DE1135075B - Leistungsschalter - Google Patents

Description

Mit dem schnellen Wachstum der elektrischen Industrie in den vergangenen Jahren und der dadurch bedingten Ausdehnung der Netze haben sich einige der vorhandenen kleineren Übertragungs- oder »Mittelspannungs«-Leitungen (46 kV) zu Verteilungsnetzen entwickelt, die industrielle Abnehmer und Verteilungsunterstationen mit elektrischer Energie versorgen. Dieser Wandel der hauptsächlichen Verwendung von der Leistungsübertragung zur örtlichen Verteilung wird voraussichtlich mit wachsender elektrischer Leistung immer mehr vorherrschen. Deshalb ist es notwendig, Ausrüstungen zur Streckentrennung vorzusehen, um Ausfälle dieser Netze zu vermeiden oder auf ein Minimum zu beschränken.

Die nach den gegenwärtigen Normen gefertigten Leistungsschalter besitzen eine größere Schaltleistung, als erforderlich ist. Sie sind deshalb in den meisten Fällen unwirtschaftlich für den obengenannten Zweck. Dagegen sind automatische Kurzunterbrecher für diese Verteilungssysteme höherer Spannung, die für eine geringere Schaltleistung ausgelegt sind, wesentlich billiger. Zudem besitzen sie noch weitere Vorteile.

Es ist ein Ziel der Erfindung, einen Kurzunterbrecher zu schaffen, der insbesondere für Mittelspannungsnetze, z. B. für 23 bis 69 kV, geeignet ist. Die Erfindung geht dabei von einem elektrischen Schalter mit einer im wesentlichen geschlossenen Löschkammer aus, die ein elektronegatives Gas, vorzugsweise Schwefelhexafluorid (SF₆) und/oder Selenhexafiuorid (SeF₈), als Löschmittel enthält, und mit einer außerhalb der Löschkammer angeordneten Pumpeinrichtung. Erfindungsgemäß fördert die Pumpeinrichtung beim Einschalten frisches Löschmittel in die Löschkammer. Dies hat folgenden Vorteil:

Untersuchungen an Schaltern mit strömenden Löschmitteln, insbesondere an Gasblasschaltern mit selbsterzeugtem Druck, haben ein Absinken der Schaltleistung bei aufeinanderfolgenden Versuchen ergeben, sobald nur kurze Pausen zwischen den Versuchen vorlagen, insbesondere bei mehrfacher Kurzunterbrechung. Die Abnahme der Schaltleistung bei mehrfacher Unterbrechung wird, wie gefunden wurde, durch die Bildung von Gas geringerer Dichte in der Löschkammer verursacht. Bei der Unterbrechung erhitzt der Lichtbogen das Gas in der Löschkammer. Bei schnell aufeinanderfolgenden Schaltungen ist nicht genug Zeit vorhanden, um diese Wärme auf natürlichem Wege abzuführen, z. B. durch Wärmeströmung oder -leitung. Da die Löschkammer mit dem Inneren des Leistungsschal-Leistungsschalter

Anmelder:

Westinghouse Electric Corporation,
East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. P. Ohrt, Patentanwalt,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 3. Oktober 1958 (Nr. 765 173)

Robert E. Friedrich,
„₀ Baldwin Borough, Pittsburgh, Pa.,

und Russell N. Yeckley, Monroeville, Pa. (V. St. A.), sind als Erfinder genannt worden

ters in Verbindung steht, enthält die im wesentlichen geschlossene Löschkammer Gas von Normaldruck, aber erhöhter Temperatur und verminderter Dichte.

Da die Schaltleistung eine Funktion der Gasdichte ist, ergibt die verminderte Dichte in der im wesentlichen geschlossenen Löschkammer einen Abfall der Schaltleistung. Bei der Erfindung wird dagegen das erhitzte Löschmittel durch frisches Löschmittel ersetzt. Dazu werden nur geringe Antriebskräfte benötigt, weil praktisch kein Gegendruck vorhanden ist.

Es ist bereits ein Schalter bekannt, bei dem die Schaltstelle mit Preßluft beblasen wird, die beim Ausschaltvorgang erzeugt wird. Zu diesem Zweck ist mit dem beweglichen Schaltstück ein Zylinder verbunden, der über einen feststehenden Kolben gezogen wird. Der Zylinder bildet zugleich eine Düsenanordnung, mit deren Hilfe die Preßluft gegen die Schaltstiftspitze gerichtet wird. Bei diesem Schalter kommt aber die Preßluftströmung nur beim Ausschalten zustande. Sie erfordert daher beträchtliche Kräfte, obwohl die Preßluft durch die Düse ins Freie abströmen kann, denn zu den Strömungswiderständen kann besonders bei großen Strömen noch ein erheblicher Gegendruck kommen, wenn die Luft in der Düse durch den Lichtbogen erhitzt wird.

