DE1119373B - OElarmer elektrischer Hochspannungs-Sicherungstrennschalter - Google Patents

Description

• Ölarmer elektrischer Hochspannungs-Sicherungstrennschalter Die Erfindung betrifft ölarme elektrische Hochspannungs-Sicherungstrennschalter von hohem Abschaltvermögen.
• Der vorgeschlagene Schalter weist in einem Ölbehälter zwei ortsfeste, die Pole bildende Kontakte und einen verschiebbaren Gleitzylinder auf, der in einer seiner Stellungen eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Kontakten herstellt, und zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß der Gleitzylinder in Längsrichtung zwei aus elektrisch leitendem Material bestehende Zonen aufweist, die sich gegen die Kontakte anlegen und durch eine Zone aus isolierendem Material getrennt sind, wobei die leitenden Zonen außerdem durch wenigstens einen Schmelzdraht miteinander verbunden sind.
• Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird nunmehr an Hand der Zeichnung beschrieben, die einen Querschnitt durch den Schalter darstellt.
• In einem ölbehälter.l sind zwei Kontakte 2 und 3 gleicher Phase und ein Gleitzylinder 4 angeordnet, dessen Verschiebung z. B. durch eine Schaltstange 5 bewirkt wird. Der Gleitzylinder 4 besteht aus einem mittleren Rohrabschnitt 6 aus elektrisch isolierendem Material, der an seinen Enden mit einem ersten elektrisch leitenden Rohrabschnitt 7 und einem zweiten elektrisch leitenden Rohrabschnitt 8 fest verbunden ist, die sich gegen die Kontakte 2 bzw. 3 anlegen, wenn der Gleitzylinder 4 sich in Stromschließstellung befindet. Selbstverständlich kann der Gleitzylinder 4 außerhalb des Bereiches des Kontaktes 3 aus einem Isoliermaterial bestehen.
• Im Innern des isolierenden Rohrabschnittes 6 ist ein verschiebbarer Kolben 9 vorgesehen, der aus einem leitenden Rohrstück besteht, dessen dem ersten leitenden Rohrabschnitt 7 zugewandtes Ende zu einer Düse reduziert ist. Dieser Kolben 9 wird durch eine starke Feder 10 zum zweiten leitenden Rohrabschnitt 8 hin gezogen. Elektrisch ist der Kolben 9 mit dem zweiten Rohrabschnitt 8 und über diesen mit dem Kontakt 3 durch wenigstens ein flexibles Kabel 12 und mit dem ersten leitenden Rohrabschnitt 7 einerseits durch wenigstens einen Schmelzdraht 11 und andererseits durch einen Widerstandsdraht 13 verbunden.
• Vorteilhafterweise ist der erste leitende Rohrabschnitt 7 an seinem freien Ende geschlossen, während der zweite leitende Rohrabschnitt 8 bei 8 a seitlich durchbohrt ist, damit das Öl nach innen gelangen kann.
• Der mittlere isolierende Rohrabschnitt 6 ist gleichfalls bei 6a durchbohrt, aber der Kolben 9 verschließt diesen Durchlaß, da der Widerstandsdraht 13 die Zugwirkung der Feder 10 ausgleicht. Dieser Widerstandsdraht 13 besteht aus Metall, z. B. aus sogenanntem Monelstahl, und sein. Querschnitt reicht aus, um mechanisch die Zugkraft der Feder 10 zu übernehmen und elektrisch gemeinsam mit dem Schmelzdraht 11 den Nennstrom des Schalters zu führen, ist aber nicht genügend stark, um den Kurzschlußstrom allein auszuhalten.
• Das oder die flexiblen Kabel 12 sind in ihrem Querschnitt so bemessen, daß sie, ohne zu schmelzen, den Kurzschlußstrom während der Schaltzeit aushalten.
• Unter der Voraussetzung, daß der Schalter so angeordnet ist, daß der Gleitzylinder 4 vertikal verläuft, läßt sich die Wirkungsweise wie folgt beschreiben.
• Eine senkrechte Bewegung des aus den Rohrabschnitten 8, 6 und 7 bestehenden Gleitzylinders 4 von oben nach unten bringt die leitenden Rohrabschnitte 8 bzw. 7 in Kontakt mit den Kontakten 2 bzw. 3.
• Die Geschwindigkeit des verschiebbaren Schalterteils ist so berechnet, daß sie das eventuelle Schließen des Kurzschlußstroms gestattet.
• A. Trennfunktion Die Unterbrechung des Nennstromes des Schalters erfolgt durch die umgekehrte Bewegung. Bei Ausführungen mit einer Belastbarkeit bis zur Nennstromstärke von 50 A kann auf eine Schaltkammer verzichtet werden, während es bei Stromstärken über diesem Wert zweckmäßig ist, eine solche Schaltkammer vorzusehen.
• B. Sicherungsfunktion Bei erheblichem Überstrom brennen die Schmelzdrähte 11 durch, darauf gibt der Widerstandsdraht 13 fast augenblicklich den Kolben 9 frei, der dann durch die Zugkraft der Feder 10 nach oben gezogen wird.
• Bei starkem Kurzschlußstrom verhindert der durch den Lichtbogen in der Kammer A erzeugte Druck nach dem Nulldurchgang des Stromes das erneute Zünden des Lichtbogens.
• Bei einem verhältnismäßig schwachen Kurzschlußstrom erfolgt das Auslöschen des Lichtbogens durch Einspritzen von Öl durch die Düse des Kolbens 9.
• Während der ersten Schaltphase entsteht der Lichtbogen in einem vollständig geschlossenen Raum. Darauf gibt die Bewegung des Kolbens 9 die Bohrungen 6a, die die Verbindung zwischen den Kammern A und B herstellen, frei; die Gase und ionisierten Dämpfe entweichen sodann nach B, wo sie durch die Masse des Isolieröls abgekühlt werden.
• Es ist bekannt, daß in Anwesenheit des elektrischen Lichtbogens bestimmte Stoffe Dämpfe abgeben, die das Auslöschen des Lichtbogens begünstigen; dazu gehören z. B. einige Arten von Methacrylaten und ein isolierendes Vulkanfiber, das in der Elektroindustrie unter dem Namen »Graufiber« oder »amerikanisches Fiber« bekannt ist.
• Natürlich kann, ohne von dem Erfindungsgedanken abzuweichen, den beschriebenen Ausführungsformen jede gewünschte Änderung gegeben werden; insbesondere kann man die Energie der Feder verwenden, um entweder Kennplättchen, die ein Durchbrennen des Schmelzdrahtes anzeigen, oder ein Schaltschloß zu betätigen, das nach dem Durchbrennen eines Schmelzdrahtes das mehrphasige Öffnen des. Schalters gewährleistet. Auch kann z. B. der beschriebene, mit Schmelzsicherungen versehene Kontaktzylinder in einem Transformator eingebaut sein.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Ölarmer elektrischer Hochspannungs-Sicherungstrennschalter von hohem Abschaltvermögen, der in einem Ölbehälter zwei ortsfeste, die Pole bildende Kontakte und einen Gleitzylinder aufweist, der in einer Verschiebungsstellung eine elektrische Verbindung zwischen diesen Kontakten herstellen kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitzylinder (4) in Längsrichtung zwei aus elektrisch leitendem Material bestehende Zonen aufweist, die sich gegen die Kontakte (2,3) anlegen und durch eine Zone aus isolierendem Material getrennt sind, wobei die leitenden Zonen außerdem durch wenigstens einen Schmelzdraht (11) miteinander verbunden sind.
2. 2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zone aus isolierendem Material ein Rohrabschnitt (6) ist, dessen Inneres mit dem Ölbehälter (1) in Verbindung steht.
3. 3. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (4) aus einem das eine Ende bildenden ersten leitenden Rohrabschnitt (7), einem mit diesem fest verbundenen, mittleren isolierenden Rohrabschnitt (6) und einem mit letzterem wiederum fest verbundenen, zweiten leitenden Rohrabschnitt (8) besteht, der das andere, äußere Ende des Zylinders (4) bildet und durch einen isolierenden Zylinderteil verlängert sein kann.
4. 4. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Schmelzdraht (11) im Innern der leitenden Rohrabschnitte (7,8) angeordnet ist.
5. 5. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Schmelzdraht (11) im Innern des mittleren isolierenden Rohrabschnitts (6) angeordnet ist.
6. 6. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzdraht (11) einerseits mit dem ersten leitenden Rohrabschnitt (7) und andererseits mit einem elektrisch leitenden Kolben (9) verbunden ist, der in dem mittleren isolierenden Rohrabschnitt (6) gleiten kann und durch wenigstens ein flexibles Kabel (12) mit dem zweiten leitenden Rohrabschnitt (8) verbunden ist und der Zugkraft einer Feder (10) unterworfen ist, die das Bestreben hat, ihn ruckartig dem zweiten leitenden Rohrabschnitt (8) zu nähern und so das in dem mittleren isolierenden Rohrabschnitt (6) enthaltene Öl zu zwingen, unter Druck aus der Öffnung der Düse auszutreten.
7. 7. Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (9) aus einem Rohrstück besteht, dessen dem ersten leitenden Rohrabschnitt (7) zugewandtes Ende zu einer Düse reduziert ist. B.
8. Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, da.ß die Feder (10) in Arbeitsstellung mittels eines metallischen Widerstandsdrahtes (13) von geringem Querschnitt gespannt gehalten wird, der den Kolben (9) mit dem ersten leitenden Rohrabschnitt (7) verbindet.
9. 9. Schalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Widerstandsdrahtes (13) zwar ausreicht, um mechanisch die Zugkraft der Feder (10) aufzunehmen und elektrisch den Durchgang des Nennstroms auszuhalten, aber nicht genügend stark ist, um den Kurzschlußstrom zu übernehmen.