DE599207C - Schalter mit Lichtbogenloeschung durch Druckgas - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

ψ Vt,-

AUSGEGEBEN AM
27. JUNI 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21c GRUPPE 35 ίο

S)ipi.-3ng. Sigwart Ruppel in Frankfurt a. M. Schalter mit Lichtbogenlöschung durch Druckgas

Patentiert im Deutschen Reiche vom 24. Mai 1929 ab

Es sind Schalter mit Lichtbogenlöschung durch Druckgas bekannt, deren Kontakte in einer druckgasdurchströmten Hülle getrennt werden, an deren einem Ende der feste Kontakt angeordnet ist. Bei derartigen Schaltern genügt nun eine kurzzeitige Beblasung, um den Lichtbogen zum Erlöschen zu brin-. gen. Wie die Erfahrung gezeigt hat, ist der Lichtbogen bereits nach einem Stromwechsel,

d. h. also bei 5operiodigem Wechselstrom nach ¹Z₁₀₀ Sek. vom Augenblick der Kontakttrennung ab gerechnet, erloschen. Nach diesem Zeitpunkt muß aber die Kontaktentfernung noch weiter bis auf Trennabstand vergrößert werden, um ein Wiederzünden des Lichtbogens nach Abstellen der Druckgasströmung zu verhindern.

Die bekannte Anordnung, bei welcher der bewegte stiftförmige Kontakt dauernd innerhalb der druckgasdurchströmten Hülle verbleibt, hat nun gewisse Nachteile, weil nach dem erstmaligen Erlöschen des Lichtbogens, das im Augenblick des Nulldurchganges der Wechselstromkurve erfolgt, die Spitze des Stiftkontaktes noch nachglüht und Ionen in ihrer Umgebung und insbesondere in die Schaltstrecke aussendet. Infolgedessen wirkt bei dieser Bauart der Druckgasstrom, der über den Stiftkontakt hinweg in die Öffnung des Gegenkontaktes hineinströmt, in der Weise, daß er zunächst die Ionen von der Stiftelektrode zu der Hohlelektrode transportiert und dadurch die Ionisierung der Schaltstrecke begünstigt, anstatt sie zu beseitigen. Erst im weiteren Verlauf des Schaltvorganges, wenn die Ionenemission an der Stiftelektrode infolge zunehmender Abkühlung aufhört, tritt auch eine Reinigung der Schaltstrecke ein. Es wird also, um das Wiederzünden des Unterbrechungslichtbogens durch diese ionisierte Schaltstrecke hindurch zu verhindern, ein verhältnismäßig langer Schaltweg und eine entsprechend große Schaltgeschwindigkeit erforderlich.

Hier bringt die Erfindung einen wesentliehen Fortschritt, und zwar durch eine derartige Anordnung des bewegten Kontaktes, · daß er beim Abschaltvorgang nach erfolgter Stromunterbrechung aus dem dem feststehenden Kontakt gegenüberliegenden Ende der Hülle austritt und sich außerhalb derselben in freier Luft auf sichtbare Weise in die endgültige Ausschaltstellung weiterbewegt. Hierdurch wird nämlich die Ionen emittierende Spitze des Stiftkontaktes aus dem Bereich desjenigen Druckgasstromes herausgebracht, der zu der Hohlelektrode hinströmt, so daß keine Ionen und leitende sogenannte Restgase von der Stiftelektrode aus in die Schaltstrecke geblasen werden und daher die für die Verhütung von Wiederzündungen des Unterbrechungslichtbogens erforderliche Reinigung der Schaltstrecke von leitenden Bestandteilen wesentlich schneller herbeigeführt wird. Begünstigt wird diese Wirkung noch dadurch, daß der Druckgasstrom sich spaltet und, während der Hauptteil, wie sonst, durch den Hohlkontakt abströmt, noch ein kleinerer

