DE1087666B - Hochspannungsfluessigkeitsschalter - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Beim Bau von mit einer Löschflüssigkeit gefüllten Hochspannungsschaltern ist man darauf bedacht, die Schaltarbeit innerhalb der Kammer möglichst klein zu halten, um unnötig hohe Drücke und damit eine Überbeanspruchung der Schalteraufbauwerkstoffe zu vermeiden. Bekannte Schalter mit Querströmung der Löschflüssigkeit sind zur Lösung vorstehender Aufgabe nicht so geeignet, weil die Länge des Lichtbogens infolge der Querströmung zunimmt und daher immer noch eine verhältnismäßig große Schaltarbeit zu leisten ist. Es sind des weiteren Schalter bekannt, deren Schaltstift sich von oben nach unten bewegt und bei denen seitlich zu der Kontakttulpe eine Löschdüse angeordnet ist, deren Austritt parallel zur Kammermittelachse in Richtung des druckfreien Raumes liegt. Mit den dort vorgesehenen Löschdüsen kann die Schaltarbeit mit Sicherheit nur dann herabgesetzt werden, wenn der Abschaltvorgang innerhalb einer Halbwelle beendet ist.

Erfindungsgemäß ist, bezogen auf die Abströmrichtung des Löschmittels beim Abschaltvorgang hinter dem engsten Löschdüsenquerschnitt, ein Abbrandkörper so angeordnet, daß zur Zeit des Lichtbogenüberganges vom Düsenkontaktstück auf den Abbrandkörper der Abstand zwischen diesem und dem bewegliehen Schaltstift wenigstens so groß wie die Mindestlöschdistanz ist. Bei Beachtung der durch die Erfindung gegebenen Lehre wird erreicht, daß die Schaltarbeit auch dann klein bleibt, wenn das Abschalten nicht innerhalb einer Halbwelle erfolgt ist, weil dann nur ein kleiner gut bespülter Lichtbogen zwischen dem Schaltstift und dem Abbrandkörper stehenbleibt. Dadurch wird zugleich der feste Tulpenkontakt geschont, weil der Lichtbogen auf ihm nur ganz kurzzeitig zu brennen vermag und somit der Abbrand an diesem wichtigen Konstruktionsteil in bescheidenen Grenzen gehalten wird.

Ferner bewirkt die Abströmrichtung in der Löschdüse, daß Abbrandprodukte, die am Lichtbogenfußpunkt des Abbrandkörpers entstehen, nicht in die Sperrstrecke gelangen. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit der elektrischen Abschirmung des Lichtbogenfußpunktes am Abbrandkörper.

Die Erfindung ist grundsätzlich auf alle ölarmen Hochspannungsschalter anwendbar, d.h., die Anordnung der Löschdüse ist völlig unabhängig von der Ausbildung der Löschkammer als solcher; wesentlich ist nur, daß im Bereich knapp unterhalb der Kontakttulpe eine Löschmittelströmung quer zum Lichtbogen vorgesehen wird, um den Übergang desselben auf den Abbrandkörper der Löschdüse zu bewirken.

Die weitere Ausbildung der Löschkammer in ihrem unteren Bereich ist ohne Belang für die Wirksamkeit der Erfindung, d. h., es kann ebensogut eine Kammer Hochspannungsflüssigkeitssctialter

Anmelder:

Continental-Elektroindustrie

Aktiengesellschaft

Voigt & Haeffner,

Frankfurt/M., Hanauer Landstr. 142-172

Dr.-Ing. Herbert Tolazzi, Frankfurt/M.,
ist als Erfinder genannt worden

mit verschiedenen Quer- als auch mit Längsströmungen oder mit einer Kombination hiervon Verwendung finden.

An Hand eines Ausführungsbeispiels seien die wesentlichen Erfindungsmerkmale erläutert, wobei nochmals darauf hingewiesen sei, daß die Erfindung keineswegs auf einen Schalter, der nur mit einer Querströmung oder nur mit einer Längsströmung arbeitet, beschränkt ist.

In der Figur ist schematisch das Oberteil eines ölarmen Hochspannungsschalters, weicher gemäß der Erfindung ausgebildet ist, dargestellt. Innerhalb eines oben geschlossenen Polrohres 1 (die obere Abgasöffhung ist auf der Zeichnung nicht dargestellt) befinden sich die Kontakttulpe 2 und der beim Ausschaltvorgang nach unten bewegliche Kontaktstift 3. Plattenanordnungen 4, 5, 6 sorgen für eine Querbespülung des Lichtbogens im Sinne des Pfeiles 7. Seitlich vom festen Kontakt 2 befinden sich eine Löschdüse 8. und ein Abbrandkörper 9; die Löschdüse 8 ist mit dem oberen Raum des Schalters über einen Abströmkanal 10 verbunden, in welchem auch zweckmäJ3igerweise die leitende Verbindung zwischen Abbrandkörper 9 und Tulpe 2 untergebracht wird. Diese elektrisch leitende Verbindung kann entweder ein unmittelbarer Zusammenschluß sein oder über einen elektrischen Widerstand geführt werden.

Die Wirkungsweise der-Anordnung ist folgende: Sobald der bewegliche Schaltstift 3 beim Abschaltvorgang in seiner Bewegung nach unten die öffnung in der Scheibe 5 freigegeben hat, setzt eine Löschmittelströmung quer zur Lichtbogenachse etwa in Richtung des Pfeiles 7 ein, die den Lichtbogen zur Löschdüse 8 hintreibt. Der Lichtbogen, der stets das Bestreben hat, mit einem Kleinstmaß an elektrischer

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Energie zu brennen, wird auf dem Abbrandkocper 9 einen, neuen Fußpunkt bilden und etwa in der Form des Striches 11 weiterbrennen. Der in der Figur angedeutete Lichtbogenast 12 erlischt. Im weiteren Verlauf des Löschvorganges ist der Lichtbogen nicht nur einer Querströmung, verlaufend etwa in Richtung des Pfeiles 7, sondern, darüber hinaus im Bereich der Löschdüse einer intensiven und allseitigen axialen Löschmittelströmung ausgesetzt.

Der Körper für die Löschdüse 8 kann aus Isolierstoff bestehen. Soll eine elektrische Abschirmung des Lichtbogenfußpunktes am Abbrandkörper 9 erzielt werden, so sind entsprechende elektrisch leitende Flächen, die in der beigefügten Figur mit Strichen. 13 schematisch angedeutet sind, vorzusehen. Derartige Schirmflächen, welche sowohl aus Leitern als auch aus Halbleitern bestehen können, müssen, um voll zur Geltung kommen zu können, in ihrem Potential gesteuert werden, was auf verschiedene bekannte Arten (kapazitiv, ohmisch oder in Kombination hiervon) geschehen kann. Die Ausbildung der Schirme selbst ist als leitende Einlage im Isolierstoff möglich oder als leitende Auflage auf den bzw. innerhalb des Düsenkörpers.

Um den Druckaufbau innerhalb der Schaltkammer in mäßigen Grenzen zu halten, ist es erforderlich, einen hinreichend großen Abströmquerschnitt 10 vorzusehen. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, zusätzliche Abströmquerschnitte, welche etwa seitlich daneben angeordnet werden könnten, vorzusehen, wobei es vorteilhaft ist, diese Abströmquerschnitte so· auszubilden, daß sie abhängig vom Druck in der Schaltkammer öffnen. Die verschiedensten Schiebeventilanordnungen, also vorzugsweise solche Ventile, welche in Abhängigkeit einer statischen Druckdifferenz und ohne Rücksicht auf die Durchflußmenge ansprechen, können verwendet werden.

Eine weitere Möglichkeit der Steuerung der zusätzlichen Abströmquerschnitte besteht darin, diese in Abhängigkeit von der Abschaltströmstärke zu öffnen. Mit Vorteil kann als Stellkraft hierfür die elektrodynamische Wirkung des elektrischen Stromes herangezogen werden.

Bei der Gesamtanordnung ist es, wie bereits ausgeführt, wesentlich, die Schaltarbeit möglichst klein zu halten. Die Platten 5 werden, daher so· anzuordnen sein, daß bei Erreichen der Mindestlöschdistanz zwischen dem bewegten Schaltstift 3 und dem feststehenden Kontakt 2 bereits eine ausreichend starke Löschströmung einsetzt, um die ersten Chancen für die Löschung des Lichtbogens wahrnehmen zu können. Es ist klar, daß die seitliche Anordnung der Löschdüse 8 und des Abbrandkörpers 9 nicht dazu führen darf; den Lichtbogen auf ein Maß zu verstärken, welches kleiner ist als die Mindestlöschdistanz.

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Eine Löschflüssigkeit enthaltender Hochspannungsschalter, vorzugsweise ölarmer Schalter, bei welchem der bewegliche Kontaktstift beim Ausschaltvorgang sich von oben nach unten bewegt und bei welchem seitlich der festen Kontakttulpe eine Löschdüse angeordnet ist, deren Austritt parallel zur Kammermittelachse in Richtung des druckfreien Raumes liegt, dadurch gekennzeichnet, daß — bezogen auf die Abströmrichtung des Löschmittels beim Abschaltvorgang — hinter dem engsten Löschdüsenquerschnitt (8) ein Abbrandkörper (9) so angeordnet ist, daß zur Zeit des Lichtbogenüberganges vom festen Kontaktstück

(2) auf den Abbrandkörper (9) der Abstand zwischen diesem und dem beweglichen Schaltstift

(3) wenigstens so groß wie die Mindestlöschdistanz ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Löschdüse ein Abbrandkörper vorhanden ist, der mit dem festen Kontaktstück (2) elektrisch leitend verbunden ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Abbrandkörper (9) und festes Kontaktstück (2) über einen elektrischen Widerstand leitend verbunden sind.

4. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschmittelströmung quer zur Lichtbogenachse so gerichtet ist, daß der Lichtbogen auf dem Abbrandkörper innerhalb der Löschdüse einen Fußpunkt bilden kann.

5. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Ausbildung der Löschdüse dergestalt, daß der Abbrandkörper elektrisch abgeschirmt ist.

6. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschdüse wenigstens teilweise elektrisch leitend ist oder elektrisch leitende Auflagen oder Einlagen hat.

7. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch außer der Löschdüse zusätzliche Abströmquerschnitte.

8. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Abströmquerschnitte abhängig vom Druck in der Schaltkammer Öffnen.

9. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Ausbildung der die Abströmquerschnitte freigebenden Teile dergestalt, daß sie nur dem statischen Druck

" und nicht dem Strömungsdruck des Löschmittels ausgesetzt sind.

10. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Abströmquerschnitte sich in Abhängigkeit von der Abschaltstromstärke öffnen.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellkraft für die die zusätzlichen Abströmöffnungen steuernden Teile die elektrodynamische Wirkung des elektrischen Stromes wirksam ist.

12. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen Abbrandkörper (9) und beweglichem Kontaktstück (3) zur Zeit des Lichtbogenüberganges vom festen Kontakt (2) auf den Abbrandkörper (9) nicht kleiner ist als der Abstand zwischen festen (2) und beweglichen (3) Kontaktstücken.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 524 904, 572 518, 592, 735 603.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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