DE1057680B

DE1057680B - Hochspannungsschalter mit selbsterzeugtem Loeschmittel

Info

Publication number: DE1057680B
Application number: DEL29900A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Fritz Eiserlo; Dipl-Ing Franz Petermichl
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1958-03-10
Filing date: 1958-03-10
Publication date: 1959-05-21
Also published as: GB899177A; FR1218305A; US2988622A; CH367550A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochspannungsschalter mit selbsterzeugtem gas- oder dampfförmigem Löschmittel, bei dem der Lichtbogen innerhalb einer schlitzförmigen und bis auf die Ausströmöffnung der Schaltgase geschlossenen Löschkammer gezogen und beblasen wird. Es sind bereits Schalter mit schlitzförmiger Löschkammer bekannt, die als Lasttrenner für geringe Schaltleistungen gebaut werden. Bei dieser) ist jedoch die Anordnung nicht so getroffen, daß der Lichtbogen ständig innerhalb der schlitzförmigen Löschkammer verbleibt, sondern er wird durch ein mit dem Haupttrennmesser verbundenes Kontaktmesser aus der Löcshkammer herausgezogen und nur zum Teil von dem aus der Kammer herausströmenden Löschmittel beblasen, so daß die Schaltleistung nur gering bleibt. Eine Erhöhung der Schaltleistung ergibt sich, wenn der Lichtbogen während des ganzen Löschvorganges innerhalb der schlitzförmigen Löschkammer verbleibt und diese bis auf die Ausströmöffnung der Schaltgase geschlossen ist. Ein derartig aufgebauter Hochspannungsschalter ist bereits bekannt (schweizerische Patentschrift 186 066), jedoch sind hierbei die schubartig bewegten Schaltkontakte am Boden des Gehäuses angeordnet, so daß der Lichtbogen keine Möglichkeit hat, während des ersten Augenblickes seines Entstehens die innerhalb der Löschkammer gespeicherte Luft unter Druck zu setzen und dadurch eine Löschmittelströmung zu erzeugen, die beim Null werden des Lichtbogens wirksam einsetzt.

Um in dieser Hinsicht die Schaltleistung des Schalters wesentlich zu verbessern, sind bei dem Hochspannungsschalter die Schaltkontakte nach der Erfindung derart innerhall) der Löschkammer augeordnet, daß der zwischen ihnen gezogene Lichtbogen Ausweichmöglichkeiten auch in der der Ausströmöffnung der Schaltgase abgewandten Richtung erhält. In diesem Fall kann der Lichtbogen auch das beispielsweise unterhalb der Schaltkontakte in der Löschkammer enthaltene Luftvolumen stark erhitzen, so daß dieses unter Druck gesetzte Mittel den Lichtbogen zusätzlich nach oben treibt und bei seinem Nullwerden eine starke Löschmittel strömung erzeugt, die zu einer schnellen Entionisierung der Schaltstrecke führt. Zweckmäßig werden die Schaltkontakte etwa in halber Höhe des schlitzförmigen Teils der Löschkammer angeordnet, so daß sich der Lichtbogen bei der Abschaltung noch ständig innerhalb des schlitzförmigen Teils der Löschkammer bewegt. Außerdem steht bei einer solchen Anordnung der Schaltkontakte noch genügend Raum zur Erzeugung einer starken Löschmittelströmung zur Verfügung. In weiterer Ausbildung der Erfindung kann an den schlitzförmigen Teil der Löschkammer ein erweiterter Druckraum vorgesehen wer-Hochspannungsschalter
mit selbsterzeugtem Löschmittel

Anmelder:

LICENTIA Patent-Verwaltungs-G.m.b.H., Hamburg 36, Hohe Bleichen 22

Dipl.-Ing. Franz Petermichl

und Dipl.-Ing. Fritz Eiserlo, Kassel,

sind als Erfinder genannt worden

den, aus dem die Löschmittelströmung bei Nachlassen des Lichtbogendruckes einsetzt. Um diesen Strom regeln zu können, kann es zweckmäßig sein, zwischen dem schlitzförmigen Teil und dem Druckraum der Löschkammer Drosselstellen oder Barrieren vorzusehen. Besonders wirksam wird die Löschung des Lichtbogens, wenn die Innenwände der schlitzförmigen Löschkammer in an sich bekannter Weise mit gasabgebendem Material bedeckt sind.

Diese und weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Zeichnung hervor, in der verschiedene Ausführungsmöglichkciten dargestellt sind.

Die Fig. 1 zeigt einen Längs- und einen Querschnitt durch die schlitzförmige Löschkammer 1, bei der die etwa in der Mitte des schlitzförmigen Spaltes angeordneten Schaltkonta'kte 2 und 3 für eine Schubbewegung ausgebildet sind. Bei der Trennung der Kontakte kann der Lichtbogen auch inRichtung desDruckraumes 4 ausweichen und das hier befindliche Luftvolumen unter Druck setzen und dann den Lichtbogen 5 zusätzlich zu seiner eigenen elektrodynamischen Kraft auf die hörnerartig ausgebildeten Kontaktteile 6 treiben. In der Ausströmöffnung der Löschkammer sind in bekannter Weise Isolierteile 7 vorgesehen, die gleichzeitig eine Drosselung des Löschmittelstromes hervorrufen und so das Druckniveau in der Kammer erhöhen.

Auch die Löschmittelströmung aus dem Druckraum 4 kann durch eine Drosselstelle 8 oder durch Barrieren 9 geregelt werden, wie es Fig. 2 zeigt. Beide Ausführungsformen der Fig. 1 und 2 ermöglichen eine starke Querbelastung des Lichtbogens; außerdem hat

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die Ausführungsform nach Fig. 2 den besonderen Vorteil, daß auch nach dem Erlöschen im Stromnulldurchgang ein Überdruck in der Löschkammer vorhanden ist, der eine Rückzündung des Lichtbogens verhindert; Hinzu kommt, daß die Drosselstelle oder Barrieren nach Fig. 2 ein Hineintreiben des Lichtbogens durch elektrodynamische Wirkung in den Druckraum verhindern. Es hat sich gezeigt, daß in einem gleichen Fall ein Löschen des Lichtbogens nicht möglich ist.

Eine weitere Ausfuhrungsform mit einem schwenkbaren Schaltkontakt zeigt Fig. 3 im Längsschnitt und Fig. 4 im Querschnitt. Hier sind die Schaltkontakte 2,3 ebenfalls in der Mitte der Löschkammer angeordnet, wobei durch die nach unten erfolgende Trennbewegung der Kontakte der Lichtbogen die Möglichkeit hat, das in dem erweiterten Drucknium 4 befindliche Luftvolumen unter starken Druck zu setzen. Am oberen Ende der Löschkammer befindet sich die Kühlvorrichtung 11 mit den Trennwänden 12. Außerdem ist über dem Kühler 11 in an sich bekannter Weise noch ein Filter 14 vorgesehen, das insbesondere bei gasabgebenden Stoffen an den Kammerwänden vorteilhaft ist, um zu verhindern, daß die mit Luft vermischten austretenden Schaltgase ein explosives Gemenge bilden. Durch die Anwendung des Kühlers 11 gelingt es zwar, den Schaltgascn selbst die Leitfähigkeit zu nehmen, so daß keine bedeutenden Flammenerscheinungen an den Austrittsöffnungen zu beobachten sind und keine Überschläge eingeleitet werden können; die Schaltgase haben unter Umständen aber doch noch eine ausreichende Temperatur, um ein explosives Gemisch mit Luft zu entzünden. In Schaltanlagen würden derartige Zündungen zu Phasenüberschlägen und damit zu Zerstörungen durch Kurzschlußlichtbögen führen. Aus diesem Grund ist das Filter 14 vorgesehen, an dessen Stelle auch eine Drosselstelle treten kann, durch die sich besonders leicht das Ausströmen der Gase und damit das Druckniveau regeln lassen. In Fig. 6 ist die Drosselstelle mit 15 bezeichnet. Außerdem sind in dieser Figur die Wände des schlitzförmigen Teils der Löschkammer mit gasabgebendem Material 16 bedeckt. Als solche Stoffe eignen sich besonders Mischungen von Kunstharzen, z. B. Melaminharz, Harnstoffharz u. a.

Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß die Schaltkontakte in der Mitte der Löschkammer angeordnet werden, um Ausweichmöglichkeiten des Lichtbogens nach einer der Ausströmöffnung entgegengesetzten Richtung zu schaffen. Häufig kann es auch zweckmäßig sein, die Schaltkontakte am Boden der Löschkammer anzuordnen und mindestens einen dieser Kontakte als schwenkbares Messer auszuführen, zwischen dessen freiem Ende und dem festen Kontakt der Druckraum gebildet wird. Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel ist in Fig. 5 gezeigt. Hier ist 2 wieder der feste Kontakt und 3 das bewegliche Messer. An den festen Kontakt ist ein Lichtbogenhorn 6 angesetzt. Nach der Trennung der Kontakte kann der Lichtbogen auch das zwischen dem festen Kontakt 2 und dem freien Messerende befindliche Luftvolumen unter Druck setzen, so. daß die Gase zunächst noch nicht gegen die Austrittsöffnungen geblasen werden, sondern vielmehr erst den unter der gestrichelten Linie 10 befindlichen Druckraum 4 auffüllen. Erst dann überwiegt die Gasströmung in Richtung auf die Ausströmöffnung, die hier durch Kühlvorrichtungen 11 abgeschlossen ist. Um einen Kurzschluß des Lichtbogens durch die metallischen Platten der Kühlvorrichtung zu verhindern, sind Isolierwände 12 vorgesehen, deren Verlängerungen gleichzeitig den Lichtbogen innerhalb des schlitzförmigen Teiles der Löschkammer zurückhalten. Der Antrieb des beweglichen Schaltkontaktes 3 erfolgt hierbei durch eine Welle 13, die gasdicht durch die Wandung der Löschkammer geführt wird.
Da bei Verwendung von gasabgebenden Stoffen innerhalb der Löschkammer eine besonders starke Strömung auftritt und diese auch in den Druckraum hineinexpandiert, so können sich dort leicht Rußteile absetzen, die eine Verschlechterung der Isolierung bewirken. Um letzteres zu verhindern, ist es zweckmäßig, vor dem Druckraum einen Rußabscheider anzuordnen, der in Fig. 6 mit 17 bezeichnet ist. Zusätzlich oder auch allein kann die Wirkung des "Kußabscheiders durch Flüssigkeit, z. B. Wasser, verbessert werden. Eine solche Flüssigkeitsschicht ist in Fig. 6 mit 18 angedeutet. Diese Flüssigkeitsseliiclit kanu auch gleichzeitig zur Erzeugung von dampfförmigem Löschmittel dienen, das dadurch die Löschwirkung heraufsetzt. Der Rußabscheider enthält Teile mit stark vergrößerter rauher oder klebriger Oberfläche, an der die Rußteilchen festgehalten werden.

Um den Kriechstromweg zwischen den Kontakten zu verlängern, ist es ferner zweckmäßig, in an sich bekannter Weise mehrere tiefe Rillen in dem schlitzförmigen Teil der Löschkammer vorzusehen. Fig. 7 und 8 zeigen eine derartige Ausbildung der Löschkammer. Die Wände sind hierbei mit tiefen Rillen 18 versehen. Eine weitere Möglichkeit, sich gegen die Auswirkung der Verrußung zu schützen, besteht darin, daß man die Schaltstrecke nach vollzogener Unterbrechung in an sich bekannter Weise durch öffnen einer mit ihr in Reihe geschalteten Isoliertrennstrecke gegen eine Rückzündung sichert.

Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform der Löschkammer 1, bei der innerhalb der Seitenwände Aussparungen 19 vorgesehen sind, die bei der öffnung der Schaltkontakte 2, 3 ein Vorbeistreichen der unter Druck stehenden Luft oder Löschgase ermöglichen und so eine Ausschaltbewegung des Messers 3 zulassen.

Da das Messer 3 den Querschnitt der Löschkammer vollständig ausfüllt, würde ohne die Aussparungen 19 dieses Messer die unter Druck stehende Luft an einem Abströmen nach oben hindern, und die Ausschaltbewegung des Messers 3 würde sich nur unter Anwendung sehr starker Antriebsmittel durchführen lassen. Um Aussparungen in den Seitenwänden zu vermeiden, läßt sich der Schalter auch so ausbilden, daß als beweglicher Schaltkontakt ein zwischen zwei festen Schaltstücken drehbarer Doppelhebel vorgesehen ist. Eine solche Anordnung zeigt Fig. 10. Die festen Schaltstücke sind als 2 und 2' und der bewegliche Schaltkontakt wieder mit 3 bezeichnet. In diesem Falle wird bei der öffnung der Schaltkontakte in Pfeilrichtung auf beide Flächen des Doppelhebels ein Druck durch die in dem Druckraum 4 befindlichen Gase ausgeübt, wobei sich die Drücke gegenseitig aufheben und die Schaltbewegung ohne stärkere Antriebsmittel erfolgen kann.

Claims

Patentansprüche:

■1. Hochspannungsschalter mit selbsterzeugtem gas- oder dampfförmigem Löschmittel, bei dem der Lichtbogen innerhalb einer schlitzförmigen und bis auf die Ausströmöffnung der Schaltgase geschlossenen Löschkammer gezogen und beblasen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkontakte derart innerhalb der Löschkammer angeordnet sind, daß der zwischen ihnen gezogene Licht-

bogen Ausweichmöglichkeiten auch in der der Ausströmöffnung der Schaltgase abgewandten Richtung erhält.
2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkontakte etwa in halber Höhe des schlitzförmigen Teils der Löschkammer angeordnet sind.
3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber der Ausströmöffnung ein sich an den schlitzförmigen Teil der Löschkammer anschließender, erweiterter Druckraum vorgesehen ist.
4. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der schlitzförmige Teil und der Druckraum der Löschkammer über Drosselstellen oder Barrieren miteinander verbunden sind.
5. Schalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Schaltkontakt drehbar ist.
6. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkontakte am Boden der Löschkammer angeordnet sind und der bewegliche

Kontakt ein schwenkbares Messer ist, zwischen dessen freiem Ende und dem festen Kontakt der Druckraum gebildet wird.
7. Schalter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwände der schlitzförmigen Löschkammer aus gasabgebendem Material bestehen.
8. Schalter nach Anspruch 1 bis 3 mit einem in Richtung des Druckraumes schwenkbaren Messerkontakt, dadurch gekennzeichnet, daß in den Seitenwänden der Löschkammer mehrere Rillen angeordnet sind, die das Löschmittel aus dem Druckraum an dem Messerkontakt vorbeistreichen lassen.
9. Schalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als beweglicher Schaltkontakt ein zwischen zwei festen Schaltstücken drehbarer Doppelhebel vorgesehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 722 712, 735 603,
972, 743 973, 884 382, 932 848.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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