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Druckluftschalter
Bei Druckluftschaltern verwendet man zur wirksamen Beblasung des beim Ausschalten entstehenden LichtbogensDüsenkontakte. Diese bestehenin der Regel aus einem vollen und einem hohlen Kontaktstück.
Beim Ausschalten öffnet sich der Kontakt, dann strömt in das hohle Kontaktstück die Druckluft hinein, verlängert den Lichtbogen. kühlt ihn und schafft durch den hohen Druck ein gutes Dielektrikum, so dass nach dem Nulldurchgang des Stromes ein Wiederzünden an der Kontaktstelle weitgehend verhindert wird.
Das hohle Kontaktstück hat nun bei den bekannten Ausführungen meist in der Nähe der kontakte benden Zone engen Querschnitt und erweitert sich in Richtung des Luftstromes. Hiebei entsteht eine Düsenwirkung, die die Blasung des Druckgases unterstützt.
Die Tatsache, dass das Druckgas erst in den Hohlkontakt einströmen kann, wenn der Kontakt sich öffnet, hat zur Folge, dass im ersten Augenblick des Trennens noch keine Luft strömen kann. Aus diesem Grunde können also durch den Lichtbogen Metallspritzer herausgeschleudert werden. Diese können an die Oberfläche der Löschkammer gelangen, die häufig aus Isoliermaterial besteht. Hiebei wird aber, wenn die Spritzer an der Wandung hängen bleiben, die Isolierfähigkeit herabgesetzt. Um dies zu vermeiden, hat man die Berührungsstelle der Kontaktstücke so ausgebildet, dass sich die Düse vom Berührungspunkt aus in Richtung des Luftstromes gesehen zunächst nur wenig erweitert und einen schmalen konischen Spalt mit dem Gegenkontakt bildet. Hiebei wird das Herausspritzen glühender Metallteilchen gebremst, es kann aber nicht völlig verhindert werden.
Diese Ausführung ist ausserdem nur dann möglich, wenn man die engste Stelle der Düse möglichst nahe an die Kontaktstelle heranbringt, um diesen Spalt möglichst lang machen zu können. Am engsten Querschnitt ist aber bekanntlich der Druck während der Blasung am niedrigsten, so dass die dielektrische Festigkeit gerade an dieser Stelle ebenfalls am niedrigsten wird. Dadurch wird die Höhe der zulässigen wiederkehrenden Spannung herabgesetzt. Mit einer solchen Anordnung können daher die heute geforderten hohen Abschaltleistungen nicht bewältigt werden.
Es sind nun Ausführungen bekannt geworden, bei denen die Kontaktdüse den Schaltstift haubenartig übergreift. Dies geschieht zum Zwecke einer besseren Kontaktgabe und der Verstärkung der Düsenwirkung. Bei den bisherigen Ausführungen ist dieses Übergreifen nicht gross genug, um Spritzer von der Wandung abzuhalten. Bei den bekannten Ausführungen ist diese Aufgabe nicht gestellt, weil die Kontakte nicht innerhalb der Löschkammer angeordnet sind. Für Schalter hoher Abschaltleistung muss man aber die Kontakte in die Kammern bringen, vor allem dann, wenn die Schalter im ausgeschalteten Zustand zur Verbesserung der Spannungsisolierung unter Druck bleiben sollen.
Um ein hohes Abschaltvermögen zu erhalten, ist es nötig, den zulässigen Abschaltstrom so hoch wie möglich zu machen und gleichzeitig die Isolierfestigkeit so zu erhöhen, dass auch grosse wiederkehrende Spannungen nicht zu einer Rückzündung führen. Diese beiden Forderungen sind mit den bisherigen Ausführungen nicht in zureichendem Masse erfüllt.
Es wird nun bei einem in einem Isolierstoffgehäuse untergebrachten Düsenkontakt, bei dem die Kontaktdüse denSchaltstift haubenartig übergreift und die engste Düsenstelle ausserhalb der Kontaktzone liegt erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass bei in Richtung der Schaltstiftbewegung bis in die Höhe der Kontaktzone reichender Isolierwand, der haubenartige Düsenteil die Isolierwand gegenüber der Kontaktzone in Richtung der an der Kontaktstelle verlaufenden Tangente abdeckt, und die engste Düsenstelle nahezu um den Betrag desDüsendurchmessers an der Kontaktstelle von dieser entfernt ist und eine Verjüngung um et- wa 20% dieses Durchmessers aufweist.
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Das hohle Kontaktstück macht man hiebei beispielsweise beweglich und das volle fest oder umgekehrt. In der Figur ist eine Anordnung nach der Erfindung dargestellt. Mit l ist die Isolatorwandung der Löschkammer bezeichnet. In dieser ist der Düsenkontakt eingebaut. Er besteht aus dem hohlen Kontaktstück 2 und dem vollen Kontaktstück 3. Das hohle Kontaktstück besitzt einen durch die mit 4, 5 und 6 bezeichneten Punkte charakterisierten Längsschnitt. Man erkennt, dass die engste Stelle des Querschnittes in der Höhe des Punktes 4 liegt. Dadurch entsteht eine Stelle hohen Druckes zwischen den Punkten 4 und 5, sowie zwischen 4 und der Spitze 8 des Kontaktstückes 3. Im Punkt 5 berühren sich die Kontaktstücke 2,3.
Die tangentiale Berührungsfläche ist durch die gestrichelte Linie 7 angedeutet. Das Kontaktstück 2 ist bei 6 schirmartig verlängert, wobei die Tangente 7 durch dieses verlängerte Stück hindurchgeht.
Vor dem Ausschalten steht die Druckluft am Kontakt an ; sobald der Kontakt geöffnet wird, strömt sie in die Düse hinein. Bis aber die Druckluft auf ihre volle Geschwindigkeit kommt, vergeht eine gewisse Zeit, währenddessen Spritzer entstehen. Diese werden durch die Verlängerung 6 abgehalten und können nicht bis zur Wandung 1 gelangen. DerDruck bleibt in der Löschstellung zwischen den Kontaktstücken ge- nügend hoch, da der engste Querschnitt erst an der Stelle 4 liegt. Durch diese Massnahmen kann der Düsenkontakt einen hohen Abschaltstrom bei hoher wiederkehrender Spannung bewältigen.
Man kann die Ausführung so wählen, dass im ersten Augenblick die beiden Kontaktstücke sich gemeinsam bewegen und erst dann sich voneinander abheben.
Die ganze Anordnung hat den Vorteil, dass, wie Versuche gezeigt haben, der Abschaltstrom um etwa 2ouzo und die zulässige wiederkehrende Spannung um 50xtc gegenüber den bekannten Ausführungen höher gewählt werden kann..