DE1085592B - Hochspannungs-Fluessigkeitsschalter in Saeulenbauart mit einer oben liegenden Querstromloeschkammer - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft einen Hochspannungs-Flüssigkeitsschalter in Säulenbauart mit einer oben liegenden Querstromlöschkammer, die aus einem beim Abschalten von Kurzschlüssen wirksam werdenden Hauptteil und einem für das Abschalten geringer Ströme bestimmten zusätzlichen Teil besteht und in einen die Löschkammer tragenden Isolator eingesetzt ist.

Bei den bisher bekanntgewordenen Flüssigkeitsschaltern der obenerwähnten Art wird die Lösch- kammer meist vollständig im Inneren des tragenden Isolators angeordnet.

Da die Wirkungsweise des Hauptteiles der Querstromlöschkammer darauf beruht, daß beim Abschalten großer Stromstärken im Bereich des festen Kontaktes ein hoher Überdruck auftritt und große Mengen Löschflüssigkeit durch die Querströmkanäle des Hauptteiles der Löschkammer radial nach außen geschleudert werden, soll in dem den Hauptteil der Querstromlöschkammer umgebenden Gehäuse bzw. dem Isolator genügend Raum für das Umlenken und Abführen der großen Löschmittelmengen vorhanden sein. Infolgedessen muß der vorzugsweise als Rohr ausgeführte Tragisolator, innerhalb dessen die Löschkammer angeordnet ist, einen verhältnismäßig großen Durchmesser haben. Dieser große Durchmesser des Isolators bedingt nun aber seinerseits verhältnismäßig große Abmessungen des gesamten Schalters und hohe Herstellungskosten.

Es sind auch bereits Hochspannungs-Flüssigkeitsschalter bekanntgeworden, bei denen eine in ein Metallgehäuse eingebaute Löschkammer — die aber keine Querstromlöschkammer ist — vollkommen außerhalb eines das Metallgehäuse tragenden Isolators liegt.

Wenn man eine solche, vollkommen außerhalb des Tragisolators liegende Löschkammer auch bei einem Schalter mit Querstromlöschkammer vorsehen wollte, die einen zusätzlichen, für das Abschalten geringer Stromstärken bestimmten Löschkammerteil und damit eine verhältnismäßig große axiale Länge aufweist, so würde sich ein langes und wegen seines verhältnismäßig großen Durchmessers auch schweres Löschkammergehäuse und, da die Länge des Isolators durch die erforderliche Spannungsfestigkeit bedingt ist, eine unerwünscht große Lange des Schalterpols ergeben.

Es ist weiterhin auch ein Hochspannungs-Flüssigkeitsschalter bekanntgeworden, bei dem ein tulpenförmiger fester Kontakt am oberen Ende eines vom Tragisolator umschlossenen säulenartigen Kammerraumes mit Hilfe einer tragbrückenartigen Halterung derart angeordnet ist, daß die vom Lichtbogen erzeugten Löschgase am ganzen Umfang des festen Schaltkontaktes vorbei in einen über dem festen Kon-

Hochspannungs-Flüssigkeitsschalter

in Säulenbauart mit einer oben
liegenden Querstromlöschkammer

Anmelder:

S. p. A.

OFFICINE ELETTROMECCANICHE
Scarpa & Magnano, Savona (Italien)

Vertreter: Dipl.-Ing. R. Beetz, Patentanwalt,
München 22, Steinsdorfstr, 10

Hermann Losch, Savona (Italien),
ist als Erfinder genannt worden

takt, d. h. oberhalb des Tragisolators angeordneten Expansionsraum entweichen können. Besondere Mittel für das Abschalten geringer Stromstärken sind bei dieser Ausführung jedoch nicht vorgesehen.

Durch die vorliegende Erfindung soll nun ein Hochspannungs-Flüssigkeitsschalter mit einer aus einem Haupt- und einem Zusatzteil bestehenden Querstromlöschkammer derart ausgebildet werden, daß sein Tragisolator bzw. seine Löschkammer mit verhältnismäßig kleinem Außendurchmesser ausgeführt und die gesamte Länge des Schalterpols dennoch verhältnismäßig klein gehalten werden kann.

Die Erfindung besteht darin, daß nur der für das Abschalten geringer Ströme bestimmte zusätzliche Teil der Querstromlöschkammer innerhalb des Isolators liegt, während der beim Abschalten von Kurzschlüssen wirksam werdende Hauptteil der Querstromlöschkammer und ein ihn umgebender Teil eines Löschkammergehäuses außerhalb des Isolators angeordnet sind.

Der Hauptteil der Querstromlöschkammer hat nämlich stets nur eine verhältnismäßig geringe axiale Länge, so daß das Löschkammergehäuse verhältnismäßig kurz und damit leicht gehalten werden kann. Man kann ferner an denjenigen Stellen des Hauptteiles der Querstromlöschkammer, an denen das Löschmittel radial nach außen strömt und umgelenkt werden muß, das Löschkammergehäuse mit einer oder mehreren nach außen gerichteten Aus Wölbungen versehen, wenn man nicht aus anderen Gründen diesen

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Teil des Gehäuses mit einem kreisförmigen Querschnitt ausführen will.

Da bei einer Anordnung des festen Kontaktes am oberen Ende des Schalters das aus der Querstromlöschkammer kommende Löschmittel an dem festen Kontakt vorbeifLießen muß, kann man durch Verringerung des Außendurchmessers des festen Kontaktes den für das Abströmen des Löschmittels zur Verfügung stehenden Querschnitt erhöhen, ohne die Breite oder den Durchmesser des Löschkammergehäuses vergrößern zu müssen.

Bei einem Hochspannungs-Flüssigkeitsschalter, bei dem der feste Kontakt als Tulpenkontakt mit zylindersektorförmigen Kontaktsegmenten ausgeführt ist, hat es sich daher als besonders günstig erwiesen, wenn die nach Art zweiarmiger Hebel wirkenden Kontaktsegmente des Tulpenkontaktes etwa im Bereich ihrer Mitte von außen abgestützt sind, wobei der Kontaktdruck durch an den Kontaktstellen abgewandten Enden der Kontaktsegmente eingebaute Druckfedern erzeugt wird. Ein solcher, mit Innenfedern versehener Tulpenkontakt hat einen Außendurchmesser, der den Außendurchmesser der Kontaktsegmente nur wenig überschreitet.

Weiterhin läßt sich der Außendurchmesser des Schalterpols bzw. des Löschkammergehäuses oder des Tragisolators verringern, wenn man die Löschmittelströmung nicht durch vollkommen parallel zueinander verlaufende Querströmkanäle führt, sondern in an sich bekannter Weise mehrere Querströmkanäle winkelmäßig derart gegeneinander versetzt, daß die aus ihnen austretenden Löschmittelströme an möglichst gleichmäßig über den Umfang der Löschkammer verteilten Stellen austreten.

Durch diese Maßnahme kann insbesondere ein billig herzustellender Rohrquerschnitt für den Tragisolator bzw. das Löschkammergehäuse verwendet und gut ausgenutzt werden.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise an einem Schalterpol eines Hochspannungs-Flüssigkeitsschalters der Säulenbauart veranschaulicht, bei dem der feste Kontakt und mit ihm die Querstromlöschkammer am oberen Teil des Schalterpols angeordnet ist.

Die Zeichnung zeigt einen schematisch dargestellten Längsschnitt durch den Antrieb- und Löschkammerteil des Schalters.

Auf dem Sockelteil 1 des Hochspannungs-Flüssigkeitsschalters, der das Betätigungsgestänge 2 aufnimmt, sitzt ein unterer, etwa zylindrisch ausgeführter Tragisolator 3, auf dem das mittlere, als Ring ausgebildete Anschlußstück 4 des Schalters befestigt ist. Auf dem mittleren Anschlußstück 4 ruht der obere, ebenfalls als Zylinder ausgeführte Tragisolator 5, in den ein abgesetzter kragenartiger Teil des Löschkammergehäuses 6 eingreift, auf dem der Auspufftopf 6 a sitzt.

In dem Löschkammergehäuse 6 ist der als Tulpenkontakt 7 ausgeführte feste Schalterkontakt angeordnet. Unterhalb des Tulpenkontaktes 7 befindet sich die Querstromlöschkammer 8. Der obere, beim Absehalten von Kurzschlüssen wirksam werdende Hauptteil 8 a der Querstromlöschkammer, der sich unmittelbar an den Tulpenkontakt 7 anschließt, sitzt in dem unteren Teil des Löschkammergehäuses 6, während der zusätzliche, für das Abschalten geringer Stromstärken bestimmte Löschkammerteil 8 b, der eine verhältnismäßig große axiale Länge aufweist, in ein langgestrecktes Isolierrohr 9 eingeschoben ist und innerhalb des oberen Tragisolators 5 liegt.

Das langgestreckte Isolierrohr 9 liegt mit seinem oberen Ende dichtend an der Innenseite eines Kragens 10 des Löschkammergehäuses 6 an und greift mit seinem unteren Ende in eine zylindrische Hülse 11 des Sockelteiles 1 ein. In dem mittleren Teil des Isolierrohres 9 befindet sich eine mit dem Anschlußstück 4 leitend verbundene, aus Metall bestehende zylindrische Hülse 12 a, die eine Kammer 12 begrenzt, in der eine als Wälzkontakt ausgebildete Führung 13 für den

ίο Schaltstift 14 angeordnet ist. Der gesamte Schalterpol ist bis etwa zur Mitte des Löschkammergehäuses 6 mit Löschflüssigkeit gefüllt.

Wenn ein Kurzschluß oder ein sehr hoher Belastungsstrom durch den Schalter abgeschaltet wird, so bildet sich bei der Trennung des Schaltstiftes 14 von den Kontaktsegmenten des Tulpenkontaktes 7 ein kräftiger Lichtbogen aus, der einen großen Teil der in dem Löschkammergehäuse 6 befindlichen Löschflüssigkeit verdampft und dadurch die Löschflüssigkeit unter hohem Druck setzt. Unter der Wirkung dieses Druckes strömt dann eine große Menge der Löschflüssigkeit bzw. eine Mischung von Löschflüssigkeit und Löschflüssigkeitsdämpfen in Richtung der Pfeile 15 quer durch den oberen Teil 8 α der Löschkammer 8, wobei das Löschmittel die Lichtbogenbahn vorzugsweise unter unterschiedlichen Winkeln schneidet.

Bei sehr hohen Abschaltstromstärken ist die Strömung des Löschmittels in dem oberen Teil 8 a der Löschkammer 8 bereits so stark, daß der Lichtbogen gelöscht wird, ehe der Schaltstift 14 den unteren Teil Bh der Löschkammer 8 freigegeben hat. Der starke Löschmittelstrom im Sinne der Pfeile 15 wird in dem Löschkammergehäuse 6 nach oben abgelenkt und strömt in den Auspufftopf 6 a, in dem in an sich bekannter Weise eine Trennung der Gase und Dämpfe von den flüssigen Anteilen des Löschmittels erfolgt. Die Gase und Dämpfe strömen aus den oben am Auspufftopf 6 α vorgesehenen Öffnungen ab.

Da der obere Teil 8 α der Querstromlöschkammer 8 außerhalb des oberen Tragisolators 5 angeordnet ist, steht für das Umlenken und Abströmen des Löschmittels ein verhältnismäßig großer freier Raum innerhalb des Löschkammergehäuses 6 zur Verfügung. Dadurch wird eine Drosselung des Löschmittelstromes vermieden und eine starke, ein schnelles Löschen des Lichtbogens bewirkende Löschmittelströmung erzielt.

Wenn der Abschaltstrom des Schalters nur gering

ist, so ist die in dem Abschaltlichtbogen bzw. an seinen Fußpunkten frei werdende Energie ebenfalls nur gering. Die Verdampfung der Löschflüssigkeit geht verhältnismäßig langsam vor sich, und die Löschmittelströmung im oberen Teil 8 a der Querstromlöschkammer 8 ist relativ schwach, infolgedessen bleibt der Abschaltlichtbogen zunächst bestehen.

Beider weiteren Abwärtsbewegung des Schaltstiftes 14 gibt dieser auch die mittlere Bohrung des unteren Löschkammerteiles frei, in dem sich nun auch durch Verdampfung der Löschflüssigkeit hohe Löschmitteldrücke ausbilden, die einerseits die Löschmittelströmung im oberen Löschkammerteil 8 a verstärken und anderseits auch im unteren Löschkammerteil 8b eine Löschmittelströmung im Sinne der Pfeile 16 erzeugen. Der nunmehr im Bereich der gesamten Länge der Löschkammer 8 mit Löschmittel beaufschlagte schwache Lichtbogen wird spätestens beim Austreten des Schaltstiftes aus dem unteren Löschkammerteil 8b unterbrochen. Da es im unteren Teil 8b der Löschkammer nur zur Ausbildung einer wesentlichen Löschmittelströmung kommt, wenn der Abschaltstrom klein ist und in einem solchen Falle auch die Mengen des

quer durch den unteren Löschkammerteil strömenden Löschmittels nicht sehr groß sind, genügt für diese Löschmittelmengen ein verhältnismäßig kleiner Umlenk- und Abfluß querschnitt, der sich auch innerhalb des Isolierrphres 9 bzw. des oberen Tragisolators 5 ohne Schwierigkeit vorsehen läßt.

Das Umlenken und Ableiten des Löschmittels kann wesentlich erleichtert und damit die Löschwirkung verstärkt werden, wenn man die in waagerechten Ebenen übereinander angeordneten Ouerstromkanäle der beiden Löschkammerteile8 a und Bb nicht sämtlich parallel ausführt, sondern sie in voneinander abweichenden Richtungen durch die Achse der Löschkammer bzw. den in dieser Achse brennenden Lichtbogen legt. Infolge einer derartigen Maßnahme verteilen sich die Löschmittelmengen auf einen großen Teil des Umfanges der Löschkammer 8, so daß fast der gesamte, die Löschkammer 8 umgebende freie Raum innerhalb des Isolierrohres 9 bzw. des Löschkammergehäuses 6 für das Abströmen des Löschmittels ausgenutzt werden kann. In dem Bereich des oberen Löschkammerteiles 8 a sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel überall dort, wo das Löschmittel aus den Kanälen der Löschkammer 8 austritt, abgerundete, nach außen gerichtete Wölbungen vorgesehen.

Die Zeichnung zeigt, daß der Außendurchmesser des den Hauptteil 8 a der Querstromlöschkammer 8 umgebenden Löschkammergehäuses 6 nicht größer als der Außendurchmesser des Tragisolators 5 ist und daß auch der Durchmesser des Tragisolators 5 verhältnismäßig gering sein kann. Der geringe Durchmesser des Tragisolators 5 wirkt sich auch vorteilhaft auf die gesamten Abmessungen des Hochspannungs-Flüssigkeitsschalters aus.

Der Durchmesser bzw. die Breitenabmessungen des Löschkammergehäuses 6 werden durch die Forderung nach einem genügend großen Abfluß querschnitt des aus der Löschkammer 8 abströmenden Löschmittels bedingt. Um ausreichende Querschnitte ohne wesentliehe Vergrößerung des Durchmessers oder der Querabmessungen des Löschkammergehäuses 6 zu erhalten, ist auch der Tulpenkontakt 7 mit möglichst kleinem Durchmesser ausgeführt. Der geringe Außendurchmesser wird im wesentlichen dadurch erreicht, daß die einzelnen Kontaktsegmente 7 a des Tulpenkontaktes 7 sich etwa im Bereich ihrer Mitte auf einen die Segmente außen umgebenden Kontaktring 7 b abstützen und den Kontaktdruck erzeugende Federn zwischen den oberen Hebelarmen der Kontakte in einem mit 7 c bezeichneten Einsatzstück innerhalb der Kontaktsegmente an einer gegen Lichtbogeneinwirkung gut geschützten Stelle angeordnet sind. Die Unterbringung der Federn zwischen den Kontaktsegmenten a, d. h. innerhalb des Tulpenkontaktes 7, ist für die Erzielung des geringen Außendurchmessers dieses Tulpenkontaktes und damit großer Abflußquerschnitte für das Löschmittel von entscheidender Bedeutung.

Claims (4)

PatentANSPKücHE:

1. Hochspannungs-Flüssigkeitsschalter in Säulenbauart mit einer oben liegenden Querstromlöschkammer, die aus einem beim Abschalten von Kurzschlüssen wirksam werdenden Hauptteil und einem für das Abschalten geringer Ströme bestimmten zusätzlichen Teil besteht und in einen die Löschkammer tragenden Isolator eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß nur der für das Abschalten geringer Ströme bestimmte zusätzliche Teil der Querstromlöschkammer innerhalb des Isolators liegt, während der beim Abschalten von Kurzschlüssen wirksam werdende Hauptteil der Querstromlöschkammer und ein ihn umgebender Teil eines Löschkammergehäuses außerhalb des Isolators angeordnet sind.

2. Hochspannungs-Flüssigkeitsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Löschkammergehäuse an denjenigen Stellen des Hauptteiles der Querstromlöschkammer, an denen das Löschmittel radial nach außen strömt und umgelenkt werden muß, mit einer (oder mehreren) nach außen gerichteten Auswölbungen versehen ist.

3. Hochspannungs-Flüssigkeitsschalter nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der feste Kontakt als Tulpenkontakt mit zylindersektorförmigen Kontaktsegmenten ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die nach Art zweiarmiger Hebel wirkenden Kontaktsegmente des Tulpenkontaktes etwa im Bereich ihrer Mitte von außen abgestützt sind, wobei der Kontaktdruck durch an den Kontaktstellen abgewandten Enden der Kontaktsegmente eingebaute Druckfedern erzeugt wird.

4. Hochspannungs-Flüssigkeitsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querstromlöschkammer mehrere in an sich bekannter Weise winkelmäßig gegeneinander versetzte Querströmkanäle aufweist, aus denen die Löschmittelströme an möglichst über den Umfang der Löschkammer gleichmäßig verteilten Stellen austreten.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 1 917 155.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 009 567/245 7.