DE1465983C - Elektrischer Wechselstromschalter - Google Patents

Description

von Halbwellen des Wechselstromes freigebbar und durch eine Ventilklappe verschlossen ist, die in ihrer Schließstellung von einer Sperrvorrichtung gesperrt ist, nicht vorgesehen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung besteht die Sperrvorrichtung aus einem an der Ventilklappe angebrachten Magnetanker und aus einer die Löschröhre umgebenden, vom Lichtbogenstrom durchflossenen Erregereinrichtung. Im Bereich des Stromnulldurchganges schwächt sich der Strom und damit auch das durch ihn erzeugte Magnetfeld ab, so daß sich die Ventilklappe öffnet und die zusätzliche Austrittsöffnung freigibt, so daß der Lichtbogen intensiv beblasen und gelöscht werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen Axialschnitt durch einen Wechselstromschalter gemäß der Erfindung und

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II der Fig.l.

Die F i g. 1 zeigt ein bewegliches Kontaktstück 11 in Form eines in axialer Richtung verschiebbaren Bolzens, dessen Steuer- und Führungsvorrichtungen nicht dargestellt sind. Das bewegliche Kontaktstück 11 arbeitet mit einem festen Kontaktstück 12 zusammen, dessen Kontaktdruck von einer Druckfeder 13, die sich an einem Deckel 14 abstützt, erzeugt wird. Es kann ein nicht dargestellter biegsamer Leiter vorgesehen werden, um eine einwandfreie elektrische Verbindung zwischen dem festen Kontaktstück 12 und dem Deckel 14, der einen Anschlußteil 15 trägt, herzustellen. Ein Gehäuse 16 trägt in seinem unteren Teil eine Löschröhre 17 aus isolierendes Gas abgebendem Werkstoff. Der Deckel 14, das Gehäuse 16 und die Löschröhre 17 begrenzen einen geschlossenen Raum 18, der zur Aufspeicherung der Löschgase dient. Im Innern des Gehäuses 16 in der unmittelbaren Nähe des festen Kontaktstückes 12 ist eine die Löschgase abkühlende Entionisierungsvorrichtung 19 angeordnet. Sie besteht aus einem Stapel Scheiben, die durch Abstandsringe geringer Dicke im Abstande voneinander gehalten werden. Dadurch wird eine Anzahl lamellenartiger Zwischenräume, die leicht von dem Gas durchströmt werden können, geschaffen. Es kann eine elastische Dichtung 20 vorgesehen werden,, durch die die untere Austrittsöffnung für das bewegliche Kontaktstück 11 bei eingesetztem beweglichem Kontaktstück 11 dicht verschlossen ist.

Zusätzlich zu der unteren Austrittsöffnung weist die Löschröhre 17 eine oder mehrere Austrittsöffnungen 21 für die Löschgase auf, die in einer bestimmten Entfernung von der Trennstelle der Kontaktstücke 11 und 12 liegen. Diese Entfernung wird in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des beweglichen Kontaktstückes 11 so bestimmt, daß sie ungefähr einer Halbwelle des Wechselstromes entspricht. Somit kann die Beblasung bei der ersten Löschungsmöglichkeit des Lichtbogens erfolgen. Die Austrittsöffnung oder -öffnungen 21 sind durch ein Ventil verschlossen, dessen Ventilklappe 24 mittels einer entsprechend ausgebildeten Feder 25, die sich an einem feststehenden Kolben 26 abstützt, in Schließstellung gehalten wird. Auf diese Weise kann die Beblasung nur dann erfolgen, wenn der Druck einen entsprechend hohen Wert erreicht hat.

Falls Schwierigkeiten bei der Herstellung einer genügend starken Feder auftreten, kann ein Teilausgleichsventil verwendet werden. Es wird dann im Kopf der Ventilklappe 24 eine Öffnung 27 vorgesehen, die die Austrittsöffnung 21 mit dem Raum, der vom Körper der Ventilklappe 24 und dem Kolben 26 begrenzt wird, in Verbindung setzt.

Wenn es erwünscht ist, daß das Ventil das einmal begonnene Abströmen der Löschgase nicht bremst, erfolgt die Ausbildung so, daß die Masse der Ventilklappe 24 in einem gewissen Verhältnis zur Kraft der Feder 25 steht. Von diesem Verhältnis hängt dann die Dauer des erneuten Schließens des Ventils ab, d. h. die Verlängerung der Beblasungsdauer, wenn der Druck unter den Wert gesunken ist, dem die Öffnung des Ventils entspricht.

