DE1490562B1 - Elektrischer Fluessigkeitsschalter - Google Patents

Description

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Die Hauptpatentanmeldung P 14 90 378.7-34 be- daß die unterschiedliche Beschleunigung des Schaltfaßt sich mit einem elektrischen Flüssigkeitsschalter Stiftes durch eine Dämpfungseinrichtung hervormit einem beweglichen Schaltstift mit Isolierstoff- gerufen wird, die einen mehr oder weniger großen spitze und mit einer mit Löschflüssigkeit gefüllten Teil der Antriebskraft, je nach der Stellung des Kammer, aus der die Löschflüssigkeit beim Aus- 5 Schaltstiftes, aufbraucht.

schalten durch eine in einem Isolierstoffkörper an- Als Dämpfungseinrichtung ist insbesondere ein im

geordnete Düse abströmt, durch die der Schaltstift Boden der Kammer angeordneter Dämpfungszylinder

hindurchragt, wenn er in der Einschaltstellung mit gut geeignet, der mit einer als Kolben dienenden

einem außerhalb der Kammer liegenden feststehen- Verdickung des Schaltstiftes zusammenwirkt. Diese

den Schaltstück im Eingriff steht. Bei diesem Schalter io Dämpfungseinrichtung erfordert nur wenige zusätz-

ist nach dem Vorschlag der Hauptpatentanmeldung liehe Teile. Sie kann mit der Löschflüssigkeit als

vorgesehen, daß die Düse über einen Kanal im Dämpfungsmittel arbeiten.

Isolierstoffkörper mit der Kammer derart verbunden Der Zylinder der vorgenannten Dämpfungseinrich-

ist, daß die aus dem Kanal austretende Löschflüssig- tung kann mit Vorteil von einem Rohr gebildet wer-

keit den Lichtbogen in der Düse von mehreren Seiten 15 den, das in eine in die Kammer eingesetzte Kappe

bespült. eingeschraubt ist. Die Kappe bildet dann den Ver-

Beim Schalter nach der Hauptpatentanmeldung schluß des Zylinders, so daß das Rohr selbst eine wird der Druck, den der Lichtbogen durch Ver- Durchgangsbohrung aufweist, die leicht bearbeitet dampfen der Löschflüssigkeit erzeugt, durch das Zu- werden kann. Der Zylinder kann z. B. an seinem sammenwirken der Isolierstoffspitze mit der Düse ao dem Schaltstift zugekehrten Ende einen Bereich und dem Kanal so gesteuert, daß die Löschflüssigkeit kleineren Durchmessers als der anschließende Beaus dem Kanal in die Düse strömt und den dort reich aufweisen. Dieser Bereich kleineren Durchbrennenden Lichtbogen intensiv bespült und zum messers führt zu einer kräftigen Dämpfung, so daß Erlöschen bringt. Die Löschflüssigkeitsströmung ist die anfänglich schnelle Ausschaltbewegung stark abam kräftigsten, solange die Isolierstoffspitze bei der 35 gebremst wird. Hat der Schaltstift diesen Bereich Ausschaltbewegung zwar die Mündung des Kanals in passiert, so wird die Bewegung weniger stark geder Düse freigegeben hat, das untere Ende der Düse dämpft. Die weitere Dämpfung bemißt man zweckjedoch noch verschlossen hält. Deshalb ist es günstig, mäßig so, daß der Schaltstift zügig, aber ohne starken wenn diese Stellung über eine so lange Zeit bei- Stoß in die Endstellung gelangt. Um eine stärkere behalten wird, daß der Lichtbogen insbesondere bei 30 Dämpfung am Ende des Ausschalthubes zu erhalten, Wechselstrom im natürlichen Stromnulldurchgang kann man außerdem das dem Schaltstift abgekehrte zum Erlöschen kommen kann. Ende des Rohres ebenfalls mit einem kleineren

Das genannte Ziel wird erfindungsgemäß durch Durchmesser als der mittlere Bereich versehen,

einen Antrieb erreicht, der den Schaltstift beim Aus- Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im

schalten stark beschleunigt, bis die Isolierstoffspitze 35 folgenden an Hand der Zeichnung ein Ausführungs-

die Mündung des Kanals erreicht hat, dann ver- beispiel beschrieben.

zögert, bis die Isolierstoffspitze die Düse verläßt, Mit 1 ist das feststehende Schaltstück des Schalters

und dann wieder beschleunigt. bezeichnet. Es besteht in bekannter Weise aus

Durch die Erfindung wird dafür gesorgt, daß die Kontaktlamellen, die mit einer Kappe bis auf eine Stellung der oben beschriebenen intensivsten Lösch- 40 Öffnung für den Eintritt des Schaltstiftes abgedeckt wirkung schnell erreicht werden kann, weil durch das sind. Das Schaltstück 1 wird von Rippen 2 eines anschließende Abbremsen der Schaltstiftbewegung Ringes 3 getragen, der an dem metallischen Schalterdennoch eine genügend lange Verweilzeit in dem kopf 4 befestigt ist. Mit dem feststehenden Schalt-Bereich der intensivsten Löschmittelströmung sicher- stück 1 wirkt der bewegliche Schaltstift 7 zusammen, gestellt ist. Zusätzlich ergibt die Erfindung den Vor- 45 Dieser trägt an seinem oberen Ende eine Isolierstoffteil, daß die Lichtbogenlängen, die sich bis zur spitze 8. Das Isoliermaterial der Spitze ist z. B. ein Löschung des Lichtbogens durch den unterschied- Hartgewebe oder ein Kunststoff auf der Basis von liehen Ausschaltaugenblick im Verhältnis zum Strom- Acrylsäure. Die Länge der Spitze beträgt etwa die verlauf bei Wechselstrom ergeben können, verhältnis- Hälfte des Schaltstiftdurchmessers. An ihrem oberen mäßig klein bleiben, wie an sich bekannt ist. Nach 50 Ende ist die Spitze konisch ausgebildet,
der Löschung des Lichtbogens gelangt der Schaltstift Am unteren Ende des Schaltstiftes 7 greift über beim Schalter nach der Erfindung dann unter er- einen Lenker 9 eine Kurbel 10 an, die auf der neuter Beschleunigung schnell in die Endlage der Schalterantriebswelle 11 sitzt. Der Schaltstift wird Ausschaltstellung, in der eine große Trennstrecke von zwei Kontaktrollenpaaren 13 geführt, die zuvorliegt. 55 gleich den Stromübergang zu zwei feststehenden

Die Erfindung kann beispielsweise so verwirklicht Stangen 14 vermitteln. Die Stangen 14 sind an ihrem werden, daß man mit einem Druckmittelantrieb oberen Ende an einer mit Bohrungen versehenen arbeitet, den man je nach der Stellung des Schalt- Platte 15 befestigt. Ihr unteres Ende ist in das Stiftes mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagt. metallische Getriebegehäuse 16 eingelassen. In diesem Es ist ferner möglich, den Schalter mit einem Druck- 60 Gehäuse ist auch die Schalterwelle 11 gelagert, die mittelantrieb zu betätigen, dessen Kolbenfläche je von dem außerhalb des Gehäuses liegenden Hebel 17 nach der Schaltstiftstellung verschieden groß ist. Bei in Bewegung gesetzt werden kann. Unterhalb des einem solchen Kolben, beispielsweise einem Stufen- Getriebegehäuses liegt ein nicht dargestellter Stützkolben, kann der Druck unabhängig von der Schalt- isolator, der den Schalter gegen Erde isoliert.
Stiftstellung gleich groß sein. 65 Mit dem Schalterkopf 4 und dem Getriebegehäuse

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der 16 ist ein Schichtstoff rohr 20 flüssigkeitsdicht verErfindung besteht jedoch darin, daß der Antrieb bunden. Das Rohr 20 bildet mit dem Getriebestets mit annähernd konstanter Kraft arbeitet und gehäuse zusammen eine Kammer 19, die an ihrem

oberen, dem feststehenden Schaltstück 1 zugekehrten Ende durch einen Isolierstoffkörper 21 abgeschlossen ist. Die Kammer ist vollständig mit Löschflüssigkeit gefüllt. Der Flüssigkeitsstand im Schalter ist bei 22 angedeutet.

Der Isolierstoffkörper 21 besitzt eine zentrische Bohrung 24. Die Bohrung bildet eine Düse, durch die der Schaltstift 7 in der Einschaltstellung in das feststehende Schaltstück 1 hineinragt. Die Länge der Düse beträgt etwa das Dreifache des Schaltstiftdurchmesser. Im oberen Drittel der Länge der Düse mündet ein Ringkanal 25 in die Düse, dessen Höhe sich in Richtung auf die Düse verringert. Der Ringkanal teilt die Düse in einen oberen, dem feststehenden Schaltstück zugekehrten Teil 26 und einen unteren Teil 27 zwischen der Kanalmündung und der Kammer. Im Ausführungsbeispiel ist der untere Teil 27 der Düse im Durchmesser nur wenig, z. B. um 1 mm, der obere Düsenteil 26 dagegen etwas mehr, beispielsweise um 2 mm, größer als der Schalt-Stiftdurchmesser.

Der Isolierstoffkörper 21 besitzt auf der der Kammer zugekehrten Seite eine ringförmige Wand 30, die sich in die Kammer hinein erstreckt. Die Wand 30 ist über Rippen 31 mit dem an der Innenwand des Rohres 20 anliegenden Teil 32 des Isolierstoffkörpers verbunden.

In den Boden 35 des Getriebegehäuses ist eine Kappe 36 mit einem Gewinde 37 eingeschraubt. Diese Kappe trägt ihrerseits ein Rohr 38, dessen Außendurchmesser über die ganze Länge konstant, dessen Innendurchmesser jedoch abgestuft ist. Der dem Schaltstift zugekehrte Bereich 39 ist verengt. Sein Innendurchmesser ist bis auf ein geringes Spiel gleich dem Außendurchmesser einer kolbenähnlichen Verdickung 40 am unteren Ende des Schaltstiftes 7. Der mittlere Bereich 41 des Rohres besitzt einen um etwa 2 mm größeren Innendurchmesser. Der untere Bereich 42 ist wiederum verengt. Sein Durchmesser ist etwa ebenso groß wie der Durchmesser des Bereiches 39. Das Rohr 38 wirkt zusammen mit dem Kolben 40 als Dämpfungseinrichtung. Als Dämpfungsmittel dient die Löschflüssigkeit.

Zum Ausschalten wird der Schaltstift nach unten in die Kammer 19 gezogen. Dabei wird auf den Antriebshebel 17 eine annähernd konstante Antriebskraft, beispielsweise von einer Feder, einem Druckluftantrieb od. dgl., ausgeübt. Beim Beginn der Ausschaltbewegung wird der Schaltstift 7 von dieser Antriebskraft stark beschleunigt. Hat der Schaltstift 7 die in der Figur in vollen Linien dargestellte Lage erreicht, in der die Isolierstoffspitze 8 die Mündung des Kanals 25 freigegeben hat, so ist der Kolben 40 des Schaltstiftes in das als Dämpfungszylinder wirkende Rohr 38 eingetreten. Dadurch wird der Schaltstift abgebremst. Der zwischen ihm und dem feststehenden Schaltstück gezogene Lichtbogen erzeugt in dieser Stellung einen Druck, der das Löschmittel aus der Kammer 19 durch den Kanal 25 in den oberen Bereich 26 der Düse treibt. Ein Abströmen des Löschmittels durch den unteren Teil 27 der Düse wird dabei durch die Isolierstoffspitze 8 des Schaltstiftes behindert.

Die durch den Bereich 39 des Rohres 38 im Zusammenwirken mit dem Kolben 40 hervorgerufene Verzögerung ist so bemessen, daß die Isolierstoffspitze 8 den Weg zwischen der Freigabe der Mündung des Kanals 25 bis zum Austritt aus dem unteren Ende der Düse, d. h. der Freigabe des Düsenteils 27, in etwa einer Halbwelle normalen industriefrequenten Wechselstromes zurücklegt. Während dieses Weges wird der Lichtbogen durch die genannte Löschmittelströmung gelöscht. Danach gelangt der Kolben 40 des Schaltstiftes in den Bereich 41 des Rohres 38. der einen größeren Durchmesser aufweist. Der Strömungswiderstand, der vom Rohr 38 gebildet wird, ist dann geringer, so daß der Schaltstift 7 von der konstanten Antriebskraft erneut beschleunigt wird. Dadurch gelangt der Schaltstift schnell in die Ausschaltlage, und man erhält rasch eine dielektrisch feste Trennstrecke.

Am Ende des Ausschalthubes tritt der Kolben 40 in den wiederum verengten Bereich 42 des Rohres 38 ein. Dadurch wird der Schaltstift erneut abgebremst und die Schaltstiftbewegung stoßfrei beendet.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Flüssigkeitsschalter mit einem beweglichen Schaltstift mit Isolierstoffspitze und mit einer mit Löschflüssigkeit gefüllten Kammer, aus der die Löschflüssigkeit beim Ausschalten durch eine in einem Isolierstoffkörper angeordnete Düse abströmt, durch die der Schaltstift hindurchragt, wenn er in der Einschaltstellung mit einem außerhalb der Kammer liegenden feststehenden Schaltstück im Eingriff steht, wobei die Düse über einen Kanal im Isolierstoflkörper mit der Kammer derart verbunden ist, daß die aus dem Kanal austretende Löschflüssigkeit den Lichtbogen in der Düse von mehreren Seiten bespült, nach Patentanmeldung P 14 90 378.7-34. gekennzeichnet durch einen Antrieb, der den Schaltstift (7) beim Ausschalten stark beschleunigt, bis die Isolierstoffspitze (8) die Mündung des Kanals (25) erreicht hat, dann verzögert, bis die Isolierstoffspitze (8) die Düse (24) verläßt, und dann wieder beschleunigt.

2. Elektrischer Flüssigkeitsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb mit annähernd konstanter Kraft arbeitet und daß die unterschiedliche Beschleunigung durch eine Dämpfungseinrichtung (38, 40) hervorgerufen wird.

3. Elektrischer Flüssigkeitsschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Boden (35) der Kammer (19) ein Dämpfungszylinder (38) angeordnet ist, der mit einer als Kolben (40) dienenden Verdickung des Schaltstiftes (7) zusammenwirkt.

4. Elektrischer Flüssigkeitsschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder von einem Rohr (38) gebildet wird, das in eine in den Boden (35) der Kammer (19) eingesetzte Kappe (37) eingeschraubt ist.

5. Elektrischer Flüssigkeitsschalter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungszylinder (38) an seinem dem Schaltstift zugekehrten Ende einen Bereich (39) kleineren Durchmessers als der anschließende Bereich (41) aufweist.

6. Elektrischer Flüssigkeitsschalter nach Anspruch 3 oder 4. dadurch gekennzeichnet, daß das dem Schaltstift abgekehrte Ende (42) des Dämpfungszylinders (38) einen kleineren Durchmesser als der mittlere Bereich (41) aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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