DE1490715A1

DE1490715A1 - Fluessigkeitsarmer elektrischer Leistungsschalter

Info

Publication number: DE1490715A1
Application number: DE19641490715
Authority: DE
Inventors: Gerhard Harz
Original assignee: Sachsenwerk Licht und Kraft AG
Current assignee: VEM Sachsenwerk GmbH
Priority date: 1964-12-10
Filing date: 1964-12-10
Publication date: 1969-09-18
Also published as: DE1665691A1; CH474144A; FR1445421A; FR92127E; BE669847A; GB1189482A; US3536889A; CH435412A

Description

"Pt 3$3

Sachsenwerk Licht- und Kraft-Aktiengesellschaft, München

• ι

Flüssigkeitsarmer elektrischer Leiatungs-

schalter

Die Erfindung bezieht sich auf einen flüssigkeitsarmen elektrischen Leistungsschalter, dessen Schaltstift druckausgeglichen ist und beim Ausschalten in einen unterhalb der Löschkammer angeordneten Raum eintaucht, der von einem die Antriebsglieder aufnehmenden Gehäuse gebildet wird«

Bei Flüssigkeitsschaltern mit beim Ausschalten nach unten zu ziehendem druckausgeglichenem Schaltstift wird während des Löschvorganges der gesamte Polunterteil einschließlich des Antriebsgehäusee über die Flüssigkeitsfüllung und den Schaltstift vom Druck der Schaltgase beaufschlagt· Es treten dabei erhebliche Drücke auf, denen das Antriebegehäuse standhalten muß· Insbesondere bei Schaltern höherer Spannung, bei denen

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der Schaltstift einen größeren Hub aasführt, können die An-

i triebsgehäuse nur durch einen beträchtlichen konstruktiven

Aufwand druckfest gestaltet werden. Man kann nämlich die j

ι ionisierten Schaltgase nicht unmittelbar nach oben ins Freie austreten lassen, so daß beim Ausschaltvorgang ein Druckstau vorhanden ist, der auf die Schaltflüssigkeit und den Schaltstift wirkt.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, Vorkehrungen zu treffen, wodurch sich der Lichtbogengasdruck auf das Innere des Antriebsgehäuses nicht mehr voll auswirken kann und der Schaltstift trotzdem keinen zusätzlichen Beschleunigungen infolge von Druckstößen unterliegt. Erfindungsgemäß wird dies bei dem Flüssigkeitsschalter der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß das Antriebsgehäuse gegenüber der Flüssigkeitsfüllung des Schalters abgeschlossen ist und daß beim Ausschalten von den Antriebsgliedern zwangläufig der Kolben einer Pumpeinrichtung betätigt wird, deren Pumpraum während der gesamten Ausschaltbewegung ausschließlich mit der Löschkammer in Verbindung steht und daß das Fördervolumen der Pumpeinrichtung zu jedem Zeitpunkt demjenigen des in das Antriebsgehäuse eintauchenden Schaltstiftes entspricht. Die räumliche Abtrennung des Antriebsgehäuses von der Löschkammer erfolgt durch eine Platte, in welcher der Schaltstift dicht geführt ist. Infolge der dauernden Trennung bleibt vorteilhafterweise das Antriebsgehäuse druckfrei und da der zusätzliche Kolben dieselbe Förderleistung wie der Schaltstift hat, hebt sich die Wirkung dieser beiden Kolben auf die Antriebswelle auf. Es ist daher keine zusätzliche Beschleunigung des Schalt-

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Stiftes möglich« Bei dem erfindungsgemäßen Leistungsschalter ist das zu verdichtende Flüssigkeitsvolumen relativ klein. Das bringt den Vorteil, daß die sonst bei der Ausschaltung höchster Ströme bei Schaltern großer Ölfüllung auftretende kurzzeitige Zusatzbeschleunigung entfällt. Das Antriebsgehäuse braucht bei dem Schalter nach der Erfindung nicht unbedingt mit Flüssigkeit gefüllt zu sein. Es kann z* B. im Innern des Antriebsgehäuses zusätzlich ein Luft- oder Gaspolster angeordnet werden, das beim Ausschalten die Leckölmenge aufnimmt ohne daß dabei der Druck nennenswert ansteigen würde. Die Ab- dichtung des Antriebsgehäuses braucht also nicht absolut dicht' zu sein* Bei absoluter Abdichtung könnte das Antriebsgehäuse auch völlig mit Luft oder Gas gefüllt sein. Der Lichtbogengasdruck kann sich jetzt aber nicht auf das Antriebsgehäuse übertragen.

Es sind zwar bereits flüssigkeitsschalter bekannt, bei denen die Schaltgase nach oben abziehen und mit dem Schaltstift ein Kolben zwangläufig gekuppelt ist, der beim Ausschaltvorgang Schaltflüssigkeit in die Kammer drückt. Es ist auch bekannt, mit dem Kolben so viel Schaltflüesigkeit in die Kammer zu drükken, daß das Volumen, welches der Schaltstift freigibt, gerade ersetzt wird. Bei einer anderen Ausführung drückt der Kolben boim Ausschaltvorgang mehr Flüssigkeit in die Kammer als der Schaltstift an Volumen in der Kammer freigibt. Bei diesen beiden Schaltern muß jedoch das Antriebsgehäuse mit Flüssigkeit gefüllt sein und die Plüssigkeitsfüllung steht mit derjenigen der Schaltkammer in Verbindung. Außerdem ist die Pumpeinrichtung

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mit dem vom Antriebsgehäuse eingeschlossenen Raum verbunden und die vom Kolben geförderte Flüssigkeitsmenge stammt aus diesem Raum. Mit all diesen Maßnahmen soll die Lichtbogenlöschung günstig beeinflußt werden, sei es im ersten Fall die Erzielung eines ausreichend hohen, für eine intensive Strömung notwendigen Kammerdruckes oder im zweiten Fall die Herabsetzung der maximalen Löschdistanz, bei der gerade noch eine Löschung des Lichtbogens erfolgt. Bei der zuletzt genannten Art wird bei einer bestimmten Stellung des Schaltstiftes während der Ausschaltbewegung die Flüssigkeitszufuhr vermindert bzw. ganz eingestellt. Bei den bekannten Schaltern wird das der Erfindung zugrundeliegende Problem nicht berührt, weil mit den dort angegebenen Maßnahmen das Antriebsgehäuse beim Ausschalten nicht frei von den Auswirkungen des Lichtbogengasdruckes gehalten werden kann.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele nach der Erfindung dargestellt. Die ßig» 1 und 2 zeigen flüssigkeitsarme elektrische Leistungsschalter mit beim Ausschalten nach unten zu ziehenden Schaltstiften. Mit 1 ist das aus Isolierstoff bestehende Polrohr, in das die Schalt- oder Löschkammer 2 eingebaut ist, bezeichnet· Das Polrohr 1 ist an dem metallischen Antriebsgehäuse 3 unter Zwischenlage von Dichtungen k mit Hilfe eines Flansches 5 befestigt. Die Befestigung kann, wie die Fig. 2 zeigt, auch durch einen in das Polrohr einlaminierten Gewindering 6, der auf ein entsprechendes Gewinde 7 des Antriebsgehäuses 3 aufgeschraubt wird, erfolgen. Das Polrohr 1 ist in Fig· I der Zeichnung gegen das Innere des Antriebsgehäuses 3 durch eine an der Nahtstelle der beiden Teile angeordnete Trennplatte

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abgeschlossen· Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist die Trenn-

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platte 8 in das Innere des Polrohres 1 verlegt· Die Trenn-¹ platte besitzt eine Öffnung 9, in welche Dichtungsmittel Io eingelegt sind und in der der Schaltstift 11 gleitend geführt ist. Der Schaltstift arbeitet mit dem Festkontakt 12 zusammen. Nach oben ist das Polrohr 1 durch den Ausdehnungsraum 13 abgeschlossen, in den die beim Ausschalten in der Löschkammer 2' entstehenden Schaltgase durch den Kanal Ik einströmen können. Die Löschkammer 2 besteht aus den Queretrömkanälen für die Löschung des Lichtbogens großer Ströme und den Löschtaschen l6 für die Löschung stromschwacher Lichtbogen· Die Löschtaschen sind miteinander durch versetzte Öffnungen 17 und mit den Queretrömkanälen 15 durch die Öffnung l8 verbunden. Der Schaltstift 11 wird von außen durch die Welle 19, die in das Antriebsgehäuse 3 dicht eingeführt ist, angetrieben. Zu diesem Zweck ist auf der Welle 19 eine Kurbel 2o befestigt, die mit der Koppel 21 an den Schaltstift 11 angelenkt ist· Die Stromübertragung auf den Schaltstift kann mittels Kontaktrollen 22 erfolgen. Das Polrohr bzw· die Löschkammer 2 sind bis zur Marke mit Löschflüssigkeit, z. B. Öl, gefüllt·

Bei dem Schalter nach Fig. 1 der .Zeichnung ist innerhalb des Antriebsgehäuses 3 der Pumpzylinder 2k angeordnet, dessen Pumpraum 25 durch den Kanal 26 nur mit der Löschkammer 2 in Verbindung steht· Der Pumpraum 25 ist durch den im Zylinder 2k dicht geführten Kolben 27 von dem Innern des Antriebsgehäuses getrennt. Der Kolben 27 ist an die Stange 28 angelenkt, die mit einer weiteren, auf der Antriebswelle 19 befestigten Kurbel

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gekuppelt ist. Da das Innere des Antriebsgehäuses

3 durch

die Platte 8 auch von dem Inneren der Löschkammer! 2 räum-

lieh getrennt ist, steht die Flussigkeitsfüllung der Lösetkammer nur mit dem gefüllten Pumpraum 25 in Verbindung unc

zwar dauernd. Das Antriebsgehäuse 3 braucht nicht mit Flüssigkeit gefüllt zu sein· Wird beim Ausschalten der Schaltstift 11 von den Antriebsgliedern 19t 2o, ²I nach unten in das Antriebsgehäuse 3 hineingezogen, so wird zwangläufig' durch die Kurbel 29 und die Stange 28 der Kolben 27 in Gegenrichtung bewegt und dabei die Löschflüssigkeit aus dem Pumpraum 25 in die Löschkammer 2 hineingedrückt· Die Förderleistung des Pumpkolbens 27 entspricht dabei während der gesamten Ausschaltbewegung genau der Förderleistung des Schaltstiftes 11. Es gilt also die Beziehung f. · v. m f_ . v„, vergl. die Eintragungen in Fig. 1. Somit hebt sich die Wirkung der beiden Kolben auf die Antriebswelle 19 auf und der Schaltstift 11 unterliegt keinen zusätzlichen Beschleunigungen durch innerhalb der Löschkammer auftretende Druckstöße. Das Antriebsgehäuse 3 bleibt hierbei von den Schaltgasen herrührenden Druckbeanspruchungen frei. Die von dem Kolben 27 geförderte Löschflüssigkeit wird zweckmäßig in die Löschtaschen 16 hineingedrückt· Es entsteht dadurch eine Strömung wie mit Pfeil 3o angedeutet» Auf diese Weise werden die Löschtaschen wirkungsvoll durchspült und stromschwache Lichtbogen sicher gelöscht«

Die Wirkungsweise ist bei dem in Fig. 2 der Zeichnung dargestellten Leistungsschalter die gleiche wie sie anhand des Aus-