Teil dem Stiftkontakt durch die öffnung, durch welche er aus der Schaltkammer herausgezogen wird, nachfolgt, so daß eine besonders wirksame isolierende Abriegelung der beiden Elektroden gegeneinander stattfindet. Durch diese Wirkung der erfindungsgemäßen Anordnung wird erreicht, daß man mit geringeren Schaltwegen auskommt und infolgedessen den Schalter kleiner und kürzer ίο bauen kann. Eine Verringerung der Schaltwege bedeutet dabei auch eine Vereinfachung der Antriebsvorrichtung und des gesamten Gestänges. Die Verkleinerung der Schaltkammer wird also nicht allein dadurch erzielt, daß ein Teil des Schaltweges außerhalb der Schaltkammer in freier Luft zurückgelegt wird, sondern darüber hinaus wird noch eine weitere Verkürzung der Schaltkammer dadurch erreicht, daß der gesamte Schaltweg selbst, wie oben erläutert, kleiner wird. Diese Verkleinerung der Schaltkammer gewährt außer der baulichen Verbilligung noch den nicht zu unterschätzenden Vorteil einer bedeutenden Gasersparnis, weil nicht vor dem Beginn des Löschvorganges ein großer Raum mit Gas gefüllt zu werden braucht wie bei bekannten Schaltern, sondern nur eine kleine Schaltkammer, die so kurz gehalten werden kann, daß der Schaltweg des bewegten Kontaktes in ihrem Innern nur einer Schaltzeit von etwas mehr als Vioo Sek. entspricht. Diese Vereinfachung des Aufbaues gibt die Möglichkeit, den Schalteraufbau ähnlich wie bei Trennschaltern zu treffen; der Unterschied besteht lediglich darin, daß der feststehende Kontakt durch die druckgasbeblasene Hülle mit Düsenkontakt ersetzt wird. Ferner wird die Betriebssicherheit dadurch wesentlich erhöht, daß die bewegten Kontakte in, der Ausschaltstellung sichtbar sind. Hierdurch ergibt sich nämlich die Möglichkeit einer Kontrolle dafür, daß alle Phasen tatsächlich unterbrochen haben, und ■das Betriebspersonal ist nicht nur auf die Zuverlässigkeit von Kontaktstellungsanzeigern angewiesen, die bei Traversenbruch ader ähnlichen Störungen versagen können. Dabei kann man die sichtbare Trennstelle selbst als Trennschalter benutzen und beispielsweise einen Satz Trennschalter sparen, wenn man einfach bei geöffnetem Sehalter zwischen den Kontaktstift und die Austrittsöffnung der Schaltkammer eine Isolierplatte o. dgl. einschiebt, um ein versehentliches Einschalten zu verhüten.

Es ist zwar ein ölschalter bekannt, bei dem die bewegten Kontakte aus den Schalttöpfen ins Freie herausgezogen werden, so daß auch hier die beweglichen Kontakte im ausgeschalteten Zustand sichtbar sind. Im übrigen aber treten hier die durch die Erfindung erzielten Vorteile löschtechnischer und · baulicher Art nicht auf, da die Löschverhältnisse bei derartigen Ölschaltern mit denen bei Druckgasschaltern nicht vergleichbar sind.

Damit beim Ausschalten des Druckgasschalters das Zwischenschieben der isolierenden Druckgasschicht zwischen die Kontakte erhalten bleibt, wird die Anordnung zweckmäßig so getroffen, daß auch, nachdem der bewegte Kontakt die Schaltkammer verlassen hat, der Druckgasstrom noch kurzzeitig weiterbläst, und zwar in gleicher Richtung wie während der Lichtbogenlöschung, so daß die ionisierten Gase mit Sicherheit zu der öffnung des düsenförmigen Kontaktes hinaus-■ geblasen werden und nicht etwa dem bewegten Kontakt nachfolgen können. Man kann auch einen einfachen Aufbau der Schalter dadurch erreichen, daß normalisierte Schalterteile (Schaltkammern, Düsen, Zuführungsrohre u. dgl.) hergestellt werden und daß Schalter für verschiedene Spannungen in einfacher Weise dadurch gebildet werden, daß die entsprechenden Teile zur jeweiligen Spannung passend (normale Stützer u. dgl.) zum Aufbau verwendet werden.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Abb. ι zeigt eine Schaltkammer 3, 4, bei welcher die Düse 3, die den einen Kontakt bildet, aus Metall und die Hülle 4 aus Isolierstoff besteht. Man könnte auch Kammer und Düse aus Isolierstoff herstellen und den Düsenkontakt 3 besonders einsetzen oder auch den Kontakt 3 und die Hülle 4 ganz aus Metall anfertigen und nur im Innern mit Isolierstoff auskleiden und mit einem Isolierboden versehen. In allen Fällen ist auf die Hitzewirkung des Lichtbogens Rücksicht zu nehmen. Statt eine besondere Düse 3 zu verwenden, kann man diese auch mit dem oberhalb des Schalters anzubringenden Absaugebzw. Ableitungsrohr der Schaltergase vereinigen und auf die Spaltkammer 4 aufsetzen.

Wie aus dem Schnitt (Seitenansicht) in Abb. 2 zu ersehen ist, wird die Hülle 4 von zwei oder drei Isolierrohren 9 getragen, die sämtlich oder gegebenenfalls einzeln die Druckgaszuführung zur Hülle 4 bilden. Wird nur ein Rohr benutzt, so können die anderen Teile 9 auch Vollkörper sein. Diese Rohre 9 tragen gleichzeitig bei. 7 die Stromzufuhr rung 2 (Hülsenkontakt) zu dem bewegten Kontakt 1, der in beliebiger Weise angetrieben ist. Dargestellt ist der Antrieb durch einen Isolierpleuel 10, der von einem ΖγΗπ*- der 16 aus bewegt wird. Bei der Anordnung mehrerer Pole nebeneinander (vgl. Abb. 1) erfolgt der Antrieb der Pole durch eine

gemeinsame Welle 12. Der Antrieb und das Druckgasgefäß 15 können im Schaltergerüst 18 angeordnet sein, in welchem durch den Stützer 17 und das Tragstück 7 der obere Teil des Schalters versteift und die Stromzuführung 2 getragen wird. Das Druckgas wird durch, das Ventil 14 gesteuert und bei der Verwendung mehrerer Rohre durch ein Verteilerstück 13 auf die verschiedenen Rohre und verschiedenen Pole verteilt.

In Abb. 3 ist eine Anordnung gezeigt, bei welcher die Schaltkammer 4 unmittelbar am oberen Teil einesDruckgaszuführungsrohres 9 angebracht ist und bei welcher der bewegliche Pol 1 schräg aus dem Rohr 9 herausbewegt wird. Auch hier kann die Schaltkammer in verschiedener Weise ausgebildet sein. Sie kann auch für sich als besonderer Teil auf das Rohr 9 aufgesetzt werden. Die

ao Stromzuführung 2 ist an einem Stützisolator 20 befestigt, an dem das Verbindungs- und Tragstück 7 ebenfalls isoliert angebracht ist. Das Traggerüst 18 trägt die Antriebsvorrichtung, die Teile 10, 11 und 12 des Antriebs, den Zylinder 16 und das Druckgasgefäß 15, so daß bei dreiphasiger Anordnung die drei Pole gemeinsam angetrieben werden, und in einer Ebene sitzen können. Der Druckgasmechanismus mit Zubehör kann unterhalb des Bodens, der in Höhe 13 abschließt, sitzen, so daß über dem Boden nur der eigentliche Schalter sitzt. Hier, wie bei den anderen Anordnungen, kann man die ganze Anordnung kapseln. Das Gestell· 18 würde hierbei die geschlossene Rückwand ergeben,- und die Vorderwand müßte in entsprechendem Abstand von der Stromzuführung 2 angebracht werden. Sie muß so weit entfernt sein, daß sich das Isolierstück 10 frei bewegen kann.

Nach Entfernung der Vorderwand sind alle Teile zugänglich.

Abb. 4 stellt eine Anordnung dar, bei welcher eine frei sitzende Schaltkammer 4, 3 durch einen Stützisolator getragen wird.

Das schräg von unten zugeführte isolierende Blasrohr 22 trägt mit zur Versteifung bei. Der Isolator 21 trägt den Schleifkontakt 2, der durch, eine abnehmbare Hülle 8 abgedeckt ist." Ein isolierendes Versteifungsstück 23 stützt den Kontakt 2, der gut geführt ist und etwaige Beanspruchungen aufnimmt, gegen das Gestell 18 ab. Der Antrieb erfolgt in ähnlicher Weise wie bei den vorher beschriebenen Ausführungen; jedoch kann auch jede andere beliebige Antriebsart gewählt werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 5

liegt der Schalter horizontal. Ein schräges Isolierrohr 22 führt das Druckgas zu. Der Antriebszylinder 16, das Druckgasgefäß 15 und das Ventil 14 mit der Sammelleitung 13 sind unterhalb des Bodens gezeichnet. Auch eine derartige Anordnung läßt sich kapseln. Statt des schrägen Rohres 22 kann man auch einen unter der Schaltkammer 4 angebrachten Hohlstützer zur Druckgaszuführung verwenden.

In den Abb. 6, 7 und 8 ist eine Anordnung gezeichnet, bei welcher der Aufbau in ähnlicher Weise wie bei einem Drehtrennschalter erfolgt. Das bewegte Stück 1 stellt das Stromschlußstück dar und verbindet die beiden Pole miteinander, die auf den hohlen, gleichzeitig zur Druckgaszuführung dienenden Isolierkörpern 19 ruhen. Die Schaltkammern 4, 3 müssen der Drehbewegung entsprechend geformt sein. Statt das Druckgas durch die hohlen Stützer 19 zuzuführen, kann man es auch durch besondere Rohre zuführen, die den Druckgasstrahl in Richtung der Enden des Schaltstückes 1 blasen. Dann ist die Schaltitammer entsprechend anders zu formen. Die Drehung des Schaltstückes 1 erfolgt über einen Stützer 26 durch den. gemeinsamen Antrieb 28, der bei mehreren nebeneinanderliegenden Polen auch die anderen Pole mitbewegt.. Soll verhindert werden, daß aus den öffnungen der Schaltkammer Druckgas heraustritt, so kann man durch Klappen o. dgl. die Schaltkammer nach Entfernen des Schaltstückes 1 abschließen. Auch lassen sich an den Öffnungen, durch welche der Kontakt 1 hindurchtritt, leicht Dichtungen, z. B. Filzdichtungen, anbringen.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   i. Schalter mit Lichtbogenlöschung durch Druckgas, dessen Kontakte in einer druckgasdurchströmten Hülle getrennt werden, an deren einem Ende der feste Kontakt angeordnet ist, durch den hindurch das Druckgas aus der Hülle austritt, gekennzeichnet durch eine Anordnung des bewegten Kontaktes derart, daß er beim Abschaltvorgang nach erfolgter Stromunterbrechung aus dem dem feststehenden Kontakt gegenüberliegenden Ende der Hülle austritt und sich außerhalb derselben in freier Luft auf sichtbare Weise in die endgültige Ausschaltstellung 1» weiterbewegt.
2. 2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltgeschwindigkeit derart gewählt ist, daß der bewegte Kontakt die Hülle nicht vor ¹Z₁₀₀ Sek. nach der Kontakttrennung verläßt.
3. 3. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckgasbeblasung der Trennstelle, nachdem der bewegte Kontakt die Hülle verlassen hat, noch kurzzeitig bestehen bleibt.
4. 4· Schalter nach Anspruch ι bis 3, bei dem der feststehende Kontakt als Düse für den austretenden Druckgasstrom ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Düse gegen die Achse der Hülle geneigt ist und daß die Hülle eine in Richtung der Düsenachse liegende seitliche Öffnung besitzt, durch welche der Stiftkontakt aus dem Rohr herausgezogen wird (Abb. 3).
5. 5. Schalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützer (21) für die Löschkammer (4), der Stützer (20) für die Stromzuführung (2), die geerdete Schalterantriebswelle (12) und die Druckgasizuführung (13) mit dem Verteilerventil (14) an einem gemeinsamen Gestell untereinander angeordnet sind.
6. 6. Schalter nach Anspruch 1 bis 5, dessen Kontaktbewegung in horizontaler Richtung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung des bewegten Kontaktes (1) außer der Stromzuführung (2) noch eine besondere, gleichfalls von Erde isolierte Führungsvorrichtung (8) vorgesehen ist (Abb. 5);
7. 7. Schalter nach Anspruch 1 mit Doppelunterbrechung, dadurch gekennzeichnet, daß ein drehbarer Isolator (26) in bei Drehtrennschaltern an sich bekannter Weise ein für beide Unterbrechungsstellen gemeinsames,S-förmiges,bewegtes Schaltstück (1) trägt und daß die die Schaltkammern (4) tragenden Isolatoren (19) zugleich als Zuführungsrohre für das Druckgas dienen (Abb. 6 bis 8).

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen