DE1112164B - Elektrischer Fluessigkeitsschalter - Google Patents

Description

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Es sind bereits Flüssigkeitsschalter für Wechselstrom vorgeschlagen worden, die eine Schaltkammer besitzen, in der die Gasströmung in Richtung der Lichtbogenachse nach oben erfolgt. Diese haben den Vorteil, daß die durch den Lichtbogen erzeugten Gase und Dämpfe frei abströmen können. Gemäß der Erfindung kann ein derartiger Flüssigkeitsschalter in der Weise verbessert werden, daß die Kammer von einem mit Schaltflüssigkeit gefüllten, oben offenen Gefäß umgeben ist und aus Lochplatten aus Isoliermaterial besteht, die, den Innenraum abschließend, aufeinanderliegen und zwischen zwei Abstandsstücken in axialer Richtung gehalten werden. Bei den eingangs erwähnten Flüssigkeitsschaltern mit Gasabströmung nach oben ist beim Ausschalten der Druck um so größer, je größer der Ausschaltstrom ist. Infolgedessen begrenzt bei gegebener Festigkeit der Kammer der Druck die Ausschaltleistung. Beim Schalter gemäß der Erfindung dagegen wird bei Erreichen eines noch ungefährlichen Druckes die Kammer geöffnet, d. h., es entsteht ein Spalt zwischen zwei Platten. Da der Druck in der Kammer vom Lichtbogenfußpunkt am beweglichen Schaltstück wegen der Strömung nach oben abnimmt, entsteht der Spalt zwischen zwei Platten in der Nähe dieses Lichtbogenfußpunktes oder unterhalb davon. Es wird daher im wesentlichen nur Schaltflüssigkeit in radialer Richtung ausströmen. Nach unten kann weder Schaltflüssigkeit noch Gas abströmen, weil die Kammer unten in ein mit Schaltflüssigkeit gefülltes abgeschlossenes Gefäß mündet. Da der Druck in der Kammer davon abhängig ist, wieviel Schaltflüssigkeit in Gas verwandelt werden kann, hängt der Druck davon ab, wieviel Schaltflüssigkeit in der Zeiteinheit in den Bereich des Lichtbogens kommt, sei es durch die Schaltstiftbewegung, sei es durch zusätzliche Schaltflüssigkeitszufuhr. Nach der Entstehung des Spaltes tritt zwar keine wesentliche Druckverminderung in der Kammer auf, aber es wird Schaltflüssigkeit (Öl) aus der Kammer herausgelassen, wodurch die Ursache für weitere Druckerhöhung aufgehoben wird. Da nur eine sehr geringe Menge Schaltflüssigkeit (Öl) verdampft, so ist bereits das seitliche Ausströmen von geringen Mengen der Schaltflüssigkeit (des Öles) entscheidend für die Höhe des Druckes in der Kammer. Das Ausströmen von Schaltflüssigkeit im Gegensatz zum Ausströmen von Gas hat unter anderem auch den Vorteil, daß sich der Druck im Außengefäß zwar erhöht, nicht aber die Größe des Druckes im Innern erreichen kann.

Die Kammer gemäß der Erfindung unterscheidet sich grundsätzlich von der bekannten elastischen Elektrischer Flüssigkeitsschalter

Anmelder:
Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Paul Duffing, Berlin-Siemensstadt,
ist als Erfinder genannt worden

Kammer bei ölarmen Flüssigkeitsschaltern. Bei diesen erfolgt die Löschung des Lichtbogens durch das Ausströmen von Gasen und Dämpfen in radialer Richtung. Auch öffnet die elastische Kammer bereits bei Strömen, die in der Größenordnung des Nennstromes liegen, während die Kammer gemäß der Erfindung erst einen kleinen Spalt freigibt bei Strömen in der Größenordnung des Kurzschlußausschaltstromes. Die zum Öffnen der Kammer ausreichenden Drücke weichen daher um eine Größenordnung voneinander ab. Die Kammer gemäß der Erfindung unterscheidet sich auch von einem anderen vorgeschlagenen Schalter, bei dem in Abhängigkeit vom Momentanwert des Stromes eine oszillierende Bewegung der Schaltflüssigkeit in radialer Richtung erfolgt. Dies ist bei der Kammer gemäß der Erfindung nicht der Fall, da das die Kammer umgebende, mit Schaltflüssigkeit gefüllte Gefäß oben offen ist und infolgedessen keine Rückströmung stattfindet.

Um die Platten aufeinanderzudrücken, kann man auf das Abstandsstück eine Feder einwirken lassen. Die Feder muß verhältnismäßig stark sein, da, wie erwähnt, nur bei sehr großen Strömen bzw. Drücken ein Ölaustritt stattfinden soll. Man kann auf jedes der beiden Abstandsstücke eine Feder einwirken lassen, wodurch die Bildung eines Spaltes schneller erfolgt, weil sowohl die Platten, die oberhalb als auch unterhalb des sich bildenden Spaltes liegen, bewegt werden und ihr Weg kleiner ist, als der Spaltöffnung entspricht. Die Massenträgheit wird somit herabgesetzt.

