DE579295C

DE579295C - Elektrischer Wechselstromunterbrecher

Info

Publication number: DE579295C
Application number: DEB130785D
Authority: DE
Original assignee: Electr & Allied Ind Res Ass
Current assignee: Electr & Allied Ind Res Ass
Priority date: 1926-04-10
Filing date: 1927-04-10
Publication date: 1933-06-23
Also published as: FR636699A; GB278764A; US1928470A

Description

Bur. Ind. tigendom
19 JUL-1933

Die Erfindung bezieht sich auf Stromunterbrecher und ist insbesondere, wenn auch nicht ausschließlich, geeignet für Stromkreise, in denen starke Hochspannungsströme von beiläufig 10 000 K. V. A. und aufwärts fließen.

Der allgemeine Gegenstand der Erfindung ist es, Vorrichtungen der vorerwähnten Art dahin zu verbessern, daß der bei der Unteγιο brechung entstehende Lichtbogen so schnell als möglich und mit einem Minimum von Energieaufwand im Lichtbogen ausgelöscht wird.

Es leuchtet ein, daß einer derjenigen Gets Sichtspunkte, die beim Entwurf von Stromunterbrechern berücksichtigt werden müssen, das Vorhandensein von heißen Gasen ist, die in der Nachbarschaft des Fußpunktes des Lichtbogens sich ansammeln und dort verbleiben und dadurch, daß sie die Abkühlung des Kontaktes oder der Elektrode verhindern, dem schnellen Abreißen des Lichtbogens entgegenwirken. Gegenstand der Erfindung ist es unter anderem, diese heißen Gase schnell zu beseitigen und doch die Verlängerung, die der Lichtbogen beim Löschen über denjenigen Abstand hinaus erfährt, bis zu dein die Kontakte auseinandenveichcn, soviel wie möglich zu verkleinern.

Ausdrücklich bemerkt sei, daß schon vorgeschlagen worden ist, röhrenförmige, innen hohle Unterbrecherkontakte zu verwenden und durch sie die heißen, vom Lichtbogen erzeugten Gase abzusaugen, und daß es auch bekannt ist, derartige Kontakte mit einem gasdichten Gehäuse zu umschließen und dieses mit Druckgas zu füllen, bevor sich die hohlen Unterbrecherkontakte voneinander trennen.

Gegenstand der Erfindung ist zunächst ein elektrischer Stromunterbrecher für Wechselstrom, bei dem eine der beiden Elektroden derart hohl ausgebildet ist, daß sie einen Kanal für den Durchgang von Gasen bildet und der Lichtbogen durch das sehr schnelle Entweichen bzw. die Entfernung der heißen Gase aus der Nachbarschaft des Fußpunktes und des Lichtbogenweges an dem Durchgang entlang gelöscht wird. Erfindungsgemäß ist der Querschnitt des Gaskanals in bezug auf den Querschnitt des bei Höchststrom zwischen den Elektroden sich bildenden Lichtbogens so bemessen, daß derjenige Teil des Lichtbogens, der sich etwa in das Innere des Kanals hinein verlängert, durch die Kanal wandung kurzgeschlossen wird, so daß der Fußpunkt des Lichtbogens im wesentlichen an der Kon takt fläche der Elektrode

verbleibt. Der Zweck einer derartigen Bemessung des Gaskanals ist, die Verlängerung des Lichtbogens im Durchgang über dasjenige Maß hinaus, das bestimmt wird durch die Entfernung der Elektroden voneinander, so gering wie möglich zu machen.

Die erwähnte Kurzschließung eines Teils des Lichtbogens beruht auf dem Umstand, daß die Wandung des Durchganges oder der ίο Teil desselben, der durch die Elektrode selbst gebildet wird, im wesentlichen eine Äquipotential oberfläche darstellt, die den Teil des Lichtbogens kurzschließt, der zwischen seinem Fußpunkt und einem anderen Punkt des Lichtbogens selbst liegt, der etwa mit der Oberfläche in Berührung tritt. Der Querschnitt des Gaskanals ist in bezug auf den Querschnitt des Lichtbogens so gewählt, daß nicht nur die Schleifenbildung des Lichtao bogens verhindert ist, sondern daß auch jedem Bestreben des Fußpunktes, in den Durchgang· einzutreten, dadurch begegnet wird, daß derjenige Teil des Lichtbogens, der in den Durchgang eintritt, durch diesen kurzgeschlossen wird,- und daß der Fußpunkt bis zu dem Punkt seiner anfänglichen Entstehung an der Mündung des Durchganges oder doch nahe an diese Stelle zurückgedrängt wird.

Die besten Ergebnisse werden erzielt,-wenn der Durchgang so bemessen und angeordnet ist, daß keine irgendwie erhebliche Druckerhöhung entsteht, die der Entweichung der heißen Gase nach Bildung des Lichtbogens entgegenwirken könnte.

Weiter bezieht sich die Erfindung darauf, bei einem Schalter, vorzugsweise einem solchen, wie er vorstehend beschrieben ist, über die eine Elektrode hinweg in und durch einen Kanal in der anderen Elektrode einen fließenden Strom von Gas oder von Gasen, z. B. Wasserstoff oder Luft, oder ein inertes Gas, wie Argon, Stickstoff, Helium o. dgl., zu leiten und erfindungsgemäß Führungsvorrichtungen für den Gasstrom vorzusehen, derart, daß der Lichtbogen durch den Gasstrom daran gehindert wird, von der Einmündung der Hohlelektrode auf deren Außenfläche überzuspringen.

Die Erfindung umfaßt weiter einen elektrischen Stromunterbrecher der ' erwähnten Art, bei dem Vorsorge dafür getroffen ist, daß die Stromunterbrechuugskontakte nur in einen solchen und keinen größeren Abstand voneinander kommen, als nachstehend dargelegt wird, und in diese Unterbrechungsstellung mit einer nicht geringeren Gescliwindig-. keit übergehen, als ebenfalls weiter unten festgelegt werden wird.

In den Zeichnungen sind als Ausführungsbeispiel zwei Ausführungsformen von Stromunterbrechern nach der Erfindung dargestellt, die dem Sachverständigen zeigen, worauf es ankommt. In diesen Zeichnungen ist Abb. 1 eine Seitenansicht, hauptsächlich im Schnitt gezeichnet, von dem oberen Teil einer Ausführungsform eines Stromunterbrechers nach der Erfindung, während Abb, 2 eine ebenfalls hauptsächlich im Schnitt gezeichnete Seitenansicht des oberen Teils einer weiteren Ausführungsform zeigt.

In der Ausführungsforrn der Abb. 1 liegen ' die Kontakte 10, 12 in einem zylindrischen gasdichten Gehäuse 14, das mit einer Innenbelegung 16 aus Quarz oder einer ähnlichen Masse versehen sein kann, wie angedeutet. Das obere Ende des Behälters 14 hat einen Flansch und ist an diesem durch einen Deckel 18 verschlossen, der aus irgendeinem geeigneten Isolationsmaterial besteht, auf dem Flansch sitzt und an diesem festgehalten wird durch Bolzen 20, die durch den Flansch und den Deckel gehen und mit den zugehörigen Muttern über einen Ring 22 greifen. Die Innenbelegung 16 des Behälters ist am oberen Ende ergänzt durch einen Ring 17 aus Quarz o. dgl., der zwischen der Behälterwand und einem muftenähnlichen Stück 13 angebracht ist, an dem die Elektrode 12 befestigt ist. Durch Dichtungsscheiben 19 aus Asbest oder einem sonst geeigneten Stoff ist der Ring 17 gegenüber der Innenbelegung τ6 einerseits und dem Deckel 18 andererseits abgedichtet. Dieser Deckel hat in seinem mittleren Teil eine Bohrung, durch die das untere Ende 24 eines Luftabzugsrohres 26 geht. Dieses legt sich mit dem unteren Ende in einen entsprechenden Ausschnitt des muffenähnlichen Stückes 13 ein. Das erwähnte Rohr 26 und das Stück 13 sind an dem Deckel 18 durch Schraubenbolzen 28 befestigt, die mit Gewinde in den Teil 13 eingreifen, durch den Deckel 18 hindurchgehen und über ihm mit Muttern auf einem Flansch 30 des Rohres 26 festgehalten werden. Da das Rohr 26 aus Metall besteht, zweckmäßig Kupfer, und sich in elektrischem Kontakt mit dem Stück 13 befindet, so kann die eine Zuleitung des Stromkreises, in den der Unterbrecher eingeschaltet werden soll, an irgendeinen passenden Teil des Rohres angeschlossen werden, ebensogut aber auch an irgendeinen anderen Teil der Vorrichtung, die in leitender Verbindung mit dem Rohr steht.

Das Luftabzugsrohr 26 hat an seinem oberen Ende eine Ventilkammer 32, die an dem Rohr mit Bolzen und Muttern 34 befestigt ist. In gewissen Fällen kann es erforderlich oder erwünscht sein, das Litftabzugsrohr an einer geeigneten Stelle mit einer Schutzvorrichtung zu versehen, die Metalltropfen, die von den Elektroden abspritzen könnten, von der Yentilkanimer oder dem Ventil abhält.

Eine solche Schutzvorrichtung kann die Form eines Metallbandes haben, das in eine flache Spirale gewunden und in das Rohr eingeschoben ist.

Die Ventile 36 werden, wenn der Schalter geschlossen ist, durch einen Kniehebel 40 auf ihren Sitz 38 gedrückt, auf den eine Stange 42 wirkt. Die Stange 42 kann durch beliebige geeignete Mittel betätigt werden; in der dar-

xo gestellten Ausführungsform geschieht das durch Vermittlung eines zweiten Kniehebels 44. Die Ventile sind mit Federn 46 versehen. Außerdem wirkt auf sie, ebenfalls im Sinne der öffnung, eine Feder 48, die gegen die Stange 42 drückt. So erfolgt die Ventilöffnung sehr schnell, sobald das Kniegelenk über den toten Punkt geht.

Die Ventilkammer ist aus zwei durch Bolzen zusammengehaltenen Teilkammern gebildet, auf deren einer Seite sich ein Gehäuse 50 befindet, in dem der zweiterwähnte Kniehebel 44 mit Zubehör untergebracht ist. Die Stange 42, die mit einem Hebel des Kniegelenks 44 verbunden ist, geht durch eine Stopfbuchse 52; der zweite Hebel dieses Kniegelenks ist mit einer kurzen Stange 54 verbunden, die im Gehäuse 50 geführt ist und mittels einer Schraube56 eingestellt werden kann.

An das obere Ende des Ventilgehäuses ist ein Verlängerungsrohr 58 angeschlossen, dessen oberes Ende sich bei 60 trichterförmig erweitert. Wenn erforderlich, kann dieser Trichter innen wieder mit einem Metallschirm versehen werden wie das Innere des Rohres 26, der z. B. aus Metallfaden bestehen kann, die von der Achse des Trichters aus sich radial nach den Seiten erstrecken und die' ausströmenden Gase kühlen.

Die obere Elektrode 12 besteht aus mehreren sektorartigen Abschnitten 23, im Ausfühntngsbeispiel deren vier, die durch darumgelegte Spiralfedern 64 nachgiebig zusammengehalten werden. Diese Abschnitte werden auf dem Teil 13 beweglich durch einen Ring 116 gehalten, der in 13 eingeschraubt ist und in Nuten der federnd zusammengehaltenen Abschnitte eingreift. Zur Erleichterung des Zusammenbaus ist der Ring 116 zweiteilig ausgeführt. Eine gut leitende Verbindung zwischen den einzelnen Abschnitten 23 und dem Teil 13 wird durch eine Verbindung ti8 hergestellt, .die an den sektorartigen Abschnitten festgelegt und gegen den Teil 13 durch den Ring 1x6 gedrückt wird. Zwischen 13 und diesen Verbindungsleitungen ist eine Unterlegscheibe gebracht.

Die untere Elektrode 10, die im dargestellten Ausführungsbeispiel der bewegte Kontakt ist, besteht aus einem zylindrischen Körper, der oben abgerundet ist und unter Überwindung eines geringen Widerstandes zwischen die sektorförmigen Abschnitte 23 eintreten kann, indem er diese leicht auseinanderdrückt. Der Stromkreis wird dadurch geschlossen. Die innere Unterkante 15 der Kontaktoberfläche der Abschnitte 23 ist ebenfalls abgerundet, was das Eintreten des Kolbens erleichtert. Die Antriebsstange 66 der unteren beweglichen Elektrode 10 geht durch eine nicht dargestellte Stopfbuchse in einem Deckel, der den Behälter 14 unten abschließt. Die Antriebsstange ist ein guter elektrischer Leiter, der durch eine Ouerstange Gy an die ebenfalls nicht dargestellte Zuleitung angeschlossen ist. Der Deckel und die zu ihm gehörigen Teile können ähnlich ausgeführt werden wie die vorerwähnten Teile 17, 18, 19 und 22, die den oberen Deckel des Gehäuses 14 bilden, so daß die erwähnte Stopfbuchse an die Stelle des Gliedes 13 am oberen. Deckel tritt. An geeigneter Stelle des Gehäuses 14 ist eine Eintrittsstelle für das Gas vorgesehen, das zum Auslöschen des Lichtbogens verwendet werden soll. Rr-

Die Stange 66 ist durch geeignete Verbindungsglieder, zu denen eine Stange 68 gehört, mit dem vorerwähnten Kniegelenk 44 verbunden, von dem aus die Ventile 36 gesteuert werden. Diese Stange 68 besteht, wie bei 69 go dargestellt, aus zwei elektrisch gegeneinander isolierten Teilen und ist an ihrem oberen Ende abgeflacht und hier mit zwei Anschlagstiften 70 und 72 versehen, die das Kniegelenk 44 in ' und außer Stellung bringen, wenn die Stange 68 sich in der Längsrichtung verschiebt.

Abb. ι zeigt den Schalter in geschlossener Stellung, d. h. in derjenigen, in der die Elektroden 10 und 12 in Kontakt miteinander und die Ventile 36 auf ihren Sitz niedergedrückt sind. Dadurch ist der Auslaß aus dem Behälter 14 geschlossen, und dieser steht demnach unter Gasdruck. Wird der Schalter geöffnet, so wird das Kniegelenk 44 gleich nach dem Beginn der Abwärtsbewegung des Kontaktes 10 aus der Totpunktstellung durch Anschlagen des Stiftes 72 an das Gelenk herausgebracht; die Federn 46 und 48 bewirken eine schnelle Vollöffnung der Ventile 36. Demgemäß fließt das im Behälter 14 unter Druck no stehende Gas durch das Rohr 25 in den Kontakt 12, den Teil 13, das Abblasrohr 26, die Ventilkammer 32 und das Rohr 58, von wo es durch den Trichter 60 entweicht. Hierbei strömt das Gas über die Oberflächen der Elektroden innerhalb der Sektoren 12, die in diesem Augenblick durch den Zylinderkontakt 10 noch etwas auseinandergedrückt sind. Wenn nun der Kontakt 10 aus dem durch die Sektoren 23 gebildeten Gegenkontakt χ2 heraustritt und dadurch den Strom unterbricht, so wird der zwischen den Kontakten gebildete

Lichtbogen durch den Gasstrom sehr schnell abgekühlt und ausgelöscht, zumal der Gasstrom in diesem Augenblick die dazu erforderliche Geschwindigkeit erreicht hat. Um diejenigen Teile des Unterbrechers, die jenseits der Unterbrechungsstelle liegen, nach Auslöschung des Lichtbogens mit Sicherheit zu isolieren und die etwaige Wiederbildung eines Lichtbogens zu verhindern, kann eine ίο in Reihe mit der ersten liegende Unterbrechungsstelle unter Öl oder einer anderen geeigneten Isolierflüssigkeit vorgesehen werden, die nicht mit dargestellt ist und die in Tätigkeit tritt, wenn der Lichtbogen ausgelöscht ist und zweckmäßig, bevor der Gasstrom seine Geschwindigkeit verloren hat. Das kann durch bekannte Mittel erreicht werden, z. B. durch eine Schaltklinke, die durch eine in Reihe mit dem zu unterbrechenden Strom geschaltete Spule so lange eingerückt gehalten w⁷ird, bis der Strom unterbrochen wird und •dann die Unterbrechungsstelle unter Zuhilfenahme von Federdruck öffnet.

Nach völliger Ausschaltung schließt ein nicht mit dargestelltes Ventil, das durch irgendeinen beweglichen Teil des Schalters angetrieben wird, und zwar unter Einschaltung einer geeigneten Verzögerungsvorrichtung, den Zustrom des Gases in den Behälter 14 ab.

Beim Schließen des Stromkreises befinden sich die Ventile zunächst in der Offenstellung. Alsdann wird, wenn, wie vorstehend erwähnt,. noch eine zweite Unterbrechungsstelle vorgesehen ist, durch die Antriebsvorrichtung des Hauptschalters, entweder mechanisch oder magnetisch, zunächst diese Hjlfsunterbrechungsstelle geschlossen. Das Ventil, das den Eintritt des Druckgases in den Behälter 14 steuert,' muß geöffnet werden, bevor die Kontakte 10 und 12 miteinander in Berührung kommen, so daß Gas in den Behälter 14 eintritt und, da die Ventile 36 noch offen stehen, durch das Rohr 26 usw. entweicht. Wenn die Hilfsimterbrechungsstelle geschlossen ist, so kommt der Hauptkontakt 10 in Verbindung mit dem Gegenkontakt 12, und der Stromkreis wird dadurch hergestellt, worauf dann der Stift 70 auf dem abgeflachten Ende der Stange 68 das Kniegelenk 44 in Totpunktlage bringt und dadurch die Ventile 36 schließt, so daß das Gas nicht weiter ausströmt.

Versuche haben ergeben, daß mit einem Schalter, wie er in Abb. 1 dargestellt ist, also ohne eine zweite Hilfsunterbrechungsstelle, bei Verwendung von Wasserstoff als Löschgas bei 4 Atm. Druck und einem Gasverbrauch von 6000 cbZolI in der Sekunde (9,8311 cbm) mit der Dichtigkeit 4 die Stromunterbrechung regelmäßig vor Ablauf einer Periode beendet werden konnte, und daß hierbei im Lichtbogen nur ungefähr ¹I₆ der Energie frei wurde, die unter denselben Stromverhältnissen bei einem gewöhnlichen Schalter in Öl frei würde, dessen Kontakte mit derselben Geschwindigkeit wie die des A^ersuchsschalters auseinandergerissen werden, nämlich mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 175 cm in der Sekunde. Ein Schalter der erwähnten Art mit einer Unterbrechungsstelle war imstande, einen Strom von über 25 000K.V.A. bei 6600 Volt zu unterbrechen, so daß sechs derartige Schalter, die sechs Unterbrechungsstellen, eines doppelpoligen Dreifachschalters haben, für Ströme von über 150 000 K. V. A. bei beiläufig 22 000 Volt und noch mehr brauchbar wären.

In Abb. i, in der die Teile 10, 12 und 13 und der Durchmesser des Teils 14 ungefähr im richtigen Größenverhältnis zueinander dargestellt sind, beträgt der Durchmesser des Kontaktes 10, der als aus Kupfer bestehend angenommen ist, ungefähr ⁷/s Zoll (22,22mm). Es mag darauf hingewiesen werden, daß die Ventile 36, obgleich sie in elektrischer Verbindung mit dem Kontakt 12 stehen, so angebracht sind, daß an ihnen kein Oberflächenteil besteht, von dem aus etwa sich ein Lichtbogen bilden könnte.

Die dargestellte Ausführungsform könnte dahin abgeändert werden, daß die Ventilkammer seitlich von dem Gehäuse liegt, so dall ihre beiden Achsen ungefähr parallel laufen. Die Ventile werden durch einen Kniehebel gesteuert, der wieder angetrieben wird von einer Stange, die ihrerseits von einem zweiten Kniehebel bewegt wird, alles ganz ähnlich wie in Abb. 1. jedoch wird hier der zweite Kniehebel, .der im Gehäuse angeordnet ist, ein- und ausgerückt durch Stifte, die sich immittelbar auf der Antriebsstange des unteren Kontaktes befinden. Die Ventilkammer und das Gehäuse sind an ihrem unteren Ende durch ein U-förmiges Rohr miteinander verbunden, das Gas tritt am oberen Ende der Ventilkammer ein und fließt durch dieses LJ-förmige Rohr in das Gehäuse. Aus dem Behälter strömt das Gas aus, nachdem es durch den Kanal in der oberen Elektrode und durch die Teile geflossen ist, die wie diejenigen 26, 58 und 60 in Abb. τ ausgeführt sind. Die von dem zweiten Kniehebel aus angetriebene Stange· tritt durch eine Stopfbuchse vom Gehäuse in die Ventilkammer ein. Die Antriebsstange des unteren Kontaktes, die aus einer zum Teil oder völlig in einer Isolierhülle aus Fiber o. dgl. eingebetteten Metallstange bestehen kann, wird in der Unterbrechungsrichtung der Kontakte durch eine Spiralfeder bewegt, die die Stange umgibt, und in der Scliließrichtung durch einen Elektromagnet, der im Gehäuse untergebracht ist und bei-

spielsweise von einem Hilfsstrom erregt wird. Die Magnetwicklung umgibt die Antriebsstange und wirkt auf einen diese umgebenden hülsenartigen Anker. Das untere Ende der Antriebsstange für den unteren Kontakt geht durch eine Stopfbuchse im unteren Teil des U-förmigen Verbindungsrohrs und tritt hier in einen Behälter ein, der im unteren Teil des Apparates angeordnet ist. In diesem Behäl-

ter, der ein hochwertiges Dielektrikum, wie (M, enthält, ist ein Unterbrecher untergebracht, der geöffnet oder geschlossen wird durch die Bewegungen der Antriebsstange, die diese zur Herstellung und zur Unterbrechung des Stromkreises an den Kontakten 10 und 12 ausführt. Die Stange selbst oder ein an ihr befestigter Kontakt kann einen der Kontakte dieses Unterbrechers darstellen, der in Reihe geschaltet ist mit den Kontakten 10 und r 2. Die Wirkungsweise dieser abgeänderten Ausführungsform Jn bezug auf die Auslöschung des Lichtbogens an den Kontakten 10 und ta ist dieselbe wie bei der Ausführungsform nach Abb. 1. Der obenerwähnte Serienschalter ist so angeordnet, daß er erst geöffnet wird, nachdem der Lichtbogen an flen Kontakten gelöscht ist und bevor die Geschwindigkeit des Gasstroms eine gewisse Grenze unterschritten ist, und daß er beim Schließen des Schalters schließt, bevor die Kontakte ro und 12 in Berührung miteinander gekommen sind. Diese Ausführungsform zeigt beispielsweise Mittel, durch die der eine Kontakt von dem anderen isoliert werden kann, um eine Wiederentstehung des Lichtbogens zu verhindern, nämlich die Verwendung eines guten Dielektrikums, wie Öl. In der Ausführungsform der Abb. 2 befindet sich der Unterbrecher in einem gasdichten Gehäuse 100, in dessen oberem Ende ein Körper 102 aus Porzellan oder einem anderen geeigneten Isolationsmaterial untergebracht ist. Er wird getragen von einem metallenen Ring 104, der durch Bolzen mit dem Behäl-

*5 ter too verbunden und in einen Ausschnitt des Isolierkörpers 102 eingekittet ist. Der Isolierkörper 102 wieder trägt einen geflanschten, muffenartigen Teil 105, der an dem Isolierkörper durch Bolzen 106 befestigt ist, die ihrerseits in den Isolierkörper eingekittet sind. Auf diesem Teil 105 ist ein Luftauslaßrohr 10S befestigt, das am oberen Ende wieder mit einem trichterförmigen Mundstück r ι ο versehen ist, ähnlich dem Trichter 60 nach Abb. 1. Eine Haube 111 aus einem geeigneten Isoliermaterial deckt den oberen Teil des Apparates ab, an dem sie auf beliebige Art befestigt ist. Diese Haube, die bis über das obere Ende des Mundstückes 11 ο hinaus-

Go ragt, hat oben eine Öffnung 113, die dem Gas den Austritt gestattet, und weiter ein Loch 115, durch das eine an den Teil 105 angeschlossene, elektrische Leitung 117 eingeführt ist. Her Teil 105 trägt den oberen Unterbrecherkontakt 12, der ähnlich ausgeführt und auf ähnliche Art befestigt ist wie der Kontakt 12 der Abb. 1.

Der untere Unterbrecherkontakt 10 sitzt auf dem oberen Ende einer Stange 124, die in einer Metallbüchse 126 verschiebbar geführt ist. Diese Büchse 126 ist in einem Isolierstück 128 angeordnet. Dieses Isolierstück ist mit Ansätzen 130 auf Ansätzen 132 des Gehäuses 100 befestigt bzw. aufgeschraubt. Es besteht aus einem Teil 128 und einem auf diesen aufgeschraubten zweiten Teil 134.

In der Xähe der Kontakte ist das Gehäuse 100 mit einer Zwischenwand versehen; beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist es eine dreifache Wand, die aus zwei Lagen 136 aus Quarz und einer dazwischen befindlichen Lage 138 aus Asbest besteht. Am oberen Ende des Gehäuses schließt sich an diese Zwischenwand ein Quarzring 140 an, der gegenüber der Oberkante der Zwischenwand sowohl als auch gegenüber dem Flansch des Stückes 105 durch eine Packung abgedichtet ist. Der obere Teil des Isolierstückes 128 ist mit einer Schutzwand 144 aus Quarz versehen, die etwa herabfallende Tropfen aus geschmolzenem Metall auffängt und abführt. Solche Metalltropfen sammeln sich dann im unteren Teil des Gehäuses in einer Vertiefung 169, ■ so daß sie den Gang des nunmehr zu beschreibenden Ventils nicht stören können.

Dieses Ventil befindet sich in einer Ventilkammer 146, die im Grunde des Behälters 100 vorgesehen ist. Der Ventilsitz 148 ist im oberen Teil dieser Ventilkammer befestigt und mit Sitzflächen 150 und 151 aus Leder oder derartigem Material versehen. Der Ventilkörper 152 sitzt auf einer Stange 124, deren oberes Ende den Unterbrecherkontakt 10 trägt. Die Verbindung zwischen dem Ventil und der Stange ist durch eine Büchse 154 aus Isoliermaterial hergestellt, die fest zwischen die Stange und den Ventilkörper eingedrückt ist, und zwar mit Hilfe einer Mutter 156 und Unterlegscheiben 158 und 160 sowie einer Scheibe 162, die fest auf der no Stange sitzt. Zweckmäßig besteht die Unterlegscheibe 160 auch aus Isoliermaterial. Eine Unterlegscheibe 164 aus Leder o. dgl. liegt zwischen dem Ventilkörper 152 und einem Kopf 166 auf der vorerwähnten Büchse 154, wodurch eine gasdichte Verbindung hergestellt ist; zu demselben Zweck liegt eine ähnliche Unterlegscheibe i68 zwischen dem Ventilkörper 152 und dem Hals 160. Der Ventilkörper besteht aus konstruktiven Gründen aus zwei Teilen, die durch die Alutter 15t) zusammengepreßt werden, wobei diese

Mutter durch die Unterlegscheiben 158, 160 und 164 gegen den Hals 162 wirkt. Unterlegscheiben 170 aus Leder o. dgl. wirken als Abdichtung zwischen den beiden Teilen des Ventilkörpers. Ein Zylinder 171, zweckmäßig, aus Holz oder einem anderen leichten Stoff, wird von den beiden Teilen des Ventilkörpers 152 gehalten und ist an seiner äußeren Oberfläche so gestaltet, daß diese in der Stromlinie des Gases liegt, um einen ungehinderten Gasdurchfluß zu sichern. Der Ventilkörper 152 und die zugehörigen Ventilsitze sind gegen den Stromkreis, in dem der Lichtbogen besteht, elektrisch isoliert. Abb. 2 zeigt die Stellung, die die Teile einnehmen, wenn die Elektrode 10 bei ihrer Trennungsbewegung von der Elektrode 12 in den zweckmäßigen Abstand, wie nachstehend noch erläutert wird, angelangt ist. In der Ausführungsform nach Abb. 2 bleibt die Elektrode 10 in der Stellung, in der sie gezeichnet ist, nämlich in dem zweckmäßigen Abstand, und setzt dann ihre Abwärtsbewegung so lange fort, bis das Ventil 152 sich auf den oberen Sitz 148 aufgesetzt hat.

Es seien nun die Kontakte in derjenigen Stellung betrachtet, die sie nach Vollendung dieser Zusatzverschiebung einnehmen und in der das Ventil 152 auf seinen oberen Sitz niedergedrückt ist und das Innere des Gehäuses 100 unter Atmosphärendruck steht. Soll aus dieser Stellung heraus der Schalter geschlossen werden, so hebt die Stange 124, (lie an ihrem unteren Ende mit der nicht mit dargestellten Zuleitung verbunden ist, das Ventil 152 vom oberen Sitz ab und öffnet dem Gas einen Zutritt aus der Ventilkammer 146 in das Gehäuse 100, von wo es durch den Durchgang abströmt, der in dem Kontakt 12 und in dem Teil 105, 108 und 110 vorgesehen ist. Der Kontakt 10 kommt nun in Berührung mit dem Gegenkontakt 12 und schließt den Stromkreis. Hierbei werden die einzelnen Sektoren, aus denen der Kontakt 12 +5 besteht, leicht gespreizt. Schließlich wird dann das Ventil 152 mit seinem unteren Teil auf den unteren Ventilsitz gedrückt und so der weitere Gaszustrom zur Kammer 100 verhindert.

Beim öffnen des Stromkreises wird zunächst das Ventil vom unteren Sitz abgehoben und so der Zustrom von Gas bewirkt. λ Das Gas strömt durch die Schlitze zwischen den gespreizten Sektoren des Kontaktes Γ2 und weiter in die vorerwähnte Abströmungsleitung und verläßt schließlich den Schalter aus dem Mundstück 11 o. Es ist ersichtlich, daß beim Abwärtsgang des Kontaktes 10 vor der Trennung der Kontakte der Gaszustrom schon weit geöffnet ist. Wenn daher nun die Elektroden auseinanderweichen, so wird der sich bildende Lichtbogen von dem mit voller Geschwindigkeit fließenden Gasstrom sofort abgekühlt und ausgelöscht. Alsdann befindet sich der Kontakt 10 in der in Abb. 2 dargestellten Lage, wo er eine kurze Zeit stehenbleibt, um Sicherheit zu schaffen,, daß der Lichtbogen in dieser Stellung ausgelöscht wird. Diese Unterbrechung in der Bewegung kann durch einen Daumenantrieb bewirkt werden, eine Schaltklinke, die von einer in Reihe geschalteten Spule elektromagnetisch betrieben wird, oder durch andere geeignete Mittel hervorgebracht werden.

Die Dauer der Bewegungsunterbrechung, wenn diese nicht elektromagnetisch gesteuert wird, wobei dann die Bewegung so lange unterbrochen wird, bis der Strom ausgeschaltet ist, muß zweckmäßig wenigstens einer Periode der Wechselzahi der Leitungsanlage entsprechen, in der der Strom unterbrochen werden soll.

Nach der Bewegungspause setzt der Kontakt 10 dann seine Abwärtsbewegung so lange fort, bis· schließlich das Ventil 152 auf den oberen Sitz niedergedrückt und der Gaszufluß abgeschlossen ist. Die Ausführung des Ventils ist dabei so, daß von dem Augenblick an, der der Trennung der Kontakte unmittelbar vorhergeht, bis nach der Bewegungspause das go Ventil 152 den Gaskanal vollständig öffnet.

Anstatt die Zeitfolge der Bewegung der Teile so einzurichten, wie vorstehend dargelegt, also so, daß sichergestellt wird, daß vor de.r Entstehung des Lichtbogens der Gasstrom die zur schnellen Löschung erforderliche Geschwindigkeit erreicht hat, kann es in gewissen Fällen genügen, die Zeitfolge der Bewegung so einzurichten, daß die Gasgeschwindigkeit erreicht ist in oder vor dem Zeitpunkt der Vollendung einer halben Periode der Stromkurve nach Bildung des Lichtbogens. Was die Bemessung des geeigneten Luftspaltes anbelangt, so ist es ratsam, wenn der geringste Abstand, unterhalb dessen der Lichtbogen nach dem Durchgang der Stromkurve · durch Null sich wieder bilden kann, sehr klein, z. B. unter 1 cm (im Ausführungsbeispiel), ist, die Anordnung so zu treffen, daß der Luftspalt etwas größer wird, um für den nc Notfall eine größere Sicherheit zu schaffen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel hat sich ein Abstand von I¹Z₂Cm als ausreichend erwiesen, und um diesen zu erreichen, muß die Elektrode 10 wegen ihrer gekrümmten über- n; fläche und der gekrümmten Oberfläche der Elektrode 12 um ungefähr 2 cm verschoben werden.

Die Aufgabe des Konstrukteurs wäre es, im gegebenen Fall dafür zu sorgen, daß die Herstellung des geeigneten Luftspaltes bei der Unterbrechungsbewegung des Schalters

so schnell als möglich eintritt. Zu diesem Zweck muß die Trennung der Elektroden voneinander so schnell als möglich vor sich gehen; die Geschwindigkeit, mit der sie herbeigeführt wird, muß wenigstens groß genug sein, damit der notwendige Luftspalt in einem Zeitraum erreicht wird, der gleich ist demjenigen, der in einer Periode der Frequenz des Systems abläuft, in dem der Schalter

ίο benutzt wird.

Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß der muffenartige, nach abwärts ragende Vorsprung der oberen Elektrode, der in Abb. ι mk 23- bezeichnet ist und der zweckmäßig um eine Strecke nach abwärts ragt, die ungefähr gleich ist dem vorerwähnten besten Kontaktabstand, zusammen mit dem unteren Kontakt 10 einen Teil des Gaskanals bildet, cutlang dessen der Gasstrom fließt, wobei dieser Teil 23 dazu dient, das Gas auf seinem Wege zum Durchgang 25 über die Oberfläche der Elektrode 10 hin derart zu leiten, daß der so geleitete Gasstrom den Lichtbogen umgibt. Dieser muß daher während seines ganzen Bestehens im Gasstrom verbleiben. Zur Vermeidung der Funkenbildung, und auch um sicherzustellen, daß das Gas unmittelbar an den Oberflächen des Kontak-'tes 10 entlang strömt, empfiehlt es sich, die lunenwandung des Teils 23 mit einer Quarzbelegung auszustatten, entweder auf der ganzen oder auf einem Teil der Länge. Eine zweckmäßige Ausführungsform hierfür ist die, daß ein Ouarzrohr von geeigneten Abmessungen an einem der Sektoren befestigt wird, aus denen der obere Kontakt besteht. Wenn nur ein Teil der inneren Wandung des nach abwärts ragenden Teils 23 mit Quarz oder einem anderen Isoliermaterial belegt ist, so wird diese Belegung zweckmäßig an der Alündung des Teils 23 vorgesehen, muß sich hier aber ganz dicht anschmiegen, um mit der unteren Elektrode 10 einen ringförmigen Kaum zu bilden, den die letztere umgibt. Der Querschnitt dieses Raums muß zur Erreichung eines möglichst guten Ergebnisses derselbe oder annähernd derselbe sein wie der Querschnitt des Durchgangs 25 an der oberen Elektrode 12. Der vorerwähnte ringförmige Kaum zwingt den Gasstrom, in nächster Nachbarschaft der Elektrode 10 zu fließen und dadurch sicherzustellen, daß der Gasstrom in seinem ganzen Verlauf genügend gleichförmig ist, um die Bildung einer Tasche mit heißem oder ionisiertem Gas zu verhindern, die gegenüber den Elektroden im wesentlichen stillstehen würde. Diese Belegung kann beispielsweise die Form einer Platte haben, die die Mündung des Teils 23 bis auf die mittlere Öffnung abschließt, die zusammen mit der unteren Elektrode den vorerwähnten ringförmigen Raum darstellt. Diese Öffnung in der Platte kann sich zweckmäßig trichterförmig erweitern, d. Ii. von der oberen Elektrode wegführen. Die Anbringung einer derartigen I so-Herbüchse dürfte besonders vorteilhaft sein bei besonders hohen Spannungen, für die man den herabhängenden Teil 23, wenn er ohne Belegung ausgeführt wäre, mit einem sehr erheblich größeren Durchmesser herstellen müßte als sonst, um zu verhindern, daß zwischen der Wandung der Büchse" und dem Kontakt 10 Funken überspringen. "Hier mag darauf hingewiesen werden, daß, je größer der Durchmesser des erwähnten herabhängenden Teils ist, um so mehr Gas hindurchtreten könnte, ohne auf die Flächen des Kontaktes 10 zu wirken, an denen sich der Lichtbogen bildet.

Der Kontakt 10 kann erforderlichenfalls, insbesondere für die Verwendung von sehr starken Strömen, mit Längsriefen versehen, durchbohrt oder auf andere Weise so geformt werden, daß der Gasstrom auf die Oberflächen wirken kann, wenn die Kontakte in Beruhrung miteinander sind. Beispielsweise kanu man in der Achse des Kontaktes von der oberen Wölbung an· eine Bohrung nach abwärts führen, die schließlich seitwärts nach außen führt mit einem oder mit mehreren Kanälen, so daß das Gas, auch wenn die Kontakte noch in Berührung miteinander sind, durch das Innere des Kontaktes hindurchfließen kann. In Abb. 2 ist das in dem Kontakt 10 mit punktierten Linien angedeutet.

Die vorstehend beschriebene Ausführungsform des oberen Kontaktes 12 hat sich zwar als zweckmäßig erwiesen; indessen sei besonders darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht etwa an diese Ausführungsform gebuuden ist. Beispielsweise braucht das nach unten ■ sich erstreckende Mundstück nicht zylindrisch zu sein, sondern könnte sich den Stromlinien anpassen, oder das untere Ende des Gaskanals im Kontakt 12 kann einen Durchmesser haben, der im wesentlichen gleich ist demjenigen des unteren Kontaktes 10, wobei der untere Ausgang dieses Kanals einfach etwas abgerundet ist, um den Eintritt des unteren Kontaktes zwischen die Sektoren des oberen zu erleichtern.

Auch der untere Kontakt 10 könnte wie der obere Kontakt 12 aus einzelnen sektorähnlicheu Teilen zusammengesetzt sein. Diese Sektoren wären dann· an dem eigentlichen Körper des unteren Kontaktes in ähnlicher Weise zu befestigen wie beim oberen Kontakt, so daß sie sich unter dem Einfluß geeignet angebrachter Federn etwas auseinanderbewegen und wieder zusammenschieben könnten. In dem Hauptkörper des unteren Kontaktes wären dann seitliche Bohrungen anzubringen,

die in eine mittlere- Bohrung führen, welche zwischen den einzelnen Sektoren liegen würde. Der obere Kontakt wäre in solchem Fall als Zylinderkörper auszuführen, der am unteren Ende abgerundet ist und deshalb leicht zwi sehen die Sektoren des unteren Kontaktes eintreten kann, wobei er dann den äußeren Umfang des durch die Sektoren gebildeten Körpers berührt, wenn die Kontakte geschlossen werden. Der zylindrische Körper kann aber ebenfalls aus einzelnen Sektoren bestehen, die durch Federn zusammengehalten werden. Hauptkörper und Sektoren müssen elektrisch miteinander verbunden sein. Der zylindrische Hauptkörper einer derartigen oberen Elektrode kann mit einem nach abwärts sich erstreckenden Mundstück wie der obere Kontakt τ 2 versehen sein. Der mittlere zylindrische Teil aber würde sich nicht bis unter den verengten Teil des Kanals in der oberen Elektrode hinab erstrecken dürfen. Wenn bei dieser Anordnung die Elektroden in Beruh rang miteinander stehen, so kann das Gas durch den mittleren Kanal in der unteren Elektrode strömen und von da durch die Schlitze zwischen den nachgiebigen Abschnitten dieser Elektrode in und durch den Kanal, der zwischen dem zentralen zylindrischen Teil und dem zylindrischen Körper der oberen Elektrode besteht. Wenn der zylindrische Teil dieser letzterwähnten Elektrode aus den erwähnten Abschnitten besteht, wird das Gas auch in dem Kanal in dieser Elektrode fließen können, und zwar durch die Schlitze zwischen den Abschnitten.

Eine derartige Bauart hätte den Vorteil, daß die Querschnittsflächen für die Kontaktunterbrechung und der Abstand zwischen den im wesentlichen äquipotentiale Flächen bildenden inneren und äußeren Wandungen des Gaskanals innen unabhängig voneinander festgelegt werden können, was in der Praxis bei Anlagen von besonders hoher Spannung einen erheblichen Vorteil darstellt. In solchen Anlagen sind ja die Ströme verhältnismäßig schwach, wodurch kleine Abstände zwischen den Äquipotential wandungen bedingt werden. Dadurch werden dann Biegungen innerhalb des Gaskanals vermieden und zugleich eine sehr starke Strömung des Gases herbeigeführt, wie sie nicht leicht zu erzielen ist in einem Rohr von demselben Durchmesser, wie der vorerwähnte Kanal weit ist.

Um zu verhindern, daß der in Bewegung befindliche Kontakt 10 etwa, während des I 'nterbrechiingsvorganges wieder zurückspringt, können geeignete Mittel vorgesehen werden, wie z. B. eine unter Federdruck stehende Klinke, die auf irgendeinen geeigneteu Teil der Antriebsvorrichtung wirken und ermöglichen, daß, der Kontakt sich in der der Unterbrechung entsprechenden Richtung bewegt, aber eine zufällige Bewegung in entgegengesetzter Richtung verhindern. Dadurch könnte ja der Luftspalt zwischen den Kontakten so klein werden, daß ein Überschlag erfolgt und der Lichtbogen von neuem sich bildet.

Tn beiden dargestellten Ausführungsbeispielen bildet sich der Lichtbogen an der inneren Wandung eines Kanals 23 an einem der Kontakte und wird abgekühlt und ausgelöscht durch einen Gasstrom, der an flieser Innenfläche entlang strömt. Eine Verlängerung des Lichtbogens, wie sie etwa durch Bogen- oder Schleifenbildung in dem Kanal stattfinden könnte, wird dadurch verhindert, daß der Lichtbogen im wesentlichen von äquipotentialen Flächen von hoher Leitfähigkeit umgeben ist, die die Tendenz haben, irgendeinen Teil des Lichtbogens, der im Begriff wäre, eine Biegung oder eine Schleife zu bilden, kurzzuschließen. Um nach dieser Richtung hin die besten Ergebnisse zu erzielen, erscheint es zweckmäßig, den Durchmesser des -Kanals 25 nicht wesentlich größer zu machen als ungefähr den doppelten Durchmesser eines Kraters, der durch einen Lichtbogen zwischen Kontakten -während einer vollen Periode des Bestehens des Bogens hergestellt werden könnte. Für einen gegebenen Apparat kann dieses Maß im voraus bestimmt werden in einem zweiten Apparat, der Kontakte von derselben Masse haben müßte als die der Kontakte in dem zu benutzenden Apparat, und der mit einem niedriggespannten Strom von derselben Stärke betrieben würde wie der, der durch den Betriebsapparat unterbrochen werden soll. Hierbei ist Sorge zu tragen¹, daß die Verhältnisse in bezug auf Gas, Gasdruck und Zeiteinheit in beiden Fällen die gleichen sind. Wenn indessen ein auf Grund dieser Erwägungen bestimmtes Maß für den Durchmesser sich als zu klein erweisen sollte, um eine geeignete Strömungs- ₁₀; geschwindigkeit des Gases herbeizuführen, so kann man den Durchmesser vergrößern, bis die gewünschte Geschwindigkeit erreicht ist, und ein Metallgitter in den Kanal einsetzen in der Nähe der Stelle, wo sich der Lichtbogen bildet. Die Bohrungen in diesem Gitter oder der Spalt zwischen dem mittleren zylindrischen Teil und der umgebenden Umwandung des Kanals werden so groß gemacht, wie es die oben angegebene Berechnung er- n gibt. Das Gitter kann in geeigneten Fällen als Scheidewand oder mittlerer zylindrischer Teil ausgeführt werden, der sich in der Längsrichtung des Gaskanals erstreckt. Wird ein solches Gitter verwendet, so muß dafür _i: gesorgt werden, daß die Länge des Kanals . zwischen dem Gitter und dem unteren linde

der Durchgangsstelle, also der Stelle, wo die Kontakte sich voneinander trennen, so klein als möglich gehalten wird, um jede auf Verlängerung des Lichtbogens gerichtete Tendenz zu vermeiden, die bei einer Verlängerung dieses Kanals eintreten könnte. Ein Gitter, das aus einer mittleren zylindrischen Scheidewand besteht, wie oben angedeutet, kann so angeordnet sein, daß es sich bis zu ίο dem Punkt erstreckt, an dem die Trennung der Kontakte vor sich geht, wenn der untere Kontakt als Hülse ausgeführt ist. Dieses Gitter oder die mittlere Scheidewand muß in leitender Verbindung mit dem Kontakt 12 stehen. Diese Anordnung eines vergleichsweise großen Kanals mit einem Gitter mit schmalerem Durchgang und \^rergleichsweisi. geringerer Länge ist insofern vorzuziehen, als sie eine geringere Reibung mit dem Gasstrom ergibt als eine Anordnung, bei der eine Mehrzahl von Kanälen von voller Länge vorgesehen sind, deren jeder einen Durchmesser hat, wie ihn die obenerwähnte Rechnung ergibt, obgleich natürlich auch eine derartige Anordnung in den Bereich der Erfindung fiele. Es mag bemerkt werden, daß alle diese angedeuteten Ausführungsformen das Ziel verfolgen, den Lichtbogen bei Eintritt eines Kurzschlusses so klein wie möglich zu tnaeben, also auch für den denkbar ungünstigsten Fall auszureichen. Für Belastungen, die kleiner sind als Kurzschlußbelastungen, kann eine gewisse Verlängerung des Lichtbogens zugelassen werden.

Bei Schaltern der vorstehend beschriebenen Art werden häufig Hilfskontakte vorgesehen, die erst nach der Trennung der Hauptkontakte voneinander getrennt werden und zwischen denen sich der Unterbrechungslichtbogen bildet.

Bei Stromunterbrechern nach der Erfindung können die Elektroden -dieser die Hauptkontakte des zu unterbrechenden Stromkreises darstellen, oder es kann sich dabei auch um die vorerwähnten Hilfs- oder Sekundärkontakte handeln. Im letzteren Falle können die Hauptkontakte außerhalb und auch entfernt von dem Unterbrecher angeordnet sein, der die Hilfskontakte trägt. Ferner können bei der Anordnung nach der Erfindung die Hilfskontakte sehr klein ausgeführt werden, was ihre Masse anbetrifft, und es können Stirnkontakte verwendet werden anstatt Reibungs- oder Messerkontakte. Wenn, wie vorstehend erwähnt, in dem zu unterbrechenden Stromkreis sowohl Hauptais auch Hilfskontakte Hegen, können diese Haupt- und Hilfskontakte durch die Elektroden von Stromunterbrechern gebildet werden, die erfindungsgemäß ausgeführt sind.

Der für den Betrieb der beschriebenen Schalter erforderliche Gasdruck kann durch eine Pumpe oder durch ähnliche Mittel erzeugt werden, die betrieben werden können von der Antriebsvorrichtung des Stromunterbrechers selbst. Sind mehrere Stromunterbrecher vorhanden, so können diese mit einem Druckgas betrieben werden, das aus einem gemeinsamen Vorratsbehälter entnommen wird, wobei dann jeder Unterbrecher mit einem Ventil versehen ist, das gesteuert wird von einem sich bewegenden Teil des dazugehörigen Unterbrechers, und durch dessen Vermittlung die Gasstromunterbrechung geschieht. Es muß Sorge getragen werden, daß die Gasleitungsröhren und die Ventilquerschnitte so gewählt sind, daß die Entstehung des erforderlichen Gasdruckes in dem Gehäuse 14 oder 100 sichergestellt ist, bevor die Kontakte voneinander getrennt werden oder miteinander in Berührung kommen. Zum gleichen Zweck empfiehlt es sich, den Inhalt des Gehäuses 100 vergleichsweise klein zu machen. Hier mag erwähnt werden, daß die innere Querschnittsfläche des Gasauslaßrohres 26 oder 108 mindestens ebenso groß sein muß als diejenige des Kanals in dem oberen Kontakt. Und weiter ist es vorteilhaft, alle Kanäle und öffnungen, durch die das Gas fließt, den Stromlinien anzupassen.

Stromunterbrecher nach der Erfindung können in einen Behälter eingetaucht werden, der ein gutes flüssiges Dielektrikum enthält, wie z. B. öl, das aber selbstverständlich keinen Zutritt haben darf zu der Kammer, in der sich der Lichtbogen bildet. Bei derartigen ölschaltern muß selbstverständlich das Gas, nachdem es den Apparat durchströmt hat, so entweichen können, daß hierbei kein Gegendruck entsteht, wenn die Lichtbogenunterbrechung stattfinden soll.

Wird ein brennbares Gas, wie z. B. Wasserstoff, verwendet, so wird zweckmäßig ein Rückschlagventil in dem Gehäuseauslaß angeordnet, um die Entstehung eines explosiblen Gasgemisches in diesem Gehäuse auszuschließen. Das Rückschlagventil wird zweckmäßig so angeordnet, daß es nur dann öffnet, wenn der Gasdruck im Gehäuse eine vorausbestimmte Grenze überschreitet, da in gewissen Fällen die Auslöschung des Lichtbogens unterstützt wird, wenn das die Kontakte umgebende Gas einen die Atmosphäre übersteigenden Druck hat.

Versuche haben gezeigt, daß zur Erreichung der besten Ergebnisse die Strecke, um die die Kontakte voneinander entfernt werden, nachdem der Lichtbogen sich gebildet hat, nicht größer genommen wird als etwa 2 cm (wenn die Spannung ungefähr 5500 Volt — quadratischer Mittelwert — beträgt), und weiter, daß nach Löschung" des Lichtbogens

Claims

ϊο

und bevor die Geschwindigkeit des Gasstromes unter ein gewisses Maß herabgeht, ein Dielektrikum eingeschoben wird in einen Luftspalt, der sich in einem Teil des Stromkreises befindet, der in Reihe mit dem an den Kontakten gebildeten Luftspalt liegt. Das kann in Verbindung mit einer Ausführungsform geschehen, die gegenüber derjenigen . der Abb. ι nur wenig abgeändert ist. Es ίο wird nach einer Unterbrechung der Bewegung, wenn der Lichtbogen sicher ausgelöscht ist, die Abwärtsbewegung des· Kontaktes io fortgesetzt, um hierbei Ventile zu steuern oder weitere in Reihe liegende Unterbrecher anzutreiben oder Hilfsvorrichtungen in Bewegung zu setzen. Beispielsweise wäre es eine geeignete Anordnung, um eine gute Isolierung während dieser Sekundärbewegung zu erreichen, die Abwärtsbewegung des Kontaktes 10 bis in ein kleines Ölbad hinein fortzusetzen. Eine derartige Bewegung kann erzielt werden durch bekannte Mittel, z. B. durch Flüssigkeitsbremse oder durch Dau- - menantrieb. Die zweckmäßigste Anordnung ist aber diejenige eines in Reihe mit den Hauptkontakten liegenden Schalters, wie oben beschrieben, da hierbei der Niederschlag von Kohlenstoff auf den Kontakten 10 und 12 vermieden wird, der bei der Verwendung eines Ölbades zu befürchten ist.

Angesichts der Tatsache, daß es schwierig ' ist, in jedem Fall die Geschwindigkeit des Gasstromes in einem Röhrensystem zu beurteilen, die im ordnungsmäßigen Betrieb allen möglichen Änderungen unterliegt, ist es ratsam, den Inhalt des Ventilgehäuses 146 (Abb. 2) oder denjenigen eines Vorratsbehälters, der unmittelbar in das Ventilgehäuse sich öffnet, im Verhältnis zum Inhalt des Gehäuses 100 zu bemessen, in der Weise, daß in jedem Augenblick eine Gasmenge verfügbar ist, die ausreicht, um den Druck im Gehäuse 100 auf die erforderliche Höhe zu bringen, bevor die Trennung der Kontakte erfolgt. ⁴⁵

PArENTANSl¹RUCHE:

i. Elektrischer Wechselstromunterbrecher, bei dem ein Gasstrom über die eine Elektrode hinweg und durch einen Gaskanal in der anderen Elektrode geblasen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Gaskanals in bezug auf den Querschnitt des bei Höchststrom zwischen den Elektroden sich bildenden Lichtbogens so bemessen ist, daß derjenige Teil des Lichtbogens, der sich etwa in das Innere des Kanals hinein \^rerlängert, durch die Kanalwandung kurzgeschlossen ist, so daß der Fußpunkt des Lichtbogens im wesentlichen an der Kontaktfläche der Elektrode verbleibt.
2. Wechselstromunterbrecher, insbesondere nach Anspruch 1, bei dem ein Gasstrom über die eine Elektrode hinweg in und durch einen Kanal in der anderen Elektrode geblasen wird, dadurch gekennzeichnet, daß Führungsvorrichtungen für _den Gasstrom vorgesehen sind, derart, daß 'der auf der Innenseite oder an der Innenkante der Hohlelektrode sich bildende Lichtbogen durch den Gasstrom gehindert wird, an der Einmündung der Hohlelektrode vorbei auf deren Außenfläche überzuspringen.
3. Wechsel Stromunterbrecher mit durch die Hohlelektrode fließendem Druckgasstrom nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden während eines ,annähernd einer halben Periode entsprechenden Zeitraumes in einen sol- ^s» chen Abstand voneinander gebracht werden, daß eine Wiederzündung des Lichtbogens nicht möglich ist.
4. Wechselstromunterbrechex nach Anspruch ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ausschaltung die Elektroden, nachdem sie bis auf einen gewissen Abstand auseinandergezogen sind, während eines wenigstens einer vollen Stromperiode entsprechenden Zeitraumes stehenbleiben und dann ihre Auseinanderbewegung fortsetzen.
5. Wechselstromunterbrecher nach Anspruch 2,- dadurch gekennzeichnet, daß die Einmündung der Hohlelektrode sich in einem hülsenartigen Verlängerungsstück (23) fortsetzt, dessen lichter Querschnitt größer ist als der des Gaskanals.
6. Wechselstromunterbrecher nach Anspruch 5, dadurch "gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode während der ganzen Dauer des Lichtbogens innerhalb des hülsenartigen Verlängerungsstückes (23) verbleibt.
7. Wechselstromunterbrecher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in das hülsenartige Verlängerungsstück (23) der Hohlelektrode eine Ouarzfütterung eingesetzt ist, derart, daß der Querschnitt des Zwischenraumes zwischen der "Quarzfütterung und der Gegenelektrode im no wesentlichen gleich dem Querschnitt des Gaskanals in der Hohlelektrode ist.
8. Wechselstromunterbrecher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Gaskanals nicht wesentlieh größer ist als die \'ierfache Fläche eines Lichtbogenkraters, wie ihn ein Lichtbogen unter denselben Bedingungen in bezug auf Gasbeblasung, Gasdruck und Zeitdauer während einer ganzen Periode zwischen Elektroden bilden würde, die von cleni Höchststrom, für den der Schal-

57929» II

ter bestimmt ist, durchflossen werden, und die dieselbe Masse wie die Elektroden des Schalters haben.
9. Wechsel Stromunterbrecher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdurchgangskanal der Hohlelektrode durch Einbauten, die möglichst nahe seiner Mündung liegen und Teile der Elektrode bilden, verengt, z. B. in eine Anzahl von Kanälen kleineren Querschnittes aufgeteilt ist. ~
το. Elektrischer Stromunterbrecher mit durch die Hohlelektrode fließendem Gasstrom nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Erlöschen des Lichtbogens und bevor der Gasstrom seine Geschwindigkeit unter ein bestimmtes Maß vermindert hat, in den Stromkreis der Elektroden außer dem Gas noch ein zweites Dielektrikum eingeschaltet wird.
11. Elektrischer Stromunterbrecher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Gaskanal versehene Elektrode stiftförmig ausgebildet ist und zentral in einem den Gaskanal in der Richtung auf die Gegenelektrode verlängernden Alundstück liegt, und daß die Gegenelektrode an ihrer Vorderseite eine Vertiefung hat, die beim Einschalten über die stiftiörmige Elektrode greift und mit einem Gaskanal, bestehend aus seitlichen und einer mittleren Bohrung, versehen ist, der in den Grund dieser Vertiefung führt, so daß durch die Vertiefung hindurch und über die stiftförmige Elektrode hinweg in den Gaskanal hinein ein Gasstrom fließt.
12. Elektrischer Stromunterbrecher nach Anspruch 1, 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (23) aus mehreren kreisförmig angeordneten und durch Spiralfedern (64) nachgiebig zusammengehaltenen Einzelkontakten besteht, welche beim Einschalten durch die eintretende stiftförmige Gegenelektrode gespreizt werden, so daß sich Spalten zwischen den Einzelkontakten ergeben, durch die hindurch der Gasstrom in den Gaskanal der Hülsenelektