<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
Es ist bereits vorgeschlagen worden, einen Wechselstromlichtbogen durch eine über mindestens einen Stromnulldurchgang anhaltende kräftige Expansion des Dampfes, in welchem der Lichtbogen brennt, zu löschen. Die Löschwirkung beruht darauf, dass im Augenblick des Stromnulldurchganges der
Lichtbogenraum durch die kräftige Expansion des Dampfes in sehr kurzer Zeit entionisiert wird und dadurch eine hohe Durchsehlagsfestigkeit erhält. Wenn dieser Entionisierungsprozess so rasch vor sich geht, dass die Dll1'chsehlagsfestigkeit in höherem Masse anwächst als die nach dem Stromnulldurchgang wiedereintreffende Zündspannung, dann bleibt der Lichtbogen erloschen, weil er durch die wiederein- treffende Spannung nicht mehr wiedergezündet werden kann.
Es kommt also bei diesem Löschprinzip alles darauf an, dass der Expansionsgrad, d. h. das Druckgefälle pro Zeiteinheit im Augenblick des Strom- nulldurchganges, die für die Entionisierung erforderliche Höhe hat.
Der Expansionsgrad im Augenblick des Stromnulldurchganges hängt nun nicht nur von dem
Druck des erzeugten Dampfes, sondern auch von dem Gegendruck in demjenigen Raum ab, in welchem der Dampf bei der Expansion ausströmt. Damit die im Augenblick des Stromnulldurchganges vorhandene
Dampfausflussmenge nicht unter dasjenige Mass herabsinkt, welche für die Erzeugung des nötigen Ex- pansionsgrades erforderlich ist, muss dem Entstehen von zu hohem Gegendruck bzw. von Ausströmungs- widerständen in dem Ausströmungsraum vorgebeugt werden.
. Man pflegt, die Dampfkammer des Expansionsschalters, in der die Lichtbogenlöschung erfolgt, in ein Kondensationsgefäss einzubauen, um die bei der heftigen Dampfausströmung mitgerissene Flüssig- keit zurückzuhalten. Es besteht nun die Schwierigkeit, dieses Kondensationsgefäss einerseits so zu bauen, dass nicht unzulässig grosse Flüssigkeitsmengen ausgeworfen werden, anderseits so, dass bei dem be- schränkten Fassungsraum, der il'm gegeben werden kann, ein unzulässiger Gegendruck nicht entsteht.
Die Erfindung besteht darin, dass das Kondensationsgefäss mit grossen Ausströmungsöffnungen ausgerüstet wird, die durch Federkraft geschlossen gehalten und erst beim Überschreiten eines gewissen
Dampfdrucks geöffnet werden. Die Ausströmungsöffnungen können bei entsprechender Anordnung so gross gehalten werden, dass das Anwachsen des Gegendruckes auf einen unzulässigen Wert mit Sicher- heit vermieden wird. Anderseits ist bei dieser Ausführung das Kondensationsgefäss normalerweise ganz oder fast ganz abgeschlossen, so dass die Verdunstung der Sehaltfliissigkeit sehr gering ist. Dies ist ins- besondere von Wichtigkeit, wenn leicht verdunstende Schaltflüssigkeit, z. B. Wasser, angewendet wird.
Nach der weiteren Erfindung kann'das Verschlussorgan des Kondensationsgefässes mit demjenigen der Dampfkammer verbunden werden, so dass beide Verschlussorgane gleichzeitig geöffnet werden. Die
Gesamtmasse der bei der Expansion bewegten Teile, also auch ihre Trägheit, wird dadurch gross, was für das Offenhalten der Ausströmungsöffnungen über den Stromnulldurcrgang von Vorteil ist. Insbe- sondere kann das Kondensationsgefäss durch einen federnden Deckel verschlossen sein.
Man kann auch ein Kondensationsgefäss anwenden, welches durch zusätzliche Verbindungsöffnungen kleineren Quer- schnitts ständig mit dem Aussenraum in Verbindung steht, und die Anordnung dann so treffen, dass für die Dampfkammer ein besonderer Verschlussteil mit einer besonderen Verschlusskraft vorgesehen wird, die von der Verschlusskraft der Kondensationskammer unabhängig ist.
