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Schalter mit Löschung des Lichtbogens durch einen Druckgasstrom.
Bei Schaltern mit Lichtbogenlöschung durch einen selbsterzeugten Druckluft-, Wasser-oder Gasstrom in einer allseitig geschlossenen Kammer, bei welchem ein Absperrorgan vorgesehen ist, welches eine Strömung erst von einem bestimmten Überdruck in der Kammer an gestattet, wird zur Löschung des Lichtbogens nicht ausschliesslich das in der Kammer vorhandene kalte Gas benutzt, da zuerst das in der Nähe des Lichtbogens befindliche Gas durch die Gasausströmungsöffnung austritt.
Die Liehtbogenlöschung wird durch dieses vorgewärmte Gas erschwert.
Auch ist es bereits bekannt geworden, dass innerhalb der Druckkammer eine zweite Unterbrechungsstelle so angeordnet ist, dass das an ihr durch den Lichtbogen in Bewegung gesetzte heisse Gas nur auf einem Umweg oder überhaupt nicht zur Gasaustrittsstelle gelangen kann. Dies wurde dadurch erreicht, dass innerhalb der Druckkammer die zweite Unterbrechungsstelle in einer besonderen Hilfskammer angeordnet ist und dass die beim Trennen der Kontakte in der Hilfskammer hervorgerufene Drucksteigerung das kalte Gas in den Lichtbogen an der Gasaustrittstelle treibt.
Es ist auch bereits bekannt, bei einem Flüssigkeitsschalter zwei Unterbrechungsstellen in Reihe anzuordnen, an deren einer beim Ziehen des Lichtbogens ein Druck erzeugt wird, welcher das Lösch- mittel in die andere Unterbrechungsstelle treibt. Die beiden Unterbrechungsstellen werden gleichzeitig geöffnet, so dass das Löschmittel sofort und mit geringem Druck ausströmt. Demgegenüber wird beim Gegenstand der Erfindung die Ausströmungsöffnung erst von einem bestimmten Überdruck in der Druckkammer an freigegeben, so dass auf alle Fälle eine die Löschung des Lichtbogens sichernde Strömung des Löschmittels erzielt wird.
Bei andern bekanntgewordenen Schaltern mit einer Unterbrechungsstelle und mit Hilfskammern ist zwar dafür gesorgt, dass beim Unterbrechen des Stromes das Löschmittel mit einem gewissen Überdruck aus der Ausströmungsöffnung herausströmt, aber es fehlt bei diesen Schaltern die Anordnung einer Unterbrechungsstelle in der Druckkammer, durch deren Öffnung erst der Druck erzeugt wird, der den Lichtbogen an einer zweiten Unterbrechungsstelle löscht.
Um nun Druck-und Temperatur des verwendeten Löschgases unbeeinflusst vom jeweiligen Schaltvorgang zu machen, wird erfindungsgemäss ein elektrischer Schalter mit Lichtbogenlöschung durch einen Druekgasstrom, dessen Druck in einer vollkommen geschlossenen Kammer durch den Unterbrechungslichtbogen selbst und durch einen mit diesem in Reihe liegenden Hilfslichtbogen erzeugt wird, mit den folgenden an sich bekannten, gleichzeitig vorhandenen Merkmalen ausgestattet :
Die Druckkammer ist mit einem von der Kontakttrennung unabhängigen Absperrorgan versehen, welches eine Gasströmung erst ab einem bestimmten Überdruck in der Kammer gestattet ;
innerhalb der Druckkammer ist eine mit ihr in offener Verbindung stehende Hilfskammer vorgesehen, in der Hilfskontakte, an welchen der Hilfslichtbogen gezogen wird, derart angeordnet sind, dass durch die beim Ziehen des Hilflichtsbogens in der Hilfskammer hervorgerufene Drucksteigerung zuerst das kalte Gas in der Druckkammer in den zu löschenden Lichtbogen und durch die Gasaustrittsstelle getrieben wird.,
In den Fig. 1 bis 4 sind Ausführungsbeispiele des Schalters dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Schalter mit einer besonderen elastischen Kammer und einem Abschlussorgan.
In Fig. 2 ist eine ähnliche Ausführung dargestellt. Bei dieser ist das Abschlussorgan zugleich als Kontakt ausgebildet. In Fig. 3 ist ein Schalter nur teilweise gezeichnet, der mit einem gegenüber der Hilfs-
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kammer beweglichen Zwischenkontakt versehen ist. Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform mit getrennten Räumen für das kalte und das heisse Gas.
In einer Druckkammer 1 sind die Haupt-und Stromanschlusskontakte 2,3 und der Zwischenkontakt 4 angeordnet. Der Kontakt 2 ist als Hohlkontakt ausgebildet und bildet eine Gasausströmungs- öffnung 5, die durch ein beispielsweise unter Federdruck stehendes Absperrorgan 6 abgeschlossen wird.
Der Kontakt 3 ist als Stift ausgebildet, der aus der. Druckkammer 1 herausgezogen werden kann. Der Zwisehenkontakt 4 ist als Stift-und als Buchsenkontakt ausgebildet und sitzt mit seinem Buchsenkontakt in der Hilfsdruckkammer 7. Oberhalb der Hilfskammer 7 ist der Kontakt 4 als Stiftkontakt ausgebildet und dient als Gegenkontakt zum Hohlkontakt 2. Die Hilfskammer 7 besitzt seitlich Laschen 9, die an den Führungsbolzen 8 geführt werden. Zwischen den oberen Laschen 9 und der oberen Wand der Druckkammer 1 sind über den Führungsbolzen 8 Federn 11 angebracht, welche die Hilfskammer nach unten drücken. Zur Begrenzung des Abstandes der Hilfskammer 7 von der oberen Wand der Druckkammer 7 bzw. des Abstandes der Kontakte 2 und 4 sind auf den Führungsbolzen 8 Stellringe 10 vorgesehen. Der Strom wird den Kontakten 2 und 3 zugeführt.
Die Einrichtung wirkt wie folgt : Bei eingeschaltetem Schalter bilden die Kontakte 2,4, 3 eine feste elektrische Verbindung. Beim Trennen der Kontakte wird der Stiftkontakt 3 aus der Hilfskammer 7 herausgezogen und es brennt ein Lichtbogen zwischen dem Stiftköntakt J und dem Buchsenkontakt 4 in der Hilfskammer 7. Dabei wird der vom Stiftkontakt 3 im eingeschalteten Zustand auf den Kontakt 4 ausgeübte Druck aufgehoben, und durch die Federn 11 wird die Hilfskammer 7 mit dem Kontakt 4 nach unten bewegt. Der Weg der Hilfskammer 7 wird durch die Stellringe 10 begrenzt und so eingestellt, dass zwischen dem Stiftkontakt 4 und dem : Hohlkontakt 2 ein Lichtbogen bestimmter Länge brennt.
Durch den beschriebenen Vorgang wird erreicht, dass bei Trennung der Kontakte in der Hilfskammer 7 ein Druck entsteht, der sich auf das Gasvolumen der Druckkammer 1 überträgt. Bei Trennung der Kontakte 3, 4 haben sich gleichzeitig oder kurz danach die Kontakte 2, 4 geöffnet, und es brennt zwischen diesen auch ein Lichtbogen. Infolge der von der Hilfskammer 7 ausgehenden Drucksteigerung spricht das Absperrorgan 6 an, so dass der Gasinhalt der Kammern 1 und 7 ausströmt.
Dabei erfolgt eine kräftige Beblasung des zwischen den Kontakten 2 und 4 brennenden Lichtbogens durch kühles, vom Lichtbogen nicht vorgewärmtes Gas und der Lichtbogen wird gelöscht. Die Löschung des Lichtbogens nach der beschriebenen Einrichtung ist sehr wirkungsvoll und vorteilhaft.
Man kann an Stelle des als Hohlkontakt ausgebildeten Gegenkontaktes die Beblasung auch zwischen zwei Stiftkontakten vornehmen. Eine solche Anordnung ist aus der Fig. 2 ersichtlich. Der Anschlusskontakt 12 und der Zwischenkontakt 4 sind in der Druckkammer 1 angeordnet. Der Anschlusskontakt 12 schliesst bei eingeschaltetem Schalter die Druckkammer 1 ab. Um eine feste elektrische Verbindung zwischen den Kontakten 3 und 12 zu erzielen, ist noch ein Muffenkontakt 2 vorgesehen. Die Druckkammer 1 hat eine Gasausströmungsöffnung, die durch das Absperrorgan 6 verschlossen ist. Der Zwischenkontakt 4 ist in der Hilfskammer 7, die mit den Laschen 27 in den isolierten Führungsbolzen 8 läuft, als Buchsenkontakt ausgebildet.
Mittels der Federn 11 und der Stellringe 10 auf den Führungsbolzen 8 wird die Kammer 7 bei ausgeschaltetem Schalter in einem bestimmten Abstand gehalten.
Die Wirkungsweise ist die gleiche, wie vorher beschrieben. Bei Trennung der Kontakte erfolgt durch die Drucksteigerung in der Hilfskammer 7 eine Beblasung des zwischen den Kontakten 4 und 12 brennenden Lichtbogens mit kühlen Gas und der Lichtbogen wird sicher gelöscht.
Die bisher beschriebenen Anordnungen kann man vereinfachen, wenn man die Hilfskammer 7 fest und den Zwischenkontakt 4 an ihr federnd anordnet. In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer solchen Anordnung im Ausschnitt gezeichnet. Die Feder 13 sucht den Zwisehenkontakt 4 nach unten zu ziehen. Im eingeschalteten Zustand wird durch den beweglichen Kontakt 3, den Zwischenkontakt 4 und den Anschlusskontakt 2 eine feste elektrische Verbindung hergestellt. Bei Trennung der Kontakte wird der Zwischenkontakt durch die Feder 13 in die aus der Zeichnung ersichtliche Lage gebracht. Die Wirkungsweise der Lichtbogenlöschung ist dieselbe, wie oben beschrieben.
Bei den beschriebenen Anordnungen besteht die Möglichkeit, dass das vom Lichtbogen erzeugte heisse Gas nach der Beendigung des Löschvorganges an der Trennstelle vorbeistreicht und eine Rückzündung einleitet.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch vermieden, dass das heisse Gas nach der Lichtbogenlöschung aus der Hilfskammer 7 austreten kann, ohne die Unterbrechungsstelle zu bestreichen. Dies wird durch die Verwendung eines Kolbens erreicht, der die Trennung zwischen heissen und kalten Gasen bewirkt und die Gasaustrittsstelle freigibt, die den Austritt der heissen Gase nach erfolgter Lichtbogenlöschung gestattet.
In der Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. In der Kammer 1 befindet sich eine zweite mit der Kammer 1 in Verbindung stehende Hilfskammer 7. In dieser Kammer 7 befindet sich der bewegliche Kontakt 3 mit dem Zwischenkontakt 4, der im eingeschalteten Zustand mit dem festen Kontakt 2 in Verbindung steht. Der Zwischenkontakt 4 wird in ausgeschaltetem Zustand durch eine Feder 13 in der günstigsten Löschstellung gehalten. Unterhalb des Kontaktes 2 ist eine Gasführung 14 angeordnet, und oberhalb desselben wird die Kammer 1 durch ein Absperrorgan 6 abgeschlossen. In der Kammer 1
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Anschlagring 17 begrenzt den Hub des Kolbens 15.
Die Einrichtung wirkt wie folgt : Bei Trennung der Kontakte 2, 5 und 4 entsteht ein Lichtbogen, der eine Drucksteigerung erzeugt, die den Kolben 15 nach oben treibt. Das in der Kammer I befindliche kalte Gas wird komprimiert und strömt beim Ansprechen des Absperrorgans 6 aus, wobei der zwischen der Löschspitze 4 und dem Kontakt 2 brennende Lichtbogen mit kaltem Gas beblasen wird und erlischt. Ehe der Kolben 15 seine oberste Stellung erreicht, die durch den Anschlagring 17 begrenzt wird, ist der Lichtbogen erloschen. Der Kolben 15 gibt die Gasaustrittsstelle 16 frei, wenn die Licht- bogenlöschung beendet ist, so dass die im unteren Teil der Kammer angesammelten heissen Gase ins Freie treten können, ehe der bewegliche Stift 3 die Kammer verlassen hat.
Durch die seitlichen Luftpolster 18 wird der Kolben 15 in seiner Hubbewegung am Ende abgebremst. Der Kolben gelangt nach diesem Unterbrechungsvorgang durch sein Eigengewicht oder mit Hilfe einer Feder od. dgl. in seine alte Lage zurüek.
Durch die beschriebene Anordnung wird erreicht, dass eine sichere Löschung erzielt wird, ohne dass eine Wiederzundung durch nachströmendes heisses Gas möglich ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrischer Schalter mit Lichtbogenlöschung durch einen Druekgasstrom. dessen Druck in einer vollkommen geschlossenen Kammer durch den Unterbreehungslichtbogen selbst und durch einen mit diesem in Reihe liegenden Hilfslichtbogen erzeugt wird, gekennzeichnet durch das gleichzeitige Vorhandensein folgender an sich bekannter Merkmale :
Die Druckkammer (1) ist mit einem von der Kontakttrennung unabhängigen Absperrorgan (6) versehen, welches eine Gasströmung erst ab einem bestimmten Überdruck in der Kammer gestattet ; innerhalb der Druckkammer (1) ist eine mit ihr in offener Verbindung stehende Hilfskammer (7) vorgesehen, in der Hilfskontakte (3, 4), an welchen der Hilfslichtbogen gezogen wird, derart angeordnet sind, dass durch die beim Ziehen des Hilfslichtbogens in der Hilfskammer (7) hervorgerufene Drucksteigerung zuerst das kalte Gas in der Druckkammer (1) in den zu löschenden Lichtbogen und durch die Gasaustrittstelle (5) getrieben wird.