CH282201A - Verfahren zur Löschung von Lichtbogenstrecken mit Hilfe von strömenden Löschmitteln in Schaltern und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens. - Google Patents

Verfahren zur Löschung von Lichtbogenstrecken mit Hilfe von strömenden Löschmitteln in Schaltern und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.

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CH282201A
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Description


  Verfahren zur Löschung von     Lichtbogenstrecken    mit Hilfe von strömenden Löschmitteln  in Schaltern und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.    Bei der Löschung von     Lichtbogenstrecken     mit Hilfe von strömenden Löschmitteln in       Schaltern    ist es von besonderer Wichtigkeit,  eine zuverlässige Löschung der Lichtbögen zu  erzielen, die Verluste im Lichtbogen klein zu  halten und den     Elektrodenabbrand        zit    ver  ringern und unschädlich zu machen. Diese  Forderungen müssen ausserdem mit einem       geringen    Aufwand erfüllt werden, um     wirt-          sehaftlich    arbeitende Geräte zu erhalten.

   Die  bisher bekannten     Lichtbogenstrecken    erfüllen  diese Forderungen nicht in befriedigender  Weise.  



       Erfindungsgemäss    werden die gestellten  Ziele dadurch erreicht, dass zur Löschung un  abhängig vom     Lichtbogenstrom    eine     Löseh-          iuittelströmung    erzeugt wird, die während der  eigentlichen     Lichtbogendauer    schwach, da  gegen in der Nähe des     Stromnulldurchganges     stark wirksam gemacht wird, und dass In  gangsetzung,

   Betrieb der     Löchmittel-    und  Kühlströmungen sowie     Elektrodenbewegun-          gen        unter    gleichmässiger Verteilung der  Lichtbögen auf entsprechend gross bemessene       Elektrodenflächen    unter im wesentlichen un  veränderter Aufrechterhaltung der     Betriebs-          bedingungen.    bei üblicher Betriebsdauer be  wirkt werden.  



  Die Durchführung dieses Verfahrens wird  mittels einer Anordnung bewerkstelligt, bei  der für den zwischen Schaltstiften gezogenen  Lichtbogen ein enger Kanal vorgesehen ist,  durch den er während der Löschung brennt         und    durch den das ihn einhüllende, während  der eigentlichen     Lichtbogendauer    schwach, in  der Nähe des     Stromnulldurchganges    stark  wirksame Löschmittel geführt ist, dass Elek  troden und Führungskörper für die     Lösch-          mittelströmung    mit einer Formgebung, mit  einem Mass an Abrundungen und mit einer  Grösse der wirksamen Flächen ausgebildet  sind, bei denen Wirbelbildungen mindestens im       Sperrgebiet    unterdrückt.

   und an den Licht  bogenfusspunkten entstehender     Abbrand    und  Verdampfung von Isolierstoffen unter Auf  rechterhaltung gleichmässiger     Löschbedingun-          gen    für die Lichtbögen während üblicher Be  triebsdauer ausgeglichen sind, wobei ausser  den. Löschelektroden besondere     Überbrük-          kungselektroden    vorgesehen sind, die eine an  nähernd gleichmässige     Verteilung    der Licht  bögen auf dem Umfang der Löschelektroden  gewährleisten.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren soll im  folgenden an Hand. von Beispielen näher er  läutert werden.  



  Die Zeichnung stellt verschiedene Schalter  dar, bei denen das erfindungsgemässe Ver  fahren zur     Durehführung    gelangt.  



  Die     Fig.    1 bis 3 stellen schematisch ein  erstes Beispiel eines solchen Schalters dar.  Mit     E1    und B sind zwei Schaltstifte be  zeichnet. Der Schaltstift A ist in der metal  lischen Hülse C befestigt.     Fig.    1     stellt    die  Einschaltstellung dar. Der Strom fliesst hier  bei über die     Anschlussstelle    D, über den Zy-      linder E, die flexible Leitung     h',    die Hülse C,  die federnden Kontakte G und die     Anschluss-          leitung    H.

   Der Antrieb der Hülse     C    mit dem  Schaltstift A zum Aus- und Einschalten er  folgt über ein isoliertes Gestänge, das um die  Schaltwelle J drehbar ist     und    das in der       Fig.    1 durch die beiden strichpunktierten  Linien K     und    L angedeutet ist. Zum Aus  schalten wird dieses Gestänge in der Richtung  des Pfeils     DZ    bewegt.  



       Fig.    2 zeigt die eigentlichen Schaltelek  troden in vergrössertem     Massstabe    während  der Ausschaltbewegung. Der Schaltstift B  wird beim Ausschalten durch die Feder N  vorgeschoben, so dass er bis zu der in     Fig.     gezeichneten Lage in Berührung mit dem  Schaltstift     A.    bleibt. Es bildet sich deshalb  bei der Trennung der Hülse C von den Kon  takten G kein Unterbrechungsfunke. Bei der  weiteren Bewegung des Schaltstiftes A ent  steht zwischen A und B der Schaltlichtbogen.  Dieser Lichtbogen wird durch den von der  Isolierhülse 0 gebildeten Kanal gezogen.  Solange der Stift B die Hülse 0 verschliesst  und solange ein stromstarker Lichtbogen im  Isolierkanal auftritt, kann nur eine schwache  Luftströmung durch die Hülse 0 fliessen.

   In  der Nähe des     Strom-Nullwerdens    wird jedoch  diese Verstopfung des Isolierkanals 0 been  det, so dass dann die inzwischen durch den  Kolben P (Fug. 1) in dem Zylinder E er  zeugte Druckluft frei nachströmen kann. Der  Lichtbogen wird dadurch gelöscht. Wenn  man die Isolierhülse 0 oder wenigstens deren  innere Wandung aus einem Isolierstoff her  stellt, der unter dem Einfluss der.     Lichtbogen-          wärme    Gas abgibt, dann wird der von der       Hülse    0 gebildete     Löschkanal    während der  eigentlichen Dauer des Lichtbogens praktisch  abgeschlossen.

   Es wird nämlich durch die       Gaserzeugung    ein hoher Druck im Innern der  Isolierhülse erzeugt, so dass der im Zylinder  E erzeugte Druck keine :Strömung durch 0  hindurch hervorrufen kann. Erst wenn die  Augenblickswerte des     Lichtbogenstromes    klei  ner werden und die     Gasentwicklung    nachlässt,  wird Frischluft nachgeschoben und der Licht  bogen gelöscht. Durch diese     Verwendung    von    Gase abgebendem Isolierstoff wird somit die  Wirksamkeit des Schalters verbessert.  



       Fig.    3 stellt die Elektroden und die     Isolier-          hülse    in einer günstigen Löschstellung dar.  Die     Frischluftströmung    ist. durch gestrichelte  Linienzüge und Pfeile angedeutet. Man sieht,  dass diese Frischluftströmung fast auf dem  gesamten     \lieg    zwischen den beiden Schalt  elektroden vorliegt. Der     Lichtbogenfusspunkt     auf der Elektrode  < 1 wird dabei durch den  über ihn     hinwegragenden    Teil der metalli  schen Düse C elektrisch abgeschirmt, so     dass,     eine Rückzündung zwischen den beiden  Schaltstiften besonders erschwert wird.  



  Um eine besonders starke     Abdrosselung     der Frischluftströmung während der eigent  lichen     Lichtbogendauer    zu erzielen, kann die  Hülse 0 wesentlich länger gemacht werden,  als es in den     Fig.    1 bis 3 dargestellt ist. Es  können ferner nach     Fig.    4 die Schaltstifte A  und B rohrförmig ausgeführt, werden, so     da.ss     ein     Isolierstift    Q im Innern der Elektroden  angebracht werden kann. Auch dieser     Isolier-          stift    Q kann aus Gas abgebendem Stoff herge  stellt werden. Der Kanal, in dem der Licht  bogen gezogen wird, wird auf diesem Wege  noch enger gestaltet.

   Es wird eine intensivere  Gasentwicklung auch dann gewährleistet,  wenn bei hohen Nennstromstärken grosse       Querschnitte    der Schaltstifte nötig sind. Da  die Schaltstifte selbst nur sehr kurze Zeit  Strom führen, kann im übrigen ihr Quer  schnitt wesentlich kleiner gehalten werden,  als dies bei andern     .Schalterkonstruktionen     der Fall ist, bei denen die 'Schaltstifte auch  im Einschaltzustand dauernd Strom führen.  Man kann auch den Schaltstift     t1    dicker  machen als den Schaltstift. B,     um    einer zu  starken Abnutzung der Schaltelektroden  unter dem Einfluss des Lichtbogens vorzu  beugen.  



  Die hier beschriebene Anordnung eines       Drucldholbens    koaxial mit den Schaltstiften  ist, deshalb besonders zweckmässig, weil da  durch mit einer kurzen Rohrleitung zwischen  Druckzylinder und Schaltstelle gearbeitet.  werden kann. Man wird diese Verbindungs  leitung vom Zylinder zur Schaltstelle mit      nicht     ztt    grossem Querschnitt ausführen, um  den  toten Raum  zu verkleinern.  



  Bei Ausführung und Anordnung der  Elektroden, also der Schalt- und     L'berbrük-          kungselektroden    A, B, C und G sowie der  als Führungskörper für die     Löschmittelströ-          mungen    dienenden Teile A, B, C und 0 ist  darauf zu achten, dass Wirbelbildungen min  destens im Sperrgebiet weitestgehend unter  drückt werden, da andernfalls eine     uner-          w        ünschte    Herabsetzung der elektrischen  Festigkeit des Schaltgerätes eintreten würde.  Die     Abrundungen    der genannten Teile sind.

    vorzugsweise nach diesem Gesichtspunkt strö  mungstechnisch richtig zu bemessen, während  die Grösse ihrer wirksamen Flächen so dimen  sioniert ist, dass auch während der üblichen  Betriebsdauer derartiger Schalter die     Lösch-          bedingungen    gleichmässig aufrecht erhalten  bleiben.  



  Bei der gemäss     Fig.    1 beschriebenen An  ordnung unterliegen die kontaktgebenden  Teile     C    und G auch keiner nennenswerten  Abnutzung, da zwischen ihnen weder beim  Ein- noch beim Ausschalten schädliche Licht  bögen auftreten.  



  Die Teile C und     G    sind daher nach be  kannten Regeln so auszubilden, dass sie die  für den Schalter vorgesehenen Ströme zuver  lässig führen können.  



  Demgegenüber sind die Schaltelektroden       .4    und B vorwiegend im Hinblick auf die  sich beim Ein- und Ausschalten zwischen  ihnen bildenden Lichtbögen bemessen. Beim  Einschaltvorgang haben die -Schaltelektroden  A und B die Wirkung von Zündelektroden,  weil zwischen ihnen der Einschaltlichtbogen  bei genügender Annäherung gezündet wird.  Da der     Einsehaltliehtbogen    wesentlich kürzer  brennt als der Ausschaltlichtbogen, ist die  thermische     Beanspruchung    der Schaltelektro  den A und B durch den Ausschaltlichtbogen  für ihre Bemessung von wesentlichem Ein  fluss; es sind daher ihre wirksamen Flächen,  also z. B.

   Ober- und     Querschnittsfläche,    so  gross, dass der durch den Lichtbogen entste  hende     Abbrand    unter Aufrechterhaltung im  wesentlichen gleichbleibender Löschbedingun-    gen während der üblichen Schalterbetriebs  dauer ausgeglichen ist. Dies wird ausser  durch entsprechende Flächenbemessung auch  durch die federnde Anordnung der Schalt  elektrode B erreicht, welche unter Wirkung  der Feder N auch dann mit der Schaltelek  trode A Kontakt gibt, wenn ein Teil der  Schaltelektroden A und B infolge der auf  tretenden Lichtbögen abgebrannt ist. Für die  Bemessung der im     Lichtbogengebiet    angeord  neten, gasabgebenden Isolierstoffe - z.

   B. des  Teils 0 in     Fig.    2 - gelten gleichartige Ge  sichtspunkte; auch diese Teile sind den bean  spruchten Flächen nach so gross auszuführen,  dass die Löschbedingungen auch während der  üblichen Betriebsdauer in weitestgehend un  veränderter Güte aufrechterhalten bleiben.  



  Die Anordnung der     L        berbrückungselek-          troden    G bietet den weiteren Vorteil, dass  eine annähernd gleichmässige Verteilung der  Lichtbögen auf dem Umfang der Schaltelek  troden A und B erzielt wird. Es wurde be  reits ausgeführt, dass diese Elektroden A und  B beim Einschalten die Wirkung von     Zünd-          elektroden,    beim Ausschalten die Wirkung  von Löschelektroden haben.  



  Ein teilweiser     Abbrand    dieser Elektroden  A und B wird zur Folge haben, dass die am  wenigsten abgebrannten Teile bevorzugte  Träger von     Lichtbogenfusspunkten    sind,  womit die angestrebte Vergleichsmässigung  des     Abbrandes    auf dem Umfang dieser Elek  troden erreicht ist.  



       Fig.    5 stellt ein weiteres Ausführungsbei  spiel der Erfindung dar. Die Figur zeigt  einen Öl- oder Wasserschalter mit     Isolier-          kanal    und mit einem Kolben C zur Erzeu  gung einer vom     Liehtbogenstrom    unabhän  gigen Flüssigkeitsströmung. Mit A und B  sind wiederum die Schaltstifte bezeichnet, die  hier in der Ausschaltstellung aufgezeichnet  sind. Zum Einschalten wird der Schaltstift A  nach unten bewegt. Auf dem letzten Teil des  Weges wird B bis in die gestrichelt darge  stellte     Lage    D zurückgeführt. Der Ring L',  der auf dem     Schaltstift.    B befestigt. ist, nimmt  hierbei über den beweglichen Ring F und die  Speichen G den Kolben C mit nach unten.