Bei dieser Anordnung kann durch entsprechende Einstellung der Verschlusskraft erreicht werden, dass sich die grossen Öffnungen des
EMI1.2
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
einer Dampfkammer, aus welcher der Dampf radial nach aussen ausströmt. die Ausströmungsöffnungen aus dem die Dampfkammer umgebenden Kondensationsgefäss radial nach einw rts in ein Aus < tiöm- rohr münden, das sich oberhalb der Mitte der Dampfkammer an diese anschliesst.
In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
EMI2.2
abstÜtzen. Diese erzeugen die Verschlusskraft für die Dampfkammer, welche für die Expansion von der
Dampfspannung in der Kammer überwunden werden muss. Die Dampfkammer hat einen isolierenden
Deckel ? y, durch den mit möglichst geringem Spiel der Schaltstift 18 hindurchgeführt ist. 19 ist der
Deekel des Kondensationsgefässes, der mit diesem federnd verbunden ist. Zu diesem Zweck sind in dem
Deckel Bolzen 20 eingeschraubt, mit denen der Deckel in den Flanschen M des Kondensationsgefässes
EMI2.3
durch eine Dichtung 24 gedichtet. 25. 26 sind Abzugsrohre, welche den Dampfraum des Kondensationsgefässes mit dem Freien verbunden halten. Mit 27 ist der Spiegel der Schaltilüssigkeit bezeichnet.
Als Schaltflüssigkeit kann beispielsweise Wasser verwendet werden.
Die Wirkung dieses Schalters ist bei normaler Abschaltung die folgende :
Der Schaltstift 18 trennt sich vom Schaltstück 12 und zieht im Innern der Dampfkammer den Unterbrechungslichtbogen. Dieses verdampft Schaltflüssigkeit in der Dampfkammer, und wenn der Dampfdruck die Höhe der Spannung der Federn 1 ; erreicht hat. öffnet sich die Kammer, indem der obere Teil 13 mit dem Bolzen 14 nach oben gleitet, wobei die Federn 15 zusammengedrückt werden.
EMI2.4
die Ausströmrohre 25, 26 nach aussen mitgerissen. Der grösste Teil bleibt in der Eondensationskammer. Die Rohre 25, 26 dürfen jedoch keinen zu grossen Querschnitt haben, damit nicht zu viel Flüssigkeit verlorengeht.
Infolge des verhältnismässig grossen Dampfraumes des Kondensationsgefässes und seiner Verbindung mit dem Freien durch die Ausströmrohre 25,26 bleibt bei der normalen Abschaltung der
EMI2.5
Grenze, so dass die für die Erzeugung des notwendigen Expansionsgrades erforderliche Dampfausfluss- menge aus der Dampfkammer 10 über mehrere Stromnulldurchgänge vorhanden ist. Während einer dieser Strummulldurchgänge wird daher die Löschung des Lichtbogens erfolgen.
Bei schweren Abschaltungen kommt dagegen das Verschlussorgan der Kondensationskammer,
EMI2.6
der Schaltstift durch eine Sperrung im Gestänge hängenbleibt und ein Ste1Jlic1tbogen von längerer Dauer entsteht ; dann würde der Gegendruck in dem Kondensationsgefäss bei geschlossen bleibendem Deckel 19 so stark anwachsen, dass die Expansion nach einer gewissen Lichtbogendauer nicht mehr in dem erforderlichen Grade fortgeführt würde ; denn bei länger werdendem Lichtbogen steigt die sekundliche Dampfmenge sehr stark, und die Dampfausflussmenge aus der Kondensationskammer ist dann zufolge der engen Querschnitte und des Strömungswiderstandes im Abströmungsweg ungenügend.
Die Dampfausflussmenge aus der Dampfkammer sinkt dann bald infolge des zu kleinen Druekunter- schiedes unter das erforderliche Mass herab. Infolgedessen würde ein solcher Lichtbogen überhaupt nicht gelöscht und könnte zur Zerstörung des Schalters führen. Dieser Möglichkeit ist jedoch dadurch vorgebeugt, dass sich bei Überschreiten eines gewissen Gegendruckes der Deckel 19 gegen den Druck der Federn22 abhebt und damit eine grosse zusätzliche Ausströmöffnung zwischen Flansch und Deekel öffnet.
Es findet nun eine zweite kräftige Expansion statt, die den Stehlichtbogen bei seinem Stromnulldurch- gang zum Erlöschen bringt.
In Fig. 2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel dargestellt, bei welchem die Versehlussorgane der Dampfkammer und des Kondensationsgefässes miteinander verbunden sind und sich bei der Expansion gemeinsam öffnen, wodurch von vornherein so grosse Ausströmöffnungen aus dem Kondensationsgefäss
EMI2.7
lässigen Wert nicht erfolgen kann.
Die Dampfkammer ist mit 30 bezeichnet. Sie besteht ganz aus Isoliermaterial und ist aus einem unteren Teil und den Platten 31 bis 34 zusammengesetzt, welche mittlere Öffnungen für den Schalt-
<Desc/Clms Page number 3>
stift haben, sich nach oben abheben können und durch Stifte. 35 geführt sind. In der Schaltkammer befindet sich das feste Schaltstück 36. Auf den Ring 34 ist ein Rohr 37 aus Isoliermaterial aufgesetzt, das an seinem unteren Ende bei. 38 und an seinem oberen Ende bei 39 mit grossen Ausströmungsöffnungen versehen ist. Die Dampfkammer ist in das Kondensationsgefäss 40 eingebaut. Dieses ist an seinem oberen
Ende durch eine Wand 41 abgeschlossen, welche das Kondensationsgefäss in Form eines Hohlringes nach oben begrenzt.
Durch die Gleitflächen 42 dieser Wand wird das Isolierrohr 37, welches sich jeweils mit einem Teil der Ringe 31 bis. 34 der Dampfkammer nach aufwärts bewegt, geführt. Auf dem Rohr 37 liegt ein schwerer Deckel 43 aus Isoliermaterial auf. Dieser ist mit einer Dichtungsleiste 44 versehen, und es sind in ihn die Bolzen 45 eingeschraubt, mit welchen er in den Flanschen der Wand 41 des Kondensationsgefässes geführt wird. Durch die Druckfedern 46. die sich gegen Anker 47 der Bolzen 45 abstützen, wird der Deckel mit seiner Diehtungsleiste 44 normalerweise gegen die Wand 41 des Kondensations- gefässes gedrückt, wodurch das Kondensationsgefäss vollkommen gegen den Aussenraum abgeschlossen ist. In dem Deckel befindet sich um den Sehaltstift 48 herum eine Diehtungsnut 49 mit Dichtungs- material für den Schaltstift.
In dem Kondensationsgefäss sind noch die Wände 50 angebracht, welche zur Führung der Schaltflüssigkeit dienen. Die Öffnungen 51 und 52 dienen zum Ausgleich der Schalt- flüssigkeit. Es können die punktiert angegebenen mit 53 bezeichneten Überströmrohre angeordnet sein, welche die zusammengedrückte Luft nach dem Aussenraum überströmen lassen, um auf diese Weise den kleinsten Gegendruck für die strömende Flüssigkeit entstehen zu lassen. Der normale Spiegel der Schaltflüssigkeit ist durch die Marke 54 angegeben.
In der Abbildung ist der Augenblick dargestellt, in welchem während der Expansion der Licht- bogen grade erlischt.
Der Lichtbogen hat so viel Schaltflüssigkeit verdampft, dass unter der Wirkung des Dampfdruckes die oberen Ringe 32-34 samt dem Rohr 37 und dem Deckel 43 gegen die Wirkung der Druckfedern 46 abgehoben worden sind. Dabei hat sich zwischen den Ringen. 31 und 32 ein grosser Ringspalt gebildet, aus welchem der Dampf in das Kondensationsgefäss ausströmt. Die vorgelagerte Schaltflüssigkeit wird nun durch die Führungswände. 50 geführt und strömt als geschlossener Kolben nach aufwärts. Sie wird dann durch die Hohlringführung in der Wand 41 nach abwärts gelenkt. Der expandierende Dampf strömt aus dem Raum 55 durch die Öffnungen 38 in das Rohr 37 und aus diesem durch die Öffnungen 39 nach aussen ab. Die ausströmenden Dämpfe sind mit punktierten Pfeilen angedeutet.
Da die ausströmenden
Gase hiebei zweimal umgelenkt werden, wird alle mitgerissene Flüssigkeit ausgeschieden. Die Öffnungen. 38 sind so gross gehalten, dass eine Verstopfung durch Schaltflüssigkeit und somit ein Strömungswiderstand. der den Expansionsgrad herabsetzt, nicht entsteht. Der Schaltstift 48 wird im Augenblick des Stromnulldurchganges des Lichtbogens in die gasfreie Schaltflüssigkeit hineingezogen, welche die oberen Taschen der Dampfkammer füllt. Hiedurch wird die Unterbrechung begünstigt.
EMI3.1