DE555494C - Schalter mit Lichtbogenloeschung durch ein stroemendes, dampffoermiges Medium - Google Patents

Description

In dem Hauptpatent ist ein Dampfschalter geschützt, bei welchem der Dampf zum Löschen des Lichtbogens der Unterbrechungsstelle von einer außerhalb der Unterbrechungsstelle liegenden Stelle aus unter Druck zugeführt wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Erzeugung des Dampfes in einem Schnellverdampfer durch einen zwischen Hilfselektroden gezogenen Lichtbogen.

Die Erfindung bezweckt eine weitere Ausbildung dieses Schalters und besteht darin, daß der Schnellverdampfer in den Schalter selbst eingebaut und mit dem bewegten Schaltstück des Schalters gemeinsam beweglich angeordnet wird.

Diese Anordnung hat den Vorteil, daß sich ein einfacher Aufbau und eine einfache Steuerungsmöglichkeit der den Löschdampf erzeugenden Hilfselektroden in Abhängigkeit von der Schaltbewegung ergibt. Ferner wirkt das Ausströmen des Dampfes aus dem mit dem beweglichen Kontakt verbundenen Schnellverdampfer beschleunigend auf die Kontaktbewegung, und schließlich bleibt infolge der gemeinsamen Bewegung des Schnellverdampfers mit dem beweglichen Kontakt die Entfernung zwischen der Dampferzeugungsstelle und der Stelle des Unterbrechungslichtbogens im wesentlichen konstant, so daß der Löschdampf der Unterbrechungsstelle während des ganzen Schaltvorganges mit nahezu gleicher Geschwindigkeit zuströmt, was besonders günstige Löschverhältnisse ergibt.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Abb. ι zeigt einen Schalter mit Lichtbogenlöschung durch strömenden Dampf, bei dem eine Hülle 11 den düsenförmigen feststehenden Kontakt 2 trägt, an dem nach unten hin ein Isolierzylinder 10 befestigt ist. Das Stromzuführungsrohr 6 trägt einen Becher 4, der in dem Isolierzylinder 10 gleiten kann. Der Becher 4 besitzt innen eine rohrförmige Kontaktfläche 5, welche um das Schaltstück 1 greift. Letzteres wird von einem Isolierstab 3 gehalten und besitzt an seinem oberen Ende eine Spitze 16 aus schwer verdampfendem Metall. An dem Stromzuführungsrohr 6 ist ein Bolzen 7 vorgesehen, an dem Federn 8 aufgehängt sind und der sich in einem Schlitz 9 des Isolierstabes 3 bewegt. Die Zufuhr der Verdampfungsflüssigkeit erfolgt kurz vor Beginn der Ausschaltung durch einen Kanal 12 in dem Düsenkontakt 2 über ein Rückschlagventil 13.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende.

Nachdem die Flüssigkeit eingebracht ist, wird das Stromzuführungsrohr 6 gemeinsam mit dem Becher 4 nach unten bewegt, während

der Isolierstab 3 mitsamt dem Kontakt 1 noch festgehalten wird. Durch diese Abwärtsbewegung wird zwischen dem Rohrkontakt 5 und Kontaktstift i- -ate^ Hilfselektroden ein Lichtbogen in der Flüssigkeit gezogen, der diese zum Verdampfen bringt. Der in dem Raum über dem Becher 4 sich ansammelnde Dampf wirkt, da er entgegengesetzt zu der Richtung der Schaltbewegung abströmt, beschleunigend auf die Schaltbewegung. Der Bolzen 7 kommt alsdann auf der unteren Seite des Schlitzes 9 zur Anlage und nimmt nun den Kontaktstift 1 mit, wobei der Strom zwischen den Kontakten 1 und 2 unterbrochen wird und die Unterbrechungsstelle durch den Flüssigkeitsdampf beblasen wird. Der in der Flüssigkeit zwischen den Hilfselektroden 5 und ι gezogene Lichtbogen unterhalt die Verdampfung der Flüssigkeit, bis der Lichtbogen ao zwischen den Unterbrecherkontakten 1 und 2 gelöscht ist, um in diesem Augenblick gleichfalls zu erlöschen. Der Hilfslichtbogen zwischen den Elektroden 1 und 5 ist mit dem Hauptlichtbogen zwischen den Kontakten 1 und 2 hintereinandergeschaltet. Zur Abführung der etwas seitlich aus dem Becher 4 austretenden Flüssigkeit kann der Isolierzylinder 10, in dem sich der Becher 4 gleitend bewegt, nach unten verlängert sein und in einenTrichter endigen, aus welchem bei 15 die überschüssige Flüssigkeit abgeleitet wird, so daß der Flüssigkeitsstand in dem Becher 4 in eindeutiger Beziehung zu der durch den Kanal 12 zugeführten Flüssigkeitsmenge steht. Bei der Einschaltbewegung wird zunächst der Kontakt zwischen den Elektroden 1 und 5 hergestellt, so daß die Einschaltung zwischen den Hauptkontakten 1 und 2 erfolgt. Der Festhaltemechanismus des Isolierstabes 3 ist in der Zeichnung nicht dargestellt.

Während in Abb. 1 der Verdampferlichtbogen an Hilfskontakten gezogen wird, an denen ein dauernder Stromübergang stattfindet, ist bei der Ausführungsform nach Abb. 2 die Anordnung so getroffen, daß die zur Dampferzeugung dienenden Elektroden durch Parallelkontakte, die bei eingeschaltetem Schalter zur Stromübertragung dienen, überbrückt sind. Der Isolierzylinder 11 trägt, go wie oben beschrieben, die Düse 2, die einen Kanal 12 zur Flüssigkeitszuführung besitzt. An der Düse 2 ist der Isolierzylinder 10 befestigt. Am Stromzuführungsrohr 6 ist der Becher 4 befestigt, der eine nach oben erweiterte Form besitzt und am Boden das Kontaktstück 5 trägt. Um dieses Kontaktstück 5 greift der Rohrkontakt 17 des Schaltstiftes 1, der durch den Isolierstab 3 für sich gehalten wird. Der Kontaktstift 1 besitzt eine Endigung 16 aus schwer verdampfendem Material. Mit ihm ist über die Rippen 19 ein Kontaktring 18 verbunden, dessen Gegenkontakt der obere Teil des Bechers 4 bildet.

Zur Ausschaltung wird zunächst der Becher 4 mit der zu verdampfenden Flüssig- 6g keit gefüllt und dann mittels des Stromzuführungsrohres 6 nach unten bewegt, während das Kontaktstück 1 mit dem Kontaktring 18 und dem Rohrkontakt 17 durch den Isolierstab 3 in der gezeichneten Stellung gehalten wird. Im Verlauf der Ausschaltbewegung wird zunächst zwischen den Teilen 4 und 18 unterbrochen, wobei dann der Strom die Teile 6, 4, 5, 17, 1 und 2 der Reihe nach durchfließt. · Im weiteren Verlauf der Ausschaltbewegung wird auch zwischen den Hilfselektroden 5 und 17 unterbrochen, wobei in der Flüssigkeit ein Lichtbogen gezogen wird, der die Flüssigkeit zum Verdampfen bringt und den Raum über dem Becher 4 mit Flüssigkeitsdampf füllt. Nun kommt der Boden des Bechers 4 an der Verdickung des Isolierstabes 3 zur Anlage und nimmt auch den Kontakt 1 mit, wobei der Trennabstand zwischen den Hilfselektroden 5 und 17 während der ganzen Ausschaltbewegung konstant gehalten wird. Schließlich wird zwischen den Hauptkontakten 1 und 2 unterbrochen und der dort entstehende Lichtbogen durch den durch die Düse 2 hindurchexpandierenden Flüssigkeitsdampf gelöscht. Mit dem Erlöschen des Unterbrechungslichtbogens zwischen den Kontakten 1 und 2 erlischt auch der Verdampferlichtbogen zwischen den Verdampferelektroden 5 und 17. An dem Ringkontakt 18 und dem Becher 4 entsteht bei der Unterbrechung kein Lichtbogen, so daß der Kontakt nicht durch Schmorstellen u. dgl. beeinträchtigt wird. Der Rohrkontakt 17 und das Kontaktstück 5 sind im eingeschalteten Zustand an der Stromübertragung von dem Rohr 6 nach dem Kontaktstück 1 nur wenig beteiligt. Auch hier kann in die Flüssigkeitszuleitung 12 nach dem Becher 4 ein Rückschlagventil angebracht werden; gegebenen- 10g falls kann man auch ein automatisches Ventil vorsehen, das die Flüssigkeitsmengen in Abhängigkeit vom Strom dosiert. Die Zuführung der Flüssigkeit selbst kann entweder mit eigenem Gefälle oder unter Druck aus Sammelbehältern geschehen, die entweder am Schalter oder für mehrere Schalter gemein- „ sam in der Schaltanlage angeordnet sind. Die Trennentfernung der Hilfselektroden und damit auch die Länge des Verdampferlichtbogens kann durch Verschiebung des Mitnehmeranschlages an der Stange 3 reguliert werden, so daß auch in dieser Hinsicht die Intensität der Verdampfung reguliert werden kann. Da der Verdampferlichtbogen dem Hauptunterbrechungsl ichtbogen vorgeschaltet ist, kann er auch als Dämpfungswiderstand

Claims (12)

im Hauptstromkreis benutzt werden. Auch in diesem Fall ist durch die Veränderung der Länge des Verdampferlichtbogens in gewissen Grenzen der Abschaltstrom regelbar. Um die Dampferzeugung zu vergrößern, ist es zweckmäßig, mehrere parallel zueinander geschaltete Hilfselektroden vorzusehen. In Abb. 3 ist eine Anordnung dargestellt, bei welcher der Verdampf er lichtbogen im Sekundärkreis eines vom Schalterstrom erregten Wandlers gezogen wird. Die Hülle 11 trägt die Düse 2, an welcher der Isolierzylinder io befestigt ist. Das Stromzuführungsstück ι ist auf einem Teil seiner Länge mit einem Isolierrohr 20 umkleidet, das an seinem unteren Ende mit einem Anschlag 27 versehen ist. Auf dem Isolierrohr 20 gleitet der Becher 4, der unten eine Konsole 26 besitzt, auf welcher ein Stromwandler 24 aufgebaut ist. Als Primärwicklung dient der vom Hauptstrom durchflossene Stiftkontakt 1. Die beiden Enden der Sekundärwicklung des Stromwandlers sind an Stifte 23 geführt, die isoliert durch Rohre 25 in den Becher 4 hineinragen. Ferner ist auf dem Isolierrohr 20 ein Ring 21 befestigt, der über Rippen 29 Kontaktstücke 22 trägt, die die Sekundärwicklung des Stromwandlers 24 in der eingeschalteten Stellung kurzschließen. Zur Ausschaltung wird durch den Kanal 12 der Düse 2 zunächst Verdampferflüssigkeit in abgeglichener Menge zugeführt und alsdann der Becher 4 mit dem Stromwandler 24 vermittels des Isolierrohres 28 nach unten bewegt. Dadurch wird zwischen den Kontakten 23 und 22 die Sekundärwicklung des Wandlers 24 unterbrochen; der dabei entstehende Lichtbogen verdampft die in dem Becher 4 vorhandene Flüssigkeit. Wenn nun die Konsole 26 an den Anschlag 27 zur Anlage kommt, so nimmt sie den Schaltstift 1 mit. Der zwischen den Hauptkontakten 1 und 2 gezogene Lichtbogen wird durch den ausströmenden Flüssigkeitsdampf gelöscht, wobei auch der Lichtbogen der Sekundärwicklung des Strom wandler s 24 zwischen 23 und 22 zum Erlöschen kommt. Die verdampfte Flüssigkeit wirkt vermöge des beim Abströmen entstehenden Rückstoßes außerdem noch beschleunigend auf die Ausschaltbewegung des Schaltstückes. Nach vollzogener Löschung des Unterbrechungslichtbogens zwischen den Hauptkontakten 1 und 2, welche das gleichzeitige Erlöschen des Verdampferlichtbogens zwischen 22 und 23 zur Folge hat, muß in dem Schaltraum noch so viel Gas bzw. Fliissigkeitsdampf vorhanden sein, daß eine Rückzündung von Düsenkontakt 2 nach Schaltstift 1 infolge des dort noch herrschenden Druckes nicht möglich ist. Bei Verschwinden dieses Dampfdruckes müssen die Elektroden sich schon so weit voneinander entfernt haben, daß eine Rückzündung nicht mehr möglich ist. Die Erhitzung der Flüssigkeit durch den Lichtbogen hat auch zur Folge, daß nach Erlöschen des Lichtbogens eine Nachverdampfung der Flüssigkeit erfolgt. Bei allen vorbeschriebenen Anordnungen werden zweckmäßig Einrichtungen vorgesehen, die eine Betätigung des Schalters verhindern, wenn keine oder nur ungenügende Flüssigkeitsfüllung des Verdampferraumes stattgefunden hat. Ebenso ist Vorsorge zu treffen, daß die Unterbrechung am Hauptkontakt erst dann erfolgt, wenn bereits eine genügende Menge Flüssigkeit verdampft worden ist. Die Verriegelung des Schalters in Abhängigkeit von dem Füllungsgrad des Flüssigkeitsbehälters kann in verschiedener Weise erfolgen. So kann z. B., wenn leitende Flüssigkeit verwendet wird, durch den Flüssigkeitsspiegel ein oder mehrere Kontakte kurzgeschlossen werden, die im Stromkreis einer Entriegelungsspule liegen. Auch Schwimmer lassen sich zum Anzeigen des Füllungszustandes verwenden; gegebenenfalls kann durch diese Schwimmer die Auslösung des Schalters erfolgen. Auch an dem Einlaßventil für die Flüssigkeit können Vorrichtungen angebracht werden, die das Ausschalten erst dann gestatten, wenn eine bestimmte einstellbare Flüssigkeit durch das Ventil hindurchgeflossen ist. Zur Sicherung einer schnellen Dampferzeugung kann der Flüssigkeitsbehälter auch durch die Stromwärme des Schalters vorgewärmt werden. Dies wird besonders dann der Fall sein, wenn ein metallener Flüssigkeitsbehälter Verwendung findet. Ein anderer Weg, die Betätigung des Schal- »oo ters von der vorhandenen Flüssigkeitsmenge abhängig zu machen, ist der, daß man den erzeugten Flüssigkeitsdampf dazu verwendet, die Verriegelung des Schaltstückes zu lösen. l05 Patentansprüche:

1. Schalter mit Lichtbogenlöschung durch ein strömendes, dampfförmiges Medium, das in einem Schnellverdampfer durch einen zwischen Hilfselektroden gezogenen Lichtbogen erzeugt wird, nach Patent 530 710, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnellverdampfer in den Schalter eingebaut und mit dem bewegten Schaltstück des Schalters gemeinsam beweglich angeordnet ist.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Dampf erzeugenden Hilfselektroden im Schalterstromkreis liegen und mit den Stromunterbrecherkontakten (1, 2) des Schalters in Reihe geschaltet sind.

3· Schalter nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Dampf erzeugenden Hilfselektroden bei eingeschaltetem Schalter leitend überbrückt (kurzgeschlossen) sind.

4. Schalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die den Dampf erzeugenden Hilfselektroden (22) im Sekundärkreis eines vom Schalterstrom erregten Wandlers (24) angeordnet sind.

5. Schalter nach Anspruch 1 bis 4, dessen feststehender Kontakt als ringförmige, den bewegten Gegenkontakt umhüllende Düse ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnellverdampfer (4) mit seiner Dampfausströmöffnung konzentrisch um das bewegliche Schaltstück (1) angeordnet ist.

6. Schalter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände des metallenen Verdampferraumes selbst eine der den Dampf erzeugenden Hilfselektroden bilden.

7. Schalter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnellverdampfer in einer besonderen Isolierhülle

(10) angeordnet ist, die den Dampf zur Stromunterbrechungsstelle führt.

8. Schalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierhülle derart ausgebildet ist, daß sich der Schnellverdarnpfer nach dem ersten Teil seines Hubes aus der Hülle herausbewegt.

9. Schalter nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmöffnungen des Schnellverdampfers so angeordnet sind, daß die Ausströmrichtung des Dampfes der Bewegungsrichtung des Schnellverdampfers entgegengesetzt ist.

10. Schalter nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere parallel geschaltete dampferzeugende Hilfselektroden angeordnet sind.

11. Schalter nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennentfernung der dampferzeugenden Elektroden regelbar ist.

12. Schalter nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampferzeugung bereits vor der Trennung der Stromunterbrecherkontakte eingeleitet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen