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Schaltanordnung für Wechselstrom Die Ausschaltung eines Wechselstromes
kann man bekanntlich dadurch erleichtern, da.ß man im Stromkreis Gleichrichter vorsieht.
Durch die Gleichrichter wird der Wechselstrom in einen lückenden Strom umgewandelt.
Es ergeben sich stromlose Pausen, die die Stromunterbrechung begünstigen. Zu diesem
Zweck hat man z. B. eine Schaltanordnung mit zwei parallel liegenden Schaltstellen
vorgesehen, bei der mit jeder Schaltstelle ein Gleichrichter derart in Reihe liegt,
daß die beiden Gleichrichter antiparallel angeordnet sind. Erfindungsgemäß kann
eine solche Anordnung noch dadurch verbessert werden, daß durch den in der einen
Schaltstelle brennenden Lichtbogen in an sich bekannter Weise eine Löschmittelströmung
an der anderen Schaltstelle hervorgerufen wird. Auf diese Weise kann erreicht werden,
da.ß die von der einen Schaltstelle hervorgerufene Löschmittelströmung an der anderen
Schaltstelle gerade in dem Augenblick auftritt, in dem sich an dieser Schaltstelle
durch den Gleichrichter eine stromlose Pause ergibt. Durch die Löschmittelströmung
kann das Restplasma des Lichtbogens beseitigt werden, so daß an der Schaltstelle
wieder die volle elektrische Festigkeit vorliegt.
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Es ist bei Leistungsschaltern, insbesondere bei Ölschaltern, aber
auch bei Gasschaltern, bereits bekannt, eine Löschmittelströmung durch einen sogenannten
Hilfslichtbogen zu erzeugen. Bei derartigen Schaltern sind in einer Schaltkammer
zwei in Reihe liegende Schaltstellen vorgesehen, die von einem feststehenden Schaltstück,
einem beweglichen Schaltstück und einem sogenannten Zwischenschaltstück gebildet
werden, das im allgemeinen unter der Wirkung einer Feder steht. Bei der Bewegung
des beweglichen Schaltstückes kann das Zwischenschaltstück zunächst folgen, so daß
nur ein Hilfslichtbogen zwischen diesem und dem feststehenden Schaltstück gezogen
wird, der einen Druck im Löschmittel erzeugt. Dieser Druck führt zu einer Löschmittelströmung
gegen den inzwischen durch die Trennung des beweglichen Schaltstückes von dem Zwischenschaltstück
gebildeten Hauptlichtbogen. Im Gegensatz zur Erfindung tritt also bei derartigen
Schaltern die Löschmittelströmung stets an einer Schaltstelle auf; an der ein Lichtbogen
brennt. Bei der Erfindung ist es dagegen möglich, die die Festigkeit der Schaltstrecke
beeinträchtigenden Lichtbogenprodukte durch die Löschmittelströmung in der stromlosen
Pause zu beseitigen, ohne den Lichtbogen selbst zu bespülen.
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Um eine möglichst günstige Wirkung der Löschrnittelströmung zu erreichen,
ist es zweckmäßig, in an sich bekannter Weise die Schaltstellen. in zwei Kammern
eines gemeinsamen Gehäuses anzuordnen, das aus Isolierstoff besteht. Die Erfindung
kann dann besonders vorteilhaft so verwirklicht werden, daß beide Kammern eine gemeinsame
bewegliche Wand, z. B. eine Membran, aufweisen. Auf diese Weise kann der durch den
Lichtbogen an der einen Schaltstelle hervorgerufene Druck des Löschmittels ohne
großen Aufwand so wirken, daß an der anderen Schaltstelle in der stromlosen Pause
eine Löschmittelströmung auftritt.
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Es ist auch möglich, die beiden Schaltstellen in bekannter Weise in
einer gemeinsamen Kammer anzuordnen, wenn in bekannter Weise dafür gesorgt ist,
daß durch den Druck an der einen Schaltstelle eine Löschmittelströmung an der anderen
Schaltstelle erreicht wird. Dabei ist darauf zu achten, daß der zu bespülenden Schaltstelle
nur frisches Löschmittel zugeführt wird.
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Eine mechanisch einfache Anordnung kann man beispielsweise dadurch
erhalten, daß in bekannter Weise für beide Schaltstellen ein gemeinsames bewegliches
Schaltstück vorgesehen ist. Die Ventile, mit denen die stromlosen Pausen hervorgerufen
werden, sind in diesem Fall zweckmäßig an den feststehenden Schaltstücken der beiden
parallel liegenden Schaltstellen angeschlossen. Es ist günstig, die Ventile so anzuordnen,
daß sie in der Einschaltstellung des Schalters überbrückt sind und nur beim Aus-
bzw. Einschalten beansprucht werden.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden an Hand der
Figur ein Ausführungsbeispiel beschrieben.
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In einem gemeinsamen Isolierstoffgehäuse 1 sind in an sich bekannter
Weise zwei nebeneinanderliegende Schaltkammern 2 und 3 vorgesehen. Zwischen den
beiden Schaltkammern ist eine gemeinsame Wand 4 vorgesehen. Der Bereich 5 dieser
gemeinsamen Wand ist als Membran beweglich ausgebildet.
Die beiden
Schaltkammern. sind- mit- einem geeigneten Löschmittel, beispielsweise 'riiif Öl,
gefüllt, Als Löschmittel kommen neben Flüssigkeiten. auch Gase in Frage. Diese können
besonders dann vorteilhaft sein,: wenn zwischen den beiden Schaltstellen: ein größerer
Abstand- besteht, - den der" Löschmittels-trom durchlaufen muß. Wegen der kleineren
Trägheit der Gase setzt die Löschmittelströmung bei Gasen schneller ein als bei
Flüssigkeiten. Besonders gut geeignet -sind in bekannter Weise elektronegative Gase,
wie Schwefelhexafluorid und/oder Selenhexafluorid.
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In den beiden Schaltkammern, sind zwei parallel zueinander liegende
Schaltstellen 10 und_ 11 untergebracht. Die beiden Schaltstellen besitzen ein gemeinsames
bewegliches Schaltstück 12. Die beiden feststehenden Schaltstücke sind mit 13 und
14 bezeichnet. Die oberen Enden der feststehenden Schaltstücke sind, wie bei der
Schaltstelle 11 in einem Schnitt gezeigt ist, tulpeu> förmig ausgebildet. In der
dargestellten Einschaltstellung greifen zwei Stifte 15 und 16 des gemeinsamen beweglichen
Schaltstückes 12 in die tulpenförmigen Enden der feststehenden Schaltstücke.
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An den Enden der feststehenden Schaltstücke sind zwei übergreifende
metallische Hauben 20, 21 vorgesehen., die über Ventile, z. B. Selen- öder Ssliziumgleichrichter
22 und 23, mit den feststehenden Schaltstücken verbunden sind. Durch Isolierstoffkappen
24 ist dafür gesorgt, daß bei der am Gleichrichter auftretenden Spannung kein Überschlag
zwischen den Hauben 20 und 21 und den feststehenden. Schaltstücken 13 und 14 auftreten
kann.
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Die beiden feststehenden Schaltstücke 13 und 14 sind über einen Steg
25 mit einem gemeinsamen unteren Anschlußstück 26 verbunden. Der obere Anschluß
erfolgt am beweglichen Schaltstück 12. Zu diesem Zweck kann beispielsweise ein Stromabnehmerbügel
30 vorgesehen sein, der zu einem Anschlußstück 3.1 führt.
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Die Schaltanordnung nach der Erfindung wirkt folgendermaßen: Zum Ausschalten
wird das bewegliche Schaltstück 12 in der durch den Pfeil 32 dargestellten Richtung
nach oben gezogen. Die Stifte 15 und 16 des beweglichere Schaltstückes verlassen
die tulpenförmigen Kontaktstellen der feststehenden Schaltstücke. Dies geschieht
lichtbogenfrei, weil im Augenblick der Trennung je nach der Polarität des Stromes
und der Anordnung der Gleichrichter 22, 23, über eine der Hauben 20 oder 21 eine
Verbindung zu einem der Stifte 15, 16 bestehenbleibt.
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Beim Lösen der Stifte 15 und 16 von den. Hauben 20 bzw. 21 wird ein
Lichtbogen gezogen, und zwar zunächst an der Schaltstelle, deren Gleichrichter im
Schaltaugenblick den, Strom durchläßt: In der nächsten Halbwelle- erlischt der Lichtbogen,
da der Gleichrichter dann in Spexrchtung liegt. Zugleich zündet ein Lichtbogen an
an der anderen Schaltstelle, da der Abstand zwischen den Schaltstücken noch nicht
ausreicht, die Spannung- zu tragen. Dieser Lichtbogen ruft in der Kammer eine Drucksteigerung
im Löschmittel hervor. Durch- die Drucksteigerung wird über die Membran 5 eine Löschmittelströmung
an der anderen Unterbrechungsstelle erzeugt. Dadurch werden die an der anderen Unterbrechungsstelle
vorhandenen Lichtbogenprodukte aus der Schaltstrecke gespült. Die Schaltstrecke
erreicht schnell eine große elektrische Festigkeit. Daher kann diese Schaltstelle
die wiederkehrende Spannung tragen, wenn der Lichtbogen in der nächsten, Halbwelle
erlischt. Der Stromkreis ist damit unterbrochen, denn ein Wiederzünden an der anderen
Schaltstelle erfolgt nicht mehr, weil der Abstand der Schaltstücke inzwischen einen
ausreichend großen Wert erreicht hat. Bei der erfindungsgemäßer. Anordnung treten
mithin Lichtbogenerscheinungen nur während zweier aufeinanderfolgender Halbwellen
auf.
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Nach dem Durchlaufen des Schalthubes h hat das bewegliche Schaltstück
12 die Ausschaltstellung erreicht. Zwischen den Spitzen des beweglichen. Schaltstückes
und den Hauben der feststehenden Schaltstücke liegt die Trennstrecke T. Diese Trennstrecke
kann kleiner sein als bei den bekannten Schaltern, weil durch- die Löschmittelströmung
für eine schnelle Steigerung der elektrischen Festigkeit gesorgt wird.