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Ferner hat man bei einem Flüssigkeitsschalter an Stückanordnung ist in der Einschaltstellung dar-

einem in axialer Richtung beweglichen Schaltstift gestellt,

einen Kolben fest angebracht. Der Zylinder des Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch die Löschkam-Kolbens besitzt auf der dem feststehenden Schalt- mer eines Poles gemäß der Fig. 2, stück zugekehrten Seite nur eine einzige Öffnung, 5 Fig. 3 a einen Aufriß der mit Öffnungen versehenen die beim Einschalten vom Schaltstift verschlossen Ventilplatte in der Löschkammer, die das Zurückwird. Deshalb kann, obwohl der Kolben, wie erwähnt, strömen des Löschmittels in die Kolbenanordnung fest mit dem Schaltstift verbunden ist, eine Lösch- zu verhindert,

mittelströmung nur beim Beginn der Einschaltbewe- Fig. 4 und 5 in vergrößerten Schnitten längs der gung Zustandekommen. Gegen Ende des Einschalt- io Linien IV-IV bzw. V-V der Fig. 2 die Schaltstückhubes ist die Düsenöffnung verschlossen. Das Lösch- anordnung in der Einschaltstellung, mittel kann nicht aus dem Zylinder entweichen. Es Fig. 6 eine Seitenansicht der Pumpeinrichtung der baut sich ein hoher Druck auf, der eine große Fig. 2 in vergrößertem Maßstab, Antriebskraft erforderlich macht. Diese Antriebskraft Fig. 7 einen Schnitt der Pumpeinrichtung nach ist nutzlos vertan, weil der Druck nichts zur Steige- 15 Fig. 6 längs der Linie VII-VII; die beweglichen Teile rung der Schaltleistung beiträgt, denn das in dem sind in der Einschaltstellung dargestellt, Zylinder unter Druck gesetzte Löschmittel kann Fig. 8 eine geänderte Ausführungsform der Pumpnicht in die Schaltstrecke gelangen. einrichtung, die an dem oberen Ende eines Poles Die Erfindung wird zweckmäßig in der Weise angebracht werden kann, wie in Fig. 2 dargestellt ist; verwirklicht, daß die Pumpeinrichtung in bekannter 20 sie nimmt den Platz der oberen Kappenanordnung Weise von dem zur Bewegung der Schaltstücke vor- ein,

gesehenen Antriebsglied betätigt wird. Bei Schalt- Fig. 9 einen Schnitt durch die geänderte Pumpstücken, die von einer Welle geschwenkt werden, einrichtung der Fig. 8 längs der Linie IX-IX; die kann mit Vorteil eine als Flügelkolben ausgebildete Schaltstücke sind in der Einschaltstellung dargestellt. Pumpeinrichtung verwendet werden. Zu diesem 25 Der in den Figuren, insbesondere in Fig. 1 dar-Zweck kann ein Flügelkolben mit der genannten gestellte Leistungsschalter ist ein automatischer Welle verbunden sein. Hierbei läßt sich ein besonders Kurzunterbrecher und als Ganzes mit 1 bezeichnet, großes Fördervolumen dadurch erzielen, daß der Im allgemeinen besteht der Kurzunterbrecher 1 aus Flügelkolben mit der Welle über ein Übersetzungs- drei Polen, die in der Fig. 1 mit den Buchstaben A, getriebe verbunden ist. Der Schwenkwinkel des 30 B und C bezeichnet sind. Die PoIe^l, B und C sind Flügelkolbens ist dann nicht auf den Winkel der alle gleich aufgebaut. Deshalb genügt die Beschreifür die Schaltstücke vorgesehenen Welle begrenzt. bung eines Poles für das Verständnis der Wirkungs-Der Flügelkolben kann beispielsweise um etwa 360° weise des gesamten Schalters, geschwenkt werden. Wie Fig. 1 zeigt, sind die Pole A, B und C auf Unter Umständen empfiehlt es sich, zwischen der 35 zwei mit Abstand voneinander angeordneten hori-Pumpeinrichtung und der Löschkammer ein Ventil zontal verlaufenden Winkeleisen 2 angebracht, von vorzusehen, das den Durchtritt von Löschmittel nur denen nur eines in Fig. 1 dargestellt ist. Geerdete in Richtung zur Löschkammer gestattet. Diese An- Befestigungsplatten 3, die aus Stahlblechen bestehen, Ordnung ist besonders für Leistungsschalter mit zwei sind zwischen den horizontal verlaufenden Winkelin Reihe liegenden Lichtbogen günstig, von denen 40 eisen 2 befestigt, so daß sich eine sehr standfeste der eine einen Druck erzeugt, mit dessen Hilfe der Anordnung ergibt. An dem rechten Ende des Lei-Lichtbogen mit dem Löschmittel beaufschlagt wird. stungsschalters 1 in Fig. 1 ist ein Antriebsgehäuse 4 Da solche Löschkammern im wesentlichen geschlos- vorgesehen, das an zwei U-Eisen 5 und 6 befestigt sen sein müssen, damit der durch die Ausdehnung ist. Die U-Eisen können unterhalb der Winkeleisen 2 des Löschmittels entstehende Druck genutzt werden 45 angeschweißt sein.

kann, können sich unter der Lichtbogeneinwirkung Das Antriebsgehäuse 4 enthält im allgemeinen eine Stellen örtlicher Übertemperatur bilden. Durch die nicht dargestellte Einschaltspule, die eine horizontal Erfindung werden solche Stellen dagegen mit Sicher- verlaufende Antriebsstange betätigt. Die Antriebsheit vermieden, wobei durch das Ventil eine Be- stange erstreckt sich durch Rohre 7, die die einzelnen einträchtigung der Wirkungsweise beim Ausschalten 5° Pole verbinden. Sie ist in geeigneter Weise mit der in jedem Fall vermieden wird. Die Pumpeinrichtung Betätigungseinrichtung 8 der einzelnen Pole gelenkig wird dabei zweckmäßig so angeordnet, daß das von verbunden. Beim Auftreten eines Uberstromes, der der Pumpe geförderte Löschmittel in der Nähe der zum Auslösen eines der Pole führt, wird die Spule mit der Löschmittelströmung beaufschlagten Unter- im Antriebsgehäuse 4 betätigt. Dadurch wird die brechungsstelle in die Löschkammer eintritt. 55 horizontal verlaufende Antriebsstange in den Rohren Zum Zwecke der Erläuterung wird die Erfindung 7 und 8 nach rechts bewegt. Die Schaltstücke in an einem 46-kV-Leistungsschalter verhältnismäßig einem oder mehreren Polen, die durch den Übergeringer Schaltleistung beschrieben, der für mehr- strom geöffnet wurden, werden dadurch wieder gefache Kurzunterbrechung geeignet ist. Als Lösch- schlossen. Wenn nur ein Pol ausschaltet, wird durch mittel dient Schwefelhexafluorid (SF₀). Die bemer- 60 die Spule nur dieser eine Pol wieder geschlossen, kenswerten Isolier- und Löscheigenschaften von Die anderen zwei Pole bleiben geschlossen. Schwefelhexafluorid sind bekannt. Sie sind z, B. in Die Spule im Antriebsgehäuse 4 bewirkt eine vorder USA.-Patentschrift 2757 261 vom 31.7.1956 bestimmte Zahl von Wiedereinschaltungen der Pole, ausführlich beschrieben. Es zeigt bevor ein nicht dargestelltes Zählwerk die weitere Fig. 1 eine Seitenansicht eines dreipoligen automa- 65 Wiedereinschaltung durch die Spule verhindert und tischen Kurzunterbrechers, dafür sorgt, daß die Pole endgültig ausgeschaltet Fig. 2 eine Seitenansicht einer Polsäule in ver- bleiben. Ein für die Handauslösung vorgesehener größertem Maßstab zum Teil im Schnitt; die Schalt- Hebel 9 kann von einem Bedienungsmann mit einem

Haken betätigt werden. Dadurch wird über geeignete Hebel eine horizontale Bewegung einer zweiten horizontal verlaufenden Stange bewirkt, die ebenfalls durch das Rohr 7 verläuft. Auf diese Weise wird ebenfalls die Betätigungseinrichtung 8 jedes Poles ausgelöst.

Aus der Fig. 2 geht hervor, daß jeder Pol eine Durchführung 10 enthält, die z. B. als Kondensatordurchführung ausgebildet sein kann, ein Betätigungs-

einen Federteller 73 abgestützt, der den Schaft 39 des Schaltstückes 38 umgibt und in dieser Lage durch einen Nutring 44 gehalten wird (Fig. 3). Fig. 3 zeigt, daß zwei derartige feststehende

das Antriebsgehäuse 11 sind an der geerdeten Tragplatte 3 hängend angebracht, die auf dem Winkeleisen 2 ruhen.

Außerdem gehört zu jedem Pci ein aufrecht stehendes wetterfestes Isolierstoffgehäuse 13, das z.B. aus Porzellan besteht. Die Isolierstoffgehäuse enthalten gasdicht verschlossen eine Unterbrechungseinrichtung 15. Diese besteht aus einer Lichtbogen-

Schaltstücke 38, 45 vorgesehen sind, die im wesentlichen gleich ausgebildet sind. Die beiden Schaltstücke sind elektrisch und mechanisch außerhalb der Löschkammer 42 durch eine Zwischenplatte 46 verbunden. In der Zwischenplatte sind Öffnungen 47

gehäuse 11 mit einem Stromwandler 12 und eine 10 (Fig. 4 und 5) vorgesehen. Die Öffnungen 47 nehmen Betätigungsanordnung 8. Die Durchführung 10 und Ansätze 48 der feststehenden Schaltstücke 38,45 auf,

~~ die darin eingelötet sind. Auf diese Weise wird eine

federnde, im wesentlichen U-förmige feststehende Schaltstückanordnung geschaffen.