        Über das Ventil H wird hierbei Flüssigkeit  in das Innere der Isolierhaube J gesaugt. Im  Einschaltzustand liegen die Kontakte     K    auf  dein Schaltstift     -I    auf, so dass ein einwand  freier Stromübergang gewährleistet ist. Bei  sehr grossen Stromstärken wird der     Anpres-          sungsdruck    der Kontakte     K    infolge der  Stromkräfte zu hoch, so dass dann eine Strom  zuführung über Rollen zweckmässiger wird.    Beim Ausschalten wird der Schaltstift      < l.     schnell nach oben bewegt. Es folgt ihm hier  bei B bis in die gezeichnete Lage. Der Kolben  C folgt nicht sofort nach, weil der Raum  unter der Haube J zunächst verschlossen ist.

    Wenn beim Ausschalten ein starker Licht  bogenstrom auftritt, dann wird eine erheb  liche Dampfentwicklung eintreten. In dem  Raum unter der Haube J kann dadurch ein  hoher Überdruck entstehen, der den Kolben  entgegen der Kraft der Feder L weiter nach       unten    drückt, so dass unter Umständen die  Öffnungen     117    Flüssigkeit oder Dampf austre  ten lassen. Nenn 2 den Isolierkanal freigibt,  strömt infolge der Kraft der Feder L Dampf  und Flüssigkeit durch den Isolierkanal in der  Haube J nach oben. Der Lichtbogen wird  dadurch zuverlässig gelöscht, weil frische  Flüssigkeit, die einen starken Wärmeentzug       zur    Folge hat, mit dem Lichtbogen in Be  rührung kommt.

   Auch hier liegt das oben  eingehend geschilderte Verfahren vor, dass  der Löschkanal während hoher Augenblicks  werte des     Lichtbogenstromes    verstopft und  erst dann für eine Strömung freigegeben  wird, wenn das     I\Tullwerden    des Lichtbogen  stromes nahe . bevorsteht. Messungen haben  ergeben, dass auch bei Flüssigkeitsschaltern  der Druck in der Dampfblase sehr     sehnell     veränderlich ist und dass dieser Druck in der  Nähe des     Strom-Nulldurchganges    sehr kleine  Werte, die unter Umständen sogar unter dem  Atmosphärendruck liegen, annehmen kann.  Dadurch     wird    die Flüssigkeitsströmung im  Isolierkanal ermöglicht.

      Bei Verwendung von Öl als     Löscliflüssi,-          keit    wird man den Ölspiegel etwa in die Lage       :1l    bringen, so dass der Schaltstift     r1    sich in    dem     Abschaltzustand    noch unter Öl befindet..  Bei Wasserschaltern wird der Wasserspiegel  nur etwa. in die Höhe 0 gebracht, damit der  obere Schaltstift     l1    weit über den Wasser  spiegel hinausbewegt wird. Der 'Schaltstift<B>A</B>  wird beim     Wassersehalter    in der Ausschalt  stellung aus dem die Flüssigkeit enthaltenden  Gefäss oben herausgezogen.  



  Bei sehr grossen Stromstärken ist es zweck  mässig, die     Flüssigkeitsverdampfung    mög  lichst     abzusehwächen,        iuri    ein schnelles Nach  folgen von     unverdampfter    Flüssigkeit nach  Öffnung des Isolierkanals durch den obern  Schaltstift und in der Nähe des     Strom-Null-          werdens    zu ermöglichen. Man kann hierzu  den Raum unter der Haube J möglichst weit  gehend mit Isolierstoff ausfüllen und dabei  der innern Wandung der     Isolierhaube    J die  mit gestrichelten Linien P angedeutete Form  geben.

   Der Schalter nach     Fig.    5 kann in glei  cher Weise, gegebenenfalls mit. verlängerter  Isolierdüse, auch als Luftschalter gebaut.  werden.  



  Der in     Fig.    6 als weiteres Beispiel aufge  zeichnete Schalter wirkt in ganz ähnlicher  Weise wie der Schalter nach     Fig.    5. In     Fig.    6  ist die Isolierhaube J, die hier über dein obern  Schaltstift A angebracht ist,     senkreeht    ver  schiebbar, während der scheibenförmige Kör  per C, der als Kolben wirkt, über die Trag  konstruktion R fest, mit dem Behälterdeckel  Q verbunden. ist. Im letzten Teile der Ein  schaltbewegung drückt der fest mit dem  Schaltstift A verbundene Ring     E    den beweg  lichen Ring F nach unten und schiebt da  durch über die Speichen G die Isolierhaube  J nach unten.

   Beim Ausschalten wird, nach  dem der Isolierkanal in der Haube J vom  Schaltstift A freigegeben ist, infolge der  Druckkraft der Feder L die Isolierhaube J  angehoben, und es strömt dadurch Flüssigkeit  nach unten durch den Isolierkanal aus. Diese  Flüssigkeitsströmung, die ebenso wie bei den  bereits geschilderten Schaltern erst in der  Nähe des     Strom-Nullwerdens    wirksam wird,  setzt bei dem Schalter     Fig.    6 noch exakter  ein als bei dem Schalter nach     Fig.    5, weil der  Dampf, der unmittelbar nach der Entstehung      des Schaltlichtbogens gebildet wird, der Flüs  sigkeitsströmung nicht hinderlich ist.

   Ander  seits ist die Anordnung nach     Fig.    6 für Was  serschalter nicht ohne weiteres anwendbar,  weil bei Wasserschaltern einer der Schalt  stifte weit. aus dem Wasser herausgezogen  werden muss. Mit einfachen baulichen Ab  wandlungen lässt sich jedoch auch der Schal  ter     Fig.    6 als Wasserschalter verwenden.  



  Bei den weiterhin aufgezeichneten Schal  tern     Fig.    7, 8 und 9 sind an Stelle von ein  teiligen Löschkanälen zweiteilige Kanäle auf  gezeichnet. Die unabhängig vom     Lichtbogen-          strom    erzeugte     Löschmittelströmung    wird  zwischen diesen beiden Kanälen zugeführt,  so dass diese     Strömung    in entgegengesetzter  Richtung durch die beiden Kanäle verläuft  und sich zu den Schaltstiften hin bewegt. Die  grundsätzliche Wirkung der Schalter wird  dadurch nicht berührt. Nach Freigabe der  zweiteiligen Isolierkanäle durch die Schalt  stifte verläuft, der Lichtbogen durch beide  Kanäle hindurch.

   Er verhindert während  hoher Augenblickswerte der Stromstärke in  folge starker Erwärmung oder Verdampfung  von Isoliermaterial die     Lösehmittelströmung     und gibt diese erst in der Nähe des     Strom-          Nullwerdens    frei. Die Anwendung eines sol  chen zweiteiligen Kanals ergibt insbesondere  den Vorteil, dass sich wesentlich höhere Span  nungen mit diesem Schalter beherrschen  lassen.  



  Es gelten im übrigen für Schalter mit  zweiteiligem Löschkanal die gleichen grund  sätzlichen Verfahrens- und Anordnungsmerk  male wie bei einteiligen Löschkanälen.  



  Der Schalter     Fig.    7 entspricht in seiner  Anordnung weitgehend dem der     Fig.    5. Es  sollen deshalb nur die abweichenden Merk  male erwähnt werden. Der Schalter     Fig.    7 ist  als Luftschalter gezeichnet. Der obere Schalt  Stift wird deshalb von einem aus Stäben und  Speichen gebildeten Gerüst     IT    getragen; der  obere Schaltstift kann in der Ausschaltstel  lung während des Betriebes betrachtet wer  den; der untere Schaltstift lässt sich über eine  Spiegeleinrichtung in spannungslosem Zu  stand beobachten. Er kann ausserdem durch    Entfernen der     Verschlussschraube    V leicht  herausgenommen werden.

   Der beim Ausschal  ten entstehende Lichtbogen erzeugt eine  starke Erwärmung und Ausdehnung der ihn  umgebenden Luft. Diese Luft kann durch die  grossen Öffnungen     M    leicht entweichen. Erst  wenn der Schaltstift A den untern     Isolier-          kanal    T verlassen hat, entsteht infolge der  Feder L in der Nähe des ersten darauffol  genden     Strom-Nullwerdens    eine starke     Lösch-          mittelströmung.    Die Luftströmung durch den  obern Isolierkanal     S    erfolgt erst, wenn A  auch diesen Kanal freigegeben hat.  



  Bei sehr grossen Leistungen ist es günstig,  den Schaltstift B dem Schaltstift A bis zur  Mittelebene der beiden Isolierkanäle folgen  zu lassen und dann die beiden Schaltstifte  mit etwa gleicher     Geschwindigkeit    vonein  ander wegzubewegen. Die beiden Isolier  kanäle S und T werden dann zu gleicher  Zeit, freigegeben, es wird an     Löschmittel-          menge    gespart und die     Abschaltzeit    wird  bei gleichen     Gesehwindigkeiten    kürzer.  Grundsätzlich kann die Schaltanordnung  nach     Fig.    7 auch für     Flüssigkeitsschalter     Verwendung finden.  



       Fig.    8 stellt einen Ölschalter mit zwei  teiligem Isolierkanal dar,     dessen    Wirkungs  weise nach dem Vorstehenden ebenfalls klar  ist.  



  Der Schaltstift A bewegt über den Ring  <I>L'</I> und die Feder<I>L</I> beim     Atissehalten    den  Kolben C nach oben, so dass Öl durch die  Rohre W nach unten gedrückt wird. Das Ö1  strömt aus dem untern Druckraum in der  Nähe des     Strom-Nullwerdens    nach den beiden  Schaltstiften A und B hin und löscht. den  Lichtbogen.  



