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Hochspannungslasttrenuschalter Die Erfindung befaßt sich mit einem
Hochspannungslasttrennschalter mit magnetischer Beeinflussung des in einer rohrartigen
Löschkammer aus gasabgebendem Material brennenden Ausschaltlichtbogens. Bei solchen
Schaltern hat man bisher die Magnetwirkung dazu ausgenutzt, den Lichtbogen gegen
die Löschkammerwandung zu drücken. Durch die intensive Berührung mit der Wand sollte
der Lichtbogen gekühlt und die Gasabgabe aus der Wand gesteigert werden. Die magnetische
Beeinflussung erfolgte dabei durch Spulen, die vom Ausschaltstrom durchflossen werden,
oder durch U-förmige Eisenteile, die das Eigenfeld des Ausschaltstromes in beeigneter
Weise verstärken und führen. Ferner hat man auch bereits Dauermagnete verwendet,
um den Lichtbogen in der angegebenen Weise gegen die Löschkammerwand zu treiben.
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Es sind auch Hochspannungslasttrennschalter mit eigenerzeugtem Löschgas
bekannt geworden, die Lichtbogenlöschkammem in Form von Wendeln haben, in die einzutreten
der Lichtbogen beim Ausschalten gezwungen wird.
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Ein hohes Abschaltvermögen bei Hochspannungslasttrerinschaltern mit
rohrartiger Löschkammer wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Lichtbogen
in an sich bekannter Weise durch Metallteile in mehrere Teillichtbögen aufgeteilt
wird und daß mehrere Dauermagnete innerhalb der Löschkammer derart angeordnet sind,
daß in deren Magnetfeld die einzelnen Teillichtbögen vorzugsweise an den Metallteilen
wandern. Bei der Erfindung kommt es also nicht darauf an, den Lichtbögen magnetisch
gegen die Wand der Löschkammer zu treiben, sondern darauf, daß die zur Aufteilung
des Lichtbogens vorgesehenen Metallteile nicht örtlich überbeansprucht werden.
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Bei der Erfindung wird durch die Aufteilung des Lichtbogens eine Erhöhung
der Wiederzündspannung erreicht. Daraus ergibt sich eine hohe Rückzündungsfestigkeit.
Die Teillichtbogen kommen beim Wandern ständig mit - anderen Stellen der Metallteile
in Berührung. Da diese Stellen noch kalt sind, ergibt sich eine wirksame Kühlung
der Teillichtbögen. Zusammen mit den von der Löschkammerwand abgegebenen Gasen sorgt
dies für eine schnelle Entionisierung im Stromnulldurchgang, so daß eine verhältnismäßig
große Schaltleistung erreicht wird.
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Es ist bei Niederspannungsschaltern bekannt, den Lichtbogen durch
Metallteile zu unterteilen und durch Verlängerung der Teillichtbogen eine hohe Brennspannung
zu erreichen. Zweck dieser Maßnahme ist es, die Brennspannung größer zu machen als
die treibende Spannung am Schalter, weil dann der Lichtbogen erlöschen muß. Für
Hochspannungsschalter ist dieses Löschprinzip im Hinblick auf die großen Lichtbogenlängen
bisher kaum angewendet worden. Soweit Schalter mit einer Unterteilung und Verlängerung
des Lichtbogens für Hochspannung gebaut werden, handelt es sich um große und schwere
Konstruktionen, die als Lasttrennschalter nicht geeignet sind. Um so überraschender
ist es daher, daß durch die Erfindung die vorgenannte große ' Schaltleistung bei
Hochspannungslasttrennschaltern mit einer Löschkammer aus -gasabgebendem Material
ohne eine derartige Vergrößerung der Löschkammer ermöglicht wird.
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Die Erfindung kann beispielsweise so ausgeführt werden, daß zwei Stapel
von-Dauermagneten auf gegenüberliegenden Seiten des-beweglichen Schaltstückes in
der rohrartigen Löschkammer derart angeordnet sind, daß ihre Magnetisierungsrichtungen
parallel zueinander und senkrecht zur Bewegungsrichtung des beweglichen Schaltstückes
liegen. Der Lichtbogen wird dabei in Längsrichtung der Dauermagnete abgelenkt. Hierbei
genügt für die Ausschal= tung eines Wechselstromes üblicher Frequenz eine verhältnismäßig
geringe Größe der Dauermagnete, da der Lichtbogen des Wechselstromes unter dem Einfluß
des gleichförmigen magnetischen Feldes hin-und herwandert.
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Eine andere Möglichkeit besteht darin, die magnetische Beblasung durch
koaxial übereinander angeordnete kreisringförmige Dauermagnete vorzunehmen. Die
Dauermagnete sind in radialer Richtung des Kreisringes magnetisiert. Der Lichtbogen
kann daher unbegrenzt in dem Magnetfeld umlaufen.
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. Zur Unterteilung des Lichtbogens kann man zwischen den Dauermagnete
leitende Einlagen vorsehen. Die Magnete selbst können in Isoliersoff "eingebettet
sein. Hierzu kann man ein gasabgebendes Material verwenden, um die Schaltleistung
durch die im Lichtbogen
entwickelten Gase noch zu erhöhen. Die
Dauermagnete können auch mit einer Umhüllung aus unmagnetischem Metall versehen
sein. Die Umhüllungen bilden dann zweckmäßig zugleich Metallteile, durch die der
Lichtbogen unterteilt wird. Bei einer solchen Ausführungsform ergibt sich eine besonders
hohe Geschwindigkeit des wandernden Lichtbogens, weil die Fußpunkte in großer Nähe
des Dauermagnets in einem starken Feld sitzen. Unter Umständen kann man auch auf
eine Umhüllung verzichten und die Dauermagnete selbst als Metallteile zur Unterteilung
des Lichtbogens verwenden.
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Die Dauermagnete können für sich oder zusammen mit Metallteilen in
dem Isolierstoffgehäuse der Löschkammer befestigt werden. Beispielsweise können
sie in Gießharz eingegossen sein. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß Magnete
und/oder Metallteile durch Isolierstoffteile abgestützt werden. Beispielsweise kann
man die Teile dann übereinanderstappIn. Dies hat den Vorteil, daß die Teile ohne
große Mühe ausgewechselt werden können. .
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Zur Erläuterung der Erfindung sind in den Figuren der Zeichnung vereinfacht
einige Ausführungsbeispiele dargestellt.
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In F i g. 1 ist ein Lästtrennschalter gezeigt, dessen Löschkammer
1 in bekannter Weise aus gasabgebendem Material besteht. Die Löschkammer sitzt auf
der linken Stromschiene 2, die dem feststehenden Schaltstück 3 der Hauptschaltstelle
des Schalters zugeordnet ist. Das Schaltstück 3 wirkt mit -einem Trennmesser 4 zusammen.
Der Drehpunkt 5 des Trennmessers steht mit der rechten Anschlußschiene 6 in Verbindung.
Die aus den Anschlußschienen und dem Trennmesser gebildete Strombahn wird von zwei
Stützisolatoren 10,11 getragen, die auf einem Grundrahmen 12 sitzen.
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Mit dem Trennmesser 4 ist über eine- an sich bekannte geeignete Verbindung
15 ein Lichtbogenmesser 16 gekoppelt. Die Verbindung ist so ausgebildet, daß das
Lichtbogenmesser 16 erst nach dem öffnen der Hauptschaltstelle, d. h. dem Schwenken
des Trennmessers 4, mitgenommen wird. Das Lichtbogenmesser ist mit seinem Bereich
17, mit dem es in der Einschaltstellung in die Löschkammer-1 greift, abgewinkelt.
Es wirkt mit einem feststehenden Lichtbogenschaltstück 18 zusammen, das in der Löschkammer
sitzt.
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In der F i g. 2 ist eine Ausführungsform der Löschkammer 1 in vergrößertem
Maßstab dargestellt. Die Löschkammer besteht aus einem Isolierstoffgehäuse 20, das
auf der Stromschiene 2 befestigt ist. Mit der Stromschiene ist auch das feststehende
Lichtbogenschaltstück 18 verbunden. Das Gehäuse 20 hat einen kreisförmigen
Querschnitt. Es enthält fünf kreisringförmige Dauermagnete 21, die, wie F i g. 3
zeigt, itl radialer Richtung des Kreisringes magnetisiert sind. Zwischen den Dauermagneten
21 sind kreisringförmige Metallplatten 22 vorgesehen.
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Durch die Metallplatten wird der Ausschaltlichtbogen unterteilt. Er
brennt daher vom feststehenden Lichtbogenschaltstück zu der untersten Metallplatte
und von dort in weiteren Teillichtbogen zwischen den darüberliegenden Metallplatten
bis zum Teil 17
des Lichtbogenmessers. Durch das Magnetfeld der Dauermagnete
21 werden die Teillichtbogen auf den Platten 22 zum Wandern gebracht.
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Die Dauermagnete sind mit einer Isolierstoifumhüllung 23 versehen.
Der Lichtbogen kann daher auf ihnen nicht Fuß fassen. Zudem besteht die Umhüllung
aus gasabgebendem Material. Das aus der Umhüllung austretende Gas sorgt daher für
einen gewissen Abstand zwischen dem Lichtbogen und den Dauermagneten. Zur Befestigung
der Dauermagnete und Metallplatten dienen kreisringförmige Isoherstoffteile 24 aus
gasabgebendem Isoliermaterial, beispielsweise aus Melamin. Die Isolierstoffteile
stützen sich gegen das Gehäuse 20 ab, so daß die Dauermagnete 21 und die Platten
22 sowohl in der Höhe als auch in seitlicher Richtung festgelegt sind. Wie die F
i g. 2 erkennen läßt, sind alle Teile 24 gleich ausgebildet. Dadurch wird die Herstellung
des Schalters sehr vereinfacht.
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Die in der F i g. 4 dargestellte Löschkammer 1 besitzt ein Gehäuse
25, dessen Querschnitt rechteckig ist. In ihm sind zwei Stapel 26 und 27
von Dauermagneten auf gegenüberliegenden Seiten des Lichtbogenmessers angeordnet.
Die Dauermagnete 28 der beiden Stapel haben die in F i g. 5 dargestellte Form. Sie
sind in ihrer Längsrichtung magnetisiert. Die Stapel sind so angeordnet, daß die
Magnetisierungsrichtungen parallel zueinander und senkrecht zur Bewegungsrichtung
des beweglichen Schaltstückes liegen.
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Zwischen den Dauermagneten 28 der beiden Stapel 26 und 27 sind Metall-
oder Isolierstoffplatten 29 vorgesehen. Sie sind ähnlich wie die Dauermagnete 28
angeordnet. Wesentlich ist, daß die Platten bei dieser Ausführungsform aus einem
unmagnetischen Material bestehen, so. daß die jeweils gleichgerichteten Felder in
den Zwischenräumen zwischen benachbarten Dauermagneten 28 nicht beeinflußt werden.
Dadurch wird der Lichtbogen zur Wanderung quer zur Längsrichtung der Platten gezwungen.
Außerdem sind bei diesem Ausführungsbeispiel auf den Dauermagneten Kupferhülsen
30 vorgesehen. Dies führt dazu, daß der Lichtbogen nicht nur auf den Platten 29,
sondern auch auf dem Dauermagnet Fuß faßt und dadurch vielfach unterteilt wird.