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Elektrischer Schalter mit Lichtbogenlöschung durch Druckgas Es ist
bereits vorgeschlagen worden, bei Druckgasschaltern dem Löschgas besondere Löschflüssigkeiten
zuzusetzen, welche die Wirkung des Druckgases erhöhen. Nun sind aber gerade die
Löschflüssigkeiten, die eine besonders günstige Löschwirkung besitzen, z. B. Tetrachlorkohlenstoff,
häufig stark chemisch aktiv und greifen Metalle an, so daß sie nicht an solchen
Stellen verwendet werden können, bei denen die Reinhaltung des Metalls und die Erhaltung
sauberer Oberflächen von Wichtigkeit ist. Dies gilt insbesondere für diejenigen
Schalterkontakte, die im eingeschalteten Zustand zur dauernden Stromübertragung
dienen, da Anfressungen der Kontaktflächen den Übergangswiderstand in unzulässiger
Weise erhöhen und eine Erhitzung der Kontaktstellen herbeiführen würden.
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Um diese Nachteile zu vermeiden, wird erfindungsgemäß bei Schaltern
mit Haupt-und Hilfskontakten die Anordnung so getroffen, daß beim Ausschaltvorgang
nur zwischen die Hilfskontakte die besonderen lichtbogenlöschenden Mittel eingebracht
werden, während die Hauptkontakte im wesentlichen nur mit Druckgas beblasen sind.
Hierdurch wird an den Endkontakten, w o die, eigentliche Stromunterbrechung erfolgt,
die Löschwirkung wesentlich erhöht, da man hierbei als zusätzliche Löschmittel chemisch
aktive Stoffe verwenden kann. Trotzdem können an den Hauptkontakten, die zur Stromübertragung
dienen, keine Beschädigungen der Kontaktflächen entstehen, da ja durch den Druckgasstrahl,
der von den Hauptkontakten zu den Hilfskontakten gerichtet ist, ein Zurückströmen
der chemisch aktiven Löschmittel von den Hilfskontakten nach den Hauptkontakten
zu vermieden wird. Die Anordnung gemäß der Erfindung hat noch den weiteren Vorteil,
daß an der zusätzlichen Löschflüssigkeit gespart wird, da das einfache Wandern des
Lichtbogens von den Hauptkontakten auf die Endkontakte genügend durch den Druckgasstrom
allein erzwungen wird und die Stromunterbrechung dadurch hinreichend sichergestellt
ist, daß lediglich an der entscheidenden Stelle, d. h. an der Stelle der Endunterbrechung,
die besonderen Löschflüssigkeiten oder Löschgase zugesetzt werden.
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Da die Zuführung der zusätzlichen Löschmittel bei Druckgasschaltern
nur dann erf.)rderlich ist, wenn das Druckgas allein nicht ausreichen würde, die
Löschung zu bewirken, so trifft man zweckmäßigerweise die Anordnung so, daß bei
normalen Stromstärken oder bei solchen, die etwas höher als der normale Strom liegen,
nur geringe Mengen der Löschsubstanz zugesetzt werden, daß aber die zuzusetzende
Menge der Löschsubstanz vergrößert wird, wenn es sich um die Abschaltung schwer
zu bewältigender größerer Leistungen handelt.
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Bei dieser Anordnung ist die Zusatzwirkung dauernd in Betrieb und
also nicht auf besondere Fälle beschränkt, so daß sie häufig auf ihr Funktionieren°ekontrolliert
wird. Die Anordnung kann z"veckmäßig so getroffen sein,
daß das
besondere Löschmitel durch das Blasgas aus injektorartigen=oder anderen Anordnungen
zwischen die Endkontakte gesaugt oder gedrückt wird. Hierbei kann zur Unterstützung
des Saugens der Schalter noch durch eine besondere Druckgasleitung unter Druck gesetzt
werden, so daß auf die Löschsubstanz sowohl eine Druck- als auch eine Saugwirkung
ausgeübt wird, die diese in den Lichtbogenraum befördert. Es wäre 'auch möglich,
die Gefäße, in denen die Löschsubstanz untergebracht ist, durch Ventile, Klappen
o. dgl. abzuschließen, die keine besondere Steuerung verlangen, sondern die sich
unter Einfluß der Saug- und Druckwirkung bewegen. Gegebenenfalls könnte zu diesen
Ventilen o. dgl. eine besondere Druckgasleitung geführt sein, so daß beim Strömen
des Druckgases gleichzeitig die Ventile angehoben bzw. bis zu einem bestimmten gewünschten
Grad entlastet würden.
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Die Menge der zusätzlichen Löschsubstanz, die zwischen die Endkontakte
tritt, kann durch besondere Relais @o. dgl. in Abhängigkeit von der Stromstärke
gesteuert werden. So ließe sich z. B. entweder die Eintrittsöffnung der Löschsubstanz
an der injektorartigen Anordnung oder die Menge des durch denn Injektor getriebenen
Druckgases regeln. Wird eine injektorartige Anordnung gewählt, so wird gleichzeitig
eine :entsprechende Misclhung zwischen Druckgas und Löschsubstanz herbeigeführt.
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Die besondere Löschsubstanz kann in verschiedener Weise untergebracht
sein. Wenn, wie oben beschrieben, die Zuführung zum Lichtbogenraum durch injektorartige
oder Druckgasbeförderung erfolgt, so werden am besten Gefäße in der Nähe des Lichtbogenraumes
angebracht. Gegebenenfalls könnten direkt die Hüllen der Elektroden :oder des Lichtbogenraumes
als Gefäße für die Löschsubstanz ausgebildet sein. Werden Löschsubstanzen verwendet,
die stark chemisch aktiv sind, so könnte man jeweils ein bestimmtes Quantum dieser
Löschsubstanzen in geschlossenen Gefäßen unterbringen, z. B. in Glasgefäßen, die
durch eine hohle Elektrode in den Lichtbogenraum gebracht werden. Diese Glasgefäße
würden dann im Lichtbogen: schmelzen und die Löschsubstanz dort austreten. Die Unterbringung
in der Elektrode könnte derart .erfolgen, daß immer,ein Gefäß in der Elektrode steht
und bei der Ausschaltbewegung der Elektrode aus dieser heraustritt; dabei rückt
dann das nächste Gefäß in Bereitschaftsstellung vor. Auch hier könnte eine gewisse
Dosierung der zugeführten Löschsubstanz abhängig von der Stromstärke erfolgen. Bei
Normalstromstärken würde z. B. ein Gefäß mit der Löschsubstanz abhängig von der
Stromstärke :erfolgen. Bei Normalstromstärken würde z. B. .ein Gefäß mit der Löschsubstanz
in den Lichtbogenraum hinein befördert;.handelt es sich um die Abschaltung größerer
Stromstärken, z. B. von Kurzschlußstromstärken, so könnten zwei oder mehr Gefäße
in den Lichtbogen gelangen. Es kommt also immer mindestens ein Gefäß an die Endkontakte,
die Zahl der Gefäße wird nur bei größeren Stromstärken gesteigert (schnelle Beförderung
der Gefäße).
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Die Anordnung -der Schalter an sich kann in verschiedener Weise ausgeführt
sein. Wesentlich für die Wirkung ist auch, daß der Raum, in dem das Druckgas bzw.
die Löschsubstanz enthalten ist, möglichst geschlossen ist. Es ist also auch hier
eine für die Wirkung günstige Anordnung, wenn die eine Elektrode die andere umhüllt
und wenn eine besondere Umhüllung den Druckgasstrahl bzw. die Löschsubstanz möglichst
zusammenhält. Dabei kann zur Vermeidung von Gegendruck, wie früher bereits beschrieben,
die Hülle des Druckgasschalters so weitergeführt sein, daß von außen durch die als
Abführungskamin ausgebildete Hülle ein gewisser Zug ausgeübt wird. Es kann aber
auch durch Ventilatoren oder durch eingeblasenes Druckgas an dem Kamin, ,eine Saugwirkung
hervorgerufen werden.
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Durch diese Umhüllung mit Absaugevorrichtung wird es ermöglicht, in
dem Schalter Stoffe zu verwenden, die chemisch aktiv sind und sonst Metallteile
zerstören und giftige Gase entwickeln, denn wenn diese Absaugevorrichtung dauernd
bzw. während der Nichtbenetzung des Schalters schwach und während des Schaltens
mit starkem Zug in Betrieb ist, so können chemisch aktive oder giftige Gase entfernt
werden, ohne da.ß der Schalter oder das Bedienungspersonal gefährdet wird.
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Die Endkontakte werden bei Verwendung von chemisch aktiven Substanzen
in ähnlicher Weise, wie es bei Schaltern mit Tetrachlorkohlenstoff als Schaltflüssigkeit
schon bekannt ist, zweckmäßig aus besonders widerstandsfähigem Material hergestellt
werden, z. B. aus Edelmetall oder, wenn dieses zu kostspielig,ist, aus rostfreiem
Stahl, gegebenenfalls auch aus Graphit. Der elektrische Widerstand spielt hierbei
eine untergeordnete Rolle, da ja dieses Material nicht zur normalen Stromüberleitung
dienen soll, sondern sich nur zuletzt an ihm die Fußpunkte des Lichtbogens bilden,
und weil es hierbei viel wichtiger ist, daß der Verdampfungspunkt des betreffenden
Materials Lein hoher ist und es nicht durch die Gase angegriffen wird. Die Endelektroden
brauchen hierbei nicht gleichmäßig aus einem Material zu bestehen, sondenn
sie
können gegebenenfalls der Beanspruchung entsprechend aus verschiedenen; Materialien
aufgebaut sein.
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Um an den Endelektroden leine Verdampfung des Elektrodenmaterials
möglichst zu verhindern, können die Endelektroden außerdem noch besonders gekühlt
werden. Das kann in verschiedener Weise verfolgen, und zwar entweder derart, daß
sie an eine in der Zentrale vorhandene Kühlanlage angeschlossen oder selbst mit
kleinen Kühlanlagen verbunden «-erden, die normalerweise nicht in Betrieb sind,
sondern nur dann in Betrieb gesetzt werden, wenn eine Ausschaltung zu erwarten ist.
Dabei könnte die Anlage von besonderen Relais gesteuert werden, so daß bei größeren
Stromstärken die Kühlung bis zu einer möglichst tiefen Temperatur erfolgt. Statt
Kühlanlagen könnten aber auch Gefäße mit flüssiger Luft verwendet werden, die bei
zu erwartender Unterbrechung den Elektroden zugeführt wird, und zwar gegebenenfalls
in doppelter Weise, nämlich erstens in die E1ektroden hinein, um das Material von
innen heraus zu kühlen, und zweitens, indem flüssige Luft zwischen die Elektroden
getrieben wird.