DE430968C

DE430968C - Hochleistungsschalter

Info

Publication number: DE430968C
Application number: DEM88214D
Authority: DE
Original assignee: Dr Paul Meyer AG
Current assignee: Dr Paul Meyer AG
Priority date: 1925-02-01
Filing date: 1925-02-01
Publication date: 1926-06-28

Description

Die bekannten Hochleistungsschalter für Wechselstrom werden allgemein als ölschalter ausgebildet. Dadurch entsteht der Nachteil, daß die ölfüllung unter Umständen verdampft und die so gebildeten Öldämpfe mit der Luft ein explosives Gemisch bilden, bei dessen Entzündung, wie gerade die Erfahrungen der jüngsten Zeit gezeigt haben, schwere Unglücksfälle auftreten können.

ίο Bei diesen ölschaltern müssen auch immer verhältnismäßig große Abstände der stromführenden Teile eingehalten werden, da mit einer Verschmutzung und Feuchtigkeitsaufnahme des Öles gerechnet werden muß, durch

ig die seine Leitfähigkeit in unerwünschter Weise verändert wird.

Hochleistungsschalter für hochgespannten Gleichstrom sind bisher überhaupt nicht bekannt.

Es ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine neue Art von Schaltern zu schaffen, die sowohl für Wechselstrom als auch für Gleichstrom geeignet und die von den Nachteilen frei sind, die den bekannten Ölschaltern anhaften. ₂g

Man erreicht diesen Zweck dadurch, daß ^man jur Füllung-der__Schalter an Stelle von Öl verflüssigte Gase verwendet, die die KontakteTYri flüssiger Form umgeben und über den Kontakten evtl. in Form hochkomprimierter Gase vorhanden sind. Das komprimierte Gas kann gleichzeitig mit dem Innern der Schalterdurchführung in Verbindung stehen und auch als Dielektrikum für die Durchführung mitverwertet werden.

Als Füllflüssigkeiten können beispielsweise

flüssige jKqhlensäüie, flüssiger Stickstoff,

"flüssiger Wasserstoff u. dgl. verwendet "werden.

Um diesen Schalter praktisch verwirkliehen zu können, ist das Antriebsorgan, das zur Betätigung des Schalters dient, in das

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Innere des Schalters zu legen und die Anordnung so zu treffen, daß keine beweglichen Wellen mit Stopfbuchsen erforderlich sind. Wird das druckfeste Gehäuse des Schalters aus nichtmagnetischem Material hergestellt, so kann die Betätigung auch derart erfolgen, daß man im Innern des Gehäuses einen Magnetanker anordnet und den magnetischen Rückschluß außerhalb des Gehäuses anbringt. Die Kraftübertragung geschieht dann durch die Wandung des Gehäuses vom Magnetanker nach dem Rückschluß. Die Betätigung kann so gewählt werden, daß die Wicklung mit dem Rück-Schluß außerhalb "des Gefäßes ruht und die Bewegung nur durch die Änderung des Kraftlinienflusses hervorgerufen wird, oder die Wicklung mit Rückschluß wird bewegt und führt den Anker im Innern des Gehäuses mit sich.

In vielen Fällen kann es zweckmäßig sein, den Schalter, in Form der bekannten druckfesten Bomben auszuführen und dem Schalter nur eine Durchführung zu geben, während die Bombe den zweiten Pol darstellt; dadurch sind weniger Dichtungen notwendig, und die Konstruktion wird wesentlich vereinfacht.

Es empfiehlt sich, den Gasraum über dem flüssigen Gas möglichst groß zu machen, um durch die Abschaltenergie keine allzu hohen Drucksteigerungen hervorzurufen. Zur Vermeidung von Stehfeuer wird die Innenfläche mit einer Isolierschicht umkleidet.

Um eine bessere Dichtung der Durchführung zu erreichen, kann die Anordnung so getroffen werden, daß die mit dem Schaiterraum in Verbindung stehende Durchführung auf der Außenseite in einen zweiten abgeschlossenen Raum mündet, der einen geringeren Druck als der Hauptkessel, jedoch einen größeren Druck als der Außenraum aufweist. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Dichtungen nur mit der Druckdifferenz beansprucht werden, ferner, daß die Durchführung, da sie innen und außen von komprimierten Gasen umgeben ist, sehr klein gewählt werden kann und darum auch infolge ihrer kleinen beanspruchten Fläche nur geringen Druckbeanspruchungen ausgesetzt ist. Wichtig ist auch, daß kleinere Porzellanstücke wesentlich fester hergestellt werden können als große komplizierte Durchführungskörper, Diese Art der Druckstaffelung kann wiederholt angewandt werden. Zweckmäßig wird es sein, zwischen den verschiedenen Räumen Ventile anzuordnen, welche im Falle zu großer Drucksteigerung einen Druckausgleich nach außen gestatten. Die Schalter sind mitKontaktmanometern ausziiriisten, um bei Überschreiten des zulässigen Druckes den Schalter zunächst abzuschalten und dann ein Ventil zu lüften. Um ein Stehfeuer im Innern des Schalters zu vermeiden, ist es zweckmäßig, die Kesselwandung innen mit einer Isolierschicht zu überziehen. Wird der Schalter für hochgespannten Gleichstrom mit Erdrückleitung verwendet, so ist das Gehäuse zu erden. Ist dies nicht der Fall, so muß das Gehäuse isoliert befestigt werden. Dies kann mittels Stützisolatoren geschehen, der ganze Schalter kann auch in eine Grube eingebaut werden, die mit Isolationsmaterial, wie öl, reinen Sand usw., angefüllt ist. Um hochgespannten Gleichstrom überspannungsfrei unterbrechen zu können, wird man vorteilhaft die Flüssigkeit im Innenraum mit einem leitenden Zusatz versehen (Kohlenstaub, elektrolytische Salze). Bei der Unterbrechung wird dann zunächst ein Widerstand eingeschaltet, so daß die Stromänderung weniger schroff erfolgt. Als Füllmaterial kann mit Vorteil flüssige Kohlensäure verwendet werden, auch Stickstoff und' Wasserstoff bringen günstige Ergebnisse. Selbstverständlich können auch noch andere Substanzen benutzt werden.

Die besonderen Vorteile dieser Konstruktion sind: geringe räumliche Abmessungen, da infolge des hohen Druckes eine außerordentliche Durchschlagsfestigkeit und Verringerung der Gleitfunken erzielt wird, stärkste Kühlung des Lichtbogens und der Kontakte durch das flüssige Gas mit sehr tiefer Temperatur, geringe Abmessungen der Durchführung und größte Durchschlagsfestigkeit infolge Füllung der Durchführung mit einem Dielektrikum der Dielektrizitätskonstante ι und, entsprechend dem Druck, erhöhte Durchschlagsfestigkeit, Vermeidung von Bränden, falls Gase (wie Kohlensäure, Stickstoff usw.) verwendet werden.

In der Abbildung ist der Erfindungsgegenstand in einem Beispiel dargestellt.

Es bedeuten: 1 den druckfesten, bombenförmigen Schalterkessel, der gleichzeitig in Verbindung mit den Kontakten 2 des Schalters steht. 3 ist der Deckel, der mittels Dichtungen gegen das Gehäuse geschraubt wird. ist die innerste Durchführung, die, da sie allseitig mit einem Dielektrikum von hoher Durchschlagsfestigkeit umgeben ist, kleine Abmessungen haben kann. Mit ihrem unteren Ende taucht sie in den Hauptschaltkessel, mit dem oberen Ende in den Zwischenkessel 5. In den Zwischenkessel ist eine weitere Durchführung 6 eingesetzt, welche die Verbindung nach außen ergibt. Die Stromzuführung erfolgt über die Zuleitung 7, die an ihrem unteren Ende zwei biegsame Kabel 8 trägt, welche die Verbindung mit dem beweglichen Kontakt 9 herstellen. Der Kontakt 9 wird durch den Schaltmagneten 10 betätigt und

Claims

gleitet längs einer isoliert angeordneten Führung ii. Das flüssige Gas überdeckt die Kontakte. Der ganze Schalter ist in einer Grube 12 eingebaut, welche mit der Durchführung nach dem Außenraum abschließt. Selbstverständlich läßt sich ein derartiger Schalter auch ohne weiteres mit zwei Durchführungen und Traversen ausbilden. Es ist auch denkbar, daß der flüssige Bestandteil in dem Schalter aus anderem Stoff besteht als der gasförmige. Es läßt sich z. B. denken, daß in dem Schalter sich flüssige Kohlensäure befindet, während in dem Luftraum ein Gemisch aus Kohlensäure und anderem Gas vorhanden ist. ι Patent-Ansprüche:

1. Hochleistungsschalter für Wechsel- und Gleichstrom, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllung des Schalters verflüssigtes Gas verwendet wird.

2. Schalter nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Gas als solches die Kontakte umgibt, während der darüberliegende Raum mit Gas unter hohem Druck gefüllt ist und der Innenraum der Durchführung mit dem Gasraum des Schalters in Verbindung steht, so daß das komprimierte Gas gleichzeitig als Hauptdielektrikum wirkt.

3. Hochleistungsschalter nach den Ansprüchen ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das druckfeste Gefäß des Schalters aus einem nichtmagnetischen Material besteht und der Kern des Einschaltmagneten sich im Innern befindet, während sich die ruhende oder bewegliche Wicklung mit dem magnetischen Rückschluß des Magneten außerhalb des Kessels befindet, so daß der Antrieb sich lediglich durch magnetische Kopplung zwischen Anker und Rückschluß bewerkstelligen läßt.

4. Hochleistungsschalter nach den Ansprächen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Pol des Schalters durch eine Durchführung geführt wird, während als zweiter Pol das Gehäuse selbst verwendet wird.

S. Hochleistungsschalter nach den Ansprüchen ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Schalterraum in Verbindung stehende Durchführung auf der Außenseite in einen zweiten abgeschlossenen Raum mündet, der einen geringeren Druck als der Hauptkessel aufweist, jedoch einen größeren Druck als der Außenraum, zum Zwecke, die Dichtungen nur mit der Druckdifferenz zu beanspruchen und kleinere Abmessungen der Durchführung zu erzielen.

6. Hochleistungsschalter nach den Ansprüchen ι bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den verschiedenen Räumen Ventile angeordnet sind, welche einen Druckausgleich nach außen gestatten.

7. Hochleistungsschalter nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter ein Kontaktmanometer erhält, das beim Überschreiten des zulässigen Druckes des Schalters zunächst die Abschaltung bewirkt und dann ein Ventil lüftet bzw. Warnungssignal gibt.

8. Hochleistungsschalter nach den Ansprüchen ι bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter für hochgespannten Gleichstrom mit Erdrückleitung verwendet ward, wobei das geerdete Gehäuse gleichzeitig als Erde mitverwendet wird.

9. Hochleistungsschalter nach den An-Sprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das spannungführende Gehäuse mittels Isolatoren in Form von Stützisolatoren, Isolierringen usw. an der Fassung der Grube, in der der Schalter sich befindet, befestigt wird.

10. Hochleistungsschalter nach den Ansprüchen ι bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Grube zur Vermeidung von Glimmerscheinungen mit einem Dielektrikum, wie öl, angefüllt wird.

11. Hochleistungsschalter nach den Ansprüchen ι bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Grube mit isolierendem Quarzsand angefüllt wird.

12. Hochleistungsschalter nach den Ansprüchen ι bis ii, dadurch gekennzeichnet, daß als Dielektrikum Kohlensäure in flüssigem und gasförmigem Zustand verwendet wird.

13. Hochleistungsschalter nach den Ansprüchen ι bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Flüssigkeit gefüllte Teil des Innenraumes durch Zusatz leitender Substanzen (Kohlenstaub oder elektrolytische Salze) schwach leitend gemacht wird, um vor Unterbrechung einen Widerstand in den Stromkreis einzuschalten zwecks Vermeidung von Überspannungen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.