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Schalter mit Lichtbogenlöschung durch Druckgas In dein Zusatzpatent
621632 ist ein Schalter mit Lichtbogenlöschung durch Druckgas geschützt,
bei welchem am unteren Ende eines von einem Isolierkörper gebildeten und einem kaminförmigen
feststehenden Kontakt oben abgeschlossenen Schaltraumes geneigte Öffnungen angeordnet
sind, durch welche das Druckgas mit schräger Führung und Lenkung der Unterbrechungsstelle
zuströmt. Bei einem derartigen Schalter ist es von Wichtigkeit, daß auch hinter
der Unterbrechungsstelle der Druckgasstrom keine Stauungen und Hemmungen erleidet,
da diese auf die Blaswirkung an der Unterbrechungsstelle zurückwirken und damit
die Löschwirkung des Druckgasstromes beeinträchtigen würden. Solche Hemmungen können
z. B. eintreten, wenn der Lichtbogen sich hinter der Unterbrechungsstelle nicht
frei ausdehnen kann. Unter diesen Umständen bildet der Lichtbogen gewissermaßen
einen Verschluß des Druckgasweges und läßt die zur Löschung erforderliche Strömungsgeschwindigkeit
des Druckgases nicht aufkommen.
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Um dies zu vermeiden, wird erfindungsgemäß die durch den feststehenden
Kontakt gebildete Austrittsöffnung des Druckgases im Anschluß an die Kontaktstelle
so erweitert, daß der Lichtbogen durch diese Öffnung hinausgeblasen wird. Durch
diese Anordnung wird erreicht, daß der Lichtbogen sich hinter der Öffnung außerhalb
des Isolierkörpers bildet und sich dort unter der Wirkung des Druckgasstromes frei
ausdehnen kann, bis er schließlich zerrissen wird.
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Die Anordnung läßt sich noch dadurch verbessern, daß der Isolierkörper
außen nach Art eines Durchführungsisolators ausgebildet ist, während die Innenwandung
in Richtung des Druckgasstromes nach Strömungslinien geformt ist. Hierbei ergibt
sich trotz günstigster Lösch- und Blaswirkung ein äußerst einfacher Aufbau der ganzen
Anordnung und eine leichte Auswechselungsmöglichkeit der einzelnen Teile. Der Isolierkörper
selbst wird vorzugsweise aus keramischem Material hergestellt. Man kann z. B. Porzellanstücke
mit oder ohne Rillen verwenden. Dabei können diese Teile aus einem Stück bestehen
oder aus mehreren Stücken zusammengesetzt sein. Für diese Isolierkörper gelten ähnliche
.Bedingungen wie für die Herstellung von Isolierrohren und Durchführungen, d. h.
die Anordnung läßt sich beispielsweise auch so herstellen, daß geschichtete Teile
zusammengesetzt werden.
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An Stelle von keramischem Material kann man für die Isolierkörper
auch Preßstücke oder Papierrohre verwenden. Hierbei wird man, um Beschädigungen
durch Gas oder
Luftfeuchtigkeit zu verhüten, das Papierrohr als
Festigkeitsträger ausbilden, an ihm die Arinaturteile anbringen und zum Schutz gegen
äußere und innere Angriffe durch Luft, Staub, und Gase keramische Teile daran befestigt,i4,
Statt Papierstoff oder Prcßstücke kann inn auch imprägniertes Holz benutzen.
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Der Isolierkörper wird zweckmäßig so aus= gebildet, daß er selbst
als Träger für die Kontakte und zur Befestigung der Armaturen dient. Dabei erfolgt
die Zuführung der Druckgase durch Metallrohre oder Isolierrohre oder auch durch
Metallrohre mit isolierenden Einsätzen. Werden Metallrohre verwendet, so können
dieselben gleichzeitig als Armatur und Träger des ganzen Schalters ausgebildet und
an ihnen auch alle anderen Teile befestigt werden. Als Armatur können aber auch
besondere Teile dienen, die am Schalter entweder als Grundplatte oder sonstige Tragvorrichtung
angebracht sind.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Abb. i zeigt einen mit Rillen versehenen Isolierkörper i, der am oberen Ende den
feststehenden düsenförmigen Kontakt 2 trägt. In den Isolierkörper ist im unteren
Teil von außen der zweite Leiter bei 3 eingeführt, der im Innern in einem Teil 4
endigt, der als Stromzuführung zu dem in der Zeichnung nicht dargestellten bewegten
Kontakt dient. Zur Bewegung dieses Kontaktes dient eine Schaltstange (Papierrohr
o. dgl.) 5, die durch den Isolierkörper i in Richtung seiner Achse hindurchgeführt
und mit dem am unteren Ende angeordneten Bewegungsmechanismus 6 verbunden ist. Die
Feder des Schalterantriebes 6 findet ihr Gegenlager an der Grundplatte 7, die gleichfalls
aus Isoliermaterial, z. B. Porzellan. Preßstoff oder Papier, besteht. Die Grundplatte
7 ist entweder, wie auf der rechten Seite dargestellt, mit Rillen versehen oder,
wie auf der linken Seite gezeichnet, glatt ausgeführt. Die Stromzuführung 4 ist
so ausgebildet, daß sie gleichzeitig als Führung für die Kontaktstange 5 bzw. den
an ihr befestigten Kontakt dient. Die leitende Verbindung zwischen dem bewegten
Kontakt und dem Teil 4 kann sowohl vermittels Schleifkontaktes als auch durch bewegliche
Leiter erfolgen. Das zur Lichtbogenlöschung dienende Druckgas wird durch einen Kanal
8 in den Schaltraum eingeblasen. Die Zuführung von außen durchdringt eine Armatur
9, die aus einem zweiteiligen Ring mit Traglöchern io besteht, der in eine entsprechend
ausgestaltete Rille des Isolierkörpers i eingreift. Die beiden Hälften des Tragringes
werden an Flanschflächen ii, die nur auf der linken Seite gezeichnet sind, durch
Schrauben o. dgl. zusammengehalten. In der Tragarmatur 9 liegt auch das Zuführungsrohr
für das Druckgas, das direkte Verbindung mit dem Einströmkanal 8
besitzt.
Statt das Rohr mit der Armatur direkt
in einem Stück herzustellen, kann man
auch ._1clas Rohr besonders durch einen Flansch be--:stigen und mit dem Einströmkanal
8 verljinden.
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Im eingeschalteten Zustand verschließt der bewegte Kontakt die Öffnung
des Düsenkontaktes 2. Die dem Inneren des Isolierkörpers zugekehrte Fläche des
Düsenkontaktes
ist hierbei so weit durch Isolierstoff verdeckt,
daß
im wesentlichen nur die Eintrittsöffnung für den bewegten Kontakt frei liegt. Letzterer
wird beim Ausschalten vermittels des An-
triebsgestänges 6 und 5 nach unten
bewegt und
gibt die Düsenöffnung frei, so daß der bei der Kontakttrennung
entstehende Unterbrechungs-
lichtbogen durch das von dem Rohr 8 her ein- .
strömende Druckgas aus dem Schaltraum hin-
ausgeblasen und dort zum Erlöschen
gebracht wird. Zur Verstärkung der Blaswirkung ist
der lichte Querschnitt
des Schaltraumes in
Richtung des Druckgasstromes nach der
Unterbrechungsstelle
zu verengt und, ebenso
wie der Düsenkontakt 2 selbst, nach Ströinungslinien
geformt, so daß das Druckgas innerhalb des Schaltraumes bis zur Unter-
brechungsstelle
in glatter fortlaufender Bahn
geführt ist.
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Um im Augenblick der Ausschaltung keinen
schädlichen Druckverlust
des Löschgases durch den Strömungswiderstand längerer Rohr-
leitungen zu erhalten,
bringt man zweckmäßig an der metallenen Tragarmatur 9 einen
Druckgassammelraum
an, in welchem die
von der Druckgaserzeugungsanlage herangeführten Zuleitungsrohre
münden und von
dem aus das Druckgas direkt in den Schaltraum eintritt. Bei
dieser Anordnung läßt sich eine weitere Vereinfachung dadurch treffen, daß das Druckgaszuführungsrohr,
insbeson-
dere der Druckgassammelraum selbst, die
Tragarmatur für den
Schalter bildet.
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In Abb.2 ist ein Druckgasschalter dargestellt, bei welchem der Isolierkörper
1 nach einen seitlichen Ansatz 12 besitzt, durch den der Schleifkontakt 4
seine Stromzuführung erhält. Zu diesem Zweck besitzt der Ansatz 12
eine Bohrung
13, durch welche der Leiter nach innen geführt ist. Das Druckgas wird bei
dieser
Ausführungsform von unten durch Druckgaskanäle 8 in der Grundplatte 7
in das Innere des Isolierkörpers eingeblasen. An ; die Kanäle 8 schließen sich
Öffnungen 14 au, die entweder wie in der linken Hälfte der
Zeichnung
ausgebildet sein können oder auch, wie rechts angedeutet, einen annähernd ritgförmigen
Druckgaskanal bilden, der einige
Tragrippen für den mittleren Teil
besitzt.
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Die Grundplatte 7 kann aus Isoliermaterial
oder aus
Metall bestehen. Im letzteren Falle wird die Anordnung so getroffen, daß der bewegte
Kontakt,, welcher an der Kontaktstange 5 befestigt ist, nicht zu nahe an die Grundplatte
heranlcoinmt. Man kann zu diesem Zweck z. B. seinen Hub durch einen vorspringenden
Flansch an dein Führungsstück 4. begrenzen. Die Tragarmatur g kann, wenn die Grundplatte
7 aus Isolierstoff besteht, entweder, wie auf der rechten Hälfte gezeichnet, so
angebracht sein, daß sie in einer Rille der Grundplatte liegt oder, wie auf der
linken Seite dargestellt, sich von unten gegen die Grundplatte 7 legt.
