DE911280C - Elektrischer Schalter mit Lichtbogenloeschung durch ein stroemendes Druckmittel, wie Druckgas - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter mit Lichtbogenlöschung durch ein Druckgas, bei dem die Kontakttrennung in einer Kammer aus Isolierstoff erfolgt, die mit einer sich düsenartig verengenden Ausblaseöffnung versehen ist. Der eine Kontakt ist innerhalb der Kammer angeordnet, während der andere durch die Ausblaseöffnung in die Kammer eingreift. Der in der Kammer angeordnete Kontakt ist bei bekannten Schaltern

ίο dieser Art mit einem Kolbenantrieb versehen und wird durch ein Löschmittel beim Abschaltvorgang gegen den Druck einer Einschaltfeder von dem in die Kammer eingreifenden Gegenkontakt gelöst, so daß er in eine günstige Löschstellung in bezug auf die sich düsenförmig verengende Ausblaseöffnung gelangt. Der Gegenkontakt wird durch einen hiervon unabhängigen Antrieb aus der Kammer herausgezogen. Der Lichtbogen brennt sofort bei Beginn der Unterbrechung in dem sich verengenden Teil der Düse, in welcher ein hoher Löschmitteldruck herrscht, so daß eine wirkungsvolle Beblasung zustande kommt.

Die Erfindung hat einen Schalter ähnlicher Funktionsweise zum Gegenstand, der in seinem Aufbau besonders günstig ist und außerdem weitere vorteilhafte Eigenschaften besitzt, die bekannte Schalter dieses Typs nicht aufweisen.

Erfindungsgemäß ist erstens der innerhalb der Kammer angeordnete und als Gasabzug hohl ausgebildete Kontakt mindestens annähernd in der günstigsten Löschentfernung von der sich düsenförmig verengenden Ausblaseöffnung der Kammer

feststehend angeordnet, während zweitens der bewegliche, in der Einschaltstellung durch die Ausblaseöffnung in die Kammer eingreifende Kontakt, mit einer beispielsweise tellerförmigen Verbreiterung versehen, in der Einschaltstellung die Ausblaseöffnung derart verdeckt, daß er durch das einströmende Druckgas in die Ausschaltrichtung bewegt wird. Abgesehen davon, daß ein weiterer Antrieb nicht in Anspruch genommen wird, ergibt ίο sich bei dieser Anordnung der wesentliche Vorteil, daß auch bei höheren in der Kammer durch den Lichtbogen erzeugten Drücken eine Behinderung der Beblasung nicht zu befürchten ist. Denn je höher der Druck ist, um so schneller und weiter wird der bewegliche Kontakt getrieben und um so mehr gibt er den Ausströmweg frei. Dadurch werden Rückstauungen auch bei hohen Abschältleistungen vermieden. Außerdem besteht die günstige Eigenschaft, daß nur kleine Massen zu bewegen sind. Da der feststehende Schaltkontakt als Gasabzug hohl ausgebildet ist, so kann der Schalter bei der Abschaltung kleinerer Ströme so wirken, daß in der Hauptsache eine Rückwärtsblasung durch den Hohlkontakt aus der Kammer erfolgt. Erst bei größeren Strömen und damit sich einstellenden höheren Lichtbogendrücken wird die Düsenöffnung der Kammer mehr und mehr freigegeben. Ist auch der bewegliche Schaltstift hohl ausgebildet, erfolgt bei kleineren Abschaltleistungen der Gasabzug im wesentlichen durch die beiden Schaltkontakte hindurch. Der Sehalter stellt also eine Kombination von zwei Sehaltern dar, und zwar eines solchen, bei dem das Druckgas zwischen zwei in einer Kammer befindlichen Elektroden radial zu- und axial abgeführt wird, und eines solchen, bei dem der Lichtbogen in einer Düse gezogen wird, die den Kammeraaislaß darstellt

Von einem Schalter mit Funkenzieherkontakt her ist es bekannt, den einen Kontakt des Funkenziehers fest innerhalb einer Düse in annähernd der günstigsten Löschstellung anzuordnen und den beweglichen Gegenkontakt in die Düse eingreifen zu lassen. Doch wird bei diesem Schalter der bewegliche Funkenzieherkontakt zusammen mit dem Hauptkontakt beim Ausschalten mechanisch 1>etätigt, so daß die dem Schalter nach der Erfindung eigene oben beschriebene günstige Eigenschaft wegfällt.

An sich, war auch bekannt, daß bei einem Schalter mit einer Flüssigkeitsfüllung, welche unter dem Einfluß der Stromwärme teilweise verdampft, durch die durch die verdampfende Flüssigkeit hervorgerufenen Bewegungen Schaltungen vorgenommen werden. Da aber zur Betätigung des beweglichen Kontaktes erst ein nicht unerheblicher Dampfdruck durch Erwärmung der Flüssigkeit erzeugt werden muß, erweist sich ein solcher Schalter, insbesondere im Bereich niedriger Stromstärken, als zu träge, während bei dem Schalter nach der Erfindung mit dem Einlaß des Druckgases in jedem Fall unmittelbar eine Druckerhöhung in der Schaltkammer erzielt wird, die zum Abheben des beweglichen Kontaktes ausreicht.

Die Erfindung ermöglicht den Bau von Schaltern für hohe Spannungen und Abschaltleistungen bei verhältnismäßig einfachem Aufbau. Die Schaltkammer wird weiter erfindungsgemäß als vorzugsweise mit Schirmringen versehenes Isolierrohr ausgebildet, welches an dem einen Ende die sich verengende Ausströmdüse aufweist und in welches von dem anderen Ende her der feststehende Hohlkontakt mit seiner Spitze bis in die günstigste Löschentfernung von der engsten Stelle der Düse hineinragt. Man kann das Löschmittel an diesem Kammerende zuführen, so daß es den Ringraum zwischen dem feststehenden Kontakt und der Kammerwandung in Richtung der Düse durchströmt. Solche Schaltkammern werden erfindungsgemäß paarweise derart angeordnet, daß sich die Kammern mit ihren Blasdüsen in einer gewissen Entfernung gegenüberstehen und die beweglichen Kontakte dazwischen angeordnet sind. Zweckmäßig werden die beweglichen Kontakte beide in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht, welches aufklappbar sein kann. Die Stromverbindung zwischen den beiden beweglichen Kontakten kann durch ein flexibles Stromband erfolgen. Für beide Kontakte kann eine gemeinsame Einschaltfeder vorgesehen werden, die, um in der Achse der Kontakte Raum zu sparen, zweckmäßig quer zu dieser Richtung angeordnet ist und über Umlenkhebel auf die Kontakte einwirkt. Man kann aber auch eine auf die beiden Schaltkontakte wirkende Torsionsfeder vorsehen. Ein solches Schaltkammerpaar kann, wie es z. B. für Löschkopfschalter bekannt ist, an den Gabelenden eines verzweigten Stützisolators liegend befestigt sein. Wenn man Potentialsteuerwiderstände anwenden will, um die Abschaltleistung auf die einzelnen Unterbrechungsstellen gleichmäßig aufzuteilen, kann man diese in den Gabelarmen des Stützisolators bequem unterbringen, ohne irgendwelchen zusätzlichen Raum zu benötigen. Für die Unterbringung der quer zu den Kontakten angeordneten Einschaltfeder läßt sich zwischen den beiden Gabelästen des Stützisolators ein weiterer Zweig anordnen. Man kann das Schaltkammerpaar natürlich auch stehend anordnen. Verwendet man dabei eine Widerstandssteuerung, so läßt sich der Aufbau so treffen, daß das Schaltkammerpaar mit einer parallel laufenden Isolatoranordnung zusammengebaut ist, die die Steuerwiderstände aufnimmt. Diese Anordnung wird auf einem Stützisolator befestigt. In einer Querverbindung der parallelen Zweige kann die Einschaltfeder untergebracht werden. Durch mehrfache Anwendung derartiger Schaltkammerpaare ist es auch möglich, mit gleichartigen Bauelementen Schalter für beliebige Spannungen und Leistungen zusammenzustellen. Auch ist der Anbau eines Trennschalters an den durch die Schaltkammern gebildeten Leistungsschalter in bekannter Art ohne weiteres möglich.

Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes.

In Fig. ι ist ein Schalter gemäß der Erfindung mit liegender Schaltkammeranordnung dargestellt.

Er ist auf einem Stützisolator ι aufgebaut, der mit zwei Gabelarmen 2 und 3 in V-Anordnung versehen ist. Auf den Enden der Gabelarme ruht eine aus den Schaltkammern 4 und 4 und dem Zwischen gehäuse 5 gebildete Säule. Jede der Schaltkammern 4 und 4' enthält in einem rohrförmigen, mit Schirmringen versehenen Gehäuse einen festen Hohlkontakt 6, dessen Spitze sich in bezug auf die sich verengende Düse 7 in der günstigsten Löschstellung befindet. Mit diesem wirkt der bewegliche Kontakt 8 zusammen, der ebenfalls hohl ausgebildet und mit einem tellerförmigen Rand 9 versehen ist. Die beiden beweglichen Kontakte sind durch ein flexibles Band 10 stromleitend verbunden. Die Kon· takte 8 stehen über Umlenkhebel 11 unter der Wirkung einer Einschaltfeder 12, welche in einem dritten Zweig 13 des gegabelten Stützers bzw. einem entsprechenden Teil des Gehäuses 5 untergebracht ist. 14 sind Auspuffräume, die durch Ver-

ao kleidungen 15 überdeckt sind. In den Isolatorzweigen 2 und 3 sind Steuerwiderstände 16 und 17 untergebracht. Die Mitte der Widerstände ist an die beweglichen Schaltkontakte 8 angeschlossen. Mit 18 ist ein Stromanschluß des Schalters bezeichnet. Bei 19 kann sich ein hier nicht dargestellter Trennschalter anschließen.

Im Einschaltzustand fließt der Strom vom Anschluß 18 durch die beiden Kontaktpaare 6, 8 und durch das dazwischenliegende Stromband 10 zum Anschluß 19. Zum Zweck der Stromunterbrechung wird Druckluft durch den Stützisolator hochgeschickt. Sie gelangt in die Ringräume 20 und strömt den Düsen 7 zu. Im Einschaltzustand überdecken die Teller 9 die Ausblaseöffnungen der Düsen. Zum Abschalten hebt die einströmende Luft die Kontakte 8 von den festen Kontakten 6 ab, so daß ein Lichtbogen entsteht, der einerseits durch die den Hohlkontakt 6 durchströmende Luft und andererseits durch die die Düse verlassende Luft beblasen wird. Dabei brennt der Lichtbogen von Anfang an in dem sich verengenden Düsenraum, in dem der Druck des Löschmittels hoch ist, so daß eine wirksame Beblasung zustande kommt. Je nach der Größe des Lichtbogendruckes wird der Kontakt 8 mehr oder weniger weit bewegt. Bei großen Drücken kann daher kein für die Beblasung schädlicher Gegendruck entstehen. Durch die Steuerwiderstände 16 und 17 erhält der Kontakt 8 ein bestimmtes Potential, so daß die Abschaltleistung auf die beiden Unterbrechungsstrecken entsprechend verteilt wird. Der nach der Leistungsunterbrechung durch die Widerstände fließende Reststrom kann durch eine besondere Reststromunterbrechungsstelle, deren Unterbringung weiter keine Schwierigkeiten verursacht, oder durch den angebauten Trennschalter erfolgen. Nach Abstellen der Druckluft und Herstellen der erforderlichen Spannungstrennstrecke mittels des angebauten Trennschalters gehen die Schaltkontakte 8 wieder in die Einschaltstellung zurück.

In Fig. 2 ist eine stehende Anordnung des erfindungsgemäßen Schalters dargestellt. Es braucht nur der äußere Aufbau erklärt zu werden, da die inneren Teile der Anordnung nach Fig. 1 entsprechen. Es ist aus den Schaltkammern 4 und 4' sowie den die Widerstände enthaltenden Isolatoren 2 und 3 eine auf den Stützisolatoren 1 vertikal stehende Anordnung gebildet, wobei in der Querverbindung 13 die Schaltfeder untergebracht ist. Bei 18 und 19 erfolgt der Stromanschluß.

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Elektrischer Druckgasschalter mit einem innerhalb einer Schaltkammer angeordneten festen Kontakt und einem in der Einschaltstellung durch die düsenförmige Ausblaseöffnung in die Kammer eingreifenden beweglichen Kontakt, aus der er beim Abschaltvorgang herausbewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der innerhalb der Kammer befindliche, als Gasabzug hohl ausgebildete Kontakt mindestens annähernd in der günstigsten Löschentfernung von der düsenförmigen Ausblaseöffnung angeordnet ist und daß der bewegliche Kontakt, mit einer beispielsweise tellerförmigen Verbreiterung versehen, in der Einschaltstellung die Ausblaseöffnung derart verdeckt, daß er durch das einströmende Druckgas entgegen der go Wirkung einer Schaltfeder od. dgl. in die Ausschaltrichtung bewegt wird.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer als vorzugsweise mit Schirmringen versehenes Isolierrohr (4, 4') ausgebildet ist, welches an dem einen Ende die sich verengende Ausströmdüse (7) aufweist und in welches von dem anderen Ende her der feststehende Hohlkontakt (6) mit seiner Spitze bis in die günstigste Löschentfernung von der Düsenöffnung hineinragt, und daß das Löschmittel an diesem Schaltkammerende derart zugeführt wird, daß es den Ringraum zwischen dem feststehenden Kontakt und der Kammerwandung in Richtung der Düse (7) durchströmt.

3. Schalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltkammerpaar (4 und 4') in der Weise vorgesehen ist, daß sich die Kammern mit ihren Blasdüsen gegenüberstehen und dazwischen die beweglichen Kontakte (8) angeordnet sind.

4. Schalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Kontakte in einem gemeinsamen, vorzugsweise aufklappbaren Gehäuse (5) untergebracht sind.

5. Schalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß den beweglichen Kontakten eine gemeinsame Einschaltfeder (12) zugeordnet ist.

6. Schalter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltfeder (12) quer zur Richtung der Kontakte angeordnet ist und über Umlenkhebel (11) auf die Kontakte einwirkt.

7. Schalter nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltkammerpaar

liegend angeordnet ist und an den Enden von einem die Gasführung enthaltenden verzweigten Stützisolator getragen wird (Fig. i).

8. Schalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltfeder (12) für die beweglichen Kontakte in eine mittlere Verzweigung (13) des gegabelten Isolators eingebaut ist.

9. Schalter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltkammerpaar auf einem Stützisolator (1) stehend angeordnet ist und mit einer parallel verlaufenden, die Steuerwiderstände enthaltenden Isolatoranordnung zusammengebaut ist und daß die Einschaltfeder in einer Querverbindung (13) angeordnet ist (Fig. 2). ~

Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 553 832, 606 982,

628992, 712 419, 713 816, 735700, 737822,

742308; BBC Betriebsanweisung Afka 153/v (350.400.E)

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