anpassen kann.

   8. Schalter nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Strom- und Druckgaszuführungsrohr (4) an dem ihn tragenden Armaturteil (15) vermittels eines Stückes Metallschlauch (99) befestigt ist, das geringe Richtungsänderungen des Kontaktes (2, 4) gestattet (Abb. 5).

   9. Schalter nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkontakt (2) in bezug auf seine Lage zu dem Strom- und Druckgaszuführungsrohr (4) derart angeordnet ist, daß sich seine Spitze bei der Stromunterbrechung in der Zone der günstigsten Beblasung befindet.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen