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Lasttrennschalter mit Plattenlöschkammern
In elektrischen Schaltanlagen werden Kabelabzweige, Transformatoren, Drosselspulen usw. mit
Trennschaltern versehen, um z. B. für Revisionszwecke die Abzweige spannungsfrei machen zu können.
Da Trennschalter üblicher Bauweise ein Schalten unter Last nicht zulassen, mussten die Abzweige ausserdem mit Leistungsschaltern versehen werden. Um ein irrtümliches Schalten der Trenner unter Last zu verhindern, sind Verriegelungen erforderlich, um das Bedienungspersonal und die Anlage vor den katastrophalen Folgen einer unbeabsichtigten Schaltung zu schützen.
Der Entwurf der neuen VDE Vorschriften sieht daher Bestimmungen vor, nach denen jeder Lasttrennschalter seinen Nennstrom abschalten können muss. Die Industrie hat daher Trennschalter entwickelt, die mit Hilfe eines dem Hauptkontakt nacheilenden Funkenmessers in einer eigens hiefur vorgesehenen Schalt- kammer eine Unterbrechung des Laststromlichtbogens ermöglichen. Ein bekanntes Gerät hiefür besitzt sogenannte Flach- oder Plattenlöschkammern, in denen ein auf dem Haupttrennmesser drehbar und federnd angeordnetes Funkenmesser die Unterbrechung des Schaltstromes unter Lichtbogenbildung nach genügender Öffnung des Hauptkontaktes vornimmt.
Eine Reihe von im Handel befindlichen Lasttrennschaltern mit Flachkammern sind nicht in der Lage. den Trennschalternennstrom als Abschaltstrom zu bewältigen, sie können daher nicht zum Abschalten von vollbelasteten Kabelabzweigen, Transformatoren usw. verwendet werden.
Ihre unbeabsichtigte Schaltung unter Last ist daher unbedingt zu verhindern, d. h. dass für Abzweige mit nennenswerter Strombelastung nach wie vor Leistungsschalter vorgesehen werden müssen.
Ursache dieser relativ kleinen Abschaltleistung ist die Verwendung von Löschkammern, die nach zwei Seiten offen sind (etwa wie nach der deutschen Auslegeschrift 1011033). Die bei der Abschaltung auftretende Druckwelle drückt den Lichtbogen in Richtung der halboffenstehenden Hauptmesser und ionisiert dadurch die Isolationsstrecke zwischen den Haupttrennmessern und der Löschkammer bzw. den zugehörigen feststehenden Kontakten. Durch diese Ionisierung wird die Isolation der Luftstrecke stark vermindert, so dass es bei grösseren Lichtbogenausblasungen (höherer Strom) zu Überschlägen vom in Öffnung befindlichen Kontaktmesser zum feststehenden Kontakt kommt. Es wurden deshalb zur Unterdrückung dieser Erscheinung die Löschkammern auch schon neben den Hauptkontakten angeordnet.
Dadurch wird zwar ein Ausblasen des Lichtbogens auf die Hauptmesser vermindert, jedoch wird in diesem Fall der Schaltlichtbogen näher an die Nachbarphase herangebracht, wodurch Phasenüberschläge bei höheren Abschaltströmen auftreten. Diese Massnahmen reichen daher nicht aus, um den neu in Ausarbeitung befindlichen VDE Vorschriften zu entsprechen.
Wie in der deutschen Auslegeschrift 1020079 und in der Schweizer Patentschrift Nr. 359189 dargelegt, wurde verschiedentlich aus diesem Grunde von der ausgeprägten Flachkammerform abgewichen. Die so erzielten Bauformen ergeben zwar die gewünschte Ausblasrichtung der Schaltgase, jedoch ist der Verriegelungsmechanismus für die gleichzeitige gegenüber den Hauptkontakten'verzögerte Auslö- sung der Schalthilfskontakte unvergleichlich komplizierter und störungsanfälliger als bei der Flachkammerform. Daher wurde erfindungsgemäss bewusst die ausgeprägte Flachkammerform verbessert, um einwandfreie Abschaltungen bei höchster Betriebssicherheit zu erreichen.
Die bisher gebräuchliche Funkenkammerform ist in Fig. 1 dargestellt. Mit 1 und 2 sind die beiden
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Seitenwände, mit 3 die obere und mit 4 die dem Stützer zugekehrte Abdeckung bezeichnet. Das Hilfs- messer 5 ist in Punkt C mit dem Haupttrennmesser 7 drehbar und federnd verbunden und wird beim Öffnen des Haupttrennmessers 7 zunächst durch die Hilfskontakt 6 gehalten. Es schlüpft nach entsprechendem Öffhungsweg des Hauptmessers 7 an den Hilfskontakten 6 vorbei und zieht dabei den Schaltlichtbogen. Beim Öffnen des Hilfsmessers 5 werden die Schaltgase in Richtung A und B ausgeblasen. Die Ausblasung in Richtung B trifft das Hauptmesser 7, wodurch das Schaltvermögen des Schalters vermindert wird.
Die grossen Ausströmflächen der Löschkammer verhindern die Ausbildung eines nennenswerten Gasdruckes, daher lange Lichtbogendauer.
Erfindungsgemäss wird bei ausgeprägten Flachlöschkammern, die in bekannter Weise in Richtung der Schaltergrundplatte und auf der dem Drehpunkt entgegengesetzten Seite geschlossen sind, eine Ablenknase auf der dem Hauptmesser zugewendeten Seite vorgesehen, diedie-Kammer auch hier ganz oder teilweise verschliesst. Dadurch wird einerseits die Ausströmfläche wesentlich verringert, wodurch ein beträchtlicher Druckanstieg erzielt wird und anderseits eine bewusste Ablenkung der Ausschaltgase von den Haupttrennmessern oder der Nachbarphase bewirkt.
Diese Ausführung erweist sich sowohl bei zwischen den Hauptmessern liegenden Flachlöschkammern, als auch bei neben diesen liegenden als zweckmässig, da bei ersteren ein Ausblasen der Schaltgase in Richtung zum Hauptmesser, bei letzteren ein Ausblasen unter Ionisierung des Phasenabstandes verhindert wird. Die durch diese Nase bedingte besondere Form des Hilfsmessers ist in Fig. 2 ersichtlich.
Mit 1 bzw. 2 sind die zwei Seitenwände der Plattenlöschkammern, mit 3 die obere, mit 4 die dem Stützer zugekehrte Abdeckung und mit 8 ein Formstück bezeichnet, das den Ausschaltgasen die gewünschte Ausströmrichtung gibt und gleichzeitig den Ausströmquerschnitt der Kammer verringert.
Der in der Schaltkammer entstehende Druck wird durch den Teil 8 so gesteuert, dass die Ausströmung der Schaltgase die Haupttrennmesser nicht mehr berührt. Das Hilfsmesser 5 ist abgewinkelt, um den für den Teil 8 nötigen Raum zu schaffen.