Druckgasschalter. Das Hauptpatent bezieht sich auf einen Druckgassehalter mit Löschung des Ab schaltlichtbogens durch strömendes Druckgas, bei welchem die Schaltgase von der Lei- stungsunterbrechungsstelle während des Ab schaltvorganges in einen Stauraum geblasen werden.
Im Strömungsweg des Druckgases ist hierbei zwischen dem Druckgassteuerven- til und dem Stauraum ein Ejektor ange bracht, dessen Saugrichtung zum Stauraum hinweist und dessen Anordnung ferner der art getroffen ist, dass sich der betreffende Stauraum nach erfolgtem Schliessen des Druckgassteuerventils wenigstens teilweise über die Saugöffnung des Ejektors entgegen seiner Saugrichtung entleert.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich nun auf eine Weiterentwicklung dieses Druck gassehalters und besteht darin, dass im Stau raum zusätzliche Mittel vorgesehen sind, welche eine rasche Entionisierung und Küh lung der einströmenden Schaltgase herbei führen, so dass die aus ihm wieder austre tenden Gase, die durch die Saugöffnung des Ejektors ins Freie strömen, ihre dielektrische Festigkeit wieder erlangt haben. Ein Aus führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.
Das aus dem Druckgasbehälter 1 ent nommene Gas strömt durch das Steuerventil 3 in. die Strahldüse 5 des Ejektors 6, dessen Fangdüse 15 sich entgegen der Saugrichtung in das Saugrohr 7 erweitert. Von der Fang düse 15 gelangt das Druckgas in der Rich tung der ausgezogenen Pfeile durch das Iso- lierrohr 4 in den hohlen Schalterpol 11, in dem der bewegliche Kontakt 10 geführt ist.
Der Schalterpol 11 bildet den einen Abschluss der Schaltkammer 2, deren anderer Ab schluss durch den festen Düsenkontakt 12 gebildet wird. Die beiden Schalterpole wer den durch den Isolierzylinder 13 distanziert, der gleichzeitig die Schaltkammer 2 begrenzt. Durch die Öffnung 14 des Düsenkontaktes strömen die Schaltgast, während des Lösch vorganges des zwischen den Kontakten 10, 12 gezogenen Abschaltlichtbogens in den Stau raum 9.
Bei der bisher üblichen Ausführung eines Druckgasschalters, bei welcher der Ejektor 6 nicht vorhanden ist, @vürde man nun in der der Eintrittsöffnung 14 des Stauraumes gegenüberliegenden Wand 18 des Stauraumes 9 Austrittsöffnungen vorsehen und die _ ent weichenden Schaltgase über einen Gaskühler in die freie Atmosphäre ableiten. Der Gas kühler verfolgt hierbei lediglich den Zweck, die Gase so weit zu kühlen, dass in der freien Atmosphäre keinerlei Flammenerscheinungen während des Abschaltvorganges auftreten.
In der nach der vorliegenden Erfindung bevorzugten Ausführungsform eines Druck gasschaIters wird jedoch der Stauraum 9 ge schlossen, so dass er ausser der Eintrittsöff nung 14 keinerlei Austrittsöffnungen besitzt. Die Schaltgase strömen dabei nach erfolgtem Schliessen des Druckgassteuerventils 3 in der Richtung der gestrichelten Pfeile aus dem Stauraum 9 in umgekehrter Richtung durch die Eintrittsöffnung 14 wieder in die Schalt kammer 2 und von dort durch das Isolierrohr 4 und durch das Saugrohr 7 des Ejektors 6 entgegen seiner Saugrichtung in die freie Atmosphäre.
Dadurch wird auch nach dem Schliessen des Steuerventils 3 im Schaltraum 2 während eines gewissen Zeitabschnittes ein Überdruck aufrechterhalten, der so lange an halten muss, bis der bewegliche Kontakt 10 die gestrichelte Ausschaltstellung eingenom men hat. Der Überdruck im Schaltraum 2 bezweckt hierbei die .Überschlagsspannung zwischen dem Düsenkontakt 12 und dem noch in Be wegung befindlichen Kontakt 10 so stark heraufzusetzen, dass kurz nach erfolgter Lö schung des Abschaltlichtbogens infolge der wiederkehrenden Spannung zwischen den Elektroden eine Rückzündung im Schalter vermieden wird.
Die stillschweigende Voraus- setzung ist hierbei natürlich, dass die den Überdruck erzeugenden Gase eine genügende dielektrische Festigkeit besitzen. Bei den üblichen Druckgasschaltern ohne Ejektor 6 und mit zusätzlichen Austrittsöffnungen im Stauraum 9 ist dies ohne weiteres der Fall, da die Strömungsrichtung des Druckgases im Schaltraum 2 auch nach erfolgtem Schliessen des Druckgasventils 3 dieselbe bleibt,
weil sich die gesamte Druckleitung durch die Schaltkammer 2 und den Düsenkontakt 14 in den Stauraum entleert und die Schaltgase von diesem ohne Richtungsumkehr in die Atmosphäre abströmen.