Mit dem oberen feststehenden Schaltstück 45 wirkt ein drehbares Lichtbogenschaltstück 49 zusammen, das in den Fig. 2 und 4 näher dargestellt ist. Das Lichtbogenschaltstück 49 bildet das äußere freie Ende eines als Gußteil hergestellten Kontaktarmes 50. löschanordnung 17 und einer drehbaren Schaltstück- 20 Der Kontaktarm 50 umgibt in gleicher Weise wie der anordnung 18. Kontaktarm 34 einen Kontaktmantel 51 (Fig. 2), auf

Das obere Ende des Porzellangehäuses 13 ist mit den er aufgeklemmt ist. Der Kontaktmantel 51 ist einer als Ganzes mit 19 bezeichneten Kappenanord- am oberen Ende der rohrförmigen Isolierwelle 30 nung verschlossen. Diese besteht aus einer Anschluß- vorgesehen. Eine feststehende Kontaktstange, die mit platte 20, die in diesem besonderen Fall aus Alumi- 25 einem elektrisch leitenden Gelenk mit der Unterseite nium besteht, und einem Kappengehäuse 21, eben- der Anschlußplatte 20 in nicht dargestellter Weise falls aus Aluminium. Das Kappengehäuse 21 trägt verbunden ist, wird seitwärts gegen den oberen einen Druckanzeiger 22, ein Ventil 23 und eine Kontaktarm 50 gedruckt. Auf diese Weise ist der Bruchsicherungsscheibe 24. Die Anschlußplatte 20 Kcntaktmantel 51 mit der Anschlußplatte 20 elekhat eine Anschlußplatte 25 (Fig. 2) für die Befesti- 30 trisch verbunden.

gung einer Übertragungsleitung. In der Einschaltstellung des Poles A verläuft der

Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, ist die elektrische Stromkreis über die Anschlußplatie 20, Durchführung 10 mit nicht dargestellten Mitteln an die nicht dargestellte Kontaktstange, die an dem der geerdeten Tragplatte 3 angeklemmt. Sie erstreckt Kontaktmantel anliegt, den Kontaktarm 50, den sich durch eine Öffnung 26 der Tragplatte. Das 35 drehbaren Lichtbogenkontakt 49, das feststehende innere Ende des Durchführungsbolzens 27 wird von Lichtbogenschaltstück 45, das Zwischenschaltstück zwei Kontaktfmgem 28 umfaßt. Die Kontaktfinger 46, das obere feststehende Unterbrechungsschaltstück werden durch eine Druckfeder gegeneinander ge- 38, das drehbare bewegliche Unterbrechungsschaltdrückt, die einen Bolzen umgibt. Durch einen nicht stück 39, das Kontaktarmgehäuse 34, den Kontaktdargestellten Mantel werden sie in Abstand vonein- 40 mantel 32, die federnden Finger 30 (Fig. 2), die ander gehalten. Kontaktteile 28 der Kontaktfinger zum Bolzen 27

Die Kontaktfinger 28 sind in einem im wesent- (Fig. 2) der Durchführung. Das untere Ende 53 des liehen T-förmigen Tragteil 14 eingeschlossen, das mit Durchführungsbolzens 27 ist mit der anderen Ver-

Bolzenl4fl an einer isolierenden Tragplatte 31 befestigt ist.

Wie Fig. 7 im einzelnen zeigt, wirken die nach innen gedrückten Finger 30 der Kontaktfingeranordnung 28 federnd mit einem Kontaktmantel 32 zusammen, der eine aus Isolierstoff bestehende rohrförmige

teilungsleitung verbunden.
Zum Ausschalten von Hand kann die Auslöseklinke 9 mit einem Haken nach unten gezogen werden. Dadurch wird die in einer Ausschaltfeder, die im Gehäuse 4 angeordnet ist, gespeicherte Energie freigegeben, um eine nicht dargestellte

Antriebswelle 33 umgibt. Der Kontaktmantel 32 50 Antriebsstange seitwärts zu bewegen, die sich durch erstreckt sich nach oben durch die isolierende Trag- die Verbindungsrohre 7 erstreckt und mit den beiden platte 31. Oberhalb der Platte 31 ist ein drehbarer Betätigungsancrdnungen 8 der einzelnen Pole A, B Kontaktarm 34 aufgeklemmt, wie Fig. 5 zeigt. Der und C verbunden ist.

Kontaktarm ist ein Gußteil. Fig. 5 zeigt ferner, daß Die Betätigungsanordnung 8 jedes Poles ergibt eine

der Kontaktarm 34 mit einem geschlitzten Teil 34 a 55 Drehbewegungeines Hebelarmes 54 (Fig. 2), der von auf den Kcntaktmantel 32 durch einen Bolzen 35 der Tragplatte 3 getragen wird. Der Hebelarm 54 ist und eine Mutter 36 aufgeklemmt ist. Die Ausbildung
des Kontaktarmes 34 ergibt sich aus den Fig. 2 und 5.
Das äußere freie Ende des Kontaktarmes 34 bildet
ein drehbares Unterbrechungsschaltstück 37. Dieses 60
ergibt mit einem feststehenden Schaltstück 38 (Fig. 3)
einen Federstoßkontakt. Der schaftförmige Teil 39
des feststehenden Schaltstückes 38 ist von einer
schraubenförmigen Druckfeder 4© umgeben, die mit

ihrem einen Ende in einer Ausnehmung 41 an der 65 kleines Stück, bis die Zwischenplatte 46 an die Innenseite einer rohrförmigen Löschkammer 42 vor- Außenwand der rohrförmigen Löschkammer 42 stößt, gesehen ist. Die Löschkammer 42 besteht aus Isolier- Dann wird zum Lichtbogenschaltstück 49 ein Lichtstoff. Das äußere Ende der Druckfeder 40 ist gegen bogen 56 (Fig. 4) gezogen, der einen Druck erzeugt.

mit einem Bolzen 55, der in einen Schlitz greift, mit dem unteren Ende der Antriebswelle 33 verbunden.

Die Drehbewegung der Antriebswelle 33 ergibt die Drehung des Lichtbogenschaltstückes 41 und des Unterbrechungsschaltstückes 37. Die feststehenden Schaltstücke 45, 38 folgen den beweglichen Schaltstücken 37, 49 unter der Wirkung der Feder 40 ein

In gleicher Weise wird zum Unterbrechungsschaltstück 37 ein Unterbrechungslichtbogen 57 gezogen, wie Fig. 5 zeigt.

Durch die Drehbewegung wird das Lichtbogenschaltstück 49 nicht aus der Düse 58 geführt, die in einer Öffnung 59 der Seitenwand der Löschkammer 42 vorgesehen ist. Infolgedessen steigt der Druck des Gases im Bereich 60 der Löschkammer 42 durch die Lichtbogenwärme an. Der Druckanstieg im Bereich 60 drückt das Gas, in diesem besonderen Fall (SF₆), unter Druck aus der Unterbrechungsdüse 61, die von einem Düsenteil 62 gebildet wird. Das Düsenteil 62 ist in gleicher Weise in einer Öffnung 63 der rohrförmigen Löschkammer 42 befestigt. Das schnelle Ausstoßen von unter Druck stehendem Gas aus der Unterbrechungsdüse 61 ergibt die schnelle Löschung des Unterbrechungslichtbogens 57. Auf diese Weise ist der Stromkreis durch den VoIA unterbrochen.

In der Endlage der Ausschaltbewegung des Poles A nehmen die Schaltstücke 34, 50 eine Lage ein, die durch die gestrichelten Linien 64, 65 in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist. Im Stromkreis sind also zwei isolierende Trennstrecken in Reihe vorgesehen.

Wie bereits erwähnt wurde, haben Versuche mit aufeinanderfolgenden Schaltungen bei nur kurzen Pausen zwischen den Schaltungen, d. h. bei mehrfacher Kurzunterbrechung, ergeben, daß Bereiche überhöhter Temperatur im Raum 60 im Inneren der rohrförmigen Löschkammer 42 eine Verringerung der Dichtigkeit der Gase in der Löschkammer 42 ergeben. Dies bringt eine Verminderung der Schaltleistung des Kurzunterbrechers 1 mit sich.

Um dem abzuhelfen, wird vorgeschlagen, mit der Löschkammer 42 eine Kolben- oder Pumpeinrich-81 wird durch ein Isolierrohr 82 fortgesetzt, das in einen Absatz 83 der isolierenden Tragplatte 31 eingesetzt ist, wie Fig. 6 zeigt.

Zugstangen 84 verlaufen längs der Kammer 70. Sie halten mit Hilfe von Abstandsrohren 85,85 a und Muttern 85 b die gesamte Pumpeinrichtung 65 in ihrer Lage in bezug auf die Tragplatte 31. Um einen einsinnig verlaufenden Löschmittelstrom durch den Flügelkolben 67 zu erzeugen, ist dieser mit einem

ίο Längsschlitz 86 versehen (Fig. 7). Der Längsschlitz kann durch eine längliche Ventilplatte 87 verschlossen sein. Zwei Bolzen 88 erstrecken sich durch die Ventilplatte 87 und durch Öffnungen 89 des Flügelkolbens 67. Schraubenfedern 90 und Muttern 91 auf dem Bolzen 88 bilden eine Anordnung 92, mit der die Ventilplatte 87 dicht auf den Längsschlitz 86 im Flügelkolben 87 gedrückt wird.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß die Kammer 70 durch Teile der Endplatten 71, 72, die beiden längsverlaufenden Seitenplatten 74,77 und den drehbaren Flügelkolben 67 gebildet wird. Beim Ausschalten dreht sich die Welle 33 entgegen dem Uhrzeigersinn, wie durch den Pfeil 93 in Fig. 7 angedeutet ist. Dadurch wird durch den Längsschlitz 86 beim Öffnen der Ventilplatte 87 Gas angesaugt. Beim Einschalten dreht sich die Welle 33 im Uhrzeigersinn, wie der Pfeil 94 zeigt. Das Gas im Bereich 95 der Kammer 70 wird komprimiert, die Ventilplatte 87 geschlossen, und das komprimierte Gas strömt durch die Öffnungen 78, die Bohrungen 79, durch die Platte 80 zu der Sammelleitung 81. Der Gasstrom ist durch den Pfeil 96 in Fig. 7 gekennzeichnet. Der Gasstrom durch die Sammelleitung 81 ist durch die Pfeile 97 in Fig. 6 dargestellt.

tung zu verbinden, die als Ganzes in der Fig. 2 mit 35 Das komprimierte Gas strömt dann durch das Ver-

65 bezeichnet ist und in den Fig. 6 und 7 näher bindungsrohr 82 und durch eine Öffnung 98 der

dargestellt ist. Tragplatte 31 in die Löschkammer 42.

Die Pumpeinrichtung 65 besteht im wesentlichen Wie Fig. 3 zeigt, sind am unteren Ende der Löschaus einem Flügelkolben 67 (Fig. 7) mit im wesent- kammer 42 eine Anzahl mit Bohrungen versehener liehen rechteckiger Ausbildung. Der Flügelkolben ist 40 kreisförmiger Scheiben 99, 100, 101 und 102 vor-

mit Bolzen 68 und Muttern 69 an der Antriebswelle 33 befestigt, so daß er mit ihr gedreht wird. Von zwei im wesentlichen gleichen Endplatten 72,71, deren Ausbildung in Fig. 7 näher dargestellt ist, wird eine als Ganzes mit 70 bezeichnete Kammer für den Kolben geschaffen. Jede der Endplatten 71,72 besitzt eine Öffnung 73 für die Aufnahme der Antriebswelle 33. Die Antriebswelle 33, die in ihrer Lage festgelegt ist und lediglich rotiert, trägt zur Befestigung der Endplatten 71, 72 und damit der Kammer 70
Ganzes bei.

Eine bogenförmig ausgebildete Platte 74 erstreckt sich längs der Kammer 70 zwischen den Endplatten 71, 72. An ihr gleitet das äußere freie Ende 75 des gesehen. Eine Ventilplatte 16 (Fig. 3 a) ist beweglich in einer Ausnehmung 103 angeordnet, die in der Scheibe 100 vorgesehen ist. Die Ventilplatte 16 hat eine Anzahl am Umfang verteilter Ventilöffnungen 104. Die Ventilöffnungen 104 sind verschlossen, wenn sich die Ventilplatte 16 in einer unteren in Fig. 3 dargestellten Lage befindet.

Beim Ausschalten des Poles A reicht der Druck im Bereich 60 in der Löschkammer 42 aus, um die als 50 Ventilplatte 16 in ihrer unteren Lage in der Ausnehmung 103 zu halten, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Außerdem wird die Ventilplatte 16 in dieser Lage durch die Schwerkraft gehalten. Die Lichtbogenlöschung erfolgt in der vorher beschriebenen Weise.

beim Ausschalten die Ventilplatte 87 geöffnet und das Innere 95 der Kammer 70 mit frischem Gas gefüllt. Beim Einschalten des Poles A dreht sich die

rechteckig geformten Flügelkolbens 67 entlang. Da- 55 Außerdem wird, wie Fig. 7 zeigt, bei einer Drehung zwischen besteht nur ein dichter Gleitsitz. Die Seiten- des Flügelkolbens 67 entgegen dem Uhrzeigersinn platte 74 besitzt Bohrungen für Dübel 76, die die
Platte 74 in der richtigen Lage halten. Eine weitere
Platte 77 erstreckt sich längs der Kammer 70. Sie
wird ebenfalls durch Dübel 76 in ihrer Lage gehalten. 60 Welle 30 im Uhrzeigersinn, wie der Pfeil 94 in Fig. 7 Die Platte 77 besitzt eine Anzahl Öffnungen 78, die zeigt. Dadurch werden nicht nur die Schaltstücke in in einer Linie längs der Platte angeordnet sind. Die
Öffnungen 78 stimmen mit Bohrungen 79 (Fig. 7)
überein, die in einer längsverlaufenden, aus Isolierstoff bestehenden Tragplatte 80 vorgesehen sind. Die 65

Platte 80 hat eine längsverlaufende Bohrung 81, die die verschiedenen Bohrungen 79 verbindet. Die Bohrung 81 bildet eine Sammelleitung. Die Sammelleitung der Löschkammer 42 eingeschaltet, sondern außerdem durch die Bewegung des Flügelkolbens 67 im Uhrzeigersinn frisches Gas unter Druck in Richtung der Pfeile 97 (Fig. 6) in den Raum 105 (Fig. 3) gedrückt. Das unter Druck stehende Gas im Raum 105 drückt die Ventilplatte 16 entgegen der Wirkung der Schwerkraft nach oben, so daß das Gas durch die

am Umfang verteilt angeordneten Öffnungen 104 in das Innere 60 der Löschkammer 42 strömen kann. Dieses von der Kolbenanordnung gelieferte frische Gas drängt das durch den Lichtbogen verunreinigte und erhitzte Gas aus der Löschkammer 42. Es wird dadurch frisches Gas großer Dichte für eine folgende Ausschaltung bereitgestellt.

Ein besonderer Vorteil der vorstehend beschriebenen Konstruktion besteht darin, daß die Pumpeinrichtung beim Einschalten arbeitet. Sie braucht deshalb nicht gegen den Lichtbogendruck zu wirken und erfordert nur eine geringe mechanische Leistung zur Betätigung. Außerdem trägt die Pumpwirkung beim Einschalten dazu bei, lange Vorüberschläge bei der Einschaltbewegung zu verhindern. Ein Vorüberschlag ist ein Lichtbogen zwischen den sich nähernden Schaltstücken beim Einschalten infolge der an den Schaltstücken liegenden Spannung.

Die Fig. 8 und 9 zeigen eine geänderte Ausführungsform der Erfindung, bei der die Kappenanordnung 19 nach den Fig. 1 und 2 der Zeichnung weggelassen wurde. An ihre Stelle tritt dabei eine geänderte Kappenanordnung 107 am oberen Ende des Schalters.

Fig. 8 zeigt eine geänderte Form der Anschlußplatte 20 α, unterhalb der die Schaltkammer 42 a in ähnlicher Weise wie nach Fig. 2 vorgesehen ist.

Die geänderte Kappenanordnung 107 besteht aus einer im wesentlichen zylindrischen Kammer 108 (Fig. 9), in der ein Flügelkolben 109 rotiert. Der Flügelkolben 109 ist seitlich an einer vertikal verlaufenden Stange 110 befestigt. Die Stange 110 ist an ihrem oberen Ende 111 verjüngt ausgeführt. Das Ende 111 wird von einer Ausnehmung 112 in der Abdeckkappe 113 aufgenommen. Das untere Ende der Tragstange 110 hat einen Schaft 114 geringen Durchmessers, der sich durch eine Öffnung 115 in der Endplatte 116 erstreckt. Am unteren Ende des Schaftes 114 der Stange 110 ist ein Zahnrad 117 angebracht. Das Zahnrad kämmt mit einem Zahnsegment 118, das mit einer Drehwelle 119 befestigt ist. Die Befestigung ist in der Fig. 8 näher dargestellt. Wie gezeigt ist, wird die Welle 119 von einem Mantelteil 120 geführt, der von der Endplatte 116 nach unten weist.

Mit dem unteren Ende der Welle 119 ist das obere Ende der Welle 33 gekuppelt, so daß die Bewegung der Welle 33 beim Schalten eine entsprechende Bewegung des Zahnsegmentes 118 und eine Drehung des Flügelkolbens 109 in der Kammer 108 ergibt.

Wie Fig. 8 zeigt, verläuft ein Isolierstoffrohr 121 zwischen den Öffnungen 122 in der Endplatte 116 und einer Öffnung 123 in der geänderten Endplatte 20 α. Das obere Ende der Löschkammer 42 ist mit Teilen 124 und 127 versehen, die die Ventilplatte 128 tragen. Die Ventilplatte 128 wird durch eine schwache, schraubenförmige Druckfeder 129 in der oberen Lage gehalten. Die Ventilplatte 128 besitzt eine Anzahl Öffnungen 128 a entsprechend der Platte 16 in Fig. 3 a.

Die Wirkungsweise der geänderten Kolbenanordnung 130 nach den Fig. 8 und 9 entspricht im wesentlichen der Kolbenanordnung 65 nach den Fig. 6 und 7. Beim Ausschalten des Poles A hält der durch den Lichtbogen erzeugte Druck im Bereich 60 die Ventilplatte 128 in ihrer oberen Schließstellung. Dabei wird durch die Drehung der Welle 33 durch die Übersetzungswirkung der Getriebeteile 117,118 die Ladebewegung des Flügelkolbens 109 bewirkt. Zu diesem Zweck ist der Flügelkolben mit einer unter Federdruck stehenden Ventilplatte 87 versehen, die der des Flügelkolbens 67 nach Fig. 7 entspricht. Beim Einschalten werden durch die Drehung der Welle 33, die durch den Pfeil 133 in Fig. 9 angedeutet ist, nicht nur die Schaltstücke in der Löschkammer 42 α geschlossen, sondern außerdem durch das Zahnsegment 118 die Bewegung des Flügelkolbens 119

ίο hervorgerufen, die Gas in Richtung der Pfeile 131 durch das Verbindungsrohr 121 drückt. Das Gas drängt die Ventilplatte 128 in ihre untere Öffnungsstellung. Dadurch kann unter Druck stehendes Gas aus der geänderten Kolbenanordnung 133 in das obere Ende der rohrförmigen Löschkammer 42 α eintreten. Das Gas reinigt die Löschkammer von den durch den Lichtbogen zersetzten und erhitzten Gasen. Aus der vorstehenden Beschreibung zweier Ausführungsformen der Erfindung ergibt sich, daß die Pumpeinrichtung gemäß der Erfindung ein wirksames Mittel bildet, um die durch den Lichtbogen auf hohe Temperatur gebrachten Gase aus der Löschkammer zu entfernen und durch Gase großer Dichte zu ersetzen. Dadurch wird die Löschkammer für die folgende Ausschaltung vorbereitet. Bereiche hoher Temperatur in der Löschkammer 42, 42 α werden vermieden. Die Löschkammer enthält mit Sicherheit Gas der gleichen Dichte, wie sie das Gas im Inneren des Schalters aufweist. Auch bei mehrfacher Kurz-Unterbrechung ergibt sich eine wirksame Unterbrechung bei jeder Ausschaltung, da bei jeder Einschaltung die durch den Lichtbogen beanspruchten Gase mit Hilfe der Pumpeinrichtung aus der Löschkammer verdrängt werden.

Ein besonderer Vorteil der dargestellten Konstruktion besteht darin, daß die Wirkung der Pumpeinrichtung beim Einschalten nicht gegen den Lichtbogendruck zu erfolgen hat. Deshalb ist die zum Betätigen der Pumpeinrichtung erforderliche mechanische Kraft sehr klein.

Die Erfindung bietet besondere Vorteile bei ihrer Anwendung für Schalter mit einer im wesentlichen geschlossenen Löschkammer, bei denen es auf Grund der im wesentlichen geschlossenen Anordnung schwierig ist, verbrauchtes Gas schnell zu ersetzen. Dies gilt besonders für Schalter für Mehrfachunterbrechung, bei denen die Unterbrechungseinrichtung aus einem druckerzeugenden Lichtbogen in Reihe mit dem zu unterbrechenden Lichtbogen besteht und bei denen die Unterbrechung in einer im wesentlichen geschlossenen Löschkammer erfolgt. Wegen der im wesentlichen geschlossenen Löschkammer ergeben sich Schwierigkeiten bei aufeinanderfolgenden Schaltungen. Durch die Erfindung werden diese Schwierigkeiten beseitigt. Mit Sicherheit wird frisches Gas beim Einschalten vor jedem Ausschalten in die Löschkammer geführt und das Gas hoher Temperatur und verhältnismäßig geringer Dichte aus der Löschkammer ausgestoßen.

Die Erfindung kann auch für Schalter mit anderen Löschmitteln als Gas verwendet werden. Zum Beispiel kann die Pumpeinrichtung gemäß der Erfindung mit Vorteil auch bei Flüssigkeitsschaltern verwendet werden.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Elektrischer Schalter, insbesondere für Kurzunterbrechung, mit einer im wesentlichen ge-

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schlossenen Löschkammer, die ein elektronegatives Gas, vorzugsweise Schwefelhexafluorid (SF₆) und/oder Selenhexafluorid (SeF₆), als Löschmittel enthält, und einer außerhalb der Löschkammer angeordneten Pumpeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpeinrichtung beim Einschalten frisches Löschmittel in die Löschkammer fördert.

2. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpeinrichtung in an sich bekannter Weise von dem zur Bewegung der Schaltstücke des Schalters dienenden Antriebsglied betätigt wird.

3. Leistungsschalter nach Anspruch 2 mit beweglichen Schaltstücken, die zum Schalten von einer Welle geschwenkt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpeinrichtung als Flügelkolbenpumpe ausgebildet ist, deren Flügelkolben mit der Welle verbunden ist.

4. Leistungsschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Flügelkolben mit der Welle über ein Übersetzungsgetriebe verbunden ist.

5. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Pumpeinrich-

tang und der Löschkammer ein Ventil vorgesehen ist, das den Durchtritt von Löschmittel nur in Richtung zur Löschkammer gestattet.

6. Leistungsschalter nach Anspruch 1, bei dem in der Löschkammer zwei in Reihe geschaltete Unterbrechungswellen vorgesehen sind, von denen die eine zum Erzeugen eines Druckes durch den Lichtbogen dient, durch den an der anderen Unterbrechungsstelle eine Löschmittelströmung hervorgerufen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Pumpeinrichtung geförderte Löschmittel in der Nähe der mit der Löschmittelströmung beaufschlagten Unterbrechungsstelle in die Löschkammer eintritt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 671326, 676421;
deutsche Auslegeschriften Nr. 1004698, 1014625; deutsche Auslegeschrift M 24333 VIII d/21c (bekanntgemacht am 20. 9.1956);

britische Patentschrift Nr. 157 873.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1058 601.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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