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Kombinierter Sicherheits-und Draufschalter für Schalterprüfanlagen
Die Erfindung bezieht sich auf einen kombinierten Sicherheits- und Draufschalter
in Prüfanlagen für Wechselstrom-Hochspannungsschalter. In derartigen Anlagen ist
es die Aufgabe des Draufschalters, den hohen Prüfstrom in einem ganz bestimmten
Augenblick, zumeist im Spannungsmaximum bzw. im Stromnulldurchgang, einzuschalten,
und der Sicherheitsschalter dient dazu, den Strom nach ein bis zwei Halbwellen wieder
auszuschalten, damit bei einem Versagen des Prüfschalters das Weiterfließen des
starken Prüfstromes verhindert und eine Beschädigung der P rüfanlage bzw. des Prüfschalters
vermieden wird.
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Bisher hat man für diese beiden Funktionen zwei getrennte und hierfür
besonders ausgebildete Schalter verwendet. Namentlich verlangt die Draufschaltung
des Prüfstromes im Spannungsmaximum sehr genau arbeitende 5 teuerungselemente, da
anderenfalls bei einer nicht synchronen Draufschaltung der Prüfstrom eine unerwünschte
Gleichstromkomponente erhält.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, die beiden Schalter durch eine
einzige einfache Einrichtung zu ersetzen. Dieser kombinierte Sicherheits- und Draufschalter
für Schalterprüfanlagen besteht aus einer Schaltfunkenstrecke mit gesteuerter Einleitung
eines Lichtbogens mit Lichtbogenleitelektroden mit annähernd gleichbleibender Überschlagsweite
und von solcher Länge, daß der an ihnen entlanggleitende Lichtbogen unter der Einwirkung
eines seine Fortbewegung erzielenden Mittels nach der vorbestimmten Zeit am Ende
der Leitschienen angelangt ist und hier gelöscht wird. Zur Fortbewegung des Lichtbogens
wird sein eigener dynamischer Antrieb und eine Druckluftbeblasung benutzt, die zugleich
auch zur Löschung des Lichtbogens dient.
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Die Schaltfunkenstrecke erfüllt somit bei der Zündung die Aufgabe
des Draufschalters und mit der Löschung des Lichtbogens am Ende der Leitschienen
die Aufgabe des Sicherheitsschalters. Ahnliche Schaltfunkenstrecken sind bereits
für die Einschaltung von Lichtreklamen bekannt, doch handelt es sich hier nur um
die Ein- und Ausschaltung von sehr schwachen Strömen für Leuchtröhren zu nicht sehr
genau festliegenden Zeitpunkten im Gegensatz zu der Schaltfunkenstrecke, von der
die Erfindung ausgeht, die Ströme von mehreren 1000 A zu schaften hat.
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Es sind auch schon Schalterprüfanlagenbekannt, bei denen ein zwischen
zwei hörnerartigen Hilfselektroden einer Schaltfunkenstrecke gezogener Lichtbogen
durch einen Luftstrom mit einem Fußpunkt auf eine Hauptelektrode geblasen wird,
wodurch der starke Prüfstrom über den nachgeschalteten Prüfling fließen kann. Der
Lichtbogen der Hilfszündung wird hierbei durch den Überschlag eines schwächeren
Stromes zwischen den
Schaltkontakten des Prüflings während des Einschaltvorganges,
bei dem letzterer in einem Nebenschlußstromkreis liegt, hervorgerufen. Dadurch wirkt
der Prüfschalter zugleich als Hilfsschalter für den Einschaltvorgang, während die
Schaltfunkenstrecke den eigentlichen Draufschalter für den starken Prüfstrom bildet.
Als Sicherheitsschalter zur Unterbrechung des Prüfstromes nach einer vorausbestimmten
Anzahl von Stromhalbwellen kann diese Schaltfunkenstrecke jedoch nicht dienen, da
sie keine Leitschienen an den Elektroden für den Prüfstrom aufweist. Der Prüfstrom
kann daher bei einem Versagen des Prüfschalters nur durch den Luftstrom zwischen
den Elektroden der Schaltfunkenstrecke in einem geeigneten Augenblick unterbrochen
werden.
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Aus diesem Grunde ist die Beblasungsvorrichtung des Lichtbogens auch
ähnlich wie bei Druckgasschaltern aufgebaut. Wenn auch der kombinierte Sicherheits-und
Draufschalter ebenfalls von einer dem Druckgasschalterbau angepaßten Blasvorrichtung
Gebrauch macht, so hat er doch gegenüber der vorgenannten Schaltfunkenstrecke den
Vorteil, daß er von dem Prüfschalter und einem besonderen Nebenschlußstromkreis
völlig unabhängig ist und stets synchron ein-und ausschaltet. Der Prüfvorgang kann
dadurch bei schon vorher geschlossenem Prüfschalter beginnen, und die Dauer einer
Ausschaltprüfung und die von dieser Dauer abhängigen elektrischen und mechanischen
Beanspruchungen der gesamten Prüfanlage werden wesentlich herabgesetzt.
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Nachteilig an dem bisherigen kombinierten Sicherheits- und Draufschalter
ist jedoch der verhältnismäßig große Querschnitt des der Beblasung unterliegenden
Raumes zwischen den Elektroden der Schaltfunkenstrecke, an denen der Lichtbogen
entlanggleitet.
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Dadurch ergibt sich ein hoher Luftverbrauch. Die
Erfindung
behebt diesen Mangel dadurch, daß erfindungsgemäß die Zündstrecke zwischen den Elektroden
in einen kleineren Raum starker Beblasung und in einen größeren Raum schwächerer
oder gar keiner Beblasung unterteilt ist. Zu diesem Zweck sind eine oder zwei Stiftelektroden
von je einem Metallrohr urtigeben, dessen Durchmesser nur wenig größer ist als der
der Stiftelektroden, wobei der Lichtbogen zwischen einer Stiftelektrode und einem
umgebenden Gehäuse oder zwischen zwei Stiftelektroden gezündet und durch einen durch
die Metall rohre zugeführten starken Luftstrom beblasen und gelöscht wird. Zusätzlich
kann der Raum zwischen dem Rohr der Stiftelektrode und dem Gehäuse bzw. zwischen
den beiden Rohren der Stiftelektroden mit einem schwächeren Luftstrom beblasen werden.
Unter Umständen kann auch diese schwächere Beblasung wegfallen, wenn die Fußpunkte
des Lichtbogens sowie der Lichtbogen selbst mit genügender Geschwindigkeit an den
Leitschienen entlangwandern. Durch die Unterteilung des Luftraumes. zwischen den
Zündelektroden wird trotz starker Beblasung der Fußpunkte des Lichtbogens eine erhebliche
Ersparnis an Blasluft erzielt.
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Die Abb. 1 und 2 zeigt zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung.
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Nach Abb. 1 ist die mittlere Stiftelektrode 1 von einem Metallrohr
2 umgeben, wobei beide Teile in einem Gehäuse 3 angeordnet sind, das als äußereElektrode
dient. Zur leichteren Zündung zwischen den Elektroden 1 und 3 ist eine Hilfselektrode
4 vorgesehen, der der Zündimpuls zugeführt wird. Nach der durch die Hilfszündung
eingeleiteten Vorio,nisierung der Luftstrecke zwischen dem Gehäuse 3 und dem Rohr
2 wird der Lichtbogen zwischen den Teilen 3, 2 und 1 gezündet. Dieser klettert durch
die starke Beblasung innerhalb des Rohres 2 an der Elektrode 1 und der Innenwand
des Rohres nach oben. Dabei wird der Teil des Lichtbogens L zwischen dem Rohr 2
und dem Gehäuse 3 ebenfalls zwangläufig mitgenommen.
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Man kann diese Mitnahme noch unterstützen dadurch, daß man zusätzlich
durch die Öffnung 5 einen schwächeren Luftstrom bläst.
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In Abb. 2 ist eine Vorrichtung im Querschnitt von oben gesehen dargestellt,
bei der zwei Stiftelektroden 1 und 1' vorgesehen sind, die von zwei Metallrohren
2 und 2' umgeben sind. Auch hier wird ein starker Blasstrom durch die Rohre 2 und
2' geleitet, während ein schwächerer Blasstrom durch den Raum 6, der von den beiden
Hauptelektroden 7 und 7' sowie den Isolierstoffplatten 8 und 8' gebildet wird, zur
Mit-
nahme des Teillichtbogens L' zugeführt werden kann.
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Damit der Lichtbogen L' nicht längs den Isolierstoffplatten einen
Kriechweg findet, sind an den Hauptelektroden 7 und 7' Vorsprünge 9 und 9' angebracht,
an denen der Lichtbogen entlanggleitet. Die Einleitung der Zündung kann wieder durch
eine nicht weiter dargestellte Hilfszündung erfolgen.
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PATENTANSPROCHE: 1. Kombinierter Sicherheits- und Draufschalter für
Schalterprüfanlagen, der aus einer Schaltfunkenstrecke besteht mit gesteuerter Einleitung
eines Lichtbogens und Lichtbogenleitelektroden mit annähernd gleichbleibender Uberschlagsweite
und von solcher Länge, daß der an ihnen entlanggleitende Lichtbogen unter der Einwirkung
eines seine Fortbewegung erzielenden Mittels nach der vorbestimmten Zeit am Ende
der Leitschienen angelangt ist und hier gelöscht wird, dadurch geknnzeichnet, daß
die Zündstrecke zwischen den Elektroden in einen kleineren Raum stärkerer Beblasung
und in einen größeren Raum schwächerer oder gar keiner Beblasung unterteilt ist.