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Elektriseheröclilelsttingsschälter mit Lichtbogenlöschung durch ein
strömendes Löschmittel Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Hochleistungsschalter
mit Lichtbogenlöschung,durch ein strömendes Löschmittel, der durch ehre besondere
Ausbildung seiliös beweglichen Schaltköfitäktes eine erhebliche Steigerung der Abschaltleistütig
ermöglicht.
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Bei Leistungssehaltern mit Lichtbbgenlöscliung durch ein strömendes
Löschmittel kann eine wirk-.saine Unterbrechung eines Kürzschlüßstromes nur dann
eintreten, wenn sofort nach dem Erlüscheri des Lichtbogens im Nulldurchgang zwischen
die Schaltkontakte eine hochisolierende Gas= öder Flüssigkeitsstrecke gelegt wird.
Ist dies jedoch nicht der Pall, so kommt es infolge der nicht. genügend von den
Sehaltprodukten gereinigten SEhaltstiidokd 2ü einem Durchschlag der wiederkehrendeü
Spannung zwischen den Schaltkontakten und damit zu einer Wiederzündung des Lichtbogens.
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Erschwerend für die schnelle Reinigung der Schaltstrecke Wirkt sich
die Tatsche aus, daß der Lichtbogen während der Zeit seines Bestehens an den Kontaktstellen
Metall verflüssigt öder verdampft und diese Metall- oder Metalldampfteilchen durch
den Löschmittelstrom oder durch den mechanischen Rückprall des beweglichen Schaltkontaktes
in der Ausschaltstellung in die Schaltstrecke geschleudert werden, so daß deren
Isolierfähigkeit stark verringert wird.
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In F i g. 1 der Zeichnung ist eine Schaltkammer 1 eines Druckgasschalters
im Schnitt schematisch dargestellt, wobei zu erkennen ist, daß sich an dem beweglichen
Schaltstift 2 flüssiges Meta113 befindet, das teils von der Strömung des Löschmittels
und teils durch die mechanische Bewegung des Schaltstiftes in den Raum zwischen
.dem Schaltstift und dem festen Gegenkontakt 4 transportiert wird. Besonders stark
ist dieser Transport, wenn das Löschmittel von dem beweglichen Schaltkontakt zum
ruhenden Gegenkontakt strömt, denn dann addieren sich die beiden Wirkungen.
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Die Ursache des mechanischen Abschleuderns des flüssigen Metalls läßt
sich an Hand der F.ig. 2 erkennen. Diese -zeigt den Bewegungsverlauf des beweglichen
Schaltkontaktes über die Zeit aufgetragen. Die Bewegung des Schaltkontaktes wird
von der Kurve a dargestellt. Sie beginnt in. der »Ein«-Stellung und endet nach Erreichender
Höchstgeschwindigkeit und mehreren gedämpften Schwingungen in der »Aus«-Stellung.
Die Kurve b zeigt die entsprechende Geschwindigkeit und die Kurve c die dazugehörige
Beschleunigung. Sobald eine Beschleunigung auftritt, wirkt eine Kraft auf das flüssige
Metallein, die proportiönal der Beschleunigung ist. Bei einer negativen Beschleunigung,
also einer Verzögerung, ist diese Kraft in Richtung zum Stift 2 gerichtet. Kehrt
sich das Vorzeichen uni,-so* wirkt die Kraft so, da13 das Metall vom Stift weggeschleudert
wird.
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Auf Grund dieser Erkenntnis besitzt nun bei einem . lektrischen Hochleistungsschalter
mit Lichtbogenlöschung durch -ein strömendes Löschmittel, dessen beweglicher Schaltstift
einen für den Durchtritt des Löschmittels verschlossenen Hohlraum aufweist, erfindungsgemäß
der Hohlraum, der zur Aufnahme des von dem Lichtbogen geschmolzenen und bei der
Abbremsung des beweglichen Schaltkontaktes während der Ausschaltbewegung abgeschleuderten
Metalls dient, eine solche Formgebung, daß das Wiederherausschleudern des glühenden
Metalls verhindert wird. Bei einer derartigen Ausführung des Schaltkontaktes wird
jeweils nach Erreichen der »Aus«-Stellung nach F i g. 2 beim Auftreten einer negativen
Beschleunigung das geschmolzene Metall in .diesen Hohlraum hineingeschleudert. Beim
Wiedereintreten einer positiven Beschleunigung würde dieses Metall wieder von dem
Schaltstift aus dem Hohlraum herausgeschleudert werden. Aus diesem Grund muß dafür
gesorgt werden, daß ein solches Herausschleudern nicht mehr erfolgen kann.
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Das Anbringen von für den Durchtritt des Löschmittels verschlossenen
Hohlräumen in beweglichen Schaltstiften ist an sich von den Schaltern her bekannt,
bei denen ein gasförmiges Löschmittel durch den beim Ausschälten gezogenen Lichtbogen
aus einem gasabgebenden Material erzeugt wird. Um hierbei möglichst viel Löschmittel
zu erzeugen, wird zusätzlich von einem Stift aus solchem gasabgebenden Material
Gebrauch gemacht, der in einen Hohlrauen
des Schaltstiftes eng
anliegend eintaucht und beim Ausschalten ebenfalls zur Gasabgabe herangezogen wird.
Dieser Stift läßt jedoch kein Eindringen von glühenden Metallteilchen in den Hohlraum
des Schaltstiftes zu, abgesehen davon, daß derartige Schalter auch kaum glühende
Metallteilchen am Schaltstift wegen ihrer geringeren Schaltleistung absondern. -Bei
einem .erfindungsgemäß ausgebildeten beweglichen Schaltstift mit einer Spitze aus
schwer schmelzbarem Metall kann .die nachteilige Wirkung des Herausschleuderns von
glühenden Metallteilchen bei einer positiven Beschleunigung des Schaltstiftes in
der. Ausschaltstellung, die einem Rückprall entsprechen würde, zweckmäßig in der
Weise verhindert werden, daß die Spitze eine Längsbohrung und einen sich daran anschließenden
Hohlraum mit einer kegelförmigen Austrittsöffnung und einen .an seinem Boden in
der Mittelachse befestigten kegelförmigen Stift aufweist.
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Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel ist in F i g. 3 der Zeichnung
dargestellt. Die in den Schaltstift cinschraubbare Spitze ist mit 5 bezeichnet.
Sie trägt eine weitere Spitze 6 aus schwer schmelzbarem Metall, z. B. Wolfram, die
eine Längsbohrung 7 aufweist. An diese Längsbohrung 7 schließt sich ein Hohlraum
8 an, der zur Aufnahme des von der Spitze 6 .abgeschleuderten glühenden Metalls
dient. Damit dieses Metall jedoch nicht wieder bei .einem Rückprall des Schaltstiftes
in der Ausschaltstellung in die Schaltstrecke zurückgeschleudert werden kann, ist
die Spitze 6 nach innen kegelförmig ausgebildet, und außerdem ist am Boden .des
Hohlraumes 8 eine kegelförmige Spitze 9 angebracht, die die durch die Bohrung 7
eintretenden glühenden Metallteilchen so verteilt, daß sie bei einem Rückprall in
den Ecken an der Spitze 6 aufgefangen werden.
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Eine ähnliche Wirkung kann bei Schaltstiften ohne eine besondere Abbrandspitze
erzielt werden, wenn in dem Hohlraum des $chaltstiftes Prallplätten od. dgl. angeordnet
sind: Die Erfindung läßt sich bei den Schaltern, deren Ausschaltstellung nicht mit
der günstigen Lichtbogenlöschstellung zusammenfällt, bei denen also noch nach der
Lichbogenlöschung eine Weiterbewegung des Schaltstiftes in eine Sparinungstrennstellung
erfolgt, in der Weise ausführen, daß der Schaltstift nach Erreichen der günstigen
Löschstellung verzögert in die Ausschaltstellung bewegt wird, wodurch ein Abschleudern
von glühendem Metall verhindert wird.