DE1490562C2 - Elektrischer Flüssigkeitsschalter - Google Patents

Description

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Das Hauptpatent 1 490 378 befaßt sich mit einem elektrischen 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. Bei diesem Schalter ist nach dem Vorschlag des Hauptpatents vorgesehen, daß die Düse über einen Kanal im Isolierstoffkörper mit der Kammer derart verbunden ist, daß die aus dem Kanal austretende Löschflüssigkeit den Lichtbogen in der Düse von mehreren Seiten bespült.

Beim Schalter nach dem Hauptpatent wird der Druck, den der Lichtbogen durch Verdampfen der Löschflüssigkeit erzeugt, durch das Zusammenwirken der Isolierstoffspitze mit der Düse und dem Kanal so gesteuert, daß die Löschflüssigkeit aus dem Kanal in die Düse strömt und den dort brennenden Lichtbogen intensiv bespült und zum Erlöschen bringt. Die Löschflüssigkeitsströmung ist am kräftigsten, solange die Isolierstoffspitze bei der Ausschaltbewegung zwar die Mündung des Kanals in der Düse freigegeben hat, das untere Ende der Düse jedoch noch verschlossen hält. Deshalb ist es günstig, wenn diese Stellung über eine so lange Zeit beibehalten wird, daß der Lichtbogen insbesondere bei Wechselstrom im natürlichen Stromnulldurchgang zum Erlöschen kommen kann.

Das genannte Ziel wird erfindungsgemäß durch einen Antrieb erreicht, der den Schaltstift beim Ausschalten stark beschleunigt, bis die Isolierstoffspitze die Mündung des Kanals erreicht hat, dann verzögert, bis die Isolierstoffspitze die Düse verläßt, und dann wieder beschleunigt.

Durch die Erfindung wird dafür gesorgt, daß die Stellung der oben beschriebenen intensivsten Löschwirkung schnell erreicht werden kann, weil durch das anschließende Abbremsen der Schaltstiftbewegung dennoch eine genügend lange Verweilzeit in dem Bereich der intensivsten Löschmittelströmung sichergestellt ist. Zusätzlich ergibt die Erfindung den Vorteil, daß die Lichtbogenlängen, die sich bis zur Löschung des Lichtbogens durch den unterschiedlichen Ausschaltaugenblick im Verhältnis zum Stromverlauf bei Wechselstrom ergeben können, verhältnismäßig klein bleiben, wie an sich bekannt ist. Nach der Löschung des Lichtbogens gelangt der Schaltstift beim Schalter nach der Erfindung dann unter erneuter Beschleunigung schnell in die Endlage der Ausschaltstellung, in der eine große Trennstrecke vorliegt.

Schalterantriebe, bei denen ein Schaltstift zunächst schnell bewegt, dann in einer für die Lichtbogenlöschung günstigen Stellung abgebremst und anschließend wieder beschleunigt wird, sind an sich bekannt; beispielsweise wird nach der Sachsenwerk-Druckschrift »Bedienungsanweisung für Leistungstrenner Reihe 10 und 20« vom September 1956, S. 3, bei einem ölarmen Leistungstrennschalter dieser Bewegungsablauf mittels einer entsprechend ausgebildeten Dämpfungspumpe erreicht.

Die Erfindung kann beispielsweise so verwirklicht werden, daß man mit einem Druckmittelantrieb arbeitet, den man je nach der Stellung des Schaltstiftes mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagt. Es-ist ferner möglich, den Schalter mit einem Druckmittelantrieb zu betätigen, dessen Kolbenfläche je nach der Schaltstiftstellung verschieden groß ist. Bei einem solchen Kolben, beispielsweise einem Stufenkolben, kann der Druck unabhängig von der Schaltstiftstellung gleich groß sein.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht jedoch darin, daß der Antrieb stets mit annähernd konstanter Kraft arbeitet und daß die unterschiedliche Beschleunigung des Schaltstiftes durch eine Dämpfungseinrichtung hervorgerufen wird, die einen mehr oder weniger großen

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Teil der Antriebskraft, je nach der Stellung des gefüllt. Der Flüssigkeitsstand im'Schalter ist bei 22

Schaltstiftes, aufbraucht, wie es an sich bekannt ist. angedeutet.

Als Dämpfungseinrichtung ist insbesondere ein im Der Isolierstoffkörper 21 besitzt eine zentrische Boden der Kammer angeordneter Dämpfungszylinder Bohrung 24. Die Bohrung bildet eine Düse, durch gut geeignet, der mit einer als Kolben dienenden 5 die der Schaltstift 7 in der Einschaltstellung in das Verdickung des Schaltstiftes zusammenwirkt. Diese feststehende Schaltstück 1 hineinragt. Die Länge der Dämpfungseinrichtung erfordert nur wenige zusatz- Düse beträgt etwa das Dreifache des Schaltstiftliche Teile. Sie kann mit der Löschflüssigkeit als durchmesser. Im oberen Drittel der Länge der Düse Dämpfungsmittel arbeiten. mündet ein Ringkanal 25 in die Düse, dessen Höhe Der Zylinder der vorgenannten Dämpfungseinrich- io sich in Richtung auf die Düse verringert. Der Ringtung kann mit Vorteil von einem Rohr gebildet wer- kanal teilt die Düse in einen oberen, dem feststehenden, das in eine in die Kammer eingesetzte Kappe den Schaltstück zugekehrten Teil 26 und einen eingeschraubt ist. Die Kappe bildet dann den Ver- unteren Teil 27 zwischen der Kanalmündung und schluß des Zylinders, so daß das Rohr selbst eine der Kammer. Im Ausführungsbeispiel ist der untere Durchgangsbohrung aufweist, die leicht bearbeitet 15 Teil 27 der Düse im Durchmesser nur wenig, z. B. werden kann. Der Zylinder kann z. B. an seinem um 1 mm, der obere Düsenteil 26 dagegen etwas dem Schaltstift zugekehrten Ende einen Bereich mehr, beispielsweise um 2 mm, größer als der Schaltkleineren Durchmessers als der anschließende Be- Stiftdurchmesser.

reich aufweisen. Dieser Bereich kleineren Durch- Der Isolierstoffkörper 21 besitzt auf der der messers führt zu einer kräftigen Dämpfung, so daß 20 Kammer zugekehrten Seite eine ringförmige Wand die anfänglich schnelle Ausschaltbewegung stark ab- 30, die sich in die Kammer hinein erstreckt. Die gebremst wird. Hat der Schaltstift diesen Bereich Wand 30 ist über Rippen 31 mit dem an der Innenpassiert, so wird die Bewegung weniger stark ge- wand des Rohres 20 anliegenden Teil 32 des Isolierdämpft. Die weitere Dämpfung bemißt man zweck- Stoffkörpers verbunden.

mäßig so, daß der Schaltstift zügig, aber ohne starken 25 In den Boden 35 des Getriebegehäuses ist eine Stoß in die Endstellung gelangt. Um eine stärkere Kappe 36 mit einem Gewinde 37 eingeschraubt. Dämpfung am Ende des Ausschalthubes zu erhalten, Diese Kappe trägt ihrerseits ein Rohr 38, dessen kann man außerdem das dem Schaltstift abgekehrte Außendurchmesser über die ganze Länge konstant, Ende des Rohres ebenfalls mit einem kleineren dessen Innendurchmesser jedoch abgestuft ist. Der Durchmesser als der mittlere Bereich versehen. 30 dem Schaltstift zugekehrte Bereich 39 ist verengt. Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im Sein Innendurchmesser ist bis auf ein geringes Spiel folgenden an Hand der Zeichnung ein Ausführungs- gleich dem Außendurchmesser einer kolbenähnlichen beispiel beschrieben. Verdickung 40 am unteren Ende des Schaltstiftes 7. Mit 1 ist das feststehende Schaltstück des Schalters Der mittlere Bereich 41 des Rohres besitzt einen um •bezeichnet. Es besteht in bekannter Weise aus 35 etwa 2 mm größeren Innendurchmesser. Der untere Kontaktlamellen, die mit einer Kappe bis auf eine Bereich 42 ist wiederum verengt. Sein Durchmesser Öffnung für den Eintritt des Schaltstiftes abgedeckt ist etwa ebenso groß wie der Durchmesser des sind. Das Schaltstück 1 wird von Rippen 2 eines Bereiches 39. Das Rohr 38 wirkt zusammen mit Ringes 3 getragen, der an dem metallischen Schalter- dem Kolben 40 als Dämpfungseinrichtung. Als kopf 4 befestigt ist. Mit dem feststehenden Schalt- 40 Dämpfungsmittel dient die Löschflüssigkeit, stück 1 wirkt der bewegliche Schaltstift 7 zusammen. Zum Ausschalten wird der Schaltstift nach unten Dieser trägt an seinem oberen Ende eine Isolierstoff- in die Kammer 19 gezogen. Dabei wird auf den spitze 8. Das Isoliermaterial der Spitze ist z. B. ein Antriebshebel 17 eine annähernd konstante Antriebs-Hartgewebe oder ein Kunststoff auf der Basis von kraft, beispielsweise von einer. Feder, einem Druck-Acrylsäure. Die Länge der Spitze beträgt etwa die 45 luftantrieb od. dgl., ausgeübt. Beim Beginn der AusHälfte des Schaltstiftdurchmessers. An ihrem oberen schaltbewegung wird der Schaltstift 7 von dieser ^iVßnde ist die Spitze konisch ausgebildet. Antriebskraft staWbeschleunigt. Hat der Schaltstift 7 Am unteren Ende des Schaltstiftes 7 greift über die in der Figur in vollen Linien dargestellte Lage einen Lenker 9 eine Kurbel 10. an, die auf der erreicht, in der die Isolierstoffspitze 8 die Mündung Schalterantriebswelle 11 sitzt. Der Schaltstift wird 50 des Kanals 25 freigegeben hat, so ist der Kolben 40 von zwei Kontaktrollenpaaren 13 geführt, die zu- des Schaltstiftes in das als Dämpfungszylinder gleich den Stromübergang zu zwei feststehenden wirkende Rohr 38 eingetreten. Dadurch wird der Stangen 14 vermitteln. Die Stangen 14 sind an ihrem Schaltstift abgebremst. Der zwischen ihm und dem oberen Ende an einer mit Bohrungen versehenen feststehenden Schaltstück gezogene Lichtbogen er-Platte 15 befestigt. Ihr unteres Ende ist in das 55 zeugt in dieser Stellung einen Druck, der das Löschmetallische Getriebegehäuse 16 eingelassen. In diesem mittel aus der Kammer 19 durch den Kanal 25 in Gehäuse ist auch die Schalterwelle 11 gelagert, die den oberen Bereich 26 der Düse treibt. Ein Abvon dem außerhalb des Gehäuses liegenden Hebel 17 strömen des Löschmittels durch -den unteren Teil 27 in Bewegung gesetzt werden kann. Unterhalb des der Düse wird dabei durch die Isolierstoffspitze 8 Getriebegehäuses Hegt ein nicht dargestellter Stütz- 60 des Schaltstiftes behindert.

isolator, der den Schalter gegen Erde isoliert. Die durch den Bereich 39 des Rohres 38 im Zu-Mit dem Schalterkopf 4 und dem Getriebegehäuse sammenwirken mit dem Kolben 40 hervorgerufene 16 ist ein Schichtstoffrohr 20 flüssigkeitsdicht ver- Verzögerung ist so bemessen, daß die Isolierstoffbunden. Das Rohr 20 bildet mit dem Getriebe- spitze 8 den Weg zwischen der Freigabe der Mündung gehäuse zusammen eine Kammer 19, die an ihrem 6g des Kanals 25 bis zum Austritt aus dem unteren oberen, dem feststehenden Schaltstück 1 zugekehrten Ende der Düse, d. h. der Freigabe des Düsenteils Ende durch einen Isolierstoffkörper 21 abgeschlossen in etwa einer Halbwelle normalen industriefrequenten ist. Die Kammer ist vollständig mit Löschflüssigkeit Wechselstromes zurücklegt. Während dieses Weges

wird der Lichtbogen durch die genannte Löschmiltelströmung 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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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 Patent 1 490 378, 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 An- ;ici..spruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Schaltstift abgekehrte Ende (42) des Dämpfungszylinders (38) einen kleineren Durchmesser als der mittlere Bereich (41) aufweist.