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Druckgasschalter Bei Druckgasschaltern kann man bekanntlich außer
einem feststehenden und einem beweglichen Schaltstück, zwischen denen der Ausschaltlichtbogen
gezogen wird, zwei feststehende Elektroden vorsehen, auf die der Ausschaltlichtbogen
durch das Druckgas übergeführt wird. Der Abstand der Schaltstücke bleibt dann verhältnismäßig
klein.
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Bei bekannten Schaltern hat man die Elektroden z. B. auf der Achse
der Schaltstücke an-eordnet, so daß man einen verhältnismäßig langgestreckten Schalter
erhält. Es sind aber auch Schalter bekannt, bei denen die Achse der Elektroden etwa
senkrecht zur Achse der Schaltstücke verläuft. Auf solche Schalter bezieht sich
die ErfIndung.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß das eine Schaltstück mit der einen
Elektrode über ein Metallteil verbunden ist, das annähernd senkrecht zur Achse der
Elektroden durch den Raum zwischen den Elektroden führt und im Bereich der Achse
der Elektroden eine öffnung aufweist. Das Metallteil verengt den für die Druckgasströmung
zur Verfügung stehenden Querschnitt und wirkt somit als Düse, mit der der Druckgasstrom
auf den Lichtbogen zwischen den Elektroden konzentriert wird. Dies ergibt eine besonders
gute Löschwirkung und eine hohe Schaltleistung. Bei der Bemessung der Düsenöffnung
braucht man nicht auf den Querschnitt der Schaltstücke Rücksicht zu nehmen, wie
das bei bekannten Druckluftschaltern mit Düsenöffnungen der Fall ist, und man kann
somit den strömungstechnisch günstigsten Querschnitt wählen.
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Das andere Schaltstück kann mit der anderen Elektrode baulich vereinigt
sein, so daß keinerlei weitere elektrische Verbindungen benötigt werden. Zum Beispiel
kann die Elektrode von einem die Kontaktlamellen des Schaltstückes umgebenden Gehäuse
gebildet sein.
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Die Anschlußklemmen des Schalters liegen mit Vorteil in der Achse
der Elektroden. Der Lichtbogen, der in der Achse zwischen den Elektroden brennt,
wird dann nicht durch elektrodynamische Kräfte aus dieser Achse getrieben und brennt
immer in der günstigsten Löschstellung.
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Die Druckgaszufuhr sowie auch die Abfuhr des Druckgases und der Schaltgase
kann in parallelen Kanälen senkrecht zur Achse der Elektroden erfolgen. Dies ergibt
einen kompakten Aufbau des Schalters, wobei der die Elektroden und Schaltstücke
enthaltende Teil, der aus Isolierstoff besteht, mit einem Metallteil verbunden sein
kann, der Erdpotential aufweist. Eine solche Anordnung ist in mechanischer Hinsicht
widerstandsfähig. Sie gestattet zudem, in der Nähe der Schaltstücke die Steuereinrichtung
für den Druckgasstrom, beispielsweise ein Blasventil, anzuordnen. Außerdem läßt
sich ein solcher Schalter wegen seines geschlossenen Aufbaus leicht gasdicht herstellen.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden an Hand der
Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. In der F i g. ist ein Mittelspannungsdruckgasschalter
dargestellt. Der Schalterbesitzt ein geschlossenes Gehäuse 1, das mit Schwefelhexafluoridgas
gefüllt ist. In dem Gehäuse ist eine Schaltstrecke 2 angeordnet, die sich im wesentlichen
in vertikaler Richtung erstreckt. Die Schaltstrecke 2 besteht aus einem in vertikaler
Richtung bewegbaren Schaltstift 3 und einem feststehenden Schaltstück 4.
Der Schaltstift 3 ist in einem feststehenden Gleitkontakt 6 geführt.
Zu seinem Antrieb ist unter Zwischenschaltung eines Isolierstoffstückes
7 eine Schaltstange 8 vorgesehen, die von einem Hebel 9 nach
oben gezogen werden kann.
