DE532670C - Druckgasschalter mit Parallelkondensator - Google Patents

Description

Man hat bereits vorgeschlagen, zu Schaltern mit Lichtbogenlöschung durch Druckgas Kondensatoren parallel zu schalten. Hierdurch wird die Abschaltleistung wesentlich gesteigert und die Sicherheit der Abschaltung durch Herabsetzen der Schaltzeit erhöht. Es liegt daher die Aufgabe vor, Kondensatoren zu schaffen, die für diesen Verwendungszweck besonders geeignet sind und eine hohe Kapazität mit der Verwendbarkeit für hohe Betriebsspannungen vereinigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Parallelkondensatoren von Druckgasschaltern als druckgasdurchströmte Luftkondensatoren ausgebildet werden.

Es sind zwar bereits Kondensatoren bekannt, bei denen zum Zwecke der künstlichen Kühlung ein flüssiges oder gasförmiges Kühlmittel den Kondensator durchströmt. Als Dielektrikum und Isolation dient jedoch hierbei ein festes Material. Weiterhin sind bereits Kondensatoren bekannt, bei denen neben einem festen Dielektrikum das Kondensatorgehäuse mit komprimierter Luft gefüllt ist. Diese Anordnungen besitzen jedoch den Nachteil, daß die komprimierte Luft mit der Zeit feucht wird und so den Kondensator betriebsunfähig macht.

Demgegenüber wird bei dem Gegenstand der Erfindung keinerlei festes Dielektrikum oder Isoliermaterial verwendet, sondern beide Funktionen werden lediglich durch strömendes Druckgas erfüllt, das für die Lichtbogenlöschung des Schalters ohnehin zur Verfügung steht. Man kann also für die Kondensatoren einfach in einem gewissen Abstand voneinander angeordnete Metallplatten verwenden, die gegeneinander nicht besonders isoliert zu werden brauchen und einen geringeren Abstand besitzen können, als dies bei Verwendung von Luft normalen Druckes möglich wäre. Infolgedessen wird die Herstellung dieser Kondensatoren viel einfacher und billiger, als bisher bekannt. Derartige Kondensatoren lassen sich in Verbindung mit Druckgasschaltern deshalb mit besonderem Vorteil verwenden, weil der Parallelkondensator eines Druckgasschalters nur kurzzeitig, nämlich nur während des Schaltvorganges, belastet ist und deshalb im normalen Betrieb keine hohe Isolation der Belegungen gegeneinander zu besitzen braucht. Nun besitzt aber das unter hohem Druck stehende strömende Druckgas eine wesentlich höhere Isolierfestigkeit und Dielektrizitätskontakte°als Luft unter Atmosphärendruck, so daß es als besonders zweckmäßig erscheint, dieses Druckgas, das ohnehin für die Lichtbogenlöschung des Schalters vorhanden ist, auch gleichzeitig als Isoliermittel und Dielektrikum für den Kondensator zu verwenden. Insbesondere ergibt sich ein weiterer Vorteil dadurch, daß das Druckgas für den Kondensator zur gleichen Zeit benötigt wird wie für die Lichtbogenlöschung, da sich für beide Verwendungszwecke eine gemeinsame Steuereinrichtung in einfachster Weise vorsehen läßt. Auch fallen durch die

Verwendung strömenden Druckgases als Isoliermittel und Dielektrikum alle die Nachteile fort, diebei Kondensatoren mit stagnierender Luft entstehen könnten. ._■ Der Kondensator selbst kann aus einer Reihe konzentrisch angeordneter Rohre bestehen, die durch Isolierrippen, Zwischenstücke o. dgl. in entsprechendem Abstand gehalten werden. Dieser Abstand kann bei ίο hohem Gasdruck sehr klein gewählt werden. An Stelle von Rohren kann man auch Platten oder andere Körper verwenden, die in eine besondere, während des Schaltvorganges vom Druckgas durchströmte Hülle eingesetzt sind. Bei rohrförmigen Körpern ergibt sich eine günstige Luftzuführung und ein einfacher konstruktiver Aufbau. Die Rohre selbst können aus Metall oder aus Widerstandsmaterial bestehen bzw. aus Halbleitern oder auch aus ao einer Kombination von beiden. So könnte man z. B., um auch eine gewisse Isolation zu erhalten, wenn keine Luft durchströmt, Aluminiumrohre oder Aluminiumlegierungen verwenden, die mit Alumindumoxyd überzogen sind. Die Kondensator rohre könnten aber auch ganz oder teilweise aus schwer verdampfendem Material, z. B. Wolfram und . seinen Legierungen, hergestellt sein und am Schalter selbst so angeordnet werden, daß sie gleichzeitig als Funkenstrecke dienen.

Im allgemeinen kann der Kondensator bei eingeschaltetem Schalter kurzgeschlossen sein und ist dann spannungslos. Erst während des Schaltvorganges wird er druckgasdurchströmt und ist dann beim Auftreten einer gewissen Kapazität imstande, die Spannung auszuhaken.

Der Kondensator kann auch aus beweglichen Belegungen gebildet werden, die sich unter Einfluß des Druckes des durchströmenden Gases einander nähern. So könnten z. B. die Belegungen aus weichem, gegebenenfalls elastischem Material (Gummi o. dgl. mit Metalloberflächen) bestehen, die sich bei stärleerem Druck gegenseitig mehr nahern. Man könnte aber auch die Anordnung so treffen, daß ohne Beblasung der Abstand so groß wird, daß bei der Gebrauchsspannung ein Überschlag auch ohne*Beblasung nicht stattfindet und erst durch die Beblasung der für die Kapazität erforderliche Abstand und damit die erstrebte Wirkung eintritt.

Damit an dem Kondensator bei geöffnetem Druckgasschalter keine Überschläge auftreten können, ordnet man zweckmäßig Trennschalter an, die nach dem Öffnen des Druckgasschalters den Kondensator und gegebenenfalls auch den Druckgasschalter selbst spannungslos machen.

Wird der Kondensator direkt beblasen, so kann die Luftbewegung stark gehemmt sein.

Es genügt, wenn kleinste öffnungen vorgesehen sind, die nur eine Stagnation verhindern.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

In Abb. ι trägt der Druckgasschalter 1 an seinem Kontaktstück 5 mehrere konzentrische Metallrohre 3, welche leitend mit ihm verbunden sind. Am Düsenkontakt 4 sind konzentrische Rohre 2 leitend befestigt, welche in. die Rohre 3 hineinragen und mit diesen einen aus mehreren Belegen bestehenden Kondensator bilden. Die ganze Anordnung ist an einem Isolierzylinder 6 befestigt, der oben in die Abzugshaube 7 endigt. Die Druckgaszuführung9 dient zur Beblasung des Schalters, während durch die Rohre 8 Druckgas zur Isolation des Kondensators zugeführt wird. Die Gasbewegung ist durch Pfeile angedeutet. Der eingeschaltete Schalter schließt den Kondensator kurz, so daß dieser nur während des Öffnens des Schalters und in ausgeschaltetem Zustand an Spannung liegt. Ein besonderer Trennschalter, der zum Spannungslosmachen des Schalters dient und welcher hier nicht besonders gezeichnet ist, mächt auch den Kondensator spannungslos.

In Abb. 2 ist eine Anordnung gezeichnet, bei welcher der Kondensator getrennt vom Schalter angeordnet ist. In einem Isoliergehäuse 6 sind hier Platten 2 und 3 angeordnet, die wechselseitig mit Düsenkontakt 4 und Kontaktstück 5 verbunden sind. Die Beblasung des Kondensators erfolgt durch Rohr 8 und führt über 10 in die Abzugshaube 7 des Schalters. Der Querschnitt des Rohres 10 kann so bemessen werden, daß die Austrittsöffnung des Druckgases aus dem Kondensator so klein ist, daß bei sparsamstem Gasverbrauch eine Stagnation des Druckgases im Kondensator sicher vermieden ist. Rohr 9 ist die Druckgaszuführung zum Schalter.

In Abb. 3 und 4 ist der Auf- und Grundriß eines Kondensators gezeichnet, der in einen erweiterten Raum des Druckgaszuführungsrohres zum Schalter untergebracht ist. Das Druckgaszuführungsrohr. 12 aus· Isoliermaterial erweitert sich zum Raum 11, in welchem die Platten. 2 und 3 wechselweise mit dem An- uo Schluß 13 und 14 verbunden montiert sind. Das zum Schalten benötigte Druckgas durchströmt den Kondensator, 'der erst während des Schaltvorganges an Spannung gelegt wird. An Raum 11 ist die Austrittsöffnung 25 angebracht, durch welche das Druckgas entweicht. Ferner ist strichpunktiert der Anschluß des Kondensators an den Druckgasschalter 15 chematisch angedeutet; der Trennschalter 16 ist mit dem. Druckgasschalter 15 derart verbunden, daß er von dem gleichen Antrieb wie der Druckgasschalter mit einer geringen

Zeitverschiebung geöffnet wird und so sowohl den Druckgasschalter als auch den Kondensator spannungslos macht.

Abb. S zeigt die Anordnung eines Kondensators oberhalb eines Druckgasschalters in der Düse. Der Druckgasschalter, dessen Kontakte 18 und 19 durch die Bewegungsvorrichtung 20 geöffnet werden, gibt den zwischen 18 und 19 entstehenden Unterbrechungslichtbogen an die Kondensatorplatten 2 und 3 (Rohre) ab, so daß der Kondensator hier gleichzeitig als Funkenstrecke dient. Die konzentrischen Kondensatorrohre 2 und 3 sind unter sich verbunden und liegen parallel zum Druckgasschalter. Im Druckgasschalter selbst ist dann noch die aus feuerfestem Isoliermaterial bestehende Wand 2.1 angebracht, die das schnelle Abreißen des Lichtbogens begünstigt. In der Zuleitung 14 liegt der Trennschalter 16, der vom Antrieb des Schalters nach Löschen des Lichtbogens geöffnet wird. Durch Rohr iy wird dem Schalter und Kondensator das Druckgas zur Beblasung zugeführt.

Während in Abb. 1 bis 5 die Kapazität des Kondensators während des Schaltvorganges, gleiches Dielektrikum vorausgesetzt, konstant bleibt, ist in Abb. 6 eine Ausfuhrungsform gezeichnet, bei welcher sich die Kapazität während des Schaltvorganges ändert. Im Fuß 22 des Druckgasschalters sind die konzentrischen Rohre 3 fest montiert und über Verbindungsschiene 23 mit dem Düsenkontakt 4 verbunden. An dem beweglichen Schaltstück 24, das das Potential des Schaltstückes. 5 besitzt, sind die konzentrischen Rohre 2 befestigt, welche sich während des Ausschaltvorganges, d.- h. beim Abwärtsbewegen· des Schaltstückes 24, in die Rohre 3 hineinbewegen. Die Kapazität nimmt also während des Ausschaltvorganges zu. Auch hier ist in die Zuleitung 13 ein Trennschalter 16 eingeschaltet, welcher sowohl den Schalter als auch den Kondensator nach beendigtem Schaltvorgang spannungslos macht. Das zum Schalten benötigte Druckgas durchströmt in Pfeilrichtung den Kondensator. Statt nun wie bei allen vorstehenden Anordnungen den Druckgasschalter selbst zum Kurzschließen des Kondensators bei ein-

So geschalteter Schalterstellung ζμ benutzen, kann man natürlich auch einen besonderen Schalter zum Kurzschließen des Kondensators anordnen. In gleicher Weise, wie in Abb. 6 gezeichnet, kann man den Kondensator auch so anordnen, daß die Kapazität beim Schalt-Vorgang abnimmt.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Druckgasschalter mit Parallelkondensator, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator als druckgasdurchströmter Luftkondensator ausgebildet ist.

2. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzuführung zum Kondensator durch das gleiche Ventil erfolgt, das auch den Schalter bedient.

3. Druckgasschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator nur während des Schaltvorganges zur Wirkung kommt.

4. Druckgasschalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator mit dem Schalter zusammengebaut ist.

5. Druckgasschalter nach Anspruch 1 bis 4, da/durch gekennzeichnet, daß der Kondensator so angeordnet ist, daß er gleichzeitig als Parallelfunkenstrecke des Schalters dient.

6. Druckgasschalter nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Kondensator, dessen Kapazität veränderlich ist, insbesondere dadurch, daß die BeIegungen sich unter dem Einfluß des Druckes des durchströmenden Gases einander nähern.

7. Druckgasschalter nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgas für denKondensator einen anderen Druck besitzt als das Druckgas zur Lichtbogenlöschung des Schalters.

8. Druckgasschalter nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kondensatoren verwendet sind, die abhängig von der zu bewältigenden Leistung geschaltet und druckgasdurchströmt sind.

9. Druckgasschalter nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator nach erfolgtem Schaltvorgang ein- oder zweipolig vom Netz getrennt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen