DE1238545B - Druckgasschalter mit mindestens einem rohrfoermigen Kontakt - Google Patents

Description

DEUTSCHES 4fl7¥vä^ PATENTAMT

Deutsche Kl.: 21 c - 35/10

AUSLEGESCHRIFT

Nummer: 1238545

Aktenzeichen: M 49691 VIII d/21 c

1 238 545 Anmeldetag: 15.Juli 1961

Auslegetag: 13. April 1967

Bei der Konstruktion von Druckgasschaltern sind zwei Probleme von besonderer Wichtigkeit: Der Abstand der in Ausschaltstellung befindlichen Kontakte und die Strömung des Druckgases mit größtmöglicher Wirksamkeit.

Der Abstand der Kontakte in Ausschaltstellung wird durch die Prüfspannung der Kammer bestimmt. Da dieser Abstand den Weg des oder der beweglichen Kontakte festlegt, muß er so klein wie möglich gehalten werden. Zu diesem Zweck werden im allgemeinen aus Metall bestehende Leitschirme vorgesehen, die die Kontakte in der geöffneten Stellung umgeben und die das zwischen diesen bestehende elektrische Feld so gleichförmig wie möglich gestalten. Diese Leitschirme bilden in der Schließstellung der Kontakte einen ringförmigen Raum, durch den der Löschgasstrom im Augenblick der Trennung der Kontakte hindurchströmt. Da der Durchmesser dieses Raumes beim Durchströmen des Gases eine große Rolle spielt, wird er so bemessen, daß beim Löschen des Lichtbogens eine maximale Wirksamkeit gewährleistet ist.

Es hat sich gezeigt, daß bei hohen Spannungen der durch die Prüf spannung bestimmte Abstand der Kontakte in Ausschaltstellung und der optimale Durchmesser des ringförmigen Raumes annähernd gleich sind, so daß sich bei der Wahl der für den einen oder den anderen Fall geeigneten Abmessungen keine besonderen Schwierigkeiten ergeben. Im Gegensatz dazu ergibt sich bei aus mehreren Schaltkammern bestehenden Schaltern für sehr hohe Spannungen, um die Anzahl der Schaltkammern so klein wie möglich zu halten, die Notwendigkeit, diese Schaltkammern mit einem sehr hohen Isolationswert auszustatten. Aus diesem Grund müssen die Abstände zwischen den geöffneten Kontakten so groß sein, wie dies mit dem Weg des oder der beweglichen Kontakte vereinbar ist. In diesem Fall bilden die Leitschirme einen ringförmigen Raum, dessen Durchmesser wesentlich größer ist, als es für ein gutes Durchströmen der Gase und eine optimale Ausblaswirkung erforderlich ist. Deshalb ist es notwendig, zu Kompromißlösungen zu greifen.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckgasschalter, bei dem mindestens einer der beiden auf einer gemeinsamen Achse liegenden zylindrischen Kontakte rohrförmig ausgebildet ist und um beide Kontakte herum zwei der Stromübertragung nicht dienende, metallene und elektrisch mit den Kontakten verbundene Leitschirme zur Führung des Druckgases angeordnet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den be-Druckgasschalter mit mindestens einem
rohrförmigen Kontakt

Anmelder:

Ets. Merlin & Gerin S. A.,
Grenoble, Isere (Frankreich)

Vertreter:

Dr. E. Wetzel, Patentanwalt,
Nürnberg 1, Hefnersplatz 3

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 18. Juli 1960 (4274 Isere)

kannten Druckgasschalter dieser Art unter Vermeidung einer Kompromißlösung so auszubilden, daß die Löschung des Lichtbogens mit größtmöglicher Wirksamkeit gewährleistet ist und der Druckgasschalter in der Ausschaltstellung eine hohe Spannungsfestigkeit aufweist. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß die Leitschirme während der Öffnungsbewegung des Schalters derart aufeinander zu bewegt werden, daß ihr gegenseitiger Abstand während der Beblasung des Lichtbogens einen bestimmten, eine optimale Blaswirkung sichernden Wert erreicht, wobei dieser Abstand unmittelbar nach dem Erlöschen des Lichtbogens hinreichend vergrößert wird, um die geforderte Spannungsfestigkeit zu gewährleisten. Dadurch wird eine sichere Löschung des Lichtbogens und eine hohe Spannungsfestigkeit des Schalters in seiner Ausschaltstellung erreicht.

Während sich die Leitschirme aufeinander zu bewegen, bleiben die Kontakte zunächst geschlossen.

Erst dann, wenn die Leitschirme ihren hinsichtlich der Blaswirkung optimalen Abstand erreicht haben, öffnen sich die Kontakte, wobei auch die Beblasung einsetzt. Nach der Löschung des Lichtbogens kehren die Leitschirme wieder in ihre Ausgangsstellung zurück.

Vorteilhafterweise sind beide Kontakte beweglich angeordnet. Diese bewegliche Anordnung der Kontakte ist bei Druckgasschaltern bereits bekannt. Von den Leitschirmen kann der eine fest und der andere auf einem der beweglichen Kontakte angeordnet sein. Bei Beginn der Öffnungsbewegung des Schalters schiebt der den Leitschirm tragende bewegliche Kon-

709 549/307

takt den anderen beweglichen Kontakt in axialer Richtung vor sich her. Da der zugehörige Leitschirm ortsfest angeordnet ist, wird hierbei der Abstand der beiden Leitschirme verringert und auf den für die Beblasung günstigsten Wert gebracht. Beide Leitschirme bilden in diesem Augenblick einen ringförmigen Raum, durch den beim nachfolgenden Trennen der Kontakte das in der Kammer eingeschlossene komprimierte Gas so hindurchströmen kann, daß ein Ausblasen des Lichtbogens mit maximaler Wirksamkeit gewährleistet ist.

Es ist bei Druckgasschaltern bekannt, die durch den Lichtbogen erzeugten ionisierten Gase durch Ventile abziehen zu lassen, die den Innenraum der hohlen Kontakte während eines bestimmten Zeitraumes mit der atmosphärischen Luft in Verbindung bringen. Um das den Abzug des Gases durch den einen Leitschirm tragenden beweglichen Kontakt steuernde Ventil auch zur Steuerung der Bewegung dieses Kontaktes zu verwenden, ist der den Leitschirm tragende bewegliche Kontakt starr mit dem Kolben eines Blasventils verbunden. Die Erfindung sei nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt schematisch einen Axialschnitt durch eine Lichtbogenlöschkammer solcher Art, die ständig unter Druck steht und erfindungsgemäß zum Einsatz gebracht wird. Mit 11 ist ein aus einem isolierenden Werkstoff bsetehender, die Ummantelung der Löschkammer bildender Körper bezeichnet. Die Kammer steht durch die Leitung 12 mit dem Druckluftbehälter 13 in Verbindung. Nach oben ist die Kammer durch den Deckel 14 und nach unten durch die Glocke 15 geschlossen. An dem Deckel 14 ist ein Zylinder 16 fest angebracht, in dem sich der Kolben 17 verschiebt. Am Zylinder 16 ist der feststehende Leitschirm 18 befestigt. Der Kolben 17 soll zu einem bestimmten Zeitpunkt den ersten beweglichen Kontakt 19 mitziehen, der hohl ist und in eine Ausnehmung 33 mündet, die durch das Tellerventil 34 geschlossen wird, durch das die Ausnehmung unter atmosphärischen Luftdruck gesetzt werden kann. Am Kontakt 19 ist eine Ringschulter 20 angeformt. Auf diese wirkt einerseits die sich auf dem Kolben 17 abstützende Feder 30 und andererseits die sich auf dem Deckel 14 abstützende Feder 31 ein. Der erste bewegliche Kontakt 19 wirkt mit dem ebenfalls hohl ausgebildeten zweiten beweglichen Kontakt 23 zusammen, an dessen unterem Ende ein Ventil 25 vorgesehen ist. Die Betätigung dieses Ventils erfolgt durch den Kolben 26, der sich im Zylinder 27 verschiebt und der unter der Wirkung der Feder 28 steht. In der Nähe des Ventils 25 ist der Kontakt 23 mit den Auslaßöffnungen 24 versehen. Am zweiten beweglichen Kontakt ist ein Leitschirm 29 befestigt, der das Gegenstück zum feststehenden Leitschirm 18 bildet. Das Ventil 25 wird über den Kolben 26 durch das Verzögerungsdruckventil 37, 38, 39, 40 gesteuert. Die Druckventile 42 können den Innenraum der Kammer 11 und den Innenraum des Zylinders 16 durch die Leitungen 44 und 45 verbinden und den Innenraum des Zylinders 16 durch die Leitung 45 unter atmosphärischen Luftdruck setzen. Das Tellerventil 34 wird durch ein Verzögerungsdruckventil 46, 47 über den Kolben 36 gesteuert. Die Gesamtanordnung der Ventile und der Druckventile wird von einer Steueranlage aus durch die Leitung 48 gesteuert.