Eine Synchronisation der Arbeitsweise des Ventils mit dem Wechselstrom wird dadurch erreicht, daß an der Ventilklappe 24 ein magnetisierbarer Teil 28 vorgesehen ist, der durch, einen Magnetkreis 29, der die Löschröhre 17 umgib*t"so angezogen wird, daß die Ventilklappe 24 auf ihrem Sitz haften bleibt, solange der Wert des Wechselstromes hoch ist. Wenn sich dagegen der Wechselstrom abschwächt, schwächt sich auch das erzeugte Magnetfeld ab, und das Ventil öffnet sich plötzlich, wobei es im geeignetsten Augenblick eine intensive Beblasung gestattet.

Die Wirkungsweise des dargestellten Wechselstromschalters ist folgende:

Wenn sich die Kontaktstücke 11, 12 trennen, wird im Innern der Löschröhre 17 ein Lichtbogen gezogen. Unter der Hitzeeinwirkung des Lichtbogens geben die Innenwandungen der Löschröhre 17 Gase ab. Da diese Gase keinen anderen Ausweg finden, strömen sie durch die lamellenartigen Zwischenräume der Entionisierungsvorrichtung 19 ab und setzen den Raum 18 unter Druck. Diese Unterdrucksetzung dauert so lange an, bis das bewegliche Kontaktstück 11 die zusätzliche Austrittsöffnung 21 freigibt und die Ventilklappe 24 entgegen der Kraft der Druckfeder 25 durch die Druckgase von der öffnung 21 abgehoben wird. Das Abheben der Ventilklappe 24 von der Öffnung 21 erfolgt im Bereich des Stromnulldurchganges. Die Druckgase strömen dann, nachdem sie die Entionisierungsvorrichtung 19 zweimal passiert haben, durch die öffnung 21 nach außen und bewirken eine intensive Beblasung des Lichtbogens, durch die er gelöscht wird. Die restlichen Druckgase strömen, sobald das bewegliche Kontaktstück 11 die Löschröhre 17 verlassen hat, durch die untere Austrittsöffnung heraus.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 ■ 2 ·'.... gesteuerte, die Ventilklappe in ihrer Schließstellung Patentansprüche: sperrende Vorrichtung vorgesehen ist, die erst unter halb eines vorbestimmten Wertes dieses Wechselstro-

1. Elektrischer Wechselstromschalter mit einer mes im Bereich eines Stromnulldurchganges unwirkzum beweglichen Schaltstück konzentrisch an- 5 sam ist.

geordneten Löschröhre, deren Innenwandungen Beim erfindungsgemäßen 'Wechselstromschalter

unter Einwirkung des Unterbrechungslichtbogens wird mit relativ einfachen Mitteln eine intensive Be-Lös'chgase bzw. -dämpfe abgeben und die zusatz- blasung des Lichtbogens nach Trennung der Schaltlich zu der Austrittsöffnung für das bewegliche stücke im Bereich des Stromnulldurchganges erreicht, Schaltstück eine durch das bewegliche Schaltstück io so daß der erfindungsgemäße Wechselstromschalter in der Einschaltstellung abgedeckte und während für hohe Abschaltleistungen verwendet werden kann, des Ausschaltvorganges freigebbare, vom Druck Hierbei spielt es keine Rolle, in welchem Zeitpunkt der Löschgase offenbare Ventilklappe verschließ- einer Halbwelle des Wechselstromes die Trennung der bare Austrittsöffnung aufweist, dadurch ge- Schaltstücke erfolgt. Werden die Schaltstücke ζ. Β. im k e Ii η ζ e i c h η e t, daß die zusätzliche Austritts- 15 Bereich des Stromnulldurchganges voneinander geöffniing (21) durch das bewegliche Schaltstück trennt, dann gibt das bewegliche Schaltstück bereits (11) nach einer oder einer Vielzahl von Halbwel- nach einer Halbwelle, also im Bereich des nächsten len des abzuschaltenden Wechselstromes freigeb- Stromnulldurchganges die Austrittsöffnung frei, und bar ist und daß eine von diesem Wechselstrom ge- die die Ventilklappe in ihrer Schließstellung sperrende steuerte, die Ventilklappe (24) in ihrer Schließstel- 20 Vorrichtung wird unwirksam, so daß der Lichtbogen lung sperrende Vorrichtung (28, 29) vorgesehen bereits nach einer Haibvvelle gelöscht wird. Erfolgt ist, die erst unterhalb eines vorbestimmten Wertes z. B. eine Trennung der Schaltstücke im Bereich des dieses Wechselstromes im Bereich eines Strom- Strommaximums, dann gibt zwar das bewegliche nulldurchganges unwirksam ist. Schaltstück die zusätzliche Austrittsöffnung nach

2. Wechselstromschalter nach Anspruch 1, da- 25 einer oder mehreren Halbwellen frei, also in einem durch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrichtung Strommaximurft_cumge.kehrten Vorzeichens. Eine Beaus einem an der Ventilklappe (24) angebrachten blasung des LichtrJogeris in diesem Strommaximum Magnetanker (28) und aus einer die Löschröhre erfolgt jedoch nicht, da die die Ventilklappe in ihrer (17) umgebenden, vom Lichtbogenstrom -durch- Schließstellung sperrende Vorrichtung noch wirksam flossenen Erregereinrichtung (29) besteht. 30 ist. Erst im Bereich des nächsten Stromnulldurchganges wird die Sperrvorrichtung unwirksam und damit die zusätzliche Austrittsöffnung freigegeben, so daß

im Bereich dieses zweiten Stromnulldurchganges die

Beblasung und damit die Löschung des Lichtbogens

35 erfolgt. Damit ist die Gewähr dafür gegeben, daß der

, Lichtbogen nach Trennung der Schaltstücke am Ende

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen der ersten Halbwelle oder zumindest am Ende der

Wechselstromschalter mit einer zum beweglichen zweiten Halbwelle wirksam beblasen und gelöscht

Schaltstück konzentrisch angeordneten Löschröhre, wird. .

deren Innenwandungen unter Einwirkung des Unter- 40. Es ist noch ein weiterer Wechselstromschalter mit brechungslichtbogens Löschgase bzw. -dämpfe abge- Lichtbogenlöschung durch strömendes Druckgas oder ben und die zusätzlich zu der Austrittsöffnung für das Dampf bekannt (deutsche Patenschrift 634 423), bei bewegliche Schaltstück eine durch das bewegliche dem die Zuführung des gas- oder dampfförmigen Schaltstück in der Einschaltstellung abgedeckte und Löschmittels über Ventile nur in den Stromnulldurchwährend des Ausschaltvorganges freigebbare, vom 45 gangen des Wechselstromes erfolgt und in den Zei-Druck der Löschgase offenbare Ventilklappe ver- ten zwischen den aufeinanderfolgenden Stromnullschließbare Austrittsöffnung aufweist. durchgängen praktisch unterbrochen sein soll. Die

Es ist ein Wechselstromschalter dieser Art bekannt Ventile sollen synchron derart gesteuert werden, daß (deutsche Patentschrift 672715), dessen Löschröhre das Löschmittel nur in einem Intervall in der Umgeaus zwei übereinander angeordneten, miteinander 50 bung der Stromnulldurchgänge wirksam ist. Irgendfluchtenden Teilen besteht. Zwischen diesen beiden welche Hinweise für eine praktische Ausführung der Teilen ist eine relativ große Austrittsöffnung vorgese- gegebenen Lehre sind jedoch in dieser Patentschrift hen, die durch einen in Schließrichtung federbelaste- nicht angegeben.

ten Ringschieber abgedeckt werden kann. Bei diesem Es ist ferner ein elektrischer Wechselstromschalter

bekannten Wechselstromschalter ist nicht die Gewähr 55 mit stromabhängigen Steuermitteln bekannt (deutsche

dafür gegeben, daß die Belastung des Lichtbogens im Auslegeschrift 1107 318), durch die Zuführung

Bereich des Stromnulldurchganges erfolgt. des Löschmittels zwischen den aufeinanderfolgen-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die den Stromnulldurchgängen praktisch unterbrochen

Austrittsöffnung so anzuordnen und die Ventilklappe wird, wobei die Steuermittel außer vom "zu unter-

so zu steuern, daß nach der Trennung der Schalt- 60 brechenden Strom von dessen Änderungsgeschwin-

stücke erst im Bereich eines Stromnulldurchganges digkeit derart beeinflußt sind, daß sie die Löschmittel

eine intensive Beblasung und damit eine wirksame nur bei unterschiedlichen Vorzeichen der Momentan-

Löschung des Lichtbogens erreicht wird. werte beider Größen, insbesondere erst 0,5 bis 2 MiIH-

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch Sekunden vor dem Stromnulldurchgang, wirksam wergelöst, daß die zusätzliche Austrittsöffnung durch das 6g den lassen. Bei diesem bekannten Wechselstromschalbewegliche Schaltstück nach einer oder einer Vielzahl ter ist im Gegensatz zum erfindungsgemäßen Wechvon Halbwellen des abzuschaltenden Wechselstromes selstromschalter eine Austrittsöffnung, die durch das freieebbar ist und daß eine von diesem Wechselstrom bewegliche Schaltstück nach einer oder einer Vielzahl