DE1247441B - Elektrischer Hochleistungsschalter mit Lichtbogenloeschung durch ein stroemendes Loeschmittel - Google Patents

Description

• Elektriseheröclilelsttingsschälter mit Lichtbogenlöschung durch ein strömendes Löschmittel Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Hochleistungsschalter mit Lichtbogenlöschung,durch ein strömendes Löschmittel, der durch ehre besondere Ausbildung seiliös beweglichen Schaltköfitäktes eine erhebliche Steigerung der Abschaltleistütig ermöglicht.
• Bei Leistungssehaltern mit Lichtbbgenlöscliung durch ein strömendes Löschmittel kann eine wirk-.saine Unterbrechung eines Kürzschlüßstromes nur dann eintreten, wenn sofort nach dem Erlüscheri des Lichtbogens im Nulldurchgang zwischen die Schaltkontakte eine hochisolierende Gas= öder Flüssigkeitsstrecke gelegt wird. Ist dies jedoch nicht der Pall, so kommt es infolge der nicht. genügend von den Sehaltprodukten gereinigten SEhaltstiidokd 2ü einem Durchschlag der wiederkehrendeü Spannung zwischen den Schaltkontakten und damit zu einer Wiederzündung des Lichtbogens.
• Erschwerend für die schnelle Reinigung der Schaltstrecke Wirkt sich die Tatsche aus, daß der Lichtbogen während der Zeit seines Bestehens an den Kontaktstellen Metall verflüssigt öder verdampft und diese Metall- oder Metalldampfteilchen durch den Löschmittelstrom oder durch den mechanischen Rückprall des beweglichen Schaltkontaktes in der Ausschaltstellung in die Schaltstrecke geschleudert werden, so daß deren Isolierfähigkeit stark verringert wird.
• In F i g. 1 der Zeichnung ist eine Schaltkammer 1 eines Druckgasschalters im Schnitt schematisch dargestellt, wobei zu erkennen ist, daß sich an dem beweglichen Schaltstift 2 flüssiges Meta113 befindet, das teils von der Strömung des Löschmittels und teils durch die mechanische Bewegung des Schaltstiftes in den Raum zwischen .dem Schaltstift und dem festen Gegenkontakt 4 transportiert wird. Besonders stark ist dieser Transport, wenn das Löschmittel von dem beweglichen Schaltkontakt zum ruhenden Gegenkontakt strömt, denn dann addieren sich die beiden Wirkungen.
• Die Ursache des mechanischen Abschleuderns des flüssigen Metalls läßt sich an Hand der F.ig. 2 erkennen. Diese -zeigt den Bewegungsverlauf des beweglichen Schaltkontaktes über die Zeit aufgetragen. Die Bewegung des Schaltkontaktes wird von der Kurve a dargestellt. Sie beginnt in. der »Ein«-Stellung und endet nach Erreichender Höchstgeschwindigkeit und mehreren gedämpften Schwingungen in der »Aus«-Stellung. Die Kurve b zeigt die entsprechende Geschwindigkeit und die Kurve c die dazugehörige Beschleunigung. Sobald eine Beschleunigung auftritt, wirkt eine Kraft auf das flüssige Metallein, die proportiönal der Beschleunigung ist. Bei einer negativen Beschleunigung, also einer Verzögerung, ist diese Kraft in Richtung zum Stift 2 gerichtet. Kehrt sich das Vorzeichen uni,-so* wirkt die Kraft so, da13 das Metall vom Stift weggeschleudert wird.
• Auf Grund dieser Erkenntnis besitzt nun bei einem . lektrischen Hochleistungsschalter mit Lichtbogenlöschung durch -ein strömendes Löschmittel, dessen beweglicher Schaltstift einen für den Durchtritt des Löschmittels verschlossenen Hohlraum aufweist, erfindungsgemäß der Hohlraum, der zur Aufnahme des von dem Lichtbogen geschmolzenen und bei der Abbremsung des beweglichen Schaltkontaktes während der Ausschaltbewegung abgeschleuderten Metalls dient, eine solche Formgebung, daß das Wiederherausschleudern des glühenden Metalls verhindert wird. Bei einer derartigen Ausführung des Schaltkontaktes wird jeweils nach Erreichen der »Aus«-Stellung nach F i g. 2 beim Auftreten einer negativen Beschleunigung das geschmolzene Metall in .diesen Hohlraum hineingeschleudert. Beim Wiedereintreten einer positiven Beschleunigung würde dieses Metall wieder von dem Schaltstift aus dem Hohlraum herausgeschleudert werden. Aus diesem Grund muß dafür gesorgt werden, daß ein solches Herausschleudern nicht mehr erfolgen kann.
• Das Anbringen von für den Durchtritt des Löschmittels verschlossenen Hohlräumen in beweglichen Schaltstiften ist an sich von den Schaltern her bekannt, bei denen ein gasförmiges Löschmittel durch den beim Ausschälten gezogenen Lichtbogen aus einem gasabgebenden Material erzeugt wird. Um hierbei möglichst viel Löschmittel zu erzeugen, wird zusätzlich von einem Stift aus solchem gasabgebenden Material Gebrauch gemacht, der in einen Hohlrauen des Schaltstiftes eng anliegend eintaucht und beim Ausschalten ebenfalls zur Gasabgabe herangezogen wird. Dieser Stift läßt jedoch kein Eindringen von glühenden Metallteilchen in den Hohlraum des Schaltstiftes zu, abgesehen davon, daß derartige Schalter auch kaum glühende Metallteilchen am Schaltstift wegen ihrer geringeren Schaltleistung absondern. -Bei einem .erfindungsgemäß ausgebildeten beweglichen Schaltstift mit einer Spitze aus schwer schmelzbarem Metall kann .die nachteilige Wirkung des Herausschleuderns von glühenden Metallteilchen bei einer positiven Beschleunigung des Schaltstiftes in der. Ausschaltstellung, die einem Rückprall entsprechen würde, zweckmäßig in der Weise verhindert werden, daß die Spitze eine Längsbohrung und einen sich daran anschließenden Hohlraum mit einer kegelförmigen Austrittsöffnung und einen .an seinem Boden in der Mittelachse befestigten kegelförmigen Stift aufweist.
• Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel ist in F i g. 3 der Zeichnung dargestellt. Die in den Schaltstift cinschraubbare Spitze ist mit 5 bezeichnet. Sie trägt eine weitere Spitze 6 aus schwer schmelzbarem Metall, z. B. Wolfram, die eine Längsbohrung 7 aufweist. An diese Längsbohrung 7 schließt sich ein Hohlraum 8 an, der zur Aufnahme des von der Spitze 6 .abgeschleuderten glühenden Metalls dient. Damit dieses Metall jedoch nicht wieder bei .einem Rückprall des Schaltstiftes in der Ausschaltstellung in die Schaltstrecke zurückgeschleudert werden kann, ist die Spitze 6 nach innen kegelförmig ausgebildet, und außerdem ist am Boden .des Hohlraumes 8 eine kegelförmige Spitze 9 angebracht, die die durch die Bohrung 7 eintretenden glühenden Metallteilchen so verteilt, daß sie bei einem Rückprall in den Ecken an der Spitze 6 aufgefangen werden.
• Eine ähnliche Wirkung kann bei Schaltstiften ohne eine besondere Abbrandspitze erzielt werden, wenn in dem Hohlraum des $chaltstiftes Prallplätten od. dgl. angeordnet sind: Die Erfindung läßt sich bei den Schaltern, deren Ausschaltstellung nicht mit der günstigen Lichtbogenlöschstellung zusammenfällt, bei denen also noch nach der Lichbogenlöschung eine Weiterbewegung des Schaltstiftes in eine Sparinungstrennstellung erfolgt, in der Weise ausführen, daß der Schaltstift nach Erreichen der günstigen Löschstellung verzögert in die Ausschaltstellung bewegt wird, wodurch ein Abschleudern von glühendem Metall verhindert wird.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Elektrischer Hochleistungsschalter mit Lichtbogenlöschung durch ein strömendes Löschmittel, dessen beweglicher Schaltstift einen für den Durchtritt des Löschmittels verschlossenen Hohfraum aufweist, d a @d u r c h g e k e n n -zeichnet, daß der Hohlraum, der zur Aufnahme des von dem Lichtbogen geschmolzenen und bei der Abbremsung des beweglichen Schaltkontaktes während ,der Ausschaltbewegung abgeschleuderten Metalls dient, eine solche Formgebung besitzt, daß das Wiederherausschleudern des glühenden Metalls verhindert wird.
2. 2. Schalter nach Anspruch 1 mit einem beweglichen Schaltstift mit einer Spitze aus schwer schmelzbarem Metall, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze eine Längsbohrung und einen sich daran anschließenden Hohlraum mit einer kegelförmigen Austrittsöffnung und einen an seinem Boden in der Mittelachse befestigten kegelförmigen Stift aufweist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 579 295, 588 693, 599 314, 683 529, 1150 428, 1169 553, 1171973, 1173967.