Die Wirkungsweise der Löschvorrichtung ist wie folgt: Wenn sich der Schalter in seiner Schließstellung befindet, nehmen die Kontakte 19 und 23 die in der Figur gezeigte Stellung ein. Bei geöffneter Stellung des Schalters ist der erste bewegliche Kontakt vollständig in das Innere des Leitschirmes 18 eingezogen, während sich der zweite Kontakt in der in der Zeichnung gezeigten Stellung befindet. Der stets mit dem Druckluftbehälter 13 verbundene Innenraum der

ίο Kammer 11 steht ständig unter Druck. Wenn der Schalter geöffnet werden soll, wird in die Leitung 48 Druckluft eingelassen. Zunächst wirkt diese Druckluft auf die Kolben 26 und 36 ein und hebt die Teller der Ventile 42 aus ihrem Sitz. Gleichzeitig strömt die Druckluft auch in den Zylinder 27 ein, und der Kolben 26 hebt das Ventil 25 aus seinem Sitz und schiebt den zweiten Kontakt 23 nach oben. Dieser schiebt den ersten Kontakt 19 in die gleiche Richtung. Das Innere der Glocke 15 und des Raumes 33 wird auf atmosphärischen Druck gesetzt. Die Ventile 42 haben die Leitung 45 geschlossen und den Innenraum des Zylinders 16 auf atmosphärischen Druck gebracht. Die in der Löschkammer befindliche Druckluft kann nun auf den Kolben 17 einwir- ken. Wenn der zwischen den Leitschirmen 18 und 29 vorliegende Abstand bei Schließstellung der Kammer mit a und der vom zweiten Kontakt 23 zurückgelegte Weg mit b bezeichnet wird, wirkt der Kolben 17 auf die Ringschulter 20 ein, nachdem er den Weg b und einen weiteren sich durch das Zusammendrücken der Feder 30 ergebenden Weg zurückgelegt hat. In diesem Augenblick zieht er nach Erreichen einer bestimmten Geschwindigkeit den Kontakt 19 mit sich und bewirkt so ein plötzliches Trennen der beiden Kontakte 19 und 23, der der Kontakt 23 jetzt durch den Kolben 26 zurückgehalten wird und stillsteht. Der im Augenblick der Trennung der Kontakte und des Entstehens des Abreißlichtbogens zwischen dea beiden Leitschirmen sich ergebende Abstand beträgt demnach a — b. Die beiden Leitschirme schließen also in diesem Augenblick einen ringförmigen Blasraum von der Höhe a — b ein, durch den die in der Kammer befindliche Druckluft in die beiden hohl ausgebildeten Kontakte hineinströmt, den Lichtbogen abkühlt und die ionisierten Gase zunächst einmal in die Glocke 15 bzw. den Raum 33 und anschließend in die atmosphärische Luft hinaustreibt. Nach einer bestimmten Zeit, die der zum Löschen des Lichtbogens erforderlichen Zeit entspricht, schließen die Ventile 37, 38, 39, 40 und 46, 47, deren Wirkungsweise als nicht zur Erfindung gehörig nicht näher beschrieben zu werden braucht, den Drucklufteinlaß aus der Leitung 48 und setzen gleichzeitig die Zylinder 27 und 36 auf atmosphärischen Luftdruck. Der von der Feder 28 geschobene Kolben 26 und demzufolge auch der zweite Kontakt 23 kehren in ihre Ausgangsstellung zurück. Das gleiche trifft auch für den Kolben 36 und das Ventil 34 zu, die von neuem den Raum 33 abschließen. Im Innenraum des Zylinders 16 herrscht noch immer atmosphärischer Luftdruck, so daß der Kolben 17 seine Bewegung so lange fortsetzen kann, bis sich der Kontakt 19 innerhalb des Leitschirmes 18 befindet. Da die Kammer durch die Ventile 25, 42 und 34 vollständig geschlossen ist, wird rasch wieder ein Druck aufgebaut. Der Abstand zwischen den Leitschirmen ist jetzt wieder gleich a. Um die Kontakte zu schließen, gentigt es, die Leitung 48 unter atmosphärischen Druck zu set-

Claims (6)

zen. Die Ventile 42 und 43 kehren in ihre Ausgangsstellung zurück, die Druckluft gelangt durch die Leitungen 44 und 45 in den Zylinder 16, der Dmck baut sich zu beiden Seiten des Kolbens 17 wieder auf, und die Feder 31 bringt jetzt den Kontakt 19 in seine Schließstellung. Wie ersichtlich, können nach der erfindungsgemäßen Lösung die Werte für den Weg b und den Abstand a unabhängig voneinander derart gewählt werden, daß eine maximale Blaswirkung gewährleistet ist und der Isolationsweg auf demjenigen Wert gehalten werden kann, der durch die Prüfspannung der Löschkammer bestimmt wird. Patentansprüche: 1S

1. Druckgasschalter, bei dem mindestens einer der beiden auf einer gemeinsamen Achse liegenden zylindrischen Kontakte rohrförmig ausgebildet ist und um beide Kontakte herum zwei der ao Stromübertragung nicht dienende, metallene und elektrisch mit den Kontakten verbundene Leitschirme zur Führung des Drackgases angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschirme (18, 29) während der Öffnungsbewegung des Schalters derart aufeinander zu bewegt werden, daß ihr gegenseitiger Abstand während der Beblasung des Lichtbogens einen bestimmten, eine optimale Blaswirkung sichernden Wert erreicht, wobei dieser Abstand unmittelbar nach dem Erlöschen des Lichtbogens hinreichend vergrößert wird, um die geforderte Spannungsfestigkeit zu gewährleisten.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (19, 23) während der

Aufeinanderzubewegung der Leitschirme (18,29) geschlossen sind und daß sich dann die Kontakte (19, 23) voneinander trennen und danach erst die Leitschirme (18, 29) voneinander entfernen und in ihre Ausgangsstellung zurückkehren.

3. Schalter nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kontakte (19,23) in an sich bekannter Weise beweglich angeordnet sind.

4. Schalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Leitschirm (18) fest und der andere Leitschirm (29) auf einem (23) der beiden beweglichen Kontakte (19, 23) angeordnet ist.

5. Schalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Beginn der Öffnungsbewegung des Schalters der den Leitschirm (29) tragende bewegliche Kontakt (23) den anderen Kontakt (19) in axialer Richtung vor sich herschiebt.

6. Schalter nach einem oder mehreren der vorhergebenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der den Leitschirm (29) tragende bewegliche Kontakt (23) starr mit dem Kolben (26) eines Blasventils (25) verbunden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 647 239;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1 055 643;
Patentschrift Nr. 9884 des Amtes für Erfindungsund Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands;

schweizerische Patentschriften Nr. 296 565,
139;

britische Patentschrift Nr. 320 320.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 549/307 4.67 © Bundesdruckerei Berlin