Man kann auch die Abstandsstücke an dem mit Schaltflüssigkeit gefüllten Gefäß ohne Zwischenschaltung von Federn befestigen; es werden dann die elastischen Eigenschaften des Gefäßes ausgenutzt,

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Claims (8)

1. 3 4

   das sich bei einem genügend großen Druck so weit stücken wird, um so größer wird der Druck. Wenn verlängert, daß ein ausreichend großer Spalt zwischen er eine bestimmte Höhe überschreitet, dann wird die zwei Platten entsteht. Um mit Sicherheit zu erreichen, Feder zusammengedrückt, und es entsteht ein Spalt daß sich ein Spalt nur in der Nähe des Lichtbogen- an der Stelle des höchsten Druckes, d. h. in der Nähe fußpunktes oder unterhalb desselben bildet, kann 5 des Schaltstiftkopfes. Durch das seitliche Ausströmen man die Anordnung so treffen, daß die Größe der von Öl in den vom Zylinder 10 gebildeten Raum Flächen (Angriffsfläche) der Lochplatten, auf welche wird die Einwirkung des Öles auf den Lichtbogen der Druck einwirkt und eine im wesentlichen axiale herabgesetzt und damit eine weitere Druckerhöhung Kraft erzeugt, von oben nach unten, also in Aus- in der Kammer verhindert. Das Öffnen erfolgt bei schaltrichtung, zunimmt. Bei einer zylindrischen io steigendem Momentanwert des Stromes. Geht der Kammer bedeutet dies, daß der Innendurchmesser Momentanwert wieder zurück, so fällt der Druck, der Berührungsflächen größer als der Lochdurch- Dadurch schließt sich der Spalt wieder, und wenn im messer ist und in Ausschaltrichtung zunimmt. Durch nächsten Nulldurchgang der Lichtbogen nicht erdiese Maßnahme wird erreicht, daß schon bei glei- lischt, so entsteht wieder bei ansteigenden Momentanchem Druck in allen Punkten der Kammer die Öff- 15 werten eine Druckerhöhung, und es öffnet sich ein nungskräfte, die auf die unteren Platten wirken, Spalt, der tiefer liegt, da inzwischen auch der Schaltgrößer sind als die, die auf die oberen Platten wirken. stiftkopf weiter nach unten gelangt ist.

   Es ist zweckmäßig, die Größe der Auflageflächen In Fig. 2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der gegenüber den vorher erwähnten Angriff sflächen mög- Erfindung dargestellt. Soweit die Teile mit denen der liehst klein zu machen. Diese relativ kleinen Auflage- 20 Fig. 1 übereinstimmen, sind die gleichen Bezugsflächen bringen den Vorteil, daß ein Spalt, der in der zeichen gewählt worden. Die Anordnung nach Fig. 2 Nähe des höchsten Druckes gebildet wird (in der unterscheidet sich zunächst dadurch, daß keine be-Nähe des Lichtbogenfußpunktes am Schaltstift), sich sondere Feder 7 vorgesehen ist, sondern daß die mit großer Sicherheit wieder schließt, wenn sich in- Elastizität des Isolierrohres 10 ausgenutzt wird, um folge der Schaltstiftbewegung der höchste Druck ver- 25 eine Spaltbildung zu ermöglichen. Dies ist zulässig, schiebt, und daß dafür ein zweiter Spalt in der Nähe weil schon sehr geringe Spalte die erstrebte Wirkung der neuen Stelle höchsten Druckes entsteht. Zu die- haben. Wie bereits erwähnt, brauchen nur sehr gesem Zweck nimmt der Außendurchmesser der Auf- ringe Ölmengen seitlich in radialer Richtung abzulageflächen, wenn ihr Innendurchmesser in Ausschalt- strömen. Da der Druck entsprechend groß ist, braurichtung zunimmt, ebenfalls in Ausschaltrichtung zu. 30 chen die Spalte nur klein zu sein. Bei der Anord-

   In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele nung nach Fig. 2 ist das untere Abstandsstück 18 das

   der Erfindung dargestellt. gleiche gebheben, das obere Abstandsstück bildet

   In Fig. 1 ist mit 1 das feststehende Schaltstück, jetzt das Zwischenstück 20.

   mit 2 der Schaltstift bezeichnet. Die Kammer 3 be- Zur Erhöhung der Sicherheit, daß der Spalt immer

   steht aus einzelnen Platten 4, die sich oben unter 35 in der Nähe des Lichtbogenfußpunktes oder darunter

   Zwischenschaltung eines rohrförmigen Isolierstückes 5 auftritt, ist der Durchmesser der Ausnehmungen 17

   an dem Abstandsstück 6 und unten an dem Ab- der Lochplatten so gestaltet, daß er nach unten zu-

   standsstück 18 abstützen. Auf das Abstandsstück 6 nimmt. Im Ausführungsbeispiel sind beide Seiten der

   wirkt eine Feder 7 ein, welche die Platten zusammen- Lochplatte im Gegensatz zu Fig. 1 mit Ausnehmun-

   preßt. Die Feder 7 stützt sich unter Zwischenschal- 40 gen versehen. Dadurch, daß ihr Durchmesser in

   tung des metallischen Stückes 8, das in den Flansch 9 Ausschaltrichtung zunimmt, wird die Angriffsfläche

   eingeschraubt ist, an diesem ab. Der Flansch 9 ist mit 21, auf welche der Druck einwirkt und eine im

   dem Isolierzylinder 10 fest verbunden. Dieser Isolier- wesentlichen axiale Kraft erzeugt, nach unten größer

   zylinder bildet das die Schaltkammer umgebende Ge- und damit auch die Kraft, welche die Platten vonein-

   fäß, das ebenso wie die Kammer mit Schaltflüssigkeit 45 ander abhebt.

   (Öl) gefüllt ist. Es ist oben offen (Löcher 12). Die Berührungsflächen 22 wird man zweckmäßig

   Mit 19 ist der Ölspiegel bezeichnet. Das obere klein im Verhältnis zu den Angriffsflächen 21 Schaltstück ist durch Rippen 13 an dem Zwischen- machen, damit das Schließen des Spaltes leicht vor stück 8 befestigt, das gleichzeitig auch zur Führung sich geht. Man wird sie also so klein machen, wie des oberen Abstandsstückes 6 dient. Der untere 50 es die Festigkeit des Materials zuläßt. Das bedingt, Flansch ist mit 14 bezeichnet, er ist ebenfalls mit daß, wenn der Innendurchmesser der Berührungsdem Isolierrohr 10 verbunden. Der untere Flansch ist fläche nach unten hin zunimmt, auch der Außenauf ein nicht dargestelltes Gehäuse aufgeschraubt, durchmesser, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, das auch mit Öl gefüllt und abgeschlossen ist. Es ist nach unten zunehmen muß.

   mit dem Innern der Kammer über einen Ringspalt 15 55 Um eine radiale Verschiebung der Lochplatten zu verbunden. Es kann aber auch der an das Innere der vermeiden, kann man sie am Umfang z. B. mit drei Kammer sich anschließende Raum 16, der mit Öl ge- Vorsprüngen versehen, die an dem Zylinder 10 anfüllt ist, unten abgeschlossen sein. Auf den oberen liegen. Dies ist im Ausführungsbeispiel nicht im einFlansch 9 ist ein nicht dargestelltes Gehäuse auf- zelnen dargestellt,
   geschraubt, das in an sich bekannter Weise die 60

   Schaltgase aufnimmt. Im Ausführungsbeispiel be- PATENTANSPRÜCHE:
   sitzen die Lochplatten oben eine Ausnehmung 17. Im 1. Elektrischer Flüssigkeitsschalter für Wechsel-Ausführungsbeispiel nimmt der Lochdurchmesser strom mit einer Schaltkammer, in der die Gasvon oben nach unten ab, wodurch die Löschwirkung abströmung in Richtung der Lichtbogenachse des Schalters verbessert wird. 65 nach oben und die Schaltstiftbewegung beim

   Wenn der Lichtbogen gezogen wird, so entstehen Ausschaltvorgang nach unten erfolgt, dadurch

   Gase, die nach oben abströmen und Öl mitreißen. Je gekennzeichnet, daß die Kammer von einem mit

   größer der Abstand zwischen den beiden Schalt- Schaltflüssigkeit gefüllten, oben offenen Gefäß

   umgeben ist und aus Lochplatten aus Isoliermaterial besteht, die, den Innenraum der Kammer abschließend, aufeinanderliegen und zwischen zwei Abstandsstücken gehalten werden.
2. 2. Flüssigkeitsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf eines der Abstandsstücke eine Feder einwirkt, die die Platten aufeinanderdrückt.
3. 3. Flüssigkeitsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf jedes Abstandsstück eine Feder einwirkt.
4. 4. Flüssigkeitsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsstücke an dem mit Schaltflüssigkeit gefüllten Gefäß ohne Zwischenschaltung von Federn befestigt sind.
5. 5. Flüssigkeitsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen der Plat-

   ten, auf welche der Druck einwirkt und an denen er eine im wesentlichen axiale Kraft erzeugt, in Ausschaltrichtung zunehmen.
6. 6. Flüssigkeitsschalter nach Anspruch 5 mit kreisförmigen Auflageflächen, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Auflageflächen in Ausschaltrichtung zunimmt.
7. 7. Flüssigkeitsschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Außendurchmesser in Ausschaltrichtung zunimmt.
8. 8. Flüssigkeitsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchtrittsquerschnitt für den Schaltstift in Ausschaltrichtung abnimmt.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 619 559, 767 869.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen