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Hochspannungsdruckgasschalter Die Erfindung betrifft einen Hochspannungsdruckgasschalter,
bei dem innerhalb des feststehenden Hauptkontaktes ein rohrförmiger, mit dem beweglichen
stiftförmigen Hauptkontakt während des Ausschaltvorganges mitlaufender, federnd
angeordneter Funkenziehkontakt vorgesehen ist, dessen mitlaufende Bewegung insbesondere
durch Auflaufen auf einen Anschlag begrenzt ist.
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Bei Hochspannungsdruckgasschaltern ist es bekannt, federnd angeordnete
Funkenziehkontakte vorzusehen, die derart angeordnet und ausgelegt sind, daß eineTrennung
zwischen den Hauptkontaktenim stromlosen Zustand gewährleistet ist. Ein bekannter
Druckgasschalter dieser Art ist so aufgebaut, daß innerhalb des feststehenden Hauptkontaktes
der federnd angeordnete Funkenziehkontakt vorgesehen ist, der sowohl im eingeschalteten
Zustand des Schalters als auch im ersten Zeitabschnitt des Ausschaltvorganges mit
dem beweglichen Hauptkontakt in leitender Verbindung steht. Während sich im eingeschalteten
Zustand des Schalters aber auch in der ersten Phase des ersten Zeitabschnittes des
Ausschaltvorganges gut leitende Materialien gegenüberstehen, ist dieses in der zweiten
Phase des ersten Zeitabschnittes nicht mehr der Fall, sondern die Stromübertragung
erfolgt nur noch an den Stirnflächen des federnd angeordneten Funkenziehkontaktes
und des beweglichen Hauptkontaktes, wobei diese Stirnflächen aus einem abbrandfesten
Material bestehen. Da jedoch diesem Schalter der Nachteil anhaftet, daß die Kontaktfläche
des feststehenden Hauptkontaktes und der Düsenquerschnitt nicht unabhängig voneinander
in ihren Abmessungen variiert werden können, ist in der Weiterentwicklung ein Druckgasschalter
vorgeschlagen worden, bei dem der innerhalb des feststehenden Hauptkontaktes vorgesehene
Funkenziehkontakt rohrförmig ausgebildet ist, so daß einerseits eine große Kontaktfläche
zur Übertragung des Nennstromes, andererseits aber ein solcher Düsenquerschnitt
zur Verfügung steht, daß bei geringstem Druckgasverbrauch die günstigsten Bedingungen
zur Löschung "des Lichtbogens beim Abschalten des Kurzschlußstromes erreicht werden.
Jedoch erfüllt auch dieser Schalter noch nicht alle Voraussetzungen, die erforderlich
sind, um ein ordnungsgemäßes Abschalten zu gewährleisten, zur vollen Zufriedenheit,
da die Zeit, in der ein ausreichender Trennungsabstand erzielt wird, verhältnismäßig
groß ist, so daß ein nachteiliges Spritzen der Kontakte unvermeidlich ist. Dieses
Spritzen der Kontakte hat zur Folge, daß die losgelösten Metallteilchen, die beimEntstehen
des Lichtbogens zwischen dem Funkenziehkontakt und dem beweglichen Hauptkontakt
von diesen Kontakten losgelöst werden, durch das strömende Druckgas gegen die Oberfläche
des Düseneinsatzes geschleudert werden und hier entweder die glatte Oberfläche aufrauhen
oder aber durch den starken Aufprall sich mit dem Material des Düseneinsatzes verbinden,
so daß die Grenze der maximal zu schaltenden Abschaltleistung auch bei diesem Schalter
gegenüber herkömmlichen Kontaktanordnungen nicht heraufgesetzt werden kann.
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Es ist auch schon ein Druckgasschalter bekannt, bei dem nach der Trennung
der Hauptkontakte der Strom über Funkenziehkontakte geleitet wird, die in den Hauptkontakten
angeordnet sind. Dabei ist der innerhalb des feststehenden Hauptkontaktes vorgesehene
Funkenziehkontakt so angeordnet, daß er, durch die Kraft einer Feder beaufschlagt,
mit dem innerhalb des beweglichen stiftförmigen Hauptkontaktes angeordneten Funkenziehkontakt
mitläuft, bis seine Bewegung durch Auflaufen auf einem Anschlag begrenzt wird. Bei
der nunmehr erfolgenden Trennung an den Funkenziehkontakten wird jedoch auch bei
diesem Druckgasschalter der feststehende Hauptkontakt nicht durch den zwischen den
Funkenziehkontakten entstehenden Lichtbogen ausreichend geschützt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hochspannungsdruckgasschalter
zu schaffen, der, bei Gewährleistung der Vorteile der bekannten Schalter, die diesen
Schaltern noch anhaftenden Nachteile vermeidet, um so die Abschaltleistung und die
Lebensdauer weiter heraufzusetzen.
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Die aufgezeigten Nachteile werden dadurch vermieden, daß erfindungsgemäß
der rohrförmige Funkenziehkontakt
auf der dem beweglichen Hauptkontakt
abgewandten geschlossenen Stirnseite Drosselöffnungen aufweist, über die im Moment
der Trennung zwischen dem beweglichen Hauptkontakt und dem rohrförmigen Funkenziehkontakt
Druckgas in einen den Drosselöffnungen nachgeordneten Raum strömt, wobei die Drosselöffnungen
so ausgelegt sind, daß der Funkenziehkontakt nach der Trennung vom beweglichen Hauptkontakt
auf Grund der Beaufschlagung durch das anstehendeDruckgas eine gegenüber dem beweglichen
Hauptkontakt gegenläufige Bewegung durchführt, dann aber, auch unter der Wirkung
der Feder, in einer Stellung verharrt, in der der feststehende Hauptkontakt noch
von dem Funkenziehkontakt überdeckt ist. Vorteilhafterweise sind die Drosselöffnungen
auf der dem beweglichen Hauptkontakt abgewandten Stirnseite des rohrförmigen Funkenziehkontaktes
so ausgelegt, daß bei Erreichung eines ausreichenden Trennungsabstandes zwischen
den Hauptkontakten ein Druckausgleich zwischen dem Raum, der der fast völlig geschlossenen
Stirnfläche nachgeordnet ist, und dem Raum innerhalb des rohrförmigen Funkenziehkontaktes
erfolgt, so daß die Wirkung der den rohrförmigen Funkenziehkontakt betätigenden
Feder unterstützt wird. Dieses hat den Vorteil, daß der rohrförmige Funkenziehkontakt
durch die Feder ohne größeren Aufwand, insbesondere auch bei Schnellwiedereinschaltung
des Druckgasschalters, eine solche Stellung einnimmt, daß der feststehende Hauptkontakt
vor dem Lichtbogen geschützt wird. Um bei dem Funkenziehkontakt zusätzliche Elemente
zur Übertragung des Kurzschlußstromes zu vermeiden, entspricht der äußere Durchmesser
des Funkenziehkontaktes dem Durchmesser des beweglichen stiftförmigen Hauptkontaktes,
und der feststehende Hauptkontakt ist ein Gleitkontakt, insbesondere ein Leopoldkontakt.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung steht zur Unterstützung
der Wirkungsrichtung der den rohrförmigen Funkenziehkontakt betätigenden Feder der
Raum, der der fast völlig geschlossenen Stirnfläche des Funkenziehkontaktes nachgeordnet
ist, über eine Drosselleitung mit der Druckkammer in Verbindung. Hierdurch wird
erreicht, daß bis zur Trennung zwischen dem beweglichen Hauptkontakt und dem rohrförmigen
Funkenziehkontakt der Funkenziehkontakt mit dem beweglichen Hauptkontakt auf jeden
Fall mitläuft, ohne die aufzubringende Kraft der Feder zu erhöhen. Erst im Moment
der Trennung zwischen dem beweglichen Hauptkontakt und dem Funkenziehkontakt wird
eine gegenläufige Bewegung des Funkenziehkontaktes durch die Beaufschlagung des
gesamten innerhalb des feststehenden Hauptkontaktes zur Verfügung stehenden Querschnittes
am Funkenziehkontakt erreicht. Hat dabei der Funkenziehkontakt einen bestimmten
Weg zurückgelegt, so werden für das Ausströmen der ionisierten Gase aus dem Funkenziehkontakt
Durchbreehungen freigegeben, mit denen der Funkenziehkontakt an seinem Umfang versehen
ist. In Höhe dieser am Umfang des Funkenziehkontaktes angeordneten Durchbrechungen
ist eine mit der dem beweglichen Hauptkontakt abgewandten Stirnfläche des Funkenziehkontaktes
in galvanischer Verbindung stehende Gegenelektrode mit einem Stauschirm versehen,
um ein einwandfreies Herausströmen der ionisierten Gase über die am Umfang des Funkenziehkontaktes
vorcesehenen Durchbrechungen zu gewährleisten. An Hand einer Abbildung sei an einem
Ausführungsbeispiel nach der Erfindung diese noch näher erläutert sowie auf weitere
Merkmale der Erfindung hingewiesen.
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Die Abbildung zeigt einen Druckgasschalter der erfindungsgemäßen Art,
bei dem mit 1 der bewegliche und mit 2 der feststehende Hauptkontakt bezeichnet
ist, der vorteilhaft ein Leopoldkontakt sein kann. Innerhalb des feststehenden Hauptkontaktes
ist der rohrförmige Funkenziehkontakt 3 vorgesehen, dem eine mit dem beweglichen
Hauptkontakt 1 beim Ausschalten mitlaufende Bewegung durch die Feder4 erteilt wird,
die an dem Kolben 5 (bzw. Mitnehmer) angreift. Hat der bewegliche Hauptkontakt während
des Ausschaltvorganges zusammen mit dem rohrförmigen Funkenziehkontakt einen solchen
Weg zurückgelegt, daß beide die durch die Strichlinie dargestellte Stellung erreicht
haben, wird die Weiterbewegung des Funkenziehkontaktes durch einen Anschlag verhindert,
so daß nunmehr der Abschaltlichtbogen zwischen dem Funkenziehkontakt und dem Einsatz
b aus einem wärmebeständigen Material am beweglichen Hauptkontakt brennt. Im Moment
der Trennung zwischen dem beweglichen Hauptkontakt und dem Funkenziehkontakt strömt
das bereits an der Trennstelle anstehende Druckgas in den rohrförmigen Funkenziehkontakt
ein und prallt gegen die fast geschlossene Stirnseite 7 des Funkenziehkontaktes
sowie gegen die mit der Stirnseite 7 des Funkenziehkontaktes galvanisch in Verbindung
stehende Gegenelektrode 8, so daß unmittelbar nach der Kontakttrennung auf Grund
der gesamten Fläche des Funkenziehkontaktes, die von dem Druckgas beaufschlagt wird,
der Funkenziehkontakt gegen die Kraft der Feder 4 gegenüber dem beweglichen Hauptkontakt
eine gegenläufige Bewegung durchführt.
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Um bei der gegenläufigen Bewegung ein Stehenbleiben des Funkenziehkontaktes
etwa in der gezeichneten Stellung zum Schutz des festen Hauptkontaktes ohne beträchtliche
Überdimensionierung der Feder 4
zu erreichen, ist die Stirnseite 7 des Funkenziehkontaktes
mit Drosselbohrungen 9 versehen, über die ein Teil des Druckgases in den Raum
10 strömt und hier durch die gegenläufige Bewegung des Funkenziehkontaktes
komprimiert wird. Ist während des Ausschaltvorganges ein Druckausgleich zwischen
dem Druckgas innerhalb des Raumes 10 und dem an der Stirnseite 7 anstehenden
Druckgas eingetreten, so wird die Kraft der Feder 4 unterstützt, so daß der Funkenziehkontakt
die Stellung einnimmt, die durch die Strichlinie dargestellt ist. Dieser Funktionsablauf
hat jedoch den Nachteil, daß der Abstand der Kontakte und damit die elektrische
Festigkeit wieder verringert wird. Vorteilhaft wird deshalb am Raum 10
eine
Bohrung 11 angebracht, die mit der Atmosphäre verbunden und so bemessen ist,
daß der Druck im Raum 10 geringer ist als der von dem Raum innerhalb des Funkenziehkontaktes
3 her anstehende Druck, so daß die Feder 4 nicht mehr in der Lage ist, den Funkenziehkontakt
bis zum Anschlag zu bewegen, sondern ihn lediglich in der gezeichneten Stellung
festhalten kann. Während der gegenläufigen Bewegung des Funkenziehkontaktes werden
jedoch bereits Durchbrechungen 12 innerhalb des Funkenziehkontaktes freigegeben,
über die die ionisierten Gase ins Freie strömen. Zur Führung dieser ins Freie strömenden
Gase dient ein an der Gegenelektrode angeordneter Stauschirm 13.
Auch
ist es möglich, den Raum 10 unmittelbar über eine Drosselleitung 14 mit der Druckkammer
15 zu verbinden, um so während der ersten Phase des Abschaltvorganges die aufzubringende
Kraft der Feder 4 weiter zu unterstützen; denn da bereits beim Mitlaufen des Funkenziehkontaktes
mit dem bewegliehen Hauptkontakt stets ein Teil des Funkenziehkontaktes vom Druckgas
beaufschlagt wird, besteht die Gefahr, daß der erforderliche Kontaktdruck -für eine
einwandfreie Stromübertragung - durch die Feder 4 allein, soll die Abmessung in
erträglichen Grenzen gehalten werden, nicht aufgebracht wird.
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Selbstverständlich kann die Gegenelektrode 8 auch feststehend angeordnet
werden. Dann muß die Gegenelektrode durch die Stirnseite 7 des Funkenziehkontaktes
hindurchgeführt werden. Dabei kann dann auch auf die Stirnfläche 7 zumindest teilweise
verzichtet werden, wobei die erforderliche zu beaufschlagende Fläche am Funkenziehkontakt
berücksichtigt werden muß. Bei dieser Ausführung muß dann jedoch auf die Funktion
des Raumes 10 verzichtet werden.