Bei der beschriebenen Anwendung eines Ejektors und eines geschlossenen Stauraumes strömen hingegen die Schaltgase aus dem Stauraum 9 in die Schaltkammer 2 zurück, so dass die den Überdruck erzeugenden Gase in der Schaltkammer noch teilweise ionisiert. und dadurch die Ursache einer Rückzündung im Schalter sein können. Ionisierte Gase be günstigen ferner Gleitüberschläge an den Iso lierteilen 13 und 14 des Schalters und sind daher auch aus diesem Grunde als schädlich zu betrachten. Zur Behebung dieser Mängel scheint es zunächst naheliegend, zwischen der Schaltkammer 2 und dem Stauraum 9, d. h.
zwischen der Düsenöffnung 14 und der eigentlichen Eintrittsöffnung des Staurau mes, einen Gaskühler an sich bekannter Bau art einzufügen. Ein solcher Gaskühler hätte eine doppelte Wirksamkeit, da er die von der Schaltkammer 2 in den Stauraum 9 ein geblasenen Schaltgase schon weitgehend ent- ionisiert und ausserdem eine nachmalige Ent- ionisierung derselben Gase herbeiführen würde, wenn sie nach dem Schliessen des Steuerventils 3 aus dem Stauraum 9 wieder in die Schaltkammer 2 zurückfliessen. Die bis her bekannten Gaskühler sind jedoch nur wirksam, wenn an ihnen ein Druckabfall auf tritt.
Im Strömungsweg des Druckgases sind im Kühler Hindernisse eingefügt, welche eine beträchtliche Verlangsamung der Strömungs geschwindigkeit verursachen. Ein zwischen der Schaltkammer und dem Stauraum ein gefügter Gaskühler der üblichen Bauart würde zwar eine durchaus genügende Entioni- sation der Schaltgase herbeiführen und damit den angestrebten Zweck erfüllen, aber gleich zeitig die Abschaltleistung des Schalters ver mindern, da die Strömungsgeschwindigkeit im Düsenkontakt durch den vom Gaskühler erzeugten Gegendruck herabgesetzt wird.
Anderseits stösst die Konstruktion eines Gas kühlers, der keinen Geschwindigkeitsverlust verursacht, auf beträchtliche Schwierigkei ten, so dass die Einfügung eines Gaskühlers zwischen die Schaltkammer und den Stau raum nicht als geeignete Lösung der oben gestellten Aufgabe zu werten ist.
Die vorliegende Erfindung geht nun da von aus, dass diese zum Teil sich widerspre chenden Anforderungen jedoch dadurch er füllt werden können, wenn im Stauraum selbst zusätzliche Mittel vorgesehen werden, die eine rasche Entionisierung und Kühlung der einströmenden Schaltgase herbeiführen. Diese Mittel bestehen zweckmässig aus Ein bauten im Stauraum, die als Prallwände gro sser Oberfläche ausgebildet sind. Beispiels weise können Wände 16, 17 vorgesehen sein, die den Stauraum in mehrere Teilräume unterteilen und aus einem Material hoher Wärmekapazität ausgeführt sind.
Die grossen Oberflächen solcher Wände führen eine rasche Entionisierung und Kühlung der Schaltgase herbei, wodurch die aus dem Stau raum 9 in die Schaltkammer 2 zurückströ menden Gase ihre dielektrische Festigkeit wieder erlangt haben. Wie dies in der Zeich nung angedeutet ist, erstrecken sich die Wände 16, 17 mit Vorteil wenigstens nähe rungsweise in der- Strömungsrichtung der Schaltgase, um eine rasche Füllung und Ent leerung des Stauraumes sicherzustellen. Gleichzeitig wird hierdurch ein schädlicher Druckabfall im Stauraum und ein Geschwin digkeitsverlust an der Öffnung 14 des Düsen kontaktes 12 vermieden. Geeignet ist eine fächerförmige, zur Eintrittsöffnung 14 hin gerichtete Anordnung der Wände 16.
Die in der unmittelbaren Umgebung der Eintritts öffnung 14 befindlichen Wände 16 werden am besten aus Isoliermaterial ausgeführt, um den bei hohen Abschaltstromstärken in den Stauraum eingeblasenen Lichtbogen nicht kurzzuschliessen. Geeignet sind hierfür Wände aus keramischem Material, die an sieh schon eine grosse Wärmekapazität be sitzen. Auf der der Eintrittsseite gegenüber- liegenden Seite des Stauraumes 9 werden vor zugsweise Metallwände 17 angebracht, die an der innern Oberfläche des haubenförmi gen, den Stauraum begrenzenden Metallzylin ders 18 angeschweisst sind.
Gegebenenfalls kann der Behälter 18 aussen reit Kühlrippen 19 versehen sein, um eine gute Wärme ableitung zu sichern. Der Metallzylinder 18 ist von den beiden Schalterpolen 11, 12 iso liert und wird durch den konischen Isolierteil 20 auf dem obern Schalterpol 12 abgestützt. Die Wände 16, 17 können als ebene Fläche ausgebildet sein, die den Stauraum in einer Richtung durchstossen. Es ist jedoch auch möglich, den Stauraum durch kegelförmige Wände zu unterteilen oder radial nach innen vorstossende Wände vorzusehen.
Die beschriebene Anwendung eines mit dem Stauraum kombinierten Gaskühlers und Entionisators garantiert demnach die volle Ausnützung der mit dem Gegenstand des Hauptpatentes erzielbaren technischen Vor teile.