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Das feststehende Schaltstück 4 ist als Lamellenkontakt mit Kontaktlamellen
10 ausgebildet. Die Kontaktlamellen sitzen in einem Gehäuse 11 aus
abbrandfestem Material. Das Gehäuse 11 ist bei 12 in der Wand des Schaltergehäuses
gelagert, die in diesem Bereich aus Isolierstoff besteht. Der außerhalb des Schaltergehäuses
liegende Teil 13 des Gehäuses 11
dient als Anschlußstück. Das linke
Ende des Gehäuses 11 ist kugelig abgerundet. Es bildet eine feststehende
Elektrode 15, die mit einer weiteren feststehenden Elektrode 17 zusammenwirkt.
Die Achse der beiden Elektroden 15 und 17 verläuft in horizontaler
Richtung. Sie schließt daher mit der Schaltstrecke 2 einen Winkel von
90' ein.
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An der feststehenden Elektrode 17 ist ein Absatz 20 angebracht,
der in die Wand des Gehäuses 1 eingelassen ist. Der aus dem Gehäuse herausragende
Teil 21 des Absatzes bildet das andere Anschlußstück des Schalters.
Zwischen
den beiden Elektroden 15 und 17 ist eine gewölbte Metallplatte
25 vorgesehen, die eine Öff-
nung 26 aufweist. Die öffnung bildet
eine Düse, durch die der zur Löschung des Ausschaltlichtbogens dienende Druck-asstrom
auf den Lichtbogen gerichtet wird. Sie ist zur Verringerung des Abbrandes mit einer
Auskleidung 27 aus lichtbogenfestern Material versehen. Ferner besitzt die
Platte 25 eine der Elektrode 15 zugekehrte Rippe 28, die ebenfalls
aus lichtbogenfestem Material bestehen kann. Wie die F i g.
zeigt, ist das
Gleitschaltstück 6 mit der Elektrode 17
durch die Platte
25 leitend verbunden.
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Mit 30 ist ein Ventilteller bezeichnet, der mit einem Ventilsitz
31 zusammenwirkt. In der dargestellten Schließstellung des Ventiltellers
ist das Schalterinnere, das mit einem Hochdruckbehälter 33 in Verbindung
steht, von dem Niederdruckbereich 34, im wesentlichen also dem Niederdruckbehälter
35,
abgetrennt. Der Ventilteller 30 ist durch eine Stange
36 mit einem Kolben 37 verbunden, der in einem Zylinder
38 gleiten kann. Eine Feder 40 unterhalb des Kolbens 37 drückt den
Kolben nach oben. Ein Bolzen 41 an der Stange 36 greift in den Schlitz 42
des gabelförinigen Hebels 43. Der Hebel 43 liegt, wie die Figur zeig in der Verlängerung
des Hebels 9. Er kann mit diesem ein Stück bilden. Beide Hebel sind auf einer
nicht näher dargestellten Welle 45 befestigt.
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Auf gleicher Höhe mit dem Kolben 37 liegt ein weiterer Kolben
47, an dem eine Stange 48 angebracht ist. Unterhalb des Kolbens 47 sitzt eine Feder
49, die den Kolben 47 nach oben drückt. Der Raum oberhalb des Kolbens 47 ist durch
eine Leitung 50
mit einer Kammer 52 verbunden, an der zwei Ventilglieder
53 und 54 vorgesehen sind. Die Ventilglieder werden durch den Magneten
55 betätigt und sind durch eine Stange 56 derart miteinander verbunden,
daß jeweils eines der beiden Ventilglieder eine öffnung der Kammer 52 freigibt.
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Unterhalb der Kammer 52 ist eine Kammer 60
vorgesehen,
die mit dem oberhalb » des Kolbens 37
liegenden Teil des Zylinders
38 in Verbindung steht. Die Kammer 60 besitzt ebenso wie die Kammer
52
zwei öffnungen, von denen jeweils eine durch eines der Ventilglieder
61 bzw. 62 verschlossen ist, die durch eine Stange 63 miteinander
verbunden sind. Die Ventilglieder 61 und 62 werden durch einen Magneten
65 betätigt.
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Der Schalter ist in der Einschaltstellung dargestellt. Der Strom fließt
dabei von dem Anschlußstück 13 zu dem feststehenden Schaltstück 4, dem beweglichen
Schaltstift 3, dem Gleitschaltstück 6 und von dort über die Platte
25 zum Anschlußstück 21.
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Zum Ausschalten wird der Magnet 65 durch nichtdargestellte
Steuermittel erregt. Der Magnet zieht die Ventilglieder 61 und
62 nach rechts, Dadurch wird die Verbindung der Kammer 60 mit dem
Niederdruckraum 34 abgesperrt und die Verbindung zum Hochdruckraum freigegeben.
Daher strömt unter hohem Druck stehendes SF8 in den Zylinder 38 oberhalb
des Kolbens 37 und drückt den Kolben entgegen der Wirkung der Feder 40 nach
unten. Hierdurch wird der Ventilteller 30 von seinem Ventilsitz
31 abgehoben, so daß eine Gasströmung aus dem Hochdruckbehälter
33 einsetzt, die vom Gleitschaltstück 6
zur feststehenden Elektrode
17 verläuft. Von dort führt die Gasströmung in den Niederdruckraum.
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Bei der Abwärtsbewegung des Kolbens 37 wird zugleich der Hebel
43 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt. Der Hebel 9 führt deshalb ebenfalls
eine Schwenkung entgegen dem Uhrzeigersinn aus und be-weg
gt dabei über die
Schaltstange 8 den Schaltstift 3
nach oben in die Ausschaltstellung.
Der beim Ausschalten entstehende Lichtbogen wird durch den Gasstrom von den Schaltstücken
weggetrieben. Er gelangt mit dem einen Fußpunkt auf die Elektrode 15.
Der
andere Fußpunkt wandert auf der Rippe 28 in Richtung auf die Öffnung
26. Hat der Lichtbogen die öffnung erreicht, so wird er auf die feststehende
Elektrode 17 kommutiert. Er ist dann einem konzentrierten Löschmittelstrom
ausgesetzt und erlischt in kurzer Zeit.
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Nach der Lichtbogenlöschung wird der Magnet 65
entregt, so daß
die Ventilglieder 61 und 62 wieder in die in der Figur dargestellte
Stellung zurückkehren. Dadurch wird die Kammer 60 mit dem Niederdrucke behälter
in Verbindung gebracht und entlüftet. Der Kolben 37 bewegt sich deshalb unter
der Wirkung der Feder 40 nach oben und schließt mit dem Ventilteller 30 den
Hochdruckbehälter. Der Schaltstift 3
wird dabei nicht betätigt, da zwischen
dem Hebel 43 und dem Hebel 9 eine Totgangverbindung vorgesehen ist.
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Zum Einschalten wird der Magnet 55 erregt, der die Ventilglieder
53 und 54 nach rechts zieht. Die Kammer 52 wird deshalb vom Niederdruckteil
des Schalters abgesperrt und mit Gas aus dem Hochdruckteil aufgefüllt. Das Gas gelangt
durch die Leitung 50 in den Zylinder 46 oberhalb des Kolbens 47. Der Kolben
wird entgegen der Wirkung der Feder 49 nach unten gedrückt. Er schiebt die Schaltstangen
8
mit dem Schaltstift 3 in die Einschaltstellung und schließt die Schaltstrecke
zwischen dem Gleitschaltstück 6 und dem feststehenden Schaltstück 4. Nach
dem Schließen der Schaltstrecke wird der Magnet 55
wieder entregt, Die Kammer
62 wird mit dem Niederdruckteil des Schalters in Verbindung gebracht. Dadurch
wird auch die Leitung 50 entlüftet und der Kolben 47 durch die Feder 49 in
die dargestellte Lage zurückbewegt.