DE1490021C - Elektrischer Flüssigkeitsschalter - Google Patents
Elektrischer FlüssigkeitsschalterInfo
- Publication number
- DE1490021C DE1490021C DE1490021C DE 1490021 C DE1490021 C DE 1490021C DE 1490021 C DE1490021 C DE 1490021C
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- arc
- extinguishing agent
- switch
- switch according
- insulating material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 64
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 33
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 15
- 239000003380 propellant Substances 0.000 claims description 6
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- 230000000979 retarding Effects 0.000 claims 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000001960 triggered Effects 0.000 description 2
- 210000003284 Horns Anatomy 0.000 description 1
- 235000010599 Verbascum thapsus Nutrition 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000002459 sustained Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Description
1 2
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Flüssig- ■ siv gekühlt und während der gesamten Brenndauer,
keitsschalter mit einer rohrförmigen Lichtbogen- insbesondere nach erfolgter Längung, mit frischem
brennkammer aus Isolierstoff und mit einem darin Löschmittel in Berührung gebracht, so daß durch
längs verschiebbaren Isolierstoffschieber, der eine diese Bespülung und den seitlichen Einschluß des
bewegliche Schaltbrücke trägt und der beim Aus- 5 Lichtbogens eine bisher bei Schaltern dieser Gattung
schalten zwischen sich und der Brennkammerwand nicht erreichbare Lichtbogenspannung pro Längen-
mindestens einen seitlich längs durchgehenden Raum einheit erzielt und aufrechterhalten wird. Die eng-
zur Aufnahme des Lichtbogens bildet. maschige Gitterwandung führt dazu, daß nach voll-
Es sind Schalter der vorgenannten Art bekannt, bei ständiger Längung des Lichtbogens durch Anlage
denen der Lichtbogen nach seiner Entstehung ledig- io desselben an diese Wandung die Lichtbogenbewegung
lieh durch das in Richtung seiner Längsachse abströ- begrenzt, jedoch die intensive Kühlung durch das bis
mende Löschmittel bespült wird und in der Kammer zum Löschen des Lichtbogens zugeführte Medium
nach Längung frei brennt, bis der Strom des abzu- aufrechterhalten bleibt. Es ist natürlich dafür zu
schaltenden Kreises zu Null wird (USA.-Patentschrift sorgen, daß der Lichtbogen nicht durch die Gitter-
2 284 347). 15 wandung hindurch auf der Außenseite zündet und
Für Wechselstromschaltungen spielt sich der Aus- somit der Einengung und der Löschmittelströmung
schaltvorgang so ab, daß der Lichtbogen eine, im all- weitgehend entzogen ist; jedoch läßt sich eine solche
gemeinen jedoch mehrere Halbwellen brennt, bis im Durchzündung durch entsprechende Ausgestaltung
Anschluß an einen natürlichen Nulldurchgang des der Gitterwandung, gegebenenfalls in Verbindung
Stromes die Spannungsfestigkeit der Schalt- bzw. 20 mit außerhalb der Wandung angeordneten Einrich-Lichtbogenstrecke
sich so weit erhöht, daß eine Neu- tungen, wie Kühlrippen od. dgl., vermeiden,
zündung verhindert wird. Bei Gleichstromschaltungen Die neuartige Ausgestaltung des Schalters hat liegen die Verhältnisse anders, da der im Stromkreis weiterhin den Vorteil, daß der verhältnismäßig enge fließende Gleichstrom nur dann zu Null erzwungen Raum des Lichtbogens in seiner Endlage nach dem wird, wenn die Lichtbogenspannung größer ist als die 25 Verlöschen durch das nachströmende Löschmittel treibende Spannung (d. h., im Kurzschlußfall steigt gekühlt und entionisiert wird, so daß eine Neuzünder Lichtbogenstrom bis zum Überschreiten der dung des Lichtbogens bei Wechselstromschaltern Speisespannung durch die Lichtbogenspannung weiter nach Nullwerden des Lichtbogenstromes mit größter an), und es muß in Abhängigkeit von der Zeitkon- Sicherheit ausgeschlossen ist.
zündung verhindert wird. Bei Gleichstromschaltungen Die neuartige Ausgestaltung des Schalters hat liegen die Verhältnisse anders, da der im Stromkreis weiterhin den Vorteil, daß der verhältnismäßig enge fließende Gleichstrom nur dann zu Null erzwungen Raum des Lichtbogens in seiner Endlage nach dem wird, wenn die Lichtbogenspannung größer ist als die 25 Verlöschen durch das nachströmende Löschmittel treibende Spannung (d. h., im Kurzschlußfall steigt gekühlt und entionisiert wird, so daß eine Neuzünder Lichtbogenstrom bis zum Überschreiten der dung des Lichtbogens bei Wechselstromschaltern Speisespannung durch die Lichtbogenspannung weiter nach Nullwerden des Lichtbogenstromes mit größter an), und es muß in Abhängigkeit von der Zeitkon- Sicherheit ausgeschlossen ist.
stanten des Stromkreises die Lichtbogenspannung auf 30 Es ist bekannt (ETZ-A 1963, S. 140), daß eine geeinem
möglichst hohen zulässigen Wert oberhalb der eignete Maßnahme zur Erhöhung der Lichtbogen-Speisespannung
gehalten werden. feldstärke eine ölströmung mit sehr hoher Geschwin-
Mit Schaltern der eingangs genannten Art lassen digkeit quer zum Lichtbogen ist. Die Geschwindigkeit
sich die Löschbedingungen bei Gleichstromabschal- des Löschmittels muß ein Vielfaches der bisher bei
tungen nur im Bereich kleiner Ströme und Span- 35 Ölquerströmung benutzten betragen, wenn das hier
nungen erfüllen. Als Wechselstromschalter sind die angestrebte Ziel, mittlere Lichtbogenfeldstärken von
bekannten Schalter der einleitend beschriebenen Aus- mehreren tausend Volt je cm, erreicht werden soll,
führung nur unter Ausnutzung des natürlichen In Weiterbildung der Erfindung ist der Schalter so
Stromnulldurchganges anwendbar. auszulegen, daß die ölströmungsgeschwindigkeit in
Aufgabe der Erfindung ist es, den eingangs be- 40 dem Bereiche des engmaschigen Gitters oberhalb
schriebenen Schalter in Hinsicht auf die Erzeugung 25 m/s liegt.
einer hohen Lichtbogenspannung so zu verbessern Flüssigkeitsschalter mit einer Querbespülung des
und auszubilden, daß er als strombegrenzender Hoch- Lichtbogens sind seit langem bekannt (schweizespannungsschalter,
insbesondere als Gleichstrom- rische Patentschrift 321292, deutsche Patentschrift
Hochspannungsschalter, verwendbar ist und bei 45 866 689), doch fehlt diesen Schaltern das Merkmal
Verwendung in Wecselstromanlagen zu einer eines radialen engen Spaltes in der Lichtbogenbrennwesentlichen
Verkürzung der Lichtbogenbrenndauer kammer, der durch ein engmaschiges Gitter abgegegenüber
bekannten Wechselstrom-Hochspannungs- schlossen ist und in dem der hineingezogene Lichtschaltern
führt. bogen an zahlreichen Stellen von der unter hohem
Zur Lösung vorstehender Aufgabe kennzeichnet 50 Druck stehenden Ölströmung getroffen wird. Bei den
sich der Schalter eingangs beschriebener Gattung er- bekannten Schaltern mit Querbespülung brennt der
findungsgemäß dadurch, daß die Wand der Brenn- Lichtbogen in einem zylindrischen Hohlraum, in dem
kammer mit mindestens einem radialen engen Spalt er genügend Gelegenheit hat, der ölströmung auszu-
versehen ist, durch den die entsprechend schmal weichen, so daß ein großer Teil der Ölströmung
ausgebildete Schaltbrücke bewegt wird und der nach 55 praktisch nutzlos an ihm vorbeiströmt, ohne zur
außen durch ein den Lichtbogen aufhaltendes, jedoch intensiven Kühlung des Lichtbogens und damit zur
für die Löschmittelströmung durchlässiges Gitter ab- Erzeugung einer hohen Lichtbogenspannung je
geschlossen ist, und daß eine Einrichtung zur Längeneinheit beizutragen. Außerdem sind bei diesen
Erzeugung einer quer zu dem in dem Spalt gezogenen Schaltern keine von Isolierstoffschiebern getragenen
Lichtbogen nach außen gerichteten Löschnuttelströ- 60 Kontaktbrücken, sondern die üblichen Schaltstifte
mung vorgesehen ist. vorhanden.
Unter einem engen Spalt im Sinne vorstehender Bei dem Schalter nach der Erfindung ist der im
Ausführungen wird ein Spaltraum verstanden, wel- Innern der rohrförmigen Lichtbogenbrennkammer
eher seitlich so begrenzt ist, daß der Lichtbogen quer verschiebbare Isolierstoffschieber, welcher die Schalt-
zur Strömung des Löschmediums nicht ausweichen 65 brücke trägt, zweckmäßig als einseitig geschlossenes
kann. Infolge dieses seitlichen Einschlusses des Licht- Rohr mit Durchtrittskanälen in Richtung zu den
bogens in Verbindung mit der Löschmittelströmung, seitlichen Spalträumen der Brennkammer ausgebildet
vorzugsweise Ölströmung, wird der Lichtbogen inten- und dient somit zur Zuführung des Löschmittels zu
3 4
den zwischen der Schaltbrücke und den feststehenden des Löschmittelzylinders. Durch das bei der Bewe-Schaltkontaktstücken
entstehenden Lichtbogenästen. gung des Löschmittelkolbens in den Zylinderraum Mit dieser Ausführung verbindet sich der Vorteil, daß des Isolierstoffschiebers gedrängte Löschmittel wird
die Löschmittelströmung erst dann einsetzen kann, in einfachster Weise eine Voreilung des Isolierstoffwenn
der verschiebbare Isolierstoffschieber um einen 5 Schiebers gegenüber dem Löschmittelkolben erzielt,
vorbestimmten Betrag in Richtung zur Ausschaltstel- die zugleich zu einer erhöhten Beschleunigung des
lung bewegt ist und hierdurch die in diesem Teil Isolierstoffschiebers führt, so daß dieser mit Sicherangeordneten
Durchtrittskanäle Verbindungsöffnun- heit die Endlage erreicht, noch ehe der Kolben in
gen zu den seitlichen Spalträumen in der rohr- seine Endstellung gelangt.
förmigen Lichtbogenbrennkammer des Schalterpoles io Der zur Erzeugung der Löschmittelströmung vorbilden.
Vorteilhaft ist es, wenn der Schalter dabei so gesehene Kolben wird zweckmäßig mittels chemischer
ausgerüstet wird, daß Dämpfungseinrichtungen für Energiequellen (Treibladungen) angetrieben, wenn es
den bewegten Isolierstoffschieber und die Schalt- auf eine besonders schnelle Abschaltung ankommt,
brücke im Bereich der Endstellung vorgesehen sind, durch die eine wirksame Kurzschlußstrombegrenzung
um die schnell bewegten Teile, welche eine verhält- 15 bei Gleich- und Wechselstromabschaltungen erzielt
nismäßig große Bewegungsenergie aufweisen können, wird.
im Bereich der Endstellung abzubremsen. Zur Rückführung der bewegten Schalterteile
Unabhängig von der besonderen Ausführung des dienen in weiterer Ausbildung der Erfindung Ge-
Schalters empfiehlt es sich, die Gitterwandungen, stange und/oder Schnurzüge, und es sind Steuerein-
gegen die der Lichtbogen durch das strömende 20 richtungen, wie Ventile od. dgl. vorgesehen, die bei
Löschmittel gedrängt wird, aus gasabgebenden Iso- der Rückbewegung des Kolbens und der übrigen
.λ lierstoffen herzustellen, damit bei Annäherung des Schalterteile frisches Löschmittel in den Löschmittel-
; j Lichtbogens durch die Gasabgase ein Abbrand der zylinder und die Brennkammer einströmen lassen.
Gitterwandungen weitgehend vermieden wird. Zu In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der
demselben Zweck können die Gitterwandungen auch 25 Erfindung in schematischer Darstellung wiederge-
aus porösem Werkstoff bestehen, welcher sich mit geben.
flüssigem Löschmittel vollsaugt und bei Annäherung F i g. 1 zeigt ein Schnittbild eines Schalters nach
des Lichtbogens durch das Verdampfen des auf ge- der Erfindung (Schalterpol);
saugten Löschmittels eine unmittelbare Berührung F i g. 1 a zeigt einen Schnitt durch diesen Schalter
des Feststoffes mit dem Lichtbogen unterbindet. 3° im Bereiche der Kontaktstücke;
Schließlich können die Gitterwandungen von Ka- F i g. 2 zeigt den Schalter nach F i g. 1 in der Aus-
nälen durchsetzt sein, welche von dem unter Druck schaltstellung;
stehenden Löschmittel durchströmt werden und Aus- F i g. 3 ist ein Querschnitt gemäß der Linie a-b
\ Strömöffnungen in Richtung auf den Lichtbogen durch den Schalter nach F i g. 2;
! aufweisen, so daß durch diese zusätzliche Maßnahme 35 F i g. 4 zeigt eine ähnliche Ausführung des Schal- ; ein Verbrennen der Gitterwandungen durch den ters wie er in F i g. 1 und 2 wiedergegeben ist.
ι Lichtbogen möglichst weitgehend unterbunden wird. Der Schalter weist zwei feste, mit Kontaktfedern : Zur Erzielung möglichst geringer Baugrößen des und Abreißhörnern oder ähnlichem versehene Kon-Schalters und um eine gleichmäßige Spannungsver- taktstücke 1 auf, weiche durch den beweglichen teilung über die gesamte Lichtbogenlänge zu erzielen, 40 Schaltkontakt, der als Schaltbrücke 2 ausgebildet ist, ist weiterhin vorgesehen, daß die Zu- und Abström- in der Einschaltstellung (F i g. 1) überbrückt werden, öffnungen für das Löschmittel in ihrer Form und In F i g. 1 a sind die festen Kontaktstücke 1 und die Größe so gehalten sind, daß die Löschmittelzuströ- Schaltbrücke 2 im Querschnitt dargestellt. Die. festen ψ mung zum Lichtbogen über dessen gesamter Länge Kontaktstücke 1 tragen federnde Verbindungsstäbe gleich stark ist. 45 41, die an ihrem Ende mit Kontaktgliedern 42 ver-Ein einfacher und kompakter Aufbau des neu- sehen sind. Durch zusätzliche Federn 43 werden die artigen Schalters wird nach einer weiteren Ausgestal- Kontaktglieder 42 gegen die Schaltbrücke 2 gedrückt, tung der Erfindung dadurch erzielt, daß zur Erzeu- Die Schaltbrücke 2 ist auf einem rohrförmigen Iso- : gung der Löschmittelströmung ein angetriebener lierstoffschieber 23 befestigt, welcher in einer orts-Kolben dient, welcher auch den Antrieb des beweg- 50 festen, oberhalb der federnden Kontaktstücke 1 angelichen Isolierstoffschiebers bewirkt und in seiner ordneten Lichtbogenbrennkammer 24 längsbeweglich Bewegung so gesteuert ist, daß er die Löschmittel- geführt ist. Die Lichtbogenbrennkammer 24 ist zur strömung über die Dauer der Lichtbogenlängung Aufnahme des Isolierstoffschiebers 23 mit einer enthinaus aufrechterhält. sprechenden Längsausnehmung ausgerüstet, von der Bei Anordnung eines beweglichen, von dem Kolben 55 sich seitlich diametral angeordnete Spalträume 25 mit angetriebenen Isolierstoffschiebers, empfiehlt es erstrecken. Nach außen hin sind die Spalträume 25 sich, eine Voreilung des Isolierstoffschiebers gegen- durch die Wandung der Lichtbogenbrennkammer über dem Kolben vorzusehen, damit in der Endstellung 24 begrenzt, jedoch ist im Bereich der Spalte 25 die des Isolierstoffschiebers die Kolbenbewegung noch Wandung gitterförmig ausgebildet, indem sie mit nicht abgeschlossen ist und somit die Löschmittel- 60 öffnungen 27 ausgerüstet ist, welche Stege 10 zwiströmung gegen den auf seine vollständige Länge ge- sehen sich einschließen. Öffnungen und Stege können brachten Lichtbogen über eine vorbestimmte Zeit- mit veränderlichen Querschnitten ausgeführt werden, spanne aufrechterhalten wird. Zu diesem Zweck kann Die Schaltbrücke 2 erstreckt sich bis in die Spaltdie Erfindung dadurch weitergebildet werden, daß der räume 25 (s. F i g. 1, 2 und 3), in denen sie zugleich bewegliche Tsolierstoffschieber als Kolben in einem 65 geführt wird.
! aufweisen, so daß durch diese zusätzliche Maßnahme 35 F i g. 4 zeigt eine ähnliche Ausführung des Schal- ; ein Verbrennen der Gitterwandungen durch den ters wie er in F i g. 1 und 2 wiedergegeben ist.
ι Lichtbogen möglichst weitgehend unterbunden wird. Der Schalter weist zwei feste, mit Kontaktfedern : Zur Erzielung möglichst geringer Baugrößen des und Abreißhörnern oder ähnlichem versehene Kon-Schalters und um eine gleichmäßige Spannungsver- taktstücke 1 auf, weiche durch den beweglichen teilung über die gesamte Lichtbogenlänge zu erzielen, 40 Schaltkontakt, der als Schaltbrücke 2 ausgebildet ist, ist weiterhin vorgesehen, daß die Zu- und Abström- in der Einschaltstellung (F i g. 1) überbrückt werden, öffnungen für das Löschmittel in ihrer Form und In F i g. 1 a sind die festen Kontaktstücke 1 und die Größe so gehalten sind, daß die Löschmittelzuströ- Schaltbrücke 2 im Querschnitt dargestellt. Die. festen ψ mung zum Lichtbogen über dessen gesamter Länge Kontaktstücke 1 tragen federnde Verbindungsstäbe gleich stark ist. 45 41, die an ihrem Ende mit Kontaktgliedern 42 ver-Ein einfacher und kompakter Aufbau des neu- sehen sind. Durch zusätzliche Federn 43 werden die artigen Schalters wird nach einer weiteren Ausgestal- Kontaktglieder 42 gegen die Schaltbrücke 2 gedrückt, tung der Erfindung dadurch erzielt, daß zur Erzeu- Die Schaltbrücke 2 ist auf einem rohrförmigen Iso- : gung der Löschmittelströmung ein angetriebener lierstoffschieber 23 befestigt, welcher in einer orts-Kolben dient, welcher auch den Antrieb des beweg- 50 festen, oberhalb der federnden Kontaktstücke 1 angelichen Isolierstoffschiebers bewirkt und in seiner ordneten Lichtbogenbrennkammer 24 längsbeweglich Bewegung so gesteuert ist, daß er die Löschmittel- geführt ist. Die Lichtbogenbrennkammer 24 ist zur strömung über die Dauer der Lichtbogenlängung Aufnahme des Isolierstoffschiebers 23 mit einer enthinaus aufrechterhält. sprechenden Längsausnehmung ausgerüstet, von der Bei Anordnung eines beweglichen, von dem Kolben 55 sich seitlich diametral angeordnete Spalträume 25 mit angetriebenen Isolierstoffschiebers, empfiehlt es erstrecken. Nach außen hin sind die Spalträume 25 sich, eine Voreilung des Isolierstoffschiebers gegen- durch die Wandung der Lichtbogenbrennkammer über dem Kolben vorzusehen, damit in der Endstellung 24 begrenzt, jedoch ist im Bereich der Spalte 25 die des Isolierstoffschiebers die Kolbenbewegung noch Wandung gitterförmig ausgebildet, indem sie mit nicht abgeschlossen ist und somit die Löschmittel- 60 öffnungen 27 ausgerüstet ist, welche Stege 10 zwiströmung gegen den auf seine vollständige Länge ge- sehen sich einschließen. Öffnungen und Stege können brachten Lichtbogen über eine vorbestimmte Zeit- mit veränderlichen Querschnitten ausgeführt werden, spanne aufrechterhalten wird. Zu diesem Zweck kann Die Schaltbrücke 2 erstreckt sich bis in die Spaltdie Erfindung dadurch weitergebildet werden, daß der räume 25 (s. F i g. 1, 2 und 3), in denen sie zugleich bewegliche Tsolierstoffschieber als Kolben in einem 65 geführt wird.
sich an den Zylinder für das Löschmittel anschließen- Der bewegliche Isolierstoffschieber 23 ist auf seiner
den weiteren Zylinderraum wirksam ist, dessen freier Länge ebenfalls mit Wandungsbohrungen 9 ausge-
Querschnitt geringer gehalten ist als der Querschnitt rüstet, welche sich im ausgeschalteten Zustand in
5 6
Richtung der Spalträume 25 erstrecken (F i g. 2). Die Im Verlauf der anfänglichen Bewegung wird durch
Mittelbohrung 28 des Rohres 23 ist zur Schalt- die Schaltbrücke 2 die metallische Verbindung zwi-
brücke 2 hin verjüngt ausgebildet. sehen den Kontaktstücken 1 unterbrochen, und es
Unterhalb der Kontaktstücke 1 und deren Auf- wird zwischen der Schaltbrücke und den Kontaktlager
ist ein Zylinder 26 vorgesehen, welcher sich in 5 stücken ein aus zwei Ästen bestehender Lichtbogen
Verlängerung der Mittelachse der Lichtbogenbrenn- 14 gezogen, welcher sich jeweils von der Schaltkammer
24 anschließt und in den hinein sich der brücke bis zu den Schaltkontakten 1 erstreckt. Dabei
Isolierstoffschieber 23 in der Einschaltstellung mit sind zunächst die in dem Isolierstoffschieber 23 vorseinem
unteren Teil erstreckt. Endseitig stützt sich gesehenen Bohrungen durch das Führungsstück 33
der Isolierstoffschieber 23 im ausgeschalteten Zu- io zwischen den Schaltkontakten 1 und dem Löschstand
auf einen Druckkolben 7 über eine unmittelbar mittelzylinder 26 geschlossen, so daß das unter Druck
am oberen Teil dieses Kolbens befindliche Kolben- stehende Löschmittel nicht ausströmen kann, sondern
platte 29 ab. Der Zylinder 26 dient zur Aufnahme ausschließlich zur Beschleunigung des Isolierstoffflüssigen Löschmittels, welches bei Betätigung des Schiebers 23 mit der darauf befindlichen Schalt-Schalters
zur Erzeugung der Löschmittelströmung 15 brücke dient.
Verwendung findet. Im Verlauf der Ausschaltbewegung werden die
Verwendung findet. Im Verlauf der Ausschaltbewegung werden die
Die gesamte in den F i g. 1 und 2 bzw. 3 wiederge- Lichtbogenäste 14 weiter verlängert, wobei diese
gebene Anordnung ist in einem in den Zeichnungen Äste ausschließlich in den engen Spalträumen 25
nicht wiedergegebenen, mit Löschmittel wenigstens brennen können, da der übrige Teil der Längsausteilweise
gefüllten Gehäuse untergebracht. 20 nehmung der Lichtbogenbrennkammer 24 von dem
Aus den Figuren ist erkennbar, daß der Isolier- Schieber 23 ausgefüllt ist. Der in den engen Spalten
stoffschieber 23 in seinem unteren Bereich mit somit brennende Lichtbogen wird im Lauie der
Durchströmöffnungen 30 ausgerüstet ist. Er ist weiteren Ausschaltbewegung verlängert, und es
weiterhin von einer Ventilanordnung umschlossen, treten die Durchströmöffnungen 9 des Schiebers 23
die ein Buchsenstück 19 mit 60° gegeneinander ver- 25 nach und nach in den von der Lichtbogenbrenn-
setzt angeordneten Bohrungen aufweist. Drei dieser kammer 24 umschlossenen Raum über, so daß das
Bohrungen, welche um 120° gegeneinander versetzt unter Druck stehende Löschmittel aus den nunmehr
sind, nehmen Führungsstifte 18 auf, die fest mit freien Ausströmöffnungen in die Spalträume 25 ge-
einem durch die Stifte höhenbeweglich gehaltenen preßt wird, in denen der Lichtbogen brennt. Hier-
Ring 20 verbunden sind, welcher je nach seiner 30 durch wird der Lichtbogen nach außen gegen die mit
Stellung die freien Bohrungen 21 des Buchsenstückes den Bohrungen 27 versehenen Wandungsteile der
19 schließen oder öffnen kann. Lichtbogenbrennkammer 24 gedrückt, wobei die
Unterhalb des Kolbens 7 befindet sich in der Wan- Bohrungen ein Durchtreten des Löschmittels in flüs-
dung des Löschmittelzylinders 26 in einem ein- und siger und gasförmiger Form zulassen, so daß der
ausschraubbaren Einsatzteil 31 eine Treibladung 8, 35 Lichtbogen einer ständigen Bespülung mit frischem
welche zum Antrieb des Kolbens 7 und des Isolier- Löschmittel unter gleichzeitigem Druck in Richtung
Stoffschiebers 23 dient. Es können auch mehrere der durch die Bohrungen 27 gitterartig ausgebildeten
Ladungen oder eine automatische Auswechselung Wandungen ausgesetzt wird,
von Ladungen vorgesehen sein. Infolge dieser intensiven Löschmittelströmung und
Die Wirkungsweise des Schalters ist ausgehend 40 durch die Einengung des Lichtbogens sowie durch
von der Einschaltstellung nach F i g. 1 folgende: das Andrücken des Lichtbogens an die Gitterwan-
Der von dem Isolierstoffschieber 23 nicht ausge- düngen wird eine sehr hohe Lichtbogenspannung pro
füllte Raum des Löschmittelzylinders 26 ist oberhalb Längeneinheit erzielt.
des Kolbens 7 mit dem flüssigen Löschmittel gefüllt Gegen Ende der Ausschaltbewegung gelangt ein
und eine Treibladung in dem Einsatzstück 31 einge- 45 oberhalb der Schaltbrücke angeordneter Kolben 34 in
führt. Bei Zündung dieser Treibladung wird der einen als Zylinder ausgebildeten Bremsraum 11,
Druckkolben nach oben beschleunigt, wobei er durch welcher von einem Rohrstück 35 gebildet wird, das
Einwirkung der Kolbenplatte 29 auf den Isolierstoff- einen weiteren Kolbenteil 12 aufnimmt, welcher in
schieber diesen ebenfalls in Bewegung setzt. Unmittel- seiner Lage durch entsprechende Abstützung auf
bar mit Beginn der Bewegung wird das in dem Zy- 50 einem ortsfesten Widerlager sicher gehalten ist. Durch
linder 26 befindliche Löschmittel unter Druck gesetzt den Eintritt des Kolbenteiles 34 in den Bremsraum
und führt dazu, daß der Ring 20 der Ventilanordnung 11 wird infolge der Zusammenpressung des in diesem
von unten gegen das Buchsenstück 19 gedrückt wird Raum befindlichen Mediums eine starke Bremswir-
und die Öffnungen 21 verschließt, so daß sich kein kung auf den Isolierstoffschieber 23 mit der zuge-Löschmittel
durch diese Öffnungen und den sich hier- 55 hörigen Schaltbrücke 2 ausgeübt und zugleich dafür
an anschließenden Kanal 32 in den Raum außerhalb gesorgt, daß der Isolierstoffschieber mit der Schaltdes
in der Zeichnung wiedergegebenen Schalterteiles brücke in der Endstellung gegen Rückbewegung
bewegen kann. Das Löschmittel in dem Zylinderraum sicher gehalten wird. Infolge der Voreilung des Iso-26
wird vielmehr durch die Durchströmöffnungen 30 lierstoffschiebers in bezug auf den Druckkolben 7
in die Bohrung28 des Isolierstoffschiebers 23 gedrückt 60 wird auch nach Beendigung der Lichtbogenlängung,
und bewirkt eine zusätzliche Beschleunigung des d. h. nach Erreichen der Ausschaltstellung Lösch-Isolierstoffschiebers,
da der durch die Bewegung des mittel durch das Innere des Schiebers 23 in die Löschrohres freigegebene Raum kleiner ist als es der Spalträume 25 gegen den Lichtbogen und durch
Löschmittelmenge entspricht, die durch den Kolben 7 die Bohrungen 27 der Lichtbogenbrennkammer 24
verdrängt wird, so daß der Isolierstoffschieber 23, 65 gedrückt. Auf diese Weise wird die erhöhte
welcher als Kolben wirksam ist, unter einer Vor- Lichtbogenspannung auch nach der vollständigen
eilung in Richtung der Ausschaltstellung nach F i g. 2 Längung des Lichtbogens in voller Höhe aufrechtbewegt wird. erhalten.
Man kann nun durch entsprechende Bemessung des Kolbens 7 und des Isolierstoffschiebers 23 die
Dauer der Bespülung des vollständig gelängten Lichtbogens unterschiedlich gestalten. Darüber hinaus
kann man durch zusätzliche Einrichtungen eine über die Kolbenbewegung hinausgehende Löschmittelströmung
erzeugen bzw. auslösen und über beliebige Zeitspannen aufrechterhalten. Beispielsweise kann
der Zylinder 26 als Mehrfachzylinder mit entsprechenden Kolben ausgerüstet sein, die austrittsseitig
miteinander verbunden sind und deren Kolbenbewegungen so aufeinander abgestimmt werden, daß die
Löschmittelströmung von nacheinander auslösbaren Kolben über längere Zeitspannen aufrechterhalten
wird. .■ .""■■■■ ·
Hat der Schalter nach:den Fig. 1 und 2 den
Schaltvorgang beendet, so erfolgt die Wiedereinschaltung durch Rückführung des Isolierstoffschiebers 23
mit der zugehörigen Schaltbrücke und des Kolbens 7 dadurch, daß der Kolbenteil 12 nach unten bewegt
wird und über den Kolben 34 den Isolierstoffschieber 23 sowie den Druckkolben 7 in die Ausgangslage
zurückdrängt. Dabei kann die auf den Kolbenteil 12 zur Einwirkung kommende;Kraft mittels einer Feder,
einer hydraulischen oder pneumatischen Einrichtung oder durch andere geeignete Mittel erzeugt werden.
Bei der Abwärtsbewegung der vorgenannten Schalterteile wird in den Raum oberhalb des Isolierstoffschiebers
23 und der Kontaktbrücke 2 durch die Öffnungen 27 in der Lichtbogenbrennkammer 24
Löschmittel eintreten, so daß sich dieser Raum entsprechend der Abwärtsbewegung der genannten Teile
mit Löschmittel füllt. Der Löschmittelzylinder 26 füllt sich dadurch, daß zunächst einmal das Löschmittel
durch die öffnungen 27 in der Lichtbogenbrennkammer 24 und durch die Öffnungen 9 im
Isolierstoffschieber 23 in das Innere dieses Schiebers und von dort durch die öffnungen 30 in den Raum
des Zylinders 26 gelangt. Während der Abwärtsbewegung der bewegten Schalterteile gelangt der Ring
20 in seine untere Grenzstellung und gibt somit die Durchströmöffnungen 21 in dem Buchsenstück 19
frei, so daß durch den Einströmkanal 32 und die genannten Öffnungen das Löschmittel ebenfalls in den
Zylinder 26 und die Längsbohrung des Isolierstoffschiebers 23 eintreten kann. Vor der Abwärtsbewegung
der Schalterteile wird durch Entnahme des Einsatzstückes 31, welches die Treibladung aufnimmt,
oder aber durch Freigabe einer Bohrung in diesem Einsatzstück für einen Gas- bzw. Luftaustritt
des unterhalb des Kolbens 7 befindlichen Mediums gesorgt.
Durch die konische Ausbildung der Bohrung 28 in dem Isolierstoffschieber 23 erreicht man, daß
während des Ausschaltens und auch in der Ausschaltstellung des Schalters eine gleichmäßige Bespülung
des Lichtfogens mit Löschmittel erfolgt, da die Verjüngung der Bohrung 28 der Löschmittelabgabe
durch die jeweils freigegebenen Bohrungen 9 entspricht und auf diese Weise eine gleichmäßige
Zu- und Abströmung des Löschmittels durch die Bohrungen 9 sichergestellt wird.
Die in F i g. 4 wiedergegebene Ausführung, welche den Schalter in der Ausschaltstellung veranschaulicht,
stimmt weitgehend mit der Ausführung des Schalters nach den F i g. 1 bis 3 überein. Abweichend von dem
Schalter nach den F i g. 1 bis 3 ist hier lediglich der die Schaltbrücke 2 tragende bewegte Isolierstoffschieber
ausgebildet, welcher im Falle der F i g. 4 keine rohrförmige Gestalt aufweist. Bei der Anordnung
nach F i g. 4 ist die Schaltbrücke 2 von einem kolbenartigen Isolierstoffschieber 15 gehalten, weleher
dem Durchmesser der Längsausnehmung der Lichtbogenbrennkammer 24 (F i g. 3) entspricht. Der
Kolbenschieber 15 geht nach unten hin über in eine Stange 16, die sich in der Ausschaltstellung auf dem
Druckkolben 7 abstützt oder unmittelbar oberhalb
ίο desselben endet.
Beim Ausschaltvorgang, welcher sich bis auf die Führung des Löschmittels zu den Spalträumen 25 in
gleicher Weise abspielt wie bei Schaltern nach den F i g. 1 und 2, wird zu Beginn der Ausschaltbewegung
ebenfalls eine Voreilung des Isolierstoff Schiebers 15 mit der zugehörigen Schaltbrücke 2 bewirkt, da der
von dem Schieber 15 freigegebene Querschnitt für das vom Kolben 7 verdrängte Löschmittel geringer gehalten
ist als der Querschnitt des Löschmittelzylinders 26.
Unmittelbar nach Austritt des Schiebers 15 aus der Bohrung des Führungsstückes 33 wird die Strömung
des Löschmittels zu den Spalträumen 25 freigegeben, so daß der Lichtbogen intensiv gekühlt und
in dem Spaltraum gegen die den Spaltraum begrenzenden Gitterwandungen der Lichtbogenbrennkammer
24 gedrückt wird. Auch bei dieser Ausführung des Schalters erreicht man infolge der Voreilung
des kolbenartigen Isolierstoffschiebers mit der Schaltbrücke eine Bespülung des Lichtbogens über die
Zeitspanne seiner Längung hinaus, so daß nach der Längung die Lichtbogenspannung durch die bereits
geschilderte weitere Bespülung des in dem engen Raum brennenden Lichtbogens aufrechterhalten wird.
Der Einschaltvorgang läuft entsprechend der bereits im Zusammenhang mit den F i g. 1 und 2 erläuterten
Vorgänge ab.
Claims (11)
1. Elektrischer Flüssigkeitsschalter mit einer rohrförmigen Lichtbogenbrennkammer aus Isolierstoff
und mit einem darin längs verschiebbaren Isolierstoffschieber, der eine bewegliche. Schaltbrücke
trägt und der beim Ausschalten zwischen sich und der Brennkammerwand mindestens einen
seitlich längs durchgehenden Raum zur Aufnahme des Lichtbogens bildet, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wand der Brennkammer (24) mit mindestens einem radialen engen Spalt (25) versehen ist, durch den die entsprechend
schmal ausgebildete Schaltbrücke (2) bewegt wird und der nach außen durch ein den
Lichtbogen (14) aufhaltendes, jedoch für die Löschmittelströmung durchlässiges Gitter (10,
27) abgeschlossen ist, und daß eine Einrichtung zur Erzeugung einer quer zu dem in dem Spalt
gezogenen Lichtbogen nach außen gerichteten Löschmittelströmung vorgesehen ist.
2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölströmungsgeschwindigkeit in
dem Bereiche des engmaschigen Gitters oberhalb 25 m/s liegt.
3. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der längs verschiebbare Isolierstoffschieber
(23) als Rohr mit Durchtrittskanälen (9) in Richtung zu den seitlichen Spalträumen
(25) der Brennkammer ausgebildet ist und zur Zuführung des Löschmittels zu den zwischen der
109 525/130
Schaltbrücke (2) und den feststehenden Schalterkontaktstücken (1) entstehenden Lichtbogen
dient.
4. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Dämpfungseinrichtungen für den
die Schaltbrücke (2) tragenden bewegten Isolierstoffschieber (23) im Bereich der Endstellung
vorgesehen sind.
5. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterwandungen aus gasabgebenden
Isolierstoffen bestehen.
6. Schalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zu- und Abströmöffnungen (9 und 27) für das Löschmittel in ihrer Form und Größe so
gehalten sind, daß die Löschmittelzuströmung zum Lichtbogen über die gesamte Lichtbogenlänge
etwa gleich stark ist.
7. Schalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- so
net, daß zur Erzeugung der Löschmittelströmung ein angetriebener Kolben (7) dient, welcher auch
den Antrieb des beweglichen Isolierstoffschiebers (23) bewirkt und in seiner Bewegung so gesteuert
ist, daß er die Löschmittelströmung über die Dauer der Lichtbogenlängung hinaus aufrechterhält.
8. Schalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Isolierstoffschieber
als Kolben (15) in einem eich an den Zylinder (26) für das Löschmittel anschließenden weiteren
Zylinderraum wirksam ist, dessen freier Querschnitt geringer gehalten ist als der Querschnitt
des Löschmittelzylinders.
9. Schalter nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (7) mittels chemischer
Energiequellen (Treibladungen) antreibbar ist.
10. Schalter nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß
Gestänge und/oder Schnurzüge vorhanden sind, die die bewegten Teile nach einer Ausschaltung
in die Ausgangsstellung zurückführen.
11. Schalter nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß
Steuereinrichtungen (Ventile od. dgl.) vorgesehen sind, die bei Rückbewegung des Kolbens und der
übrigen bewegten Teile frisches Löschmittel in den Zylinderraum und die Brennkammer einströmen
lassen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19958645C5 (de) | Hybridleistungsschalter | |
EP1124243B1 (de) | Leistungsschalter | |
EP0146671B1 (de) | Druckgasschalter | |
DE3247121A1 (de) | Schaltungsunterbrecher von gaspuffertyp | |
DE1490021B2 (de) | Elektrischer fluessigkeitsschalter | |
DE2030605B2 (de) | Elektrischer Druckgasschalter mit einer Blaseinrichtung zur Erzeugung einer Löschgasströmung | |
DE2708546C3 (de) | Autopneumatischer Druckgas-Leistungsschalter | |
DE2812947C2 (de) | Druckgas-Leistungsschalter | |
DE2935673A1 (de) | Selbstloeschender schalter | |
DE974513C (de) | Einrichtung zum Loeschen von Stromunterbrechungs-Lichtboegen elektrischer Apparate | |
DE2847221C2 (de) | ||
DE1490021C (de) | Elektrischer Flüssigkeitsschalter | |
DE1130028B (de) | Kompressionsschalter | |
DE2620675A1 (de) | Verfahren zur unterstuetzung des antriebes wenigstens eines beweglichen schalterteiles eines elektrischen kompressionsschalters und elektrischer kompressionsschalter zur ausfuehrung des verfahrens | |
DE2404721A1 (de) | Elektrischer schalter | |
DE1102860B (de) | Leistungsschalter | |
DE691245C (de) | ||
EP0610173A1 (de) | Druckgasleistungsschalter mit antreibbarem kompressionskolben | |
DE757030C (de) | Leistungsschalter mit Lichtbogenloeschung durch einen Druckgasstrom | |
DE3009165C2 (de) | ||
DE2423104C2 (de) | Elektrischer Druckgasschalter | |
EP2099047B1 (de) | Abbrandkontaktanordnung und Leistungsschalter | |
CH677986A5 (de) | ||
DE3017980A1 (de) | Elektrischer schalter mit selbsterzeugtem loeschgasstrom | |
DE2503910C3 (de) | Autopneumatischer Druckgasschalter |