DE1194949B

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Info

Publication number: DE1194949B
Application number: DENDAT1194949D
Authority: DE
Priority date: 1961-10-24
Publication date: 1965-06-16
Also published as: US3160727A; GB1014013A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

194 949 Int. Ο.:

H 02 c

Deutsche KL: 21 c - 35/10

Nummer: 1194 949

Aktenzeichen: W 33098 VIII d/21 c

Anmeldetag: 10. Oktober 1962

Auslegetag: 16. Juni 1965

Es sind Leistungsschalter bekannt, deren feststehendes Schaltstück als Düse dient, mit der das Löschmittel gegen den Ausschaltlichtbogen gerichtet wird. Die Düse wird in der Einschaltstellung üblicherweise durch das bewegliche Schaltstück verschlossen. Zum Ausschalten wird dieses entgegen der Strömungsrichtung des Löschmittels vom feststehenden Schaltstück weggezogen. Deshalb entsteht der Ausschaltlichtbogen stets an der Düse.

Bei einem der genannten Schalter hat man in Strömungsrichtung hinter der Düse, also auf der dem beweglichen Schaltstück abgekehrten Seite, eine Widerstandsanordnung vorgesehen, die aus einem in Form eines Kegelmantels schraubenförmig gewickelten Widerstandsband besteht. Der Widerstand soll den auszuschaltenden Strom drosseln. Er soll dadurch in den Stromkreis eingeschaltet werden, daß der Lichtbogen, der, wie erwähnt, an der Düse entsteht, durch das Löschmittel entgegen der Bewegungsrichtung des beweglichen Schaltstückes von der Düse weggetrieben wird, so daß er über den Widerstand wandert. Hierzu muß der Lichtbogen stark verlängert werden. Dies ist aber unerwünscht, weil dann im Lichtbogen ein hoher Energieumsatz erfolgt und der Schalter thermisch stark beansprucht wird. Beim Bekannten macht sich dieser Nachteil besonders bemerkbar; denn das bandförmige Widerstandsmaterial wird von einem Hochstromlichtbogen leicht abgebrannt, weil der Lichtbogen am Rand des Widerstandes stets nur an einer sehr kleinen Stelle angreifen kann.

Die Erfindung dagegen befaßt sich mit einem Leistungsschalter mit einem feststehenden und einem beweglichen Schaltstück und einem strömenden Löschmittel, vorzugsweise einem elektronegativen Gas, wie Schwefelhexafluorid (SF„) und/oder Selenhexafluorid (SeF₆), das mit Hilfe einer Düse, die den beim Ausschalten zwischen dem feststehenden und dem beweglichen Schaltstück entstehenden Lichtbogen umschließt, gegen den Lichtbogen gerichtet wird, und mit einem Widerstand, der beim Ausschalten in den zu unterbrechenden Stromkreis eingeschaltet wird. Bei diesen Schaltern ist die Düse im Gegensatz zu den vorgenannten Schaltern zunächst kein Teil des Stromkreises durch den Schalter; denn der Lichtbogen entsteht zwischen den Schaltstücken. Er wird durch das üblicherweise in Ausschaltrichtung des Schaltstückes strömende Löschmittel zentriert und kommt daher nicht mit der Düse in Berührung. Deshalb war die Düse bisher aus Isolierstoff hergestellt. Sie hatte nur die Aufgabe, das Löschmittel gegen den Lichtbogen zu führen.

Leistungsschalter

Anmelder:

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

Vertreter:

Dr. jur. G. Hoepffner, Rechtsanwalt,

Erlangen, Werner-von-S'iemens-Str. 50

Als Erfinder benannt:

Robert G. Colclaser jun., Delmont, Pa.;

Russell N. Yeckley, Murrysville, Pa. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 24. Oktober 1961 (147 237)

Erfindungsgemäß bildet dagegen die Düse einen Teil des Stromkreises über den Widerstand. Man spart dadurch das bisher bei solchen Schaltern erforderliche besondere Schaltstück zum Einschalten des Widerstandes in den Stromkreis. Dies ist deshalb wesentlich, weil im Bereich der Düse üblicherweise nur wenig Platz zur Verfügung steht.

Die Erfindung unterscheidet sich auch grundsätzlich von dem eingangs genannten Schalter. Bei diesem entsteht der Lichtbogen an der Düse. Er wird durch Verlängerung von der Düse weggeführt. Bei der Erfindung entsteht der Lichtbogen dagegen unabhängig von der Düse und wird erst später auf die Düse kommutiert. Die Kommutierung führt, wie das Ausführungsbeispiel zeigt, zu einer Verkürzung des Lichtbogens.