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Abb. 3 zeigt eine Ausführungsforen, bei welcher ein auf der linken
Seite des Isolierkörpers i angesetzter Isolator 12 zur Zuführung des Stromes zum
Schleifkontakt benutzt wird, während ein weiterer Ansatz 12 auf der rechten Seite
zur Zuleitung des Druckgases dient. Die angesetzten Einführungsisolatoren 12 und
der Isolierkörper i werden zweckmäßig aus einem Stück hergestellt. Die Armatur g
ist, wie bei Abb. i beschrieben, aus zwei Teilen zusammengesetzt und 'trägt den
Isolierkörper i vermittels einer Rippe 15. An der Armatur sitzt die Bewegungsvorrichtung
6 des Schalters. Statt das Druckgas durch den Kanal 8 des Ansatzes 12 zuzuführen,
kann auch unter dem Schalter ein den Schalter tragender Druckgassammelraum oder
Luftkasten 23 angebracht sein, in dem auch die Bewegungsvorrichtung sitzt und von
dem aus die Einführung des Druckgases erfolgt. Das Druckgas strömt dann durch die
gestrichelt angedeuteten Kanäle 16 in den Schaltraum ein, wobei Durchbrechungen
an dem bewegten Kontakt 17, die in Abb.4 z. B. angedeutet sind, das Druckgas der
Unterbrechungsstelle ohne merkliche Hemmung zuströmen lassen. Der Kontakt 17 ist
mit der Schaltstange 5 gelenkig verbunden, um ein gutes Anliegen an den Gegenkontakt
2 zu erzielen. .
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In Abb. 4 ist eine Anordnung dargestellt, bei welcher dem Schleifkontakt
4 der Strom, wie bereits erläutert, vermittels eines seitlichen Ansatzes 12 des
Isolierkörpers i zugeführt wird, während das Druckgas durch eine Öffnung 18 in die
Grundplatte 7, die gleichzeitig die Armatur ersetzt, zugeführt wird. Der Schaltraum
hat bei dieser Ausführungsform im wesentlichen die Form eines Hohlzylinders, dessen
Durchmesser größer ist als die Öffnung des Düsenkontaktes 2. Am oberen Ende nimmt
der Ouerschnitt etwas ab, um einen allmählichen Übergang zur Düsenöffnung zu erhalten.
In der Grundplatte ist die Regelung der Druckgaszuführung mit untergebracht, und
zwar wird durch einen Schieber i9 zunächst in der - gezeichneten - Einschaltstellung
die Druckgaszufuhr unterbrochen. Der zugehörige Schieberkasten 24 ist in die Tragarmatur
7 de. Schalters eingebaut. Wird der Kontakt 17 beim Ausschalten nach unten bewegt,
so öffnet der Schieber i9 zunächst den Durchgasweg; das Druckgas tritt durch den
Kanal 2o; durch den auch die Schaltstange 5 hindurchgeführt ist, in den oberen Schaltraum
ein und strömt von da durch das Innere des hohlen Kontaktes 17 vermittels in diesem
angebrachten Öffnungen 21 der Unterbrechungsstelle zu. An Stelle oder außer den
seitlichen Öffnungen 21 können auch an der Stirnfläche des Kontaktes 17 Druckgasaustrittsöffnungen
angebracht werden.
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Ist die Ausschalfung beendet, dann schließt ein Schieber 22 die Austrittsöffnung
des Druckgases wieder ab. Die Ausschaltfeder, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
unterhalb der Grundplatte sitzt, könnte auch im Innern des Isolierkörpers, z. B.
unterhalb des Schleifkontaktes .4. angebracht sein. Statt nur ein Ventil in der
Grundplatte 7 anzuordnen, könnte man auch ein ähnliches Ventil unterhalb der Grundplatte
unterbringen. Bei der Benutzung eines derartigen Hilfsventiles wird, wenn kein zweites
Ventil vorhanden ist, stets beim Einschalten etwas Druckgas in den Schaltraum eintreten,
so daß der Schaltraum bei Beginn des Ausschaltens nicht mit Luft, sondern mit dem
in Frage kommenden Druckgas gefüllt ist. Voraussetzung hierfür ist allerdings, daß
der Kontakt 17 die Öffnung der Düse 2 abdichtet oder daß eine besondere abdichtende
Vorrichtung noch angebracht ist, da sonst unnötig großer Druckgasverbrauch auftreten
würde. Dies läßt sich in besonders vorteilhafter Weise dadurch erreichen, daß, wie
z. B. in Abb. 3 dargestellt, der bewegte Kontakt 17 einen größeren Durchmesser besitzt
als die durch den Kontakt 2 gebildete Druckgasaustrittsöffnung.