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Druckgasleistungssehalter mit selbsterzeugtem Löschgas.
Gegenstand der Erfindung ist ein Druckgasleistungsschalter mit Lichtbogenlöschung durch strömende Gas, welches beim Abschaltvorgang durch die Lichtbogenhitze aus den Schaltraumwandungen erzeugt wird, die aus einem bei starker Erwärmung an der Oberfläche verdampfenden Material bestehen.
Für derartige Schalter ist bereits vorgeschlagen worden, die heissen Schaltgase aus der Schaltröhre in einen druckfesten, um ein Vielfaches grösseren Raum austreten zu lassen, der mit der Aussenluft nur durch kleine Öffnungen verbunden ist. Man erzielt dadurch ein wirksames Abkühlen und ein mehr gerichtetes Ausblasen der heissen und oft leitenden Sehaltgase. Als Folge davon können die Isolationsabstände zwischen den einzelnen Schalterpolen eines mehrpoligen Schalters und zwischen diesen und sonstigen spannungsführenden und geerdeten Teilen der Schaltanlage verringert werden, was naturgemäss für die Herstellung derartiger Schalter im Hinblick auf geringe Raummasse und Materialersparnis von grossem Vorteil ist.
Ausserdem werden dadurch die bisweilen als störend empfundenen Geräusch-und Feuererscheinungen beim Abschaltvorgang an derartigen Schaltern wesentlich herabgesetzt.
Bei den bereits vorgeschlagenen Ausführungen ist nun die Anordnung derart getroffen, dass sieh der Blasraum an das offene Ende der Schaltröhre anschliesst und an seiner der Mündung der Schaltröhre gegenüberliegenden Seite die Austrittsöffnungen für die heissen Schaltgase in die Aussenluft trägt. Dadurch ergeben sich aber, insbesondere dann, wenn durch das bewegliche Schaltglied bei geöffnetem Schalter auch noch eine von aussen sichtbare Lufttrennstrecke gebildet werden soll, verhältnismässig lange Löschanordnungen. Infolgedessen weisen diese Schalter eine sperrige Bauweise auf, deren Unterbringung in dem vielfach früher bereits für andere Schalter benutzten Schalträumen bisweilen Schwierigkeiten bereitet.
Es ist anderseits bei elektrischen Schaltern mit Lichtbogenlöschung durch Beblasung mittels hochgespannter Gase und Dämpfe, welche dem Schalter von aussen her zugeführt werden und bei der Abschaltung in einen luft-oder dampferfüllten Behälter auspuffen, bekannt, in diesem, im Verhältnis zu dem Schalter sehr grossen Behälter den Lösehstrahl umzulenken und zu durchwirbeln und ihn erst allmählich in die Aussenluft übertreten zu lassen.
Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung der vorerwähnten Gasschalter und besteht in einer solchen gegenseitigen Anordnung von Lösehrohr, Blaskammer und Austrittsöffnungen, dass das Ausblasende der Schaltröhre verhältnismässig tief in die druckfeste Blaskammer hineinragt und die Austrittsöffnungen seitlich von der in die Blaskammer hineinreichenden Schaltröhre angeordnet sind. Durch das Ineinanderschieben von Blaskammer und Schaltröhre ergibt sich zunächst eine Verkürzung der Bauhöhe der Löschanordnung. Ferner erfährt der Blasstrom, nachdem er seine Aufgabe der Lichtbogenlöschung erfüllt hat, auf seinem weiteren Wege eine scharfe Umlenkung, wodurch er viel von der ihm innewohnenden Kraft verliert.
Das Gas wird weiterhin in der Blaskammer stark durchwirbelt und tritt dann erst in einem wesentlich abgekühlten Zustande und mit erheblich verringerter Geschwindigkeit durch die Schlitze der Blaskammer in die Umgebungsluft aus. Durch die Aufteilung
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der Austrittsöffnung auf viele kleine Bohrungen oder Schlitze, die gegebenenfalls auch Düsenform aufweisen können, wird der heisse Gasstrom brausenförmig in die Umgebungsluft eingeleitet und dadurch weiter abgekühlt, so dass schliesslich der Blasstrom bereits kurz nach seinem Übertritt in die Aussenluft so weit deionisiert ist, dass keine Überschläge mehr auftreten können.
Vorteilhaft ist es dabei, die Verhältnisse so zu wählen, dass der bewegliche Schaltkontakt, der durch eine Bohrung in der Blaskammerwand hindurchtritt, diese Öffnung der Blaskammer erst dann freigibt, wenn der Löschvorgang bereits beendet ist.
Bei grossen Abschaltleistungen des Schalters, die z. B. dadurch erzeilt werden können, dass das Schaltrohr mit einer Zwischenblasung versehen wird, reichen die vorstehend angegebenen Mittel für die Beseitigung der Geräusch- und Feuererscheinungen nicht mehr aus. Es müssen vielmehr an diesen Blaskammern noch verschiedene zusätzliche Massnahmen getroffen werden. Diese bestehen gemäss der weiteren Erfindung darin, dass die seitlichen Austrittsöffnungen in der Blaskammerwandung als vorzugsweise schräg nach oben gerichtete, waagrecht verlaufende Schlitze ausgebildet werden, die in einem bestimmten Mindestabstand voneinander angeordnet sind.
Das hat zunächst zur Folge, dass die aus dem Schalter beim Abschalten sehr hoher Ströme herausschlagenden Flammen sich nicht zu einem gemeinsamen Feuerstrahl vereinigen, sondern dass durch die zwischen die Schlitze tretende und von dem Gasstrahl mitgerissene Luft die aus den einzelnen Schlitzen heraustretenden Flammen unverzüglich so weit abgekühlt werden, dass sie als einzelne Zungen für sich bestehen bleiben. Dadurch werden die Feuererscheinungen stark herabgesetzt.
Diese lassen sich noch stärker unterdrücken, wenn man weiterhin an der Innenseite der Blaskammer vof dem mit Austrittsschlitzen versehenen Wandungsteil ein an sich bekanntes, den Gasstrahl zerteilendes Organ z. B. ein Kissen aus feinmaschiger Metall-, vorzugsweise Kupfergaze, anbringt. Dieses bewirkt durch seine grosse metallische Oberfläche eine starke Abkühlung. der heissen Schaltgase und verhindert gleichzeitig nach Art der bekannten Sicherheitslampen, dass die Flammen nach aussen sehlagen.
Schliesslich kann man auch den dem Blasende'des Schaltrohres gegenüberliegenden Boden der Blaskammer so ausbilden, dass er gleichzeitig als Leitfläche für die austretenden heissen Schaltgase dient und diese von der Durchtrittsöffnung der Blaskammer für den beweglichen Schaltstift weglenkt, so dass auch an dieser Blaskammeröffnung keine Feuererscheinungen auftreten. Eine solche Ausbildung ist besonders dann vorteilhaft, wenn, wie erwähnt, die Schaltröhre mit einer Zwischenblasung versehen ist. Die Ableitung aus dem Zwischenblasraum und die Leitfläche am Blaskammerboden werden dann aufeinander abgestimmt.
Zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind auf der Zeichnung dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch die neue Anordnung, während Fig. 2 schematisch einen mit den Löschanordnungen nach der Erfindung ausgerüsteten dreipoligen Schalter erkennen lässt und Fig. 3 eine Schaltkammer der erfindungsgemässen Art für Schalter grosser Abschaltleistungen darstellt.
In Fig. 1 besteht die Schaltröhre aus dem zylindrischen Stück 2 aus gasabgebendem Material, in welchem konzentrisch der Stift 3 angeordnet ist, der zweckmässig ebenfalls aus einem in der Lichtbogenhitze gasabgebendem Isolierstoff hergestellt ist. Die Röhre 2 wird an ihrem oberen Ende durch einen Deckel 4 abgeschlossen, der genügend Raum für die Unterbringung des festen Schaltkontaktes 5 lässt und an dem auch der Isolierbolzen 3 befestigt ist.
Die so geschaffene Schaltröhre 1 ragt mit ihrem Blasende verhältnismässig tief in eine druckfeste
Blaskammer 6 hinein, die eine Anzahl feiner seitlicher Öffnungen 7 sowie eine Bohrung 8 für den Durch- tritt des beweglichen Schaltkontaktes 9 besitzt, der beim Ausführungsbeispiel als Rohrkontakt aus- gebildet ist. Der in den Hohlraum des Rohrkontaktes 9 eingreifende Isolierbolzen 3 ist dabei zweck- mässig soweit verlängert, dass sein freies Ende noch ein wenig aus der Blasraumbohrung 8 herausragt.
Die Blaskammer 6 und die Schaltröhre 1 sind vorzugsweise so miteinander verbunden, dass die Schaltröhre leicht ausgewechselt werden kann. Für ein bequemes Auswechseln der Schaltröhre 1
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Die Blaskammern 6 besitzen bei den Ausführungsbeispielen einen rechteckigen Querschnitt.
Es ist selbstverständlich auch möglich, die Blaskammern kugelförmig auszubilden, was im Hinblick auf die Druckfestigkeit vorteilhaft ist. Will man einen möglichst geringen Abstand der einzelnen Pole erreichen, so empfiehlt es sich, den Blaskammern einen ovalen oder ähnlich geformten'Querschnitt zu geben. Als Baustoff für die Blaskammern kommen Isolierstoffe wie auch Metalle in Betracht. Werden die letzteren verwendet, so ist darauf zu achten, dass die Luftstrecke & zwischen der Oberkante der Blaskammer 6 und der Unterkante des Deckels 4, falls dieser ebenfalls aus Metall besteht, einen der Betriebsspannung des Schalters entsprechenden Isolationswert nicht unterschreitet.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 bedeutet 2 das Schaltrohr aus gasabgebendem Material, dessen eines Ende durch die den festen Schaltkontakt'enthaltende Kontaktkammer 4 verschlossen ist, während das andere Ende in die Blaskammer 6 von beispielsweise rundem Querschnitt hineinragt,
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die Löschung kleiner Ströme benötigte Rohrlänge ergeben. Von den Zwischenblasöffnungen 10 führt ein Blasraum 11 in die Blaskammer 6.
Erfindungsgemäss sind die seitlichen Öffnungen'1 der Blaskammef 6 als vorzugsweise waagrecht verlaufende Schlitze ausgebildet, die einen gewissen Mindestabstand 12 voneinander aufweisen. Dadurch wird erreicht, dass Luft zwischen die einzelnen, bei den Abschaltvorgängen aus den Schlitzen herausschlagenden, mit Flammen, untermengten Gasstrahlen treten kann, wodurch diese soweit abgekühlt werden, dass ein Zusammenschlagen der einzelnen Strahlen nicht mehr auftritt. Dabei ist es zweckmässig, den Schlitzen einen schräg nach oben gerichteten Verlauf zu geben, damit eine Gefährdung der Bedienungsmannschaft vermieden wird.
Weiterhin ist in der Blaskammer 6 vor dem die Austrittsschlitze ?'tragenden Wandungsteile ein den Gasstrahl zerteilender Bauteil 13 vorgesehen, der beim Ausführungsbeispiel aus mehreren, mit geringem Abstand aufeinander geschichteten Streifen aus Kupfergaze besteht. Der Teil 13 kann natürlich auch anders ausgebildet und aus andern gut wärmeableitenden Stoffen bestehen. Es können z. B. auch Raschigringe verwendet werden. Beim Auftreffen der heissen Gasstrahlen auf den Teil 13 erfahren sie eine starke Abkühlung und ausserdem wird den Flammen der Weg nach aussen verlegt.
Schliesslich ist noch der Boden 14 der Blaskammer 6 so ausgebildet, dass er eine Leitfläche 15 für die aus dem Blasende des Schaltrohres 2 bzw. aus dem Zwischenblasraum 11 austretenden Schaltgase bildet. Durch diese Leitfläche werden, wie dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ohne weiteres zu entnehmen ist, die aus den Blasöffnungen der Schaltröhre austretenden Gase von der Durchtrittsöffnung 8 für das bewegliche Schaltglied 9 weggelenkt, so dass sie durch die seitlichen Austrittsöffnungen der Blaskammer hindurchtreten müssen und dabei den vorerwähnten Einwirkungen unterliegen.
Insbesondere die Mündung des Zwischenblasraumes 10 und die Leitfläche-M des Blaskammerbodens 14 sind aufeinander abgestimmt, da ja die zu vermindernden Feuer-und Geräuscherscheinungen hauptsächlich bei der Abschaltung grosser Ströme auftreten werden, bei welchen die Löschung bereits durch die Zwischenblasung erfolgt.
Selbstverständlich kann das Schaltrohr 2 auch ohne Zwischenblasung ausgebildet werden.
PATENT-ANSPRÜCHE : l. Druckgasleistungsschalter mit durch die Einwirkung des Lichtbogens auf die Wandungen des Schaltraumes selbsterzeugtem Löschgas, bei dem die Schaltröhre mit Wandungen aus gasabgebendem Material in einen Blasraum mündet, der mit der Aussenluft nur durch kleine Öffnungen verbunden ist und bei dem in an sich bekannter Weise der lichtbogenlöschende Blasstrom, bevor er in die Aussenluft übertritt, in der Blaskammer umgelenkt und durchwirbelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Sehaltröhre (1) tief in die Blaskammer (6), vorzugsweise bis dicht an deren Boden, hineinragt und die Durchtrittslöcher (7) zur Umgebungsluft an einer die Umlenkung unddurchwirbelung fördernden Stelle der Wandungen der Blaskammer (6) angeordnet sind.