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Leistungsschalter der flüssigkeitsarmen Bauart
Es ist bekannt, dass bei Leistungsschaltem der flüssigkeitsarmen Bauart nach dem Schalten grosser Ströme eine gewisse Zeit in der Grössenordnung einiger Sekunden vergeht, bis das ursprüngliche Abschaltvermögen wieder erreicht ist, und dass der Schalter nicht in der Lage ist, während dieser Zeit einen zweiten Kurzschluss abzuschalten. Diese vorübergehende Verminderung des Abschaltvermögens ist darauf zurückzuführen, dass bei der Schaltung grosser Ströme durch die heftige Gas-und Flüssigkeitsbewegung ein Flüssigkeits-Gasgemisch entsteht, und dass eine gewisse Zeit verstreicht, bis im Bereich der Kontakte und Löschkammer wieder gasfreie, durchschlagsfeste Flüssigkeit vorhanden ist.
Diese Tatsache verhinderte bis jetzt die Verwendung dieser Schalter an Stellen, wo vom Betrieb nach einer Kurzschlussabschaltung eine rasche Wiedereinschaltung nach einigen Zehntelsekunden gewünscht würde, da in einem solchen
Falle der Schalter unverzüglich zu einer zweiten
Abschaltung bereit sein sollte.
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, den geschilderten Nachteil solcher Leistungsschalter dadurch zu beheben, dass eine Druckspeicher- kammer von der eigentlichen Schalterkammer abgegrenzt ist und mit ihr durch Rückschlag- ventile in Verbindung steht, derart, dass während des Abschaltvorganges der in der Schalterkammer entstehende Überdruck sich auf den Luftraum der Druckspeicherkammer durch ein oberes
Ventil übertragen kann, während der Flüssigkeits- raum der Druckspeicherkammer durch ein unteres
Ventil abgesperrt ist, und unmittelbar nach dem
Abschaltvorgang, wenn der Überdruck in der
Schaltkammer abnimmt, der Luftraum der Druck- speicherkammer durch das obere Ventil ab- gesperrt und so die Löschflüssigkeit aus der
Druckspeicherkammer durch das untere Ventil in die Schaltkammer hineingedrückt wird.
Weitere wesentliche Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung :
Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Fig. 1-3 zeigen drei verschiedene Ausführungsformen im
Schnitt. Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch einen
Schalterölraum mit einer anderen Ventil- ausführung. Fig. 5 und zeigen einen Schnitt durch einen Schalterölrmm mit beweglichem Ventil in zwei serschiec, enen Stellungen.
Der in Fig. 1 beispielsweise dargestellte flüssigkeits-bzw. ölarme Schalter hat eine Löschkammer 1 und ein Druckausgleichsrohr . Beim normalen Schalter ist der Druckspeicherzylinder 3 nicht vorhanden. Bekannterweise vollzieht sich der Ausschaltvorgang so, dass das bewegliche Kontaktrohr 4, das im eingeschalteten Zustand die unteren Kontakte 5 und die oberen Kontakte 6 verbindet, durch die Löschkammer 1 hindurch nach oben gezogen wird. Der Lichtbogen wird dabei in die Löschkammer 1 hineingezogen. Der in der Löschkammer durch den Lichtbogen erzeugte Druck treibt einen Öl-Gasstrahl durch die untere Düse gegen den Lichtbogen, den er zum Erlöschen bringt.
Der im unteren Kontaktraum ent- stehende Druck kann sich beispielsweise durch das Druckausgleichsrohr 2 nach oben in das mit
Luft gefüllte Gehäuse 7 ausgleichen, von wo das
Gas durch den Gasauspuff 8 ins Freie entweicht.
Um kurz nach der ersten Schaltung eine zweite vornehmen zu können, muss der Druck im
Schalter verschwunden sein und zum mindesten in der Umgebung des Lichtbogenweges, also im unteren Kontaktraum und in der Lösch- kammer, das Öl von Gasen frei sein. Die Zeit, in welcher der Schalter sich regenerieren muss, darf 2/10-3/10 Sekunden nicht ubersteigen. Die erste Bedingung kann durch entsprechende Aus- bildung des Gasauspuffes 8 erreicht werden.
Um auch die zweite Bedingung zu erfüllen, ist eine Druckspeicherkammer 3 vorgesehen, die durch zwei Ventile 9 und 10 mit der eigentlichen
Schalterkammer in Verbindung steht. Die Druck- speicherkammer ist wie der Schalter bis zur
Marke 11 mit Öl gefüllt. Darüber befindet sich ein Luftraum 12. Das untere Ventil 9 öffnet sich nach dem unteren Kontaktraum zu, so dass es durch den bei einer Abschaltung im Kontakt- raum entstehenden Druck geschlossen wird und das durch den Lichtbogen erzeugte Gas nicht m den Raum 3 eindringen kann, sondern durch die
Zylinder 2 und 1 nach dem Luftraum 7 entweicht.
Das obere Ventil 10 hingegen öffnet sich nach dem Luftraum 12, so dass der im Luftraum 7 entstehende Druck sich auch dem Luftraum 12 mit-
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teilt. Kurze Zeit nach der Abschaltung (einige Hundertstelsekunden) steht also der ganze Schalter unter dem gleichen Druck. Sofort aber beginnt das Gas durch den Gasauspuff 8 ins Freie auszuströmen. Dabei schliesst sich das Ventil 10, so dass der Druck in 12 nicht mehr sinken kann. Da der Druck in 7 immer weiter sinkt, drückt das in 12 komprimierte Gas das gas freie Öl des Raumes 3 durch das untere Ventil 9 in den unteren Kontaktraum, wo es das vorhandene Öl-Gasgemisch durch die Löschkammer 1 und den Zylinder 2 nach oben verdrängt. Die Volumen des Raumes 3 und 12 sind so bemessen, dass das Gas in 12 entspannt ist, bevor das Öl aus Zylinder 3 gänzlich entleert ist.
Entsprechend dimensionierte Öffnungen 13 und 14 dienen zum Ausgleich des Öles nach erfolgter Abschaltung.
Fig. 2 zeigt die gleiche Ausführung mit anders gearteten Ventilen. Die Ventile sind hier als Kugelventil ausgebildet. Das Ventil, das den Ölabschluss bewerkstelligt, besteht aus einer hohlen Kugel 15, die auf dem Öl im Rau"11 3 schwimmt und sich gegen einen Ventilsitz 16 1m oberen Teil des Zylinders. 1 anlegt. Die Aus- strömöffnung 17 des Öles aus dem Zylinder 3 in den Kontaktraum ist so angeordnet, dass das Öl von unten nach oben strömt, so dass bei einer Abschaltung das durch den Lichtbogen erzeugte Gas nicht in den Raum 3 eindringen kann, wenn das Ventil 15, 16 geschlossen ist. Im übrigen vollzieht sich der Schaltvorgang w e unter Fig. 1 beschrieben.
Der Ventilkugel 15 ist hier jedoch noch eine zweite Funktion zugedacht. Wenn das Öl aus dem Raum 3 herausgetrieben wird, folgt die
Kugel 15 dem Ölspiegel und legt sich am unteren
Ende des Raumes 3 an die Ventilfläche 18 an, wodurch ein weiteres Ausfliessen des Öles ver- hindert wird. Dadurch kann das gegenseitige Ver- hältnis von Luftvolumen 12 zu Ölvolumen 3 beliebig gestaltet werden, was besonders bei grossen Bereichen von abzuschaltenden Strömen ein Vorteil ist, da der Druck im Raum 12 je nach dem abgeschalteten Strom sehr verschieden aus- fällt. Die Gefahr, dass sich der Raum 3 voll- ständig entleeren könnte und aus dem Raum 12
Gas in den unteren Kontaktraum eintreten könnte, wird dadurch vermieden.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass nach beendetem Schaltvorgang das Öl sich in allen drei Zylindern rasch aus- gleichen kann, da die Füllgeschwindigkeit des
Raumes 3 nicht mehr durch die verhältnismässig kleine Öffnung 13 begrenzt ist. Diese Öffnung fällt hier weg.
Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform des gleichen Prinzips. In diesem Falle ist als Beispiel ein Ölstrahlschalter gezeigt, bei welchem der
Löschkammerzylinder 1 konzentrisch von der
Schaltkammer 2 umgeben ist, und durch welchen beim Abschalten die Gase in den Luftraum 7 entweichen. Der Druckspeicherraum 12 ist hier unmittelbar oben an den Löschkammerzylinder angeschlossen. Das untere Ventil 9 befindet sich oberhalb der Löschkammer, während das obere Ventil 10 gleich wie bei Fig. 1 angeordnet ist. Der Vorgang spielt sich in gleicher Weise ab, wie unter 1 beschrieben, nur strömt hier das frische Öl aus der Druckspeicherkammer 12 durch das Ventil 9 durch die Löschkammer nach unten.
Damit das Gas, welches während des Abschaltvorganges aus der Löschkammer nach oben ausströmt, entweichen kann, sind Öffnungen 19 vorgesehen. Diese Öffnungen sind so bemessen, d3ss der grösste Teil des nach dem Abschaltvorgang über das Ventil 9 nach unten stömenden frischen Öles durch die Löschkammer 1 gedrückt wird.
Auch in diesem Beispiel kann durch eine Schwimmerkugel 15 das Abfliessen des Öles aus dem Raum 12 nach u. iten begrenzt werden, indem sich diese Kug. i auf dem Ventilsitz 18 absetzt, wenn das Nivau des Öles im Raum 12 soweit abgesunkt. ! 1 ist.
Die Fig. 4-6 zeigen andere Möglichkeiten der Ausbildung des Ventils im Ölraum. In Fig. 4 wird dieses Ventil durch das Kontaktrohr gebildet, das im eingeschalteten Zustand die Ventilöffnung 20 verschliesst und sie im ausgeschalteten Zustand freigibt, so dass das Öl aus dem Druckspeicherraum nach unten durch die Löschkammer 1 fliessen kann.
In Fig. 5 und 6 ist das Ventil 9 bewegliche ausgebildet, so dass es während des Schaltvorganges, solange im Raum unterhalb des Ventils und oberhalb der Löschkammer Überdruck besteht, nach oben gedrückt wird und in diesen oberen Stellungen einerseits die Öffnung 19 freigibt, anderseits die Öffnung 20 vom Kontaktrohr verschlossen wird (Darstellung der Fig. 5).
In dieser Stellung können die aus der Löschkammer 1 nach oben strömenden Schaltgase ungehindert durch die Öffnung 19 entweichen, während das Öl der Druckspeicherkammer von Gasen frei bleibt. Sobald der Überdruck oberhalb des Ventils überwiegt, wird das Ventil nach unten bewegt (Darstellung der Fig. 6), wodurch die Öffnungen 19 verschlossen und die Öffnungen 20 freigegeben werden, so dass das Öl aus der
Druckspeicherkammer nach unten strömen kann.
Diese Anordnung hat den Vorteil, dass einerseits die Öffnungen 19 reichlich bemessen werden können, so dass die Gase, die aus der Lösch- kammer ausströmen, rasch entweichen können, anderseits alles aus 20 nach unten strömende Öl durch die Löschkammer 1 fliessen muss und die
Schaltkammer richtig durchspült.
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