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Hochspannungs-Leistungsschalter Die Erfindung bezieht sich auf einen
Hochspannungs-Leistungsschalter mit von Isolierstoffplatten gebildeten spaltförinigen
Lichtbogenkammern, in die beim Ausschalten an Zwischenelektroden hintereinandergeschaltete
Teillichtbögen mittels magnetischer Blasung hineingetrieben und durch Längung sowie
Kühlung gelöscht werden.
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Bei solchen Schaltern weist die Spannungsverteilung längs der Schaltstrecke
meist unerwünschte Unsymmetrien auf. Im wesentlichen rührt das bekanntlich daher,
daß zwar die Kapazitäten zwischen den Schenkeln des Blasmagneten und den Zwischenelektroden
untereinander praktisch gleich sind, daß aber die Werte der zwischen den Zwischenelektroden
vorhandenen Nebenkapazitäten beträchtlich voneinander abweichen. Infolgedessen ist
auch die elektrische Beanspruchung der einzelnen spaltförmigen Lichtbogenkammern
ungleichmäßig. Dabei werden die Lichtbogenkammern, die in der Nähe des das Erdpotential
führenden Lichtbogenhornes liegen, elektrisch wesentlich höher als die übrigen Kammern
beansprucht. Es empfiehlt sich daher, Mittel zur Steuerung der Spannungsverteilung
vorzusehen. Es ist bekannt, bei Magnetblasschaltern eine Potentialsteuerung mittels
Metallbelägen vorzunehmen. Zu diesem Zweck sind bei der bekannten Ausführung zwei
voneinander isolierte Metallbeläge im Löschkammermantel untergebracht. Dem einen
Belag, der einen verhältnismäßig komplizierten Umriß hat, wird hierbei das Netzpotential
aufgedrückt. Der andere Belag, der sich über die gesamte Tiefe der Löschkammer erstreckt,
ist vollkommen isoliert. Zusätzlich ist für die Spannungssteuerung noch ein auf
Erdpotential liegendes Metallband erforderlich, das die gesamte Löschkammer umschließt.
Insgesamt gesehen erfordert somit die Potentialsteuerung einen ganz erheblichen
technischen Aufwand. Außerdem ist die Anordnung nur unter großem Zeit-und Arbeitsaufwand
in mehreren komplizierten Arbeitsgängen herstellbar.
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Bei anderen bekannten Magnetblasschaltern sind diese Nachteile teilweise
dadurch vermieden, daß die am Schalter ohnehin vorhandenen Geräteteile, wie die
magnetische Blaseinrichtung, selbst zur Potentialsteuerung herangezogen werden.
So hat man beispielsweise vorgeschlagen, die Magnetschenkel etwa in Löschkammem-ütte
zu unterteilen und die Teile an das Potential der in der Nähe liegenden Schalterteile,
z. B. die Lichtbogenhömer, zu legen. Nun haftet aber der Ausführung mit geteiltem
Magnetschenkel wiederum insofern ein nicht unerheblicher Nachteil an, als die magnetische
Induktion im Fenster zwischen den Magnetschenkeln an den die Schenkel unterteilenden
Spalten als Folge der verschieden großen magnetischen Widerstände stufenförmig verläuft.
Infolgedessen ist auch die auf den Lichtbogen längs der Schaltstrecke ausgeübte
Kraft von unterschiedlicher Größe, so daß die Lichtbogenbewegung ungleichmäßig wird,
was zu Störungen bei der Stromunterbrechung Anlaß geben kann.
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Um nun bei einem Hochspannungs-Leistungsschalter der eingangs dargelegten
Gattung mit zur Potentialsteuerung dienenden Metaffbelägen die aufgezeigten Mängel
der bekannten Magnetblassehalter zu beseitigen, sind erfindungsgemäß untereinander
gleiches Potential aufweisende Metallbeläge im Bereich der sich kontinuierlich über
die Lichtbogenkammern erstreckenden und an entgegengesetztes Potential wie die Beläge
gelegten Schenkel des Blasmagneten angeordnet. Die Metallbeläge erstrecken sich
dabei vorteilhaft von dem dem festen Schaltkontakt abgewandten Ende der Löschkammer
bis etwa zu deren Mitte hin und sind über das eine Lichtbogenhom an das Potential
der abgeschalteten Netzhälfte gelegt. Der Magnetkörper kann mit dem anderen Lichtbogenhom
oder rait dem festen Schaltkontakt leitend verbunden sein. übernimmt im Zug der
Ausschaltbewegung das dem festen Schaltkontakt abgewandte Lichtbogenhorn den Ausschaltlichtbogen,
so ist dessen Potential mittels der Metallbeläge bis zur Mitte der Löschkammer vorgezogen,
und die Kapazitäten zwischen den Zwischenelektroden und den Magnetschenkeln bzw.
den Metallbelägen werden im Sinne einer Vergleichmäßigung der Spannungsverteilung
beeinflußt. Trotzdem ist die magnetische Induktion im Fenster ' des Magnetkörpers
praktisch konstant. Gegenüber dem bekannten Stromunterbrecher mit zur Potentialsteuerung
dienenden Metallbelägen vereinfacht
sich der neue Schalter sowohl
im Aufbau als auch im Hinblick auf die Fertigung ganz beträchtlich, da die Metallbeläge
gleiche Form haben und auf an sich einfache Art ohne wesentliche bauliche Änderungen
zwischen den Magnetschenkeln und den die Schenkel gegen den Lichtbogenraum abgrenzenden
und sowieso vorhandenen Abdeckplatten angeordnet werden können. Selbstverständlich
müssen die Schenkel des Blasmagneten von den Metallbelägen isoliert sein, da dazwischen
die volle Spannung wirksam ist. Vorteilhaft versieht man deshalb die Magnetschenkel
mit einem Überzug aus Epoxydharz, Polyvynilchlorid oder einem sonstigen Isolierinaterial
hoher elektrischer Festigkeit. Die Metallbeläge können dann leicht in irgendeiner
geeigneten Art und Form auf den Isolierstoffüberzug oder die Abdeckplatten z. B.
aufgeklebt, aufgespritzt oder aufgedampft werden.
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Weitere Vorteile und Merkmale des neuen Schalters werden im folgenden
an Hand der ein zweckmäßiges Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert.
Es zeigt die Abb. 1 schematisch einen Längsschnitt und die Abb. 2 in vergrößertem
Maßstab den zugehörigen senkrechten Schnitt durch einen Schalter-Pol.
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In Abb. 1 ist der feste Schaltkontakt mit 1 und das
bewegliche Schaltstück mit 2 bezeichnet. 3 ist die Löschkammer mit den von
Isolierstoffplatten 4 gebildeten spaltförmigen Lichtbogenkammern 5. Nach
Trennung der Schaltstücke 1 und 2 wird in bekannter Weise die Blasspule
6 über das Lichtbogenhom 9 und über den Lichtbogen in den Stromkreis
eingeschaltet. Unter dem Einfluß des Blasfeldes wandert der Ausschaltlichtbogen
an den Lichtbogenhörnern 8 und 9
entlang nach oben auf die z. B. V-förmig
ausgebildeten Zwischenelektroden 10. Diese spalten den Lichtbogen in einzelne
Teillichtbogen auf und bewirken, daß diese um 90' gedreht in die spaltförinigen
Lichtbogenkammern 5 eingeleitet werden. Dort weiten sich die Teillichtbögen
unter dem Einfluß des magnetischen Blasfeldes und der eigenen dynamischen Stromkräfte
zu Schleifen aus, die nach Erreichen einer bestimmten Länge im Zusammenwirken mit
dem von den Kammern ausgehenden Kühleffekt zum Erlöschen kommen.
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Wie der Längsschnitt nach Abb. 1 erkennen läßt, erstrecken
sich die zwischen den Abdeckplatten 11
und den Schenkeln des Blasmagneten
angeordneten Metallbeläge 12 vom linken Ende der Löschkammer bis etwa zu ihrer Mitte.
Sie sind mit dem Lichtbogenhom 8 leitend verbunden, so daß sie im Zuge der
Ausschaltbewegung über das Schaltmesser 2 auf das Potential dieses Hornes gelegt
werden, wohingegen die Magnetschenkel ständig das Netzpotential führen. Es fließen
also zwischen den Zwischenelektroden 10
und den Metallbelägen 12 bzw. den
Magnetschenkeln Verschiebungsströme, die eine beträchtliche Verbesseru.ng der Spannungsverteilung
über die Schaltstrecke zur Folge haben. In vorteilhafter Weise bedecken die Metallbeläge
12 die den Lichtbogenkammern 5 und dem Lichtbogenraum 13 zugekehrten
Seiten der mit einem Isolierstoffüberzug 14 versehenen Magnetschenkel
7, wie aus Abb. 2 hervorgeht. Verwendet man Metallbeläge in Form von Folien,
so können diese z. B. auf die aus einem meist keramischen Werkstoff hoher Lichtbogenbeständigkeit
gefertigten Ab-
deckplatten 11 oder auf den Isolierstoffüberzug 14
aufgeklebt werden. Es ist aber auch möglich, die Metallbeläge in fertigungstechnisch
besonders günstiger Weise auf den Isolierstoffüberzug 14 oder die Abdeckplatten
aufzuspritzen, aufzudampfen oder in sonstwie geeigneter Weise aufzubringen. Nachdem
zwischen den Magnetschenkeln 7 und den Metallbelägen 12 die volle Netzspannung
wirksam ist, empfiehlt es sich, zwecks Vermeidung übermäßiger Feldkonzentration
die Kanten 15 der Magnetschenkel 7 gut abzurunden, wie, dies auch
aus Abb. 2 ersichtlich ist.