Elektrischer Hochleistungsschalter. Vorliegende Erfindung bezieht sieh auf einen elektrischen Hochleitungsschalter, bei dem in bekannter Weise der Unterbrechungs lichtbogen von einem durch diesen selbst er- zeu-fen Luft- oder Gasstrom gelöscht wird. Die Erfindung bezweckt, die bei den bisher gebräuchlichen solchen Hochleitungsschaltern vorhandenen Gefahren und Nachteile zu ver meiden. Dies wird dadurch erreicht, dass zur Erhöhung der Löschwirkung im Sühaltraum eine Kältequelle vorgesehen ist, durch welche das gasförmige Medium einer starken Unter kühlung unterworfen wird.
In den Zeichnungen sind mehrere Aus führungsbeispiele des Erfindungsgegenstan des schematisch veranschaulicht, und zwar zeigt: Fig. <B>1</B> einen Schalter mit einer Haupt- und einer Nebenunterbrechungsstelle, Fig'. 2 einen Schalt-er mit einer die ge kühlte Unterbrechuna-sstelle umschliessenden tD Druckkammer, Fi-'. <B>3</B> einen Schalter ähnlich dem in <I>n</I> Fig. 2 dargestellten, mit zwei Unterbre chungsstellen, Fig. 4 einen Schalter,
dessen Raum von aussen mit der in ihm zur Wirkung gelangen den Kältequelle besehiekt wird, Fig. <B>ä</B> einen Schalter mit einem auf dem beweglichen Kontakt angeordneten Kompres sionskolben, Fig. <B>6</B> einen Schalter, der mit einer Ein richtung zur Rückgewinnung der zur<B>Abküh-</B> lung verwendeten Gase verbunden ist.
Bei der in Fig. <B>1</B> dargestellten Ausfüh rungsform des Schalters ist<B>1</B> das Schalter gehäuse, in welches die zur Unterbreehungs- stelle des Schalters führenden Zuleitungen 2 durch die Durchführungsisolatoren<B>3</B> in den Schaltraum 4 eingeführt werden. Die Durch führungsisolatoren<B>3</B> sind T-förmig ausge- n <B>en</B> führt und werden zum Anschluss eines Neben- sehlussstromkreises <B>5</B> benutzt.
Die Unterbre- chungsstelle des Selialters in dem Raum 4 wird durch die Kontakte<B>6</B> gebildet, die in an sieh bekannter Weise durch den Zahn- stangenantrieb <B>7</B> oder dergleichen betätigt werden.
Die, Kontakte<B>6</B> besitzen Funken- ziehhörner <B>8,</B> die beim Aufsteigen des Licht bogens eine Vergrösserung der Länge dessel ben herbeiführen. Über der Unterbrechungs stelle bezw. Aden Kontakten #6 befinden sich Abzugsschächte <B>9.</B> Oberhalb der Abzugs schächte<B>9</B> ist ein Ventil<B>10</B> vorgesehen, wel ches sich bei der durch den Lichtbogen er zeugten Gas- oder Luftströmung,
ve rbunden mit einer entsprechenden Drucksteigerung <B>im</B> Schaltraum 4 öffnet und ein Ausströmen der Luft oder des Gases durch den Kanal<B>11</B> er- möglielit. Die Wirkung der Abzugssehächte <B>9</B> in Verbindung mit dem Ventil<B>10</B> besteht darin, da3 der Unterbrecliungslichtbogen sich rasch vergrössert und schneller zum Erlöschen gebracht wird.
Im untern Teile des Schalt raumes 4 sind unterhalb der Unterbrechungs stelle<B>6</B> -des Schalters Vertiefungen<B>13</B> vor gesehen, die zur Aufnahme einer Kältequelle, zum Beispiel Kohlensäureschnee, Verdampfer einer Kältemaschine oder dergleichen dienen. Unmittelbar unter,den Kontakten<B>6</B> befindet sieh eine oben mit einer düsenförmigen Aus trittsöffnung 12 versehene druckfeste Kam mer 14, in welcher die an den Nebenschluss- kreis <B>5</B> angeschlossenen Nebenkontakte<B>15</B> untergebracht sind.
Der Antrieb der Kon takte<B>15</B> erfolgt auf gleiche Weise wie der ,der Hauptkontakte<B>6.</B> Fernher befindet sich am Boden der Kammer 14 ein Ventil<B>16,</B> welches bei auftretendem Druck in der Kam mer 14 gegen eine Federkraft geschlossen wird. Unterhalb des Ventils<B>16</B> ist ein Raum <B>17</B> angeordnet, der, wie die Räume<B>13,</B> zur Aufnahme einer oder mehrerer Kältequellen <B>18</B> dient. Ein Ventil<B>19</B> schliesst diesen Raum <B>17</B> nach unten hin ab und verhindert, dass bei normaler Luftströmuna, innerhalb der Räume 4, 14,<B>17</B> Luft eintreten kann,<B>da-</B> gegen den Eintritt von Fristhluft -bei In betriebnahme des Schalters gestattet.
Die Wirkungsweise des vorstehend be schriebenen Schalters ist folgen-de: Durch den starken Temperaturunter schied, der beim Abschalten des Stromes zwi- sehen dem im Gehäuse<B>1</B> angesammelten Gase und dem durch den Lichtboaen erwärmten Gase besteht, ist die Ausgleichbewegung der beiden Gasschichten und damit die Einwir kung auf den Liehtbogen eine gTössere als sie ohne Kälteerzeuger möglich ist.
Zur ge nauen Erklärung der Löschung des Licht bogens soll der Vorgang erst im übern Teil des Schalters, also an den Hauptkontakten <B>6</B> betrachtet werden, wobei man sich den Schaltraum. 4 als nach unten abgeschlossen vorstellen muss.
Die von der Kältequelle<B>13</B> abgegebene Kälte erfüllt den Schaltraum 4. Die Tem peratur dieses Raumes wird möglichst ernie drigt. Beim Öffnen der Schalterkontakte<B>6</B> entwickelt sieh ein Lichtboggen von einer hohen Temperatur. Das durch den Licht bogen erwärmte Gas kommt in unmittelbare Berührung mit dem gekühlten Gas des Schaltraumes 4. Es prallen also zwei Gas schichten grosser Temperaturdifferenz aufein ander, die das Bestreben einer dieser Tem peraturdifferenz entsprechenden Ausgleich- bewegung haben.
Diese Ausgleichbewegung erfolgt bei der Anwendung des Schalters durch ein schnelles Aufsteigen des warmen Gases, dem eine rasche Nachströmung abge kühlten Gases zu den Schalterkontakten von unten her entspricht. Die Anordnung der Lie,htbogenhörn#er <B>8</B> und der Abzuessehäehte <B>9</B> dient dabei mit zur Beschleunigung dieses Vorganges. Es entsteht also eine starke Gas strömung, -die den Lichtbogen zum Erlöschen bringt.
Eine Verstärkung dieser Gasströmung und eine kürzere Ausblasezeit des Licht bogens wird durch die Hilfskontakte<B>15</B> er zielt, die sieh in der Kammer 14 befinden. In dieser wird beim Offnen der Kontakte <B>15</B> durch den dabei entstehenden Licht bogen ein sehr grosser Druck erzeugt. Bei der Entstehung dieses<B>-</B> Druckes im Raum 14 wird das Ventil<B>16</B> geschlossen, so dass ein Ausströmen der Druckluft nur durch die Düse 12 erfolgen kann. Das Ventil<B>16</B> ist so ein"estellt, dass bei der nachfolgenden Ver ringerung des Druckes die im Raum<B>17</B> be findliche vorgekühlte Luft nachströmen kann.
Die durch die Düse 12 mit grosser Ge- schwindio,keit austretende Druckluft gelangt direkt zwischen die Sehalterkontakte <B>6</B> und unter den sieh dort bildenden Lichtbogen. Da das Gas den Lichtbogen mit verhältnismässig sehr grosser Gesellwindigkeit erreicht, wird dieser durch das Druckgas, vereint mit der selbst erzeugten Gasströmung, die durch die Ausgleichbewegung der Gase verschiedener Temperatur bedingt ist, unmittelbar nach dem Entstehen zum Erlöschen gebracht. Durch die Kältequ#ellen <B>13</B> und<B>18</B> findet auch eine dauernde Kühlung der Kontakte <B>6</B> statt, die eine Erhöhung der Schaltleistung ermöglicht.
Die Hilfskontakte<B>15</B> liegen, wie aus Fig. <B>1</B> der Zeichnung ersichtlich, im Neben- schluss zu den Hauptkonfakten. Diese An ordnung hat den Vorteil, dass die Grösse des Lichtbogens, der beim Öffnen der Hilfs kontakte<B>15</B> -ebildet wird, in bestimmten Grenzen der Druckkammer 14 entsprechend angepasst werden kann.
Durch Zwischen schaltung eines Widerstandes 20 in den Ne- benschlusskreis <B>5</B> ist es möglich, die Energie des an den Hilfskontakten<B>15</B> sich bildenden Lichtbo-ens und damit die Stärke des Luft druckes in der Kammer 14 im voraus zu bestimmen, sowie das Volumen des Gasrau mes der Kammer 14 nach Bedarf zu bemes sen. Die Hilfskontakte <B>15</B> können auch in Hintereinanderschaltung mit den Hauptkon takten<B>6</B> angeordnet sein, wodurch die Euer- gie der Lichtbögen an den beiden Unter brechungsstellen ungefähr gleich gemacht werden 'kann.
Bei der in Fi-. 2 dar-estellten Ausfüh- kn el run-sform, des Schalters sind in dem Schalt raum<B>85,</B> die Kontakte 21 und 22 angeord- net, welche die Unterbrechungsstelle des Schalters bilden. Der Kontaktbolzen 21 ist beweglich und wird durch einen Antrieb zur Kontaktbildung mit dem Kontakt 22 be tätigt. Die W and <B>23</B> der den Raum<B>85</B> be- grenzen-der. Druckkammer besteht aus einer isolierenden Masse, zum Beispiel Porzellan.
Der feste Kontakt 22 ist so ausgebildet, dass er das Ausströmen von Druckgas erleichtert. Die eigentliche Antriebsöffnung ist durch (,in klappenfürmiges Absperrorgan oder Ventil 24 abgeschlossen, das sich beim Nachlassen des Druckes im Raum<B>85</B> kraftschlüssig schliesst. Zur Isolierung des Raumes<B>85</B> ist eine Umkleidung<B>25</B> angeordnet. Der durch diese und die Wand<B>23</B> gebildete Zwischen raum<B>26</B> ist mit Kork oder einem ähnlichen Wärmeisoliermittel ausgefüllt.
In dem Raum<B>85</B> befindet sieh die Kältequelle<B>29,</B> die beispielsweise aus einer Kälte abgeben den Masse wie Kohlensäuresehnee bestellt und an die im Raum<B>85</B> befindliche Luft Kälte abgibt und dabei gleichzeitig die Kon takte 21 und<B>H9 kühl</B> hält. In den Wänden <B>9.3</B> und<B>25</B> befindet sich ein Verschluss <B>30,</B> <B>31,</B> welcher die Ergänzung der vorhandenen Kältemasse und die Kontrolle der Schalter kontakte<B>:91, 22</B> erleichtert. Die Wirkungsweise des Schalters ist fol gende: Bei Öffnung der Kontakte 21 und 22 bildet sich im Raum<B>85</B> ein Lic'htbogen. Dieser Lichtbo--en besitzt eine hohe Tem peratur.
Durch die Kä.Itequelle <B>29</B> wird die Temperatur in dem Raum<B>85</B> niedrig gehalten. Die dadurch gegebene verhältnismässig hohe Erwärmung bewirkt eine starke Druckstei gerung im Raum<B>85,</B> die ein Ausströmen des Gases durch die Öffnung des Kontaktes 22 und durcli das Ventil 24 hindurch mit holier Geschwindigkeit zur Folge hat. Dadurch wird der zwischen den Kontakten 21 und 22 stehen-de Lichtbogen rasch gelöscht.
Der Raum<B>85</B> bleibt nachSchliessen des Absperr organes 24 mit Kohlensäuregas von dem durch die jeweilige Einstellung des Absperr organes 24 abhängigen Mindestdruck erfüllt. Bei dem in Fig. <B>3</B> dargestellten Ausfüh rungsbeispiel des Schalters, der mit zwei Unterbrechungsstellen versehen ist, befindet sich in dem Raum<B>32</B> der mit zwei Kontakt stücken<B>33</B> versehene Kontakt. Diese Kon taktstücke<B>33</B> sind auf der Traverse 34 an- geordnet, die durch die Stange<B>35</B> betä.tigt werden kann.
Als Gegenkontakt für die Kon takte<B>3,3</B> dienen die Kontakte<B>36</B> und<B>37.</B> Der Kontakt<B>3,6</B> ist als Buchsenkontakt und der Kontakt<B>37</B> als Hohlkontakt ausoebildet. Die Kontakte<B>36</B> und<B>37</B> sind in dem Gehäuse <B>38</B> befestigt, welches vorteilhaft aus einem elektrischen Isolierstoff besteht. In dem Raum<B>32</B> befindet sich die Kältequelle<B>39,</B> die durch die verschliessbare Öffnung 40, 41 zugänglich ist. Die durch den Kontakt<B>37</B> gebildete -Öffnung wird durch das Ventil 42 kraftsehlüssig geschlossen gehalten. Der Schaltraum<B>32</B> ist mit einer Umkleidung 43 umgeben, die eine thermiselle Isolierung für den Schaltraum<B>32</B> ermöglicht.
Das Ventil 42 ist bei dem vorstehend be schriebenen !Schalter so eingestellt, dass ein Ausströmen des in dem Raum<B>32</B> anoes#am- melten Gases erst nach Erreichung eines be stimmten Mindestdruckes erfolgt.
Anstatt in dem Raum<B>32</B> einen Vorrat an Kohlensäureselinee aufrechtzuerhalten, der von Zeit zu Zeit ergänzt werden muss, kann man in den Raum<B>32</B> auch flüssige Kohlen- sä,ure in solcher Weise einleiten, dass sie sieh bei Eintritt in den Raum 32 in Kohlensäure- schnee verwandelt.<B>-</B> Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausfüh rungsbeispiel des Schalters ist mit dem Sch,altraum 44 ein mit flüssiger Kohlensäure 0.efüllter Druckbehälter<B>50</B> so verbunden,
dass die aus ihm austretende flüssige Kohlensäure durch die Leitung 49 bezw. deren düsen artige Mündung 47' in den Sehaltraum 44 eintritt, wobei die flüssige Kohlensäure züi fester Kohlensäure<B>100</B> erstarrt. Die Düse 47' wird zweckmässig verstellbar ausgebildet, um die Menge. des sich bildenden Schnees regulieren zu können. Die vorstehend be schriebene Ausfüliruno# des Schalters bietet den Vorteil, dass in dem Selialtraum 44 stän- dio, ein Vorrat an Kälte abgebender Masse vorhanden ist.
Die Wirkungsweise dieses Schalters ist die gleiche, wie die des Schalters nach Fio-. 2 bezw. Filg. <B>3.</B> Bei der in Fig. <B>5</B> dargestellten Ausfüh- runo-sform des Schalters ist in dem Schalt raum<B>52</B> der bewegliche Kontakt<B>53</B> und der feststehende Kontakt 54 angeordnet. Auf dem beweglichen Kontakt<B>53</B> sitzt ein scha lenartiger Kolben<B>55,</B> der als Aufnahmerauni <B>66</B> für eine Kältequelle, zum Beispiel Koh- lensäureschnee <B>57,</B> dient.
In der Wand des Schaltraumes<B>592</B> sind Kanäle<B>58</B> angeordnet, die sich nach ihrem Austrittsende hin ver jüngen und schräg in den Raum 52 ein münden. Ferner münden in den Raum<B>52</B> zwei Rohrleitungen<B>59, 59',</B> welche mit einer Leitung<B>60,</B> die an einen nicht dargestell ten Kohlensäurebehälter angeschlossen ist, in Verbindung stehen. Die Rohrleitung<B>59'</B> tritt bei geschlossenem Schalter durch einen Schlitz in der seitlichen Wandung des Kol bens<B>56</B> in dessen Innenraum. Über dem festen Kontakt 54 ist ein gegen Federdruck sieh öffnen-des Ventil<B>61</B> angeordnet, welches <B>je</B> zwei Austrittsüffnungen <B>62</B> und<B>63</B> be sitzt.
Die Öffnung<B>69-</B> bewirkt einen Aus tritt des Gases in die Rohrleitung 64, die in einen nicht dargestellten Sammelbehälter fü rt, während die Öffnung<B>63</B> das Gas durch die Öffnungen<B>65</B> ins Freie treten lässt.
Der Kolben<B>56</B> und der feste Kontakt 54 besitzen Bohrungen<B>66</B> bezw. <B>67,</B> die beim ruhenden Zustand des Schalters im obern und untern Teil des Schaltraumes<B>52,</B> sowie im Ventil<B>61</B> einen allmählichen Druckausgleich ermöglichen.
Der Schalter wirkt wie folgt- Durch die Leituno# <B>60</B> tritt an den mit Düsen versehenen Eintrittsstellen der Rohre <B>59</B> und<B>59',</B> flüssige Kohlensäure ein, die sich beim Ausströmen in Kohlensäureschnee <B>57</B> verwandelt und sich am Boden -des Schalt raumes 52 und im Aufnahmeraum<B>56</B> des Kolbens<B>55</B> ablagert.
Dieser Kohlensäure- schnee <B>57</B> verdunstet durch die von aussen wirkende Wärme und bewirkt eine starke Kühlung und Drucksteigerung im obern und untern Teil des Selialtra.umes <B>52.</B> Diese Drucksteigerung und Kühlung über und unter dem Kolben<B>55</B> wird durch die Boh rungen<B>66</B> ausgeglielien, so dass in dem Schaltraurn <B>5522</B> ein gleichmässiger Druck h#errseht. Dieser wird durch die Bohrungen <B>67</B> auf das Ventil<B>61</B> übertragen.
Dass An steigen des Druckes in dem Schaltraum <B>52</B> erfolgt nur bis zu einem bestimmten Wert, da bei einem Überdruck das Ventil<B>61</B> an spricht und das Gas durch die Austrittsöff- nun- <B>62</B> in die Rohrleitun- 64 entweicht, durch welche es in den nicht dargestellten Sammelbehä,Iter gelangt.
Bei Betätigung des Schalters wird der Liehtbogen durch den beweglichen Kontakt <B>53</B> in den über dem Kolben 55 liegenden Teil des Schaltraumes<B>52</B> gezogen. Durch die Zu fuhr der in dem Lichtbogen vorhandenen Wärmemenge in den obern Teil des Schalt raumes 52 erfolgt daselbst eine grosse Druck steigerung. die einerseits das Ventil<B>61</B> an- bl ZD sprechen lässt und anderseits auf den Kolben <B>55</B> einwirkt, der in den untern Teil des Schaltraumes 52 getrieben wird.
Durch die Abwärtsbewegoung- des Kolbens<B>55</B> wird das in dem untern Teil des Schaltraumes<B>62</B> vor rätig gehaltene Gas durch die Kanäle<B>5,8</B> in den obern Teil des Schalfraumes 52 gepresst. Es wird dadurch die durch den Unterbre- chungsliehtbogen eingeleitete Gasströmung, welche über den feststehenden Kontakt 54 und nach dem Ansprechen des Ventils<B>61</B> über die Öffnungen<B>63</B> und<B>65</B> führt, wesent lich gesteigert, so dass die Löschung des Lichtbogens erheblich besehleunigt wird.
Die Leistung desSehalters kann dadurch beträchtlich gesteigert werden, dass der Kol ben<B>-55</B> in dem Schali-raum <B>52</B> so angeord net wird, dasser bei seiner"clurch die Druck steigerung im obern Teil des Schaltraumes bedingte Abwärtsbewegung erst einen be stimmten Weg zurückgelegt hat, ehe er die der Unterbrechungsstelle am nächsten liegen" den Mündungen der Kanäle<B>58</B> freigibt. Es wird dadurch herreicht, dass der Kolben<B>55</B> im untern Teil des Schaltraumes<B>52</B> eine stär kere Kompression erzeugt, der eine kräftigere Expansion folgt.
Zur Vereinfachung des Schalters kann man die Erzeugung des Kohlens5,ureschnees nur an einer Stelle des Schaltra.unies <B>52</B> vor- nehmen, da durch die Bohrungen<B>6,6</B> und<B>67</B> die Temperatur in dem obern und untern Teil des Schalfraumes ausgeglichen wird. Es kön nen an Stelle der in der Wand des Schalt raumes<B>52</B> angeordneten Kanäle<B>58</B> auch Rohrleitungen, die ausserhalb des Schalt- raum,es 512 liegen und in diesen münden, an- ,geordnet werden.
Um beim Auslöschen des Lielltbogens ein Überspringen desselben auf das Ventil<B>61</B> zu vermeideii, ist der feste Kontakt 54 mit einer trichter- oder hörnerförmigen Funken- abziehvorrichtung <B>67'</B> versehen. Zur Sicher heit kann die innere Wand<B>68</B> des Ventils <B>61</B> mit ein-er isolierenden Schicht versehen werden, so dass ein Übersclilagen des Licht bogens auf das Ventil<B>61</B> nicht möglich ist.
Der bewegliche Kontakt<B>53</B> ist so angeordnet, dass er nicht in unmittelbare Berührung mit dem Kohlensäureschnee <B>57</B> gelangt. Es wird ,da,durch ein Festfrieren desselben vermieden. Der Kolben 55 wird zweckmässig elektrisch isoliert auf dem beweglichen Kontakt<B>53</B> an gebracht.
Der in Fig. <B>6</B> dargestellte Schalter ist mit ein-er Vorrichtung zur Rückgewinnun"" des zur Lichtbogenlöseliung dienenden Mediums verbunden. Bei diesem Schalter sind in dem Schaltraum<B>69</B> die Kontakte<B>70</B> und<B>71,</B> an geordnet. Im untern Teil des Sehaltraumes <B>69</B> befindet sich eine als Düse ausgebildete Eintrittsüffnuno- <B>72.</B> Das zweistufige Ventil 84 schliesst die Gasaustrittsstellen <B>73</B> und 74 ab. Die Gasaustritts-stelle <B>73</B> ist durch eine Leitung mit dem Behälter<B>75</B> verbunden, der mit einem elektrischen Heizkörper<B>76</B> ver sehen ist.
In dem Behälter<B>75</B> befindet sich ein Mittel<B>77,</B> zum Beispiel aktivierte Kohle, welches zur Absorption des aus dem Schalt raum<B>69</B> strömenden iGases dient. An dem Behälter<B>75</B> ist ein Ventil<B>78</B> angeordnet, welches in Verbindung mit einer Kondensat- Kühlschlange <B>79</B> steht. Diese ist an die von ein-er Kohlensäureilasche <B>80</B> kommende Lei tung #81 angeschlossen. Zur Regulierung der einströmenden Kohlensäure in den Schalt raum<B>69</B> ist ein Ventil<B>82</B> vorgesehen.
An der Düse 7'-) bildet sich der Kohlensäure- sehnte <B>83.</B>
Die Wirkungsweisedes Schalters und der Vorrichtung zur Rückgewinnung des Löseh- mediums ist folgende: Durch die von -dem Behälter<B>80</B> kom mende und durch die Rohrleitung<B>81</B> -und die Düse<B>72</B> in den Schaltraum<B>69</B> eintretende flüssige Kohlensäure wird der Kohlensäure- schnee <B>88</B> -ebildet. Dieser gibt an die in dem Schaltraum<B>69</B> befindliche Luft Kälte ab und erzeugt durch seine Verdunstung einen be ständig wachsenden Druck.
Zur Löscliung des Lichtbogens ist es vorteilhaft, einen kon stanten Druck in dem Schaltraum<B>69</B> zu haben, um dann durch,die durch den Licht-- bogen erzeugte Drucksteigerung eine wirk samere Gasströmune, zur Löschung des Licht bogens zu -erhalten.
Um den Druck in dem Schaltraum #69 konstant zu halten, ist an dem Ventil 84 die Gasanstrittsstelle <B>73</B> vorge sehen, -die bei einem bestimmten Druck ge öffnet wird und das Gas in den Behälter<B>75</B> überströmen lässt. Das Ventil 84 ist so ein gestellt, dass es nur das Gas in den Behäl ter<B>75</B> einströmen lässt, welches durch die normale Verdunstung des Kohlensäure- schnees erzeugt wird.
Bei Entstehen des Lichtbogens und der damit verbundenen Drucksteigerung wird durch das Ventil 84 die Gasaustrittsstelle <B>73</B> geschlossen, so dass das Gas nicht mehr in den Behälter<B>75</B> ein strömen kann, sondern unter Bestreiehung des Kontaktes<B>71</B> durch die Austrittsöffnung 74 des Venüls 84 ins Freie gelangt.
Durch -diese Anordnung wird die zur Löschung des Lichtbogens erforderliche Gasströmung erhalten und der Eintritt von Kohlenoxyd, welches bei der Lichtbogenbildung in gerin gem Mlasse entsteht, in den Behälter<B>7-5</B> ver mieden.
In dem Behälter<B>75</B> wird das aus dem Schaltraum<B>G9</B> in den Behälter<B>75</B> übertre tende Gas mit Hilfe der aktiven Kohle<B>77</B> absorbiert. Bei einem genügenden Vorrat von Gas in -dem Behälter<B>75</B> wird derselbe be heizt. Durch diese Heizung wird das Gas auf Druck gebracht, wodurch sich das Ventil <B>78</B> öffnet. Infolgedessen gelangt das Gas aus dem Behälter<B>75</B> in die Kühlschlange, <B>79,</B> wird hier verflüssigt und gelangt wieder in die Kohlensäureilasche <B>80</B> oder in die mit ihr in Verbindung stehende Leitung gl.
An Stelle einer einzigen Druckflasche<B>80,</B> die sowohl zur Versorgung Jes Schalters mit frischem Löschmedium, als auch zur Wieder- aufnaUme des zurückgewonnenen verflüssig ten Lösehmediums dient, können zwei ge trennte Druekflaschen verwendet werden, von denen die eine den Schaltraum speist und die andere lediglich das zurückgewonnene Lösch medium aufnimmt.
Zur Reinigung des Koh- lensäuregases von Kohlensäureaxyd und der gleichen kann man geeignete Vorrichtungen tD treffen.
Heavy-duty electrical switch. The present invention relates to an electrical high-power switch in which the interrupting arc is extinguished in a known manner by an air or gas flow generated by the latter itself. The aim of the invention is to avoid the dangers and disadvantages present in the previously common such high-power switches. This is achieved in that, in order to increase the extinguishing effect, a cold source is provided in the sludge room, through which the gaseous medium is subjected to strong undercooling.
In the drawings, several exemplary embodiments of the subject matter of the invention are illustrated schematically, namely: FIG. 1 shows a switch with a main and a secondary break point, FIG. 2 a switch with a tD pressure chamber, Fi- ', which encloses the cooled interruption point. <B> 3 </B> a switch similar to that shown in <I> n </I> FIG. 2, with two interruption points, FIG. 4 a switch,
the space of which is besehiekt from the outside with which the cold source takes effect, Fig. A switch with a compression piston arranged on the movable contact, Fig. 6 a switch , which is connected to a device for the recovery of the gases used for <B> cooling </B>.
In the embodiment of the switch shown in FIG. 1, <B> 1 </B> is the switch housing into which the leads 2 leading to the interruption point of the switch through the bushing insulators 3 </B> are introduced into the control room 4. The bushing insulators <B> 3 </B> are T-shaped and are used to connect a shunt circuit <B> 5 </B>.
The interruption point for the selector in space 4 is formed by the contacts 6, which are actuated in a manner known per se by the rack and pinion drive 7 or the like.
The contacts <B> 6 </B> have spark-pulling horns <B> 8 </B> which increase the length of the arc when it rises. Bezw over the interruption. At the contacts # 6 there are extraction ducts <B> 9. </B> Above the extraction ducts <B> 9 </B> a valve <B> 10 </B> is provided, which is located when the arc is triggered evoked gas or air currents,
Associated with a corresponding increase in pressure <B> in </B> switch room 4 opens and an outflow of air or gas through channel <B> 11 </B> is made possible. The effect of the vent ducts <B> 9 </B> in connection with the valve <B> 10 </B> is that the interrupting arc is rapidly enlarged and more quickly extinguished.
In the lower parts of the switching room 4, below the interruption point <B> 6 </B> - of the switch, depressions <B> 13 </B> are seen, which are used to accommodate a cold source, for example carbon dioxide snow, evaporator of a refrigerator or the like serve. Immediately below the contacts 6 is a pressure-resistant chamber 14, which is provided with a nozzle-shaped outlet opening 12 at the top and in which the auxiliary contacts connected to the shunt circuit 5 are located 15 </B> are accommodated.
The contacts <B> 15 </B> are driven in the same way as that of the main contacts <B> 6. </B> Furthermore, there is a valve <B> 16 </B> at the bottom of the chamber 14 which when pressure occurs in the chamber 14 is closed against a spring force. Below the valve <B> 16 </B> there is a space <B> 17 </B> which, like the spaces <B> 13, </B> is used to accommodate one or more cold sources <B> 18 </ B> serves. A valve <B> 19 </B> closes this space <B> 17 </B> towards the bottom and prevents air from entering within spaces 4, 14, <B> 17 </B> during normal air flow can, <B> because </B> against the entry of period air, when the counter is in operation.
The mode of operation of the switch described above is as follows: Due to the strong temperature difference that exists between the gases collected in the housing and the gases heated by the light boa when the current is switched off, the Compensatory movement of the two gas layers and thus the effect on the arc is greater than is possible without a cold generator.
For a precise explanation of the extinguishing of the arc, the process should only be considered in the over part of the switch, i.e. at the main contacts <B> 6 </B>, whereby one looks at the switch room. 4 must be imagined as completed below.
The cold emitted by the cold source <B> 13 </B> fills switch room 4. The temperature of this room is kept as low as possible. When the switch contacts <B> 6 </B> are opened, an arc of a high temperature develops. The gas heated by the arc comes into direct contact with the cooled gas in switch room 4. Two gas layers with a large temperature difference collide and try to achieve a compensation movement corresponding to this temperature difference.
This compensation movement occurs when the switch is used by a rapid rise of the warm gas, which corresponds to a rapid flow of cooled gas to the switch contacts from below. The arrangement of the Lie, htbogenhörn # er <B> 8 </B> and the Abzuessehäehte <B> 9 </B> helps to accelerate this process. So there is a strong gas flow that causes the arc to go out.
A strengthening of this gas flow and a shorter blow-out time of the arc is achieved by the auxiliary contacts <B> 15 </B>, which are located in the chamber 14. In this, when the contacts <B> 15 </B> are opened, a very high pressure is generated by the resulting arc. When this pressure arises in space 14, valve 16 is closed so that the compressed air can only flow out through nozzle 12. The valve <B> 16 </B> is set so that when the pressure is subsequently reduced, the pre-cooled air in room <B> 17 </B> can flow in.
The compressed air exiting through the nozzle 12 at high speed passes directly between the holder contacts <B> 6 </B> and under the arc that is formed there. Since the gas reaches the arc with a relatively high social speed, it is extinguished immediately after it is created by the compressed gas, combined with the gas flow generated by the arc itself, which is caused by the equalizing movement of the gases at different temperatures. The cold sources <B> 13 </B> and <B> 18 </B> also permanently cool the contacts <B> 6 </B>, which enables the switching capacity to be increased.
The auxiliary contacts <B> 15 </B> are, as can be seen in Fig. 1 of the drawing, in the shunt to the main contacts. This arrangement has the advantage that the size of the arc that is formed when the auxiliary contacts 15 are opened can be adapted accordingly to the pressure chamber 14 within certain limits.
By interposing a resistor 20 in the shunt circuit <B> 5 </B>, it is possible to reduce the energy of the arc formed at the auxiliary contacts <B> 15 </B> and thus the strength of the air pressure in to determine the chamber 14 in advance, as well as to measure the volume of the gas chamber of the chamber 14 as required. The auxiliary contacts <B> 15 </B> can also be arranged in series with the main contacts <B> 6 </B>, whereby the energy of the arcs can be made approximately the same at the two interruption points.
With the in Fi-. 2, of the round shape of the switch, the contacts 21 and 22, which form the interruption point of the switch, are arranged in the switch room 85. The contact pin 21 is movable and is actuated by a drive to make contact with the contact 22 be. The wall <B> 23 </B> that delimits the room <B> 85 </B>. Pressure chamber consists of an insulating mass, for example porcelain.
The fixed contact 22 is designed in such a way that it facilitates the outflow of compressed gas. The actual drive opening is closed by (, in a flap-shaped shut-off device or valve 24, which closes in a force-locking manner when the pressure in space <B> 85 </B> drops. A casing <B> 85 is required to isolate space <B> 85 </B> B> 25 </B> The intermediate space <B> 26 </B> formed by this and the wall <B> 23 </B> is filled with cork or a similar thermal insulation material.
In the room <B> 85 </B> you can see the cold source <B> 29, </B> which, for example, give off the mass like carbonic acid from a cold and to the air in the room <B> 85 </B> Gives off cold and at the same time keeps contacts 21 and <B> H9 </B> cool. In the walls <B> 9.3 </B> and <B> 25 </B> there is a closure <B> 30, </B> <B> 31, </B> which supplements the existing cold mass and the Checking the switch contacts <B>: 91, 22 </B> made easier. The mode of operation of the switch is as follows: When contacts 21 and 22 are opened, an arc of light forms in space 85. This arc has a high temperature.
The cold source <B> 29 </B> keeps the temperature in the room <B> 85 </B> low. The resulting relatively high heating causes a strong pressure increase in space 85, which results in the gas flowing out through the opening of contact 22 and through valve 24 at full speed. As a result, the arc between the contacts 21 and 22 is quickly extinguished.
The space <B> 85 </B> remains after closing the shut-off member 24 with carbonic acid gas of the minimum pressure, which is dependent on the respective setting of the shut-off member 24. In the embodiment of the switch shown in Fig. 3, which is provided with two interruption points, is located in the space <B> 32 </B> with two contact pieces <B> 33 </ B> provided contact. These contact pieces <B> 33 </B> are arranged on the traverse 34, which can be actuated by the rod <B> 35 </B>.
Contacts <B> 36 </B> and <B> 37 serve as mating contacts for contacts <B> 3,3 </B>. </B> The contact <B> 3,6 </B> is designed as a socket contact and the contact <B> 37 </B> as a hollow contact. The contacts <B> 36 </B> and <B> 37 </B> are fastened in the housing <B> 38 </B>, which advantageously consists of an electrical insulating material. The cold source <B> 39 </B>, which is accessible through the closable opening 40, 41, is located in the room <B> 32 </B>. The opening formed by the contact 37 is held closed by the valve 42 by force fit. The switch room <B> 32 </B> is surrounded by a cladding 43 which enables thermal insulation for the switch room <B> 32 </B>.
In the case of the switch described above, the valve 42 is set in such a way that the gas in the space 32 does not flow out until a certain minimum pressure has been reached.
Instead of maintaining a supply of carbonic acid linings in room <B> 32 </B>, which must be replenished from time to time, liquid carbonic acid can also be placed in room <B> 32 </B> in this way initiate that it is transformed into carbon dioxide snow upon entry into the space 32. In the embodiment of the switch shown in FIG. 4, the switch room 44 is filled with liquid carbon dioxide Pressure vessel <B> 50 </B> so connected,
that the liquid carbonic acid emerging from it through line 49 respectively. whose nozzle-like opening 47 'enters the viewing space 44, the liquid carbonic acid solidifying into solid carbonic acid <B> 100 </B>. The nozzle 47 'is expediently designed to be adjustable in order to adjust the amount. to be able to regulate the forming snow. The above-described version of the switch offers the advantage that there is a constant supply of cold-releasing compound in the selial space 44.
The operation of this switch is the same as that of the switch according to Fio-. 2 resp. Filg. <B> 3. </B> In the embodiment of the switch shown in FIG. 5 </B>, the movable contact <B> 53 is in the switching space <B> 52 </B> </B> and the fixed contact 54 arranged. A shell-like piston <B> 55 </B> is seated on the movable contact <B> 53 </B> as a receiving chamber <B> 66 </B> for a cold source, for example carbon dioxide snow <B> 57 , </B> serves.
In the wall of the switching room <B> 592 </B> there are channels <B> 58 </B> which taper towards their exit end and open at an angle into the room 52. Furthermore, two pipes <B> 59, 59 ', </B> which are connected with a pipe <B> 60, </B> to a carbonic acid container (not shown) open into the space <B> 52 </B>, keep in touch. When the switch is closed, the pipeline <B> 59 '</B> passes through a slot in the side wall of the piston <B> 56 </B> into its interior. A valve <B> 61 </B> which opens against spring pressure is arranged above the fixed contact 54, which <B> each </B> has two outlet openings <B> 62 </B> and <B> 63 </ B> owns.
The opening <B> 69- </B> causes the gas to exit into the pipeline 64, which leads into a collecting container (not shown), while the opening <B> 63 </B> allows the gas through the openings <B> 65 </B> lets step outside.
The piston <B> 56 </B> and the fixed contact 54 have bores <B> 66 </B> respectively. <B> 67 </B> which, when the switch is in the resting state, enable gradual pressure equalization in the upper and lower part of the switch room <B> 52 </B> and in the valve <B> 61 </B>.
The switch works as follows- Through the Leituno # <B> 60 </B>, liquid carbonic acid enters at the entry points of the pipes <B> 59 </B> and <B> 59 ', which are provided with nozzles, which turns into carbon dioxide snow <B> 57 </B> as it flows out and is deposited on the floor of the switching room 52 and in the receiving room <B> 56 </B> of the piston <B> 55 </B>.
This carbonic acid snow <B> 57 </B> evaporates through the heat acting from the outside and causes a strong cooling and pressure increase in the upper and lower part of the Selialtra.umes <B> 52. </B> This pressure increase and cooling above and Beneath the piston <B> 55 </B> the holes <B> 66 </B> smooth out so that even pressure can be seen in the switching space <B> 5522 </B>. This is transferred to the valve <B> 61 </B> through the bores <B> 67 </B>.
The increase in the pressure in the control room <B> 52 </B> only takes place up to a certain value, since when there is an excess pressure, the valve <B> 61 </B> responds and the gas through the outlet opening now < B> 62 </B> escapes into the pipeline 64 through which it reaches the collecting container, not shown, iter.
When the switch is actuated, the movable contact <B> 53 </B> pulls the sheet into the part of the switching space <B> 52 </B> above the piston 55. As a result of the amount of heat present in the arc being fed into the upper part of the switching room 52, there is a great increase in pressure there. which on the one hand allows the valve 61 to speak and on the other hand acts on the piston 55, which is driven into the lower part of the switching room 52.
The downward movement of the piston <B> 55 </B> causes the gas held in the lower part of the control room <B> 62 </B> to be released through the channels <B> 5, 8 </B> into the upper one Part of the sleeping area 52 is pressed. As a result, the gas flow introduced through the interruption arc, which via the fixed contact 54 and, after the valve <B> 61 </B> has responded, via the openings <B> 63 </B> and <B> 65 </ B> leads, significantly increased, so that the extinguishing of the arc is considerably accelerated.
The performance of the holder can be increased considerably by arranging the piston <B> -55 </B> in the shell <B> 52 </B> in such a way that the pressure increase in the upper part of the piston Part of the switching room-related downward movement has only traveled a certain distance before it releases the openings of the channels 58 that are closest to the interruption point. It is sufficient that the piston <B> 55 </B> produces a stronger compression in the lower part of the switching space <B> 52 </B>, which is followed by a stronger expansion.
To simplify the switch, the coal5 can only be generated at one point on the switchgear <B> 52 </B>, as the holes <B> 6,6 </B> and <B> 67 </B> the temperature in the upper and lower part of the sleeping area is equalized. Instead of the ducts <B> 58 </B> arranged in the wall of the switch room <B> 52 </B>, pipelines can also be connected that are outside the switch room, es 512, and open into it. , be sorted.
In order to avoid jumping onto the valve 61 when the arc is extinguished, the fixed contact 54 is provided with a funnel-shaped or horn-shaped spark extraction device 67 '. To be on the safe side, the inner wall <B> 68 </B> of the valve <B> 61 </B> can be provided with an insulating layer so that the arc can be overlaid onto the valve <B> 61 </ B> is not possible.
The movable contact <B> 53 </B> is arranged in such a way that it does not come into direct contact with the carbon dioxide snow <B> 57 </B>. It is avoided by freezing it solid. The piston 55 is expediently placed on the movable contact <B> 53 </B> in an electrically insulated manner.
The switch shown in FIG. 6 is connected to a device for recovering the medium used to release the arc. In the case of this switch, the contacts <B> 70 </B> and <B> 71 </B> are arranged in the switch room <B> 69 </B>. In the lower part of the maintenance space <B> 69 </B> there is an inlet inlet <B> 72 designed as a nozzle. The two-stage valve 84 closes the gas outlet points <B> 73 </B> and 74. The gas outlet point <B> 73 </B> is connected by a line to the container <B> 75 </B>, which is provided with an electrical heating element <B> 76 </B>.
In the container <B> 75 </B> there is a means <B> 77 </B>, for example activated carbon, which is used to absorb the iGas flowing out of the switching room <B> 69 </B>. A valve <B> 78 </B> is arranged on the container <B> 75 </B>, which valve is in connection with a condensate cooling coil <B> 79 </B>. This is connected to the line # 81 coming from a carbon dioxide bottle <B> 80 </B>. A valve <B> 82 </B> is provided to regulate the carbon dioxide flowing into the switching room <B> 69 </B>.
The carbonic acid tendon <B> 83. </B> forms at the nozzle 7'-)
The mode of operation of the switch and the device for recovering the dissolving medium is as follows: Through the one coming from the container <B> 80 </B> and through the pipe <B> 81 </B> - and the nozzle <B> 72 </B> Liquid carbonic acid entering the control room <B> 69 </B> is formed into the carbonic acid snow <B> 88 </B>. This releases cold to the air in the switch room <B> 69 </B> and, through its evaporation, creates a constantly increasing pressure.
To release the arc, it is advantageous to have a constant pressure in the switch room 69, so that the pressure increase generated by the arc causes a more effective gas flow to extinguish the arc -receive.
In order to keep the pressure in the control room # 69 constant, the gas inlet point 73 is provided on the valve 84, which opens at a certain pressure and the gas enters the container 75 / B> overflow. The valve 84 is set in such a way that it only allows the gas to flow into the container <B> 75 </B> which is generated by the normal evaporation of the carbonic acid snow.
When the arc arises and the associated increase in pressure, the gas outlet point 73 is closed by the valve 84 so that the gas can no longer flow into the container 75, but instead under stress of the contact 71 enters the open air through the outlet opening 74 of the valve 84.
This arrangement maintains the gas flow required to extinguish the arc and avoids the entry of carbon oxide, which occurs to a small extent during the formation of the arc, into the container 7-5.
In the container <B> 75 </B>, the gas passing from the control room <B> G9 </B> into the container <B> 75 </B> is transferred with the aid of the active carbon <B> 77 </ B > absorbed. If there is a sufficient supply of gas in the container <B> 75 </B>, the same is heated. This heating pressurizes the gas, which opens the valve <B> 78 </B>. As a result, the gas from the container <B> 75 </B> enters the cooling coil, <B> 79 </B> is liquefied here and returns to the carbonic acid bottle <B> 80 </B> or into the one with it related line gl.
Instead of a single pressure bottle <B> 80 </B>, which is used both to supply the switch with fresh extinguishing medium and to take up the recovered liquefied dissolving medium, two separate pressure bottles can be used, Control room and the other only takes in the recovered extinguishing medium.
Suitable devices tD can be used to clean the carbonic acid gas from carbonic acid and the like.