Leistungsschalter. Es ist schon vorgeschlagen worden, in Leistungsschaltern, insbesondere für Wech selstrom, die Unterbrechungslichtbögen nach einem neuen Prinzip, dem sogenannten Ex pansionsprinzip, zu löschen, welches darin besteht, dass mit Hilfe von die Unter brechungsstellen umschliessenden, flüssig keitsgefüllten Expansionskammern, in wel chen der Unterbrechungslichtbogen aus der Schaltflüssigkeit Dampf entwickelt, in der Umgebung des Lichtbogens eine starke, über dem Stromnulldurchgang andauernde Druck entlastung erzeugt wird. Die Erfindung be trifft einen derartigen Expansionsschalter.
Die Erfindung besteht darin, dass die Expansionsöffnung der Expansionskammer eines derartigen Schalters in eine Kühlvor richtung mündet, welche derart ausgebildet ist, dass sie eine Expansion des Dampfes aus der Schaltkammer unter geringster Gegen druckbildung zulässt und ihn gleichzeitig kühlt. Diese Ausbildung des. Expansions- schalters hat den Vorzug, dass die Umgebung vor den heftig expandierenden heissen Schalt dämpfen und deren Zersetzungsprodukten ge schützt wird, wobei gleichzeitig infolge der augenblicklichen Kondensation der Dämpfe in der Kühlvorrichtung die für die Wirk samkeit der Löschung wesentliche Druck entlastung nicht nur nicht beeinträchtigt. sondern wesentlich unterstützt wird.
Die Kühlung der Dämpfe in der Kühl vorrichtung kann dadurch erfolgen, dass die Kühlvorrichtung, die zweckmässigerweise einen grossen Strömungsquerschnitt für den Dampf hat, mit einer Flüssigkeit gefüllt ist. Die Kühlung kann jedoch auch auf andere Weise, beispielsweise durch metallische Ober flächen oder durch einen sogenannten Muffler erfolgen. Der vom Ölschalterbau her bekannte lMuffler ist ein mit losem Schüttgut, zum Beispiel Tonkugeln, gefüll ter Behälter, der durchströmendem Dampf einen kleinen Widerstand, aber eine grosse kühlende Oberfläche bietet.
In Fig. 1 ist beispielsweise eine Expan sionskammer mit Muffler dargestellt. Auf die eigentliche Expansionskammer 10 mit dem Isolierdeckel 1l ist das Mufflergefäss 12 auf gebaut, das mit Tonkugeln 13 gefüllt ist. In der Verlängerung der Öffnung 14 im Deckel der Expansionskammer ist in dem Muffler ein siebförmig durchlochter Zylin der 15 eingebaut, durch den der bewegliche Schaltstift 16 hindurchgeht. 17 ist das feste Schaltstück, 1.8 ein Stützisolator.
Hat der bewegliche Schaltstift -die Öffnung 14 der Expansionskammer verlassen, so expandieren die durch den Lichtbogen gebildeten Dämpfe sehr rasch durch den Muffler hindurch. Infolge des verhältnismässig grossen Quer schnittes dieses Mufflers ist der Widerstand, welcher der Ausströmung des Gases geboten wird, verhältnismässig gering. Dafür wird jedoch durch die wirksame Kühlung der Dampf innerhalb des Mufflers rasch konden siert und gibt hierdurch den Raum frei für eine weitere kräftige Expansion.
In. dem in Fig. 2 dargestellten Aus führungsbeispiel erfolgt die Expansion durch einen mit Kühlflüssigkeit gefüllten Behälter 20 hindurch. Die Expansionskammer 21 ist auf dem Isolator 22 aufgestellt und die Ex pansionsöffnung 23 durch ein. isolierendes Rohr 24 mit dem Kühlflüssigkeitsbehälter 20 verbunden. In das Rohr ist der Hahn 25 eingebaut, bei dessen Öffnung die Expansion beginnt. Der Deckel 26 des Kühlgefässes 20 ist siebartig durchlocht.
Der bewegliche Kon takt 27 verlässt nach der Kontaktöffnung die Expansionskammer nicht, sondern ver schliesst dauernd die Öffnung im Deckel 28. Nach der Trennung der Kontakte wird durch Öffnen des Hahnes 25, das am besten selbst tätig .vom Schaltgestänge aus erfolgt, die Expansion eingeleitet. Die Dämpfe expan dieren nach Öffnen des Hahnes durch die Flüssigkeit im Behälter 20 hindurch, welche ihnen infolge des grossen Querschnittes einen geringen Widerstand bietet. Sie treten ge kühlt aus dem Gefäss aus. Als Schaltflüssigkeit für den Betrieb des Expansionsschalters ist hauptsächlich Was ser gedacht.
Wenn die Schalteranordnung so getroffen ist, dass der bewegliche Schaltstift nach voll zogener Abschaltung das Gefäss, welches den Schalter gegen den Aussenraum abschliesst, verlässt, dann muss dafür gesorgt werden, dass die Austrittsöffnung für das Schalt stück solange verschlossen bleibt, bis die Ex pansion im wesentlichen abgelaufen ist. Zu diesem Zweck kann das bewegliche Schalt stück des Schalters mit Verzögerungseinrich tungen ausgerüstet werden, die es nach der Abschaltung in der Austrittsöffnung ent sprechend lange verzögern.
Besonders zweck mässig ist es, die Kühl- und Abscheidevor- richtung durch einen Stutzen grossen -Quer schnittes seitlich an einen der Expansions kammer vorgeschalteten Dampfraum anzu schliessen. Hierdurch ist eine raumersparende Anordnung geschaffen.
In den Fig.3 und 4 sind weitere Bei spiele für derartige Ausführungen dar gestellt.
Fig. 3 zeigt eine Expansionskammer mit einem untern Flüssigkeitsraum 110 und einem obern Dampfraum 111. 112 ist ein Zwischendeckel aus Isoliermaterial mit einer zentralen Öffnung für den Schaltstift. 113 ist der obere Abschlussdeckel der Kammer, der ebenfalls aus Isoliermaterial besteht.
114 ist das feste Schaltstück, das am Boden der Expansionskammer befestigt ist. 115 ist -der bewegliche Schaltstift, 116 ist eine Dich tungsmanschette für den Schaltstift in der Öffnung des Deckels 113. 117 ist die Dämp- fungsvorricUtung, bestehend aus einem Zy linder, dessen untere Hälfte mit Flüssigkeit gefüllt ist und einem Dämpfungskolben 118, in dem ein Flüssigkeitskatarakt 119 vor gesehen ist. 120 ist die beispielsweise als Muffler ausgebildete Kühl- und Abscheide vorrichtung. Ihr zylindrisches Gefäss besitzt. einen durchlochten Deckel 121 und ist durch einen Stutzen 122 seitlich am Dampfraum <B>1.11</B> angesetzt.
Der Muffler sowohl, wie aucb der Stutzen 122 besitzen im Verhältnis zur Expansionskammer grossen Querschnitt. Der Muffler ist mit- Körpern gefüllt, die den durchströmenden Gasen und Dämpfen eine möglichst grosse Oberfläche bieten, beispiels weise mit Tonkugeln oder Raschigringen.
Die Vorrichtung wirkt in folgender Weise: Der nach dem Trennen der Schaltstücke in der Schaltflüssigkeit des Raumes<B>'110</B> brennende Lichtbogen entwickelt Dampf von hoher Spannung. Sobald der Schaltstift 115 die Öffnung im Zwischendeckel 112 verlässt, expandiert dieser Dampf durch den Dampf raum<B>111</B> in den Muffler 120. Der Muffler wirkt gleichzeitig als Kondensator und be günstigt die Expansion. Bei dieser Expan sion wird durch Kondensation von Dampf im Lichtbogenpfad in der Expansionskam mer der Lichtbogen beim ,Stromnulldurch- gang gelöscht..
Der Schaltstift ist sogleich nach Verlassen des Zwischendeckels 112 auf den Dämpfungszylinder 117 aufgetroffen und wird von diesem in seiner Aufwärts bewegung stark verzögert. Er befindet sich also noch längere Zeit in der obern Deckel platte 113, und damit gewinnt der gespannte Dampf in der Expansionskammer Zeit, sich durch den Muffler 120 hindurch völlig zu entspannen. Alle nicht kondensierten Dämpfe und zersetzten heissen Gase gelangen somit nicht unmittelbar ins Freie. Auch der Aus wurf von Schaltflüssigkeit aus der Expan sionskammer wird vollständig vermieden.
Verlässt schliesslich der Schaltstift bei seiner weiteren Aufwärtsbewegung auch die Öff nung in der obern Deckelplatte 113, so hat sich der Druck bereits vollkommen aus geglichen und die Flüssigkeit in der Schalt kammer beruhigt. Das Kondensat, welches sich im Muffler 120 gebildet hat, fliesst in die Expansionskammer wieder zurück.
In der Fig.4 ist eine Vorrichtung dar gestellt, die gleichzeitig als Schalldämpfer platte 12J5 und keilförmig gestellte, eben falls siebförmig durchlochte weitere Platten <B>126,</B> 1:2i7, 12i8, 1'20, .130, 1,31 eingebaut. Die in den Schalldämpfer einströmenden, noch gespannten Dämpfe und Gase verlieren durch den wiederholten Richtungs- und Quer schnittswechsel, den sie beim Hindurchgehen durch die gelochten Platten erfahren, durch wiederholte Expansion ihre Spannung, so dass sie ohne knallendes Geräusch aus der obern Deckelplatte 1,24 austreten.
Die Ein richtung wirkt infolge der grossen kühlenden Oberflächen, welche den Dämpfen und Ga sen geboten werden, gleichzeitig kondensie rend und kühlend.