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führungsbeispiels nach Fig. 1 'beschrieben wurde. Es ist lediglich der konstruktive Aufbau Verändert worden. Der Pumpzylinder 24 ist hier unterhalb des Antriebsgehäuses 3 in der Längsachse des Schaltstiftes 11 angeordnet· Der Pumpzylinder steht durch einen Kanal, der in diesem Fall von einem Rohr 31 gebildet wird, mit der Löschkammer 2 in Verbindung. Der Schaltstift ist nach unten durch ein rohrförmiges Stück 32 verlängert, an dem der im Pumpzylinder 24 dicht geführte Kolben 27 befestigt ist. Das Rohrstück 32 besteht aus Isolierstoff; es wird dadurch von der Pumpeinrichtung keine parallele Strombahn gebildet. Die Platte 8 trennt wiederum das Innere des Antriebsgehäuses 3 gegenüber der Flüssigkeitsfüllung des Schalters ab. Es kann auch das Antriebsgehäuse 3 mit Flüssigkeit gefüllt werden. Eine Notwendigkeit ist diese Maßnahme jedoch nihht« Man kann statt dessen in dem Antriebsgehäuse 3 zusätzlich ein Gas- oder Luftpolster anordnen, das z. B. von einem elastischen Stoff, wie Zellgummi, mit Gas- bzw. Lufteinschlüssen gebildet wird. Dadurch kann die Abdichtung und Führung des Schaltstiftes 11 in der Öffnung 9 der Trennplatte 8 einfacher gestaltet werden.

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Claims

Patentansprüche

j 1, Flüssigkeitsarmer elektrischer Leistungsschalter, dessen Schaltstift druckausgeglichen ist und beim Ausschalten in einen unterhalb der Löschkammer angeordneten Raum eintaucht, der von einem die Antriebsglieder aufnehmenden Gehäuse gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsgehäuse gegenüber der Flüssigkeitsfüllung des Schalters abgeschlossen ist und daß beim Ausschalten von den Antriebsgliedern zwangläufig der Kolben einer Pumpeinrichtung betätigt wird, deren Pumpraum während der gesamten Ausschaltbewegung ausschließlich mit der Löschkammer in Verbindung steht und daß das Fördervolumen der Pumpeinrichtung zu jedem Zeitpunkt demjenigen des in das Antriebsgehäuse eintauchenden Schaltstifts entspricht«

2« Flüssigkeitsarmer elektrischer Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsgehäuse von der Löschkammer durch eine Platte räumlich abgetrennt ist, in welcher der Schaftstift dicht geführt wird.

3. Flüssigkeitsarmer elektrischer Leistungsschalter nach Anspruch l,und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpeinrichtung von einem innerhalb des Antriebsgehäuses angeordneten, durch einen Kanal mit der Löschkammer verbundenen Zylinder und einem an die Antriebskurbel angelenkten, zur Ausschaltrichtung des Schaltstiftes gegenläufig bewegten Kolben gebildet wird.

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spruch

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;keitsarmer elektrischer Leistungsschalter nach An-

1 und 2, dadurch gekennzeich-η e t L daß der Pumpzylinder unterhalb des Antriebsgehäuses in der Längsachse des Schaltstiftes angeordnet und durch einen, z. B, rohrförmigen Kanal mit der Löschkammer verbunden ist und daß der Kolben von einem Verlängerungsstück des Schaltstiftes betätigt wird.

5· Flüssigkeitsarmer elektrischer Leistungsschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, J| daß das mit dem Schaltstift verbundene Verlängerungsstück aus Isolierstoff besteht·

6. Flüssigkeitsarmer elektrischer Leistungsschalter nach Anspruch 1 bis 5 mit Löschtaschen und Querströmkanälen, dadurch gekennzeichnet, daß der in dem Pumpzylinder beginnende Kanal· in die Löschtaschen mündet·

7. Flüssigkeitsarmer elektrischer Leistungsschalter nach An-

M spruch 1 bis 6, dadurch gekennzeich- ™ net, daß in dem Antriebsgehäuse ein Gas- oder Luftpolster angeordnet ist, das z. B, von einem elastischen Stoff mit Gas- bzw. Lufteinschlüssen gebildet wird.

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