Die Erfindung kann beispielsweise so verwirklicht werden, daß die Düse selbst aus Widerstandsmaterial besteht. Hierbei kann man vorteilhaft Kohlenstoff (Graphit) als Widerstandsmaterial verwenden, weil Graphit bekanntlich eine große Lichtbogenbeständigkeit aufweist.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß der Widerstand als ein an die Düsenöffnung angrenzendes Rohr ausgebildet ist, das das Löschmittel durch die Düsenöffnung leitet. Die Düse selbst bildet dann nur die Ansatzstelle für den Aus-

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schaltlichtbogen und vermittelt den Stromübergang zu dem Widerstandsrohr.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Die F i g. 1 und 2 zeigen eine Unterbrechereinheit eines Druckgas-Leistungsschalters mit der Düse und den Schaltstücken während des Ausschaltvorganges, wobei die F i g. 2 einen gegenüber F i g. 1 späteren Zeitpunkt darstellt, in dem sich das bewegliche Schaltstück bereits weiter vom feststehenden Schaltstück entfernt hat.

Das feststehende Schaltstück 61 der Unterbrechereinheit 85 eines Leistungsschalters für Hochspannung besteht aus einem pilzförmigen Kupferstück, das geschlitzt ist, um eine gewisse Federung in radialer Richtung zu erreichen. In der Einschaltstellung liegt es an der Innenwand des rohrförmigen beweglichen Schaltstückes 86 an, das eine Spitze aus abbrandfestem Material trägt. Das Rohr 86 weist Längsschlitze auf, durch die das Löschmittel aus dem Rohrinnern entweichen kann.

Das feststehende Schaltstück 61 ist von einer Metallkappe umgeben, die einen rohrförmigen Widerstand R trägt. Der Widerstand R besteht aus Kohlenstoff (Graphit). Sein Widerstandswert liegt zwischen 12 und 200 Ohm mit der Maßgabe, daß der Widerstandswert um so kleiner gewählt ist, je größer der auszuschaltende Strom ist.

An der dem feststehenden Schaltstück abgekehrten Stirnseite des Widerstandes./? ist ein Metallring 50 mit einer Schicht 51 aus abbrandfestem Material befestigt. Der Ring 50 bildet eine Düse und begrenzt damit eine Kammer, aus der das bewegliche Schaltstück 86 den einzigen Auslaß für das an der anderen Stirnseite des Widerstandes R zuströmende Löschmittel bildet. Als Löschmittel dient das bekannte Schwergas Schwefelhexafluorid (SF₆).

Zum Ausschalten wird das bewegliche Schaltstück 86 durch die Düse 50, 51 vom feststehenden Schaltstück 61 weggezogen. Gleichzeitig wird ein nichtdargestelltes Blasventil geöffnet, so daß das unter Druck stehende Schwefelhexafluorid in Ausschaltrichtung durch die Kammer und die Düse strömt. Das Gas bebläst, wie durch die Pfeile angedeutet ist, den Ausschaltlichtbogen 87 zwischen dem feststehenden und dem beweglichen Schaltstück. Dadurch wird der Lichtbogen zum Erlöschen gebracht. Gelingt dies nicht, solange sich die Schaltstiftspitze noch innerhalb des Widerstandsrohres R befindet, so springt der Lichtbogen auf die Düse 50, wie bei 89 angedeutet ist, weil er sich dadurch verkürzen kann. Auf diese Weise wird der Widerstand R in den Stromkreis eingeschaltet und der Strom verringert. Außerdem ίο wird der Lichtbogen in der bei 89 gezeichneten Lage nicht nur in axialer Richtung, sondern auch mit einer radialen Komponente wirkungsvoll beblasen und spätestens in der in F i g. 2 gezeichneten Stellung zum Erlöschen gebracht.

Claims

Patentansprüche:

1. Leistungsschalter mit einem feststehenden und einem beweglichen Schaltstück und einem strömenden Löschmittel, vorzugsweise einem

ao elektronegativen Gas, wie Schwefelhexafluorid (SF₆) und/oder Selenhexafluorid (SeF₆), das mit Hilfe einer Düse, die den beim Ausschalten zwischen dem feststehenden und dem beweglichen Schaltstück entstehenden Lichtbogen umschließt, gegen den Lichtbogen gerichtet wird, und mit einem Widerstand, der beim Ausschalten in den zu unterbrechenden Stromkreis eingeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse einen Teil des Stromkreises über den Widerstand bildet.

2. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse aus Widerstandsmaterial besteht.

3. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand als ein an die Düsenöffnung angrenzendes Rohr ausgebildet ist, das das Löschmittel durch die Düsenöffnung leitet.

4. Leistungsschalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Kohlenstoff (Graphit) als Widerstandsmaterial.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 594 955.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen