DE1490564C2 - Elektrischer Flüssigkeitsschalter - Google Patents

Description

Das Hauptpatent 14 90 378 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. Dadurch erhält man bei außerordentlich einfachem Aufbau eine hohe Schaltleistung.

Ziel der Erfindung ist eine Weiterbildung des Schalters nach dem Hauptpatent, die die Löschwirkung auch für den Fall extrem schwacher Ströme sicherstellt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der Schaltstift, der in an sich bekannter Weise zur Erzeugung einer Zwangsströmung in die Kammer hineingezogen wird, eine zentrische Bohrung aufweist, die an dem dem feststehenden Schaltstück zugekehrten Ende mit der Isolierstoffspitze verschlossen und über seitliche Bohrungen mit der Umgebung des Schaltstiftes verbunden ist. Bei der erfindungsgemäßen Weiterbildung stellt sich unabhängig von dem durch den Lichtbogen erzeugten Druck eine Löschmittelströmung ein, deren Maß durch das Volumen des in die Kammer bewegten Schaltstiftes bestimmt ist. Diese Strömung reicht aus, die schwachen Lichtbogen extrem kleiner Ströme zu entionisieren, die

ίο selbst keinen für eine Löschmittelströmung ausreichenden Druck erzeugen. Dabei wirkt die zentrische Bohrung des Schaltstiftes als besonderer Löschmittelkanal, durch den das vom Schaltstift aus der Kammer verdrängte Löschmittel zusätzlich entweichen kann. Dies erleichert die Abströmung, so daß der Pumpdruck und damit auch die Antriebskraft am Anfang der Ausschaltbewegung verringert wird. Außerdem ergibt die Löschmittelströmung durch den Schaltstift eine intensive Bespülung des Lichtbogenfußpunktes an der Schaltstiftspitze.

Die Verwendung eines hohlen Schaltstiftes ist zwar zur Führung des Löschmittels in Flüssigkeitsschaltern mit einer Zwangsströmung an sich bekannt (vgl. USA.-Patentschrift 2111416, französische Patentschrift 8 01 284, deutsche Patentschrift 8 15 504). Bei der Erfindung ergibt sich aber neben dem Zusammenwirken mit dem Kanal im Isolierstoffkörper die konstruktive Besonderheit, daß die zentrische Bohrung durch die Isolierstoffspitze verschlossen wird, so daß mit den seitlichen Bohrungen eine günstige Verteilung des Löschmittels gelingt. Dabei können die Bohrungen schräg zur Schaltstiftachse verlaufen, so daß das Löschmittel, das aus dem Schaltstück austritt, in der Nähe des Lichtbogens bleibt. Die Bohrungen an der Schaltstiftspitze können auch zu mehreren in Längsrichtung des,S,chaltstiftes versetzt angeordnet werden, so daß ein großer Austrittsquerschnitt entsteht. Außerdem kann die zentrische Bohrung zur Befestigung der Isolierstoffspitze herangezogen werden.

In das untere Ende der zentrischen Bohrung kann ein Führungsstück eingeschraubt sein, was ebenfalls die Herstellung erleichtert. Auch hier verbinden dann seitliche Bohrungen die zentrische Bohrung mit der Umgebung des Schaltstiftes.

Unter Umständen ist es vorteilhaft, die Kammer bei dem Schalter nach dem Hauptpatent durch eine Trennwand zu unterteilen. Hierbei kann man die Bohrungen an dem der Schaltstiftspitze abgekehrten Ende so anordnen, daß sie in der Einschaltstellung auf beiden Seiten der Trennwand liegen. Die Trennwand ist dann in der Einschaltstellung durch den hohlen Schaltstift überbrückt. Dies verbessert die Füllung des durch die Trennwand abgeteilten Raumes beim Einschalten. Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden ein Ausführüngsbeispiel an Hand der Zeichnung beschrieben.

Mit 1 ist das feststehende Schaltstück des Schalters bezeichnet. Es wird von Rippen 2 eines Ringes 3 getragen, der an dem metallischen Schalterkopf 4 befestigt ist, und wirkt mit dem beweglichen Schaltstift 7 zusammen. Dieser trägt an seinem oberen Ende eine Isolierstoffspitze 8. Die Spitze 8 verschließt das obere Ende einer zentrischen Bohrung 35. In das untere Ende der Bohrung 35 ist ein Führungsstück 36 eingeschraubt. Mit 37 sind zwei oder mehr schräg zur Schaltstiftachse verlaufende Bohrungen bezeichnet, die an dem der Isolierstoffspitze zugekehrten Ende des Schaltstiftes angeordnet sind. Am anderen Tnde des Schaltstiftes sind zwei

Bohrungen 38 und vier Bohrungen 39 in Längsrichtung des Schaltstiftes versetzt angeordnet. Der Abstand zwischen den Bohrungen 38 und 39 und ihre Lage in der Höhe des Schaltstiftes sind so gewählt, daß die Bohrungen 38 in der Einschaltstellung des Schaltstiftes ober-· halb einer Platte 15, die Bohrungen 39 dagegen unterhalb dieser Platte liegen.

Am unteren Ende des Schaltstiftes 7 greift über einen Lenker 9 eine Kurbel 10 an, die auf der Schalterantriebswelle 11 sitzt. Der Schaltstift wird von zwei Kontaktrollenpaaren 13 geführt, die zugleich den Stromübergang zu zwei feststehenden Stangen 14 vermitteln. Die Stangen 14 sind an ihrem oberen Ende an der erwähnten Platte 15 befestigt. Ihr unteres Ende ist in das metallische Getriebegehäuse 16 eingelassen. In diesem Gehäuse ist auch die Schalterwelle 11 gelagert, die von dem außerhalb des Gehäuses liegenden Hebel 17 in Bewegung gesetzt werden kann. Unterhalb des Getriebegehäuses liegt ein nicht dargestellter Stützisolator, der den Schalter gegen Erde isoliert.

Mit dem Schalterkopf 4 und dem Getriebegehäuse 16 ist ein Schichtstoffrohr 20 flüssigkeitsdicht verbunden. Das Rohr 20 bildet mit dem Getriebegehäuse 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 Schaltstiftdurchmessers. 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 Schaltstiftdurchmesser.

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.

Wird der Schaltstift aus der in vollen Linien gezeichneten Einschaltstellung zum Ausschalten nach unten gezogen, so verdrängt er in dem Raum unterhalb der als Trennwand dienenden Platte 15 Löschflüssigkeit. Diese Löschflüssigkeit kann durch die Bohrung 35 des Schaltstiftes beim Beginn der Ausschaltbewegung leicht entweichen, da sie durch die Bohrungen 37 frei abströmen kann. Dies ergibt einen kleinen Pumpdruck und somit bei gegebener Antriebskraft eine große Beschleunigung des Schaltstiftes. Die Löschflüssigkeit bespült den Lichtbogen zwischen dem Schaltstift 7 und dem feststehenden Schaltstück 1, insbesondere den Lichtbogenfußpunkt an der Schaltstiftspitze.

Genügt die erwähnte Zwangsströmung nicht zur Löschung, so wird der Lichtbogen bei der weiteren Ausschaltbewegung in die Kammer 19 hineingezogen. Dadurch wird in der Kammer ein Druck erzeugt. Dieser preßt das Löschmittel durch den Kanal 25 in den oberen Teil 26 der Düse 24, sobald die Spitze 8 die Mündung des Kanals 25 freigegeben hat, weil die Strömung aus der Kammer durch den unteren Teil 27 der Düse zunächst durch die Isolierstoffspitze 8 behindert wird, die diesen Düsenteil bis auf einen schmalen Ringspalt verengt. Diese Löschmittelströmung ist stromabhängig, d.h., sie nimmt mit wachsendem Strom zu,..Sie,sorgt auch bei großen Strömen für eine sichere Löschung, ohne daß dazu vom Antrieb des Schalters eine große Antriebskraft aufgebracht werden muß.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

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 Isolierstoffkörper mit der Kammer derart verbunden ist, daß die aus dem Kanal austretende Löschflüssigkeit den Lichtbogen in der Düse von mehreren Seiten bespült, nach Patent 14 90 378, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltstift (7), der in an sich bekannter Weise zur Erzeugung einer Zwangsströmung in die Kammer (19) hineingezogen wird, eine zentrische Bohrung (35) aufweist, die an dem dem feststehenden Schaltstück (1) zugekehrten Ende mit der Isolierstoffspitze (8) verschlossen und über seitliche Bohrungen (37) mit der Umgebung des Schaltstiftes (7) verbunden ist.

2. Elektrischer Flüssigkeitsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Bohrungen (37) schräg zur Schaltstiftachse verlaufen.

3. Elektrischer Flüssigkeitsschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in das untere Ende der Bohrung (35) ein Führungsstück (36) eingeschraubt ist und daß seitliche Bohrungen (38, 39) die zentrische Bohrung (35) mit der Umgebung des Schaltstiftes (7) verbinden.

4. Elektrischer Flüssigkeitsschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (19) durch eine Trennwand (15) unterteilt ist und daß die seitlichen Bohrungen (38, 39) an dem der Schaltstiftspitze (8) abgekehrten Ende in der Einschaltstellung auf beiden Seiten der Trennwand (15) liegen.