  Um den Schalter explosionssicher zu  machen, ist im Deckel. Q der metallischen  Haube eine Schicht X aus grobkörnigem  Material und     darüber    ein Ventil H angeord  net, so dass bei zu hohem     überdruck    Öldampf  entweichen kann. In     Fig.    8 sind auf den       Isolierstoffhauben    durch stark gezogene  Linien Y und Z zwei     metallische    Beläge an  gedeutet, die auf den innern Wandungen der  Isolierhauben angebracht sind. Der Belag Y      steht leitend mit dem Schaltstift A, der Be  lag Z leitend mit dem Schaltstift B in Ver  bindung.

   Diese metallischen Beläge haben  die Wirkung, dass das elektrische Feld beim  Auftreten der wiederkehrenden Spannung  von den Schaltstiften fast völlig ferngehal  ten und dadurch der Durchschlag in der  Ausschaltstellung sehr stark erschwert wird.  Beläge dieser Art können auch in den Schal  tern der     Fig.    5     bis    8 mit Erfolg angewandt  werden.  



       Fig.    9 stellt als letzte Schalteranordnung  einen     Druckluftschalter    dar, der nach dem  schon wiederholt beschriebenen Prinzip ar  beitet. Die Löschkanäle werden hier durch  die metallischen Hauben     11    und B gebildet.  Um die Elektroden herum ist der zylindri  sche     Druckkessel    angeordnet, der über die  Zuleitung D von einer     Kompressoranlage    ge  füllt wird. Die im Druckkessel C aufgespei  cherte Luftmenge muss für eine Schaltung       ausreichen.    Zum Ausschalten wird die untere  Elektrode B mit Hilfe der Stange E und der  Mittelelektrode F nach unten bewegt.

   Die  Haubenelektrode A mit der     Mittelelektrode    G  folgen, angetrieben durch die Feder     H,    der  Elektrode B so weit nach, dass die Doppel  kontakte J und K nur auf der Elektrode A  aufliegen und dass die Kontakte J das     elek-          trische    Feld beim Ausschalten nicht mehr  stören. Die     mechanischen    Ventile L und     DZ     werden so angetrieben, dass sie die     Lösch-          mittelströmung    aus dem Druckkessel heraus  durch die     öffnungen    in den Elektroden     11     und B erst dann völlig freigeben, wenn die  Löschung des Lichtbogens erfolgen soll.

    Ausserdem entsteht durch den Lichtbogen  in den Kanälen der Elektroden A und B  eine sehr starke Erwärmung der     Druckluft,     die bei etwa konstantem Druck zu einer star  ken Verminderung des in der Zeiteinheit  durch diese Kanäle strömenden Luftgewich  tes führt (die Strömungsgeschwindigkeit der  Luft wächst mit der Quadratwurzel aus der  absoluten Temperatur; das Volumen der  Luft wächst dagegen bei konstantem Druck  proportional der absoluten Temperatur an).

    Die Anordnung der Doppelkontakte J und     K       hat den Vorteil, dass im     Einschaltzustand     der Strom einwandfrei über mehrere parallel  geschaltete Kontaktstellen durch den Schal  ter fliessen kann,     da.ss    der Schalter also auch  für die höchsten     Nennstromstärken    gebart  werden kann. Um die Kontakte beobachten  zu können, kann der Druckzylinder C aus       durchsichtigem    Isolierstoff hergestellt sein.  



  Die grosse Fläche der Elektroden     @1    und  B ergibt den Vorteil, dass bei häufigen Ab  schaltungen von grossen     Kurzschlussströmen     nur ein unerheblicher     Abbrand    an diesen  Elektroden auftritt, so     da.ss    zahlreiche,  schwere Abschaltungen ohne Beeinträchti  gung der Betriebssicherheit des     Schalter:;     nacheinander ausgeführt werden können.  



  Bei sämtlichen Schaltern erfolgt die Ab  sperrung der     Löschmittelkanäle    während  der eigentlichen     Lichtbogendauer    selbsttätig  durch den     Lichtbogenstrom    ohne mechani  sche Bewegungen. Es ist jedoch auch möglich,  mit Hilfe des magnetischen Feldes, das  durch den     Lichtbogenstrom    gebildet wird,  auf mechanischem Wege eine     Verengung    des  Löschkanals durchzuführen. Da es sich bei  Schaltern meist um sehr grosse Unterbre  chungsstromstärken handelt, stehen ausrei  chend grosse mechanische Kräfte hierfür  zur Verfügung.  



  Die praktischen Vorteile von Schaltern,  die nach dem geschilderten grundsätzlichen  Verfahren arbeiten, sind in der Hauptsache  die folgenden: Durch Absperrung der     Löseh-          mittelkanäle    während der eigentlichen Licht  bogendauer ist der Bedarf an künstlich zu  erzeugenden Löschmitteln gering. Es kann  also in fast allen Fällen mit verhältnismässig  kleinen Kolben, geringem     11-Lib    und schwa  chen Federkräften ausgekommen werden.

    Viele Schalterarten, wie insbesondere     Lösclr-          kammersehalter,    besitzen den grossen Nach  teil, dass sie bei kleinen abzuschaltenden  Stromstärken nicht einwandfrei arbeiten,  weil in     diesem    Falle die durch den Licht  bogenstrom     erzeugte        Löschmittelströmung     nur gering ist.

   Dieser Nachteil wirkt sieh  deshalb praktisch sehr nachteilig aus, weil  das Abschalten kleiner Stromstärken wesent-      lieh häufiger vorkommt als die Abschaltung  von     Kurzschlussströmen.    Die hier beschriebe  nen Schalter besitzen diese Nachteile nicht,  da in jedem Fall eine     Löschmittelströmung     unabhängig vom     Lichtbogenstrom    vorliegt.

         Wenn    bei kleinen     Stromstärken    die Ab  sperrung der     Löschmittelkanäle    während der       Liehtbogendauer    weniger vollständig vor sieh  geht als bei grossen Stromstärken, so ist dies  unschädlich, weil zum Löschen eines kleine  ren Stromes natürlich eine weniger intensive  Strömung ausreichend ist.

   Schliesslich sei  als sehr wesentlicher Vorteil der folgende  angeführt: Die beschriebenen Schalter be  sitzen eine sehr weitgehende     Anpassungs-          mögliclikeit    an die geforderte     Abschaltlei-          stung,    und zwar durch Veränderung von:       Löwhkanaldurchinesser,        Lösclikanallänge,          Zahl    der Löschkanäle, Verwendung eines zen  tralen Isolierstiftes, Wahl des     Isolierstoffes,     Schaltgeschwindigkeit, Kolbenfläche, Kolben  hub, Kraft. und Hub der Antriebsfedern für  den Kolben,     Lösehmitteldruek    (bei Speisung  durch einen     Kompressor)    usw.

   Diese viel  seitigen Veränderungsmöglichkeiten ergeben  eine sehr günstige Anpassung der Schalter  an alle Betriebsspannungen, Nennstromstär  ken,     Abschaltstromstärken,    Betriebsfrequen  zen und Frequenzen der     wiederkehrenden     Spannung. Auch die höchsten     Abschaltlei-          stungen    können ohne Schwierigkeiten erzielt  werden, wobei natürlich mit wachsender  A     bschaltleistung    grössere Aufwendungen ge  troffen werden können.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCFI I Verfahren zur Löschung von Lichtbogen- strecken mit Hilfe von strömenden Lösch mitteln, dadurch gekennzeichnet., dass zur Löschung unabhängig vom Lichtbogenstrom eine Löschmittelströmung erzeugt wird, die während der eigentlichen Lichtbogendauer :schwach, dagegen in der Nähe des Strom Nulldurchganges stark wirksam gemacht wird, und dass Ingangsetzung, Betrieb der l:
    öschmittel- und Kühlströmungen sowie Elektrodenbewegungen unter gleichmässiger Verteilung der Lichtbögen auf entsprechend gross bemessene Elektrodenflächen unter im wesentlichen unveränderter Aufrechter haltung der Betriebsbedingungen bei üblicher Betriebsdauer bewirkt werden. UNTERANSPR>vCIIE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die unabhängig vom Lichtbogenstrom erzeugte Löschmittel strömung mittels Folgevorgänge des Licht- bogens während der eigentlichen Brenndauer abgeschwächt, dagegen in der Nähe des Stroin-Nullwerdens nicht behindert wird. 2.
    Verfahren nach Patentansprtaeh I, da durch gekennzeichnet, dass die Abschwä chung der Löschmittelströmung während der eigentlichen Brenndauer des Lichtbogens mittels Verdampfens von Isoliermaterial durch den Lichtbogen durchgeführt wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, da.ss die Abschwächung der Löschmittelströmung mittels starker Er hitzung des Löschmittels während hoher Augenblickswerte des Lichtbogenstromes durchgeführt wird. I.
    Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass der Löschkanal querschnitt für den Lichtbogen mittels magnetischer Wirkungen des Lichtbogen stroines eingeschränkt wird. 5. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, @dass zur Stromunter brechung ein Schaltstift durch einen langen, ihn eng umschliessenden Kanal mit Wandun gen aus Isolierstoff hindurchgezogen und zum Löschen des Lichtbogens Druckluft verwendet wird, die im Zusammenhang mit dem Schaltvorgang durch einen Kolben er zeugt wird. 6. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet., dass der Lichtbogen durch einen Isolierkanal unter Öl gezogen und eine durch einen Kolben erzeugte Ölströ- mung zur Löschung benutzt wird.
    7. Verfahren nach. Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass der Lichtbogen durch einen Isolierkanal unter Wasser ge- zogen und eine durch einen Kolben erzeugte Wasserströmung zur Löschung benutzt wird. B. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass eine Löschmittel- strömung mit Hilfe einer beweglich angeord neten Löschkammer erzeugt wird. 9.
    Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass beim Einschalten eine Feder gespannt wird, die beim Ausschal ten Schalterteile so bewegt, dass eine Lösch- mittelströmung auftritt, und dass die Ent spannung dieser Feder bei grossen Augen blickswerten des Lichtbogenstromes vergrö ssert, in der Nähe des Strom-Nullwerdens dagegen freigegeben wird. 10.
    Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Löschmittel- strömung etwa in der Mitte eines zweiteiligen Isolierstoffkanals zugeführt und nach beiden Schaltelektroden hin umgelenkt wird. 11. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass zur Beherrschung sehr hoher Spannungen mehrere Löschkanäle in Reihe geschaltet und in diesen Kanälen die Löschmittelströmungen etwa zu gleicher Zeit erzeugt- werden.
    l.\?. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch -gekennzeichnet, dass zum Abschalten zwei Schaltstifte benutzt werden, die in der Mittelebene zwischen zwei Isolierkanälen ge trennt werden, wobei beide Schaltstifte mit etwa der gleichen Geschwindigkeit in ent gegengesetzter Richtung zur Ausschaltstel lung voneinander wegbewegt werden. 13. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 72, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennung der beiden zum Ausschal ten benutzten Schaltstifte etwa in der Mitte einer langen Isolierdüse vorgenommen wird.
    PATENTANSPRUCH II: Anordnung zur Durchführung des Ver fahrens nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass für den zwischen Schalt stiften gezogenen Lichtbogen ein enger Kanal vorgesehen ist, durch den er während der Löschung brennt und durch den das ihn ein hüllende, während der eigentlichen Licht Bogendauer schwach, in der Nähe des Strom- Nulldurchganges stark wirksame Löschmittel geführt ist, dass Elektroden und Führungs körper für die Löschmittelströmung mit einer Formgebung, mit einem Mass an Abrundun gen und mit einer Grösse der wirksamen Flächen ausgebildet sind,
    bei denen Wirbel bildungen mindestens im Sperrgebiet unter drückt und an den Liehtbogenfusspunkten entstehender Abbrand und Verdampfung von Isolierstoffen unter Aufrechterhaltung gleich mässiger Löschbedingungen für die Licht bögen auch während längerer Betriebsdauer ausgeglichen sind, wobei ausser den Löschelek- troden besondere Überbrückungselektroden vorgesehen sind, die eine annähernd gleich mässige Verteilung der Lichtbögen auf den Umfang der Löschelektroden gewährleisten. UNTERANSPRÜCHE: 14. Anordnung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet., dass die Innenwan dung der zur Löschung benützten.
    Isolierstoff kanäle aus Gas abgebendem Stoff hergestellt. ist. 15. Anordnung nach Patentanspruch Il, dadurch gekennzeichnet, dass im Innern hohl ausgeführter Schaltstifte ein Stab angebracht ist, der aus Gas abgebendem Isolierstoff be steht, und da.ss der Lichtbogen und die un abhängig vom Lichtbogen erzeugte Lösch- mittelströmung durch den Ringspalt zwischen Isolierkanal und Stab verlaufen. 16. Anordnung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, da.ss der durch einen langen Isolierkanal zu bewegende Schaltstift mit einem kleineren Durchmesser ausgeführt ist als der andere Schaltstift. 17.
    Anordnung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Isolier- kanäle vorgesehen sind, durch die die Lösch- mittelströmung in entgegengesetzter Richtung erfolgt, und dass diese Isolierkanäle innen mit einem Gas abgebenden Isolierstoff ausge kleidet sind. 18.
    Anordnung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass in Verbindung mit mindestens einem der Isolierkanäle wenigstens ein metallischer Schirm vorhan den ist, durch den das mit der wiederkeh renden Spannung auftretende elektrische Feld von den Lichtbogenfusspunkten Ternge- halten wird. 19. Anordnung nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungs richtung hinter den Löschmittelkanälen me- ehanische Ventile angeordnet sind, die die Löschmittelströmung erst dann völlig frei geben, wenn die Löschung des Lichtbogens erfolgen soll.
CH282201D 1949-05-27 1949-05-27 Verfahren zur Löschung von Lichtbogenstrecken mit Hilfe von strömenden Löschmitteln in Schaltern und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens. CH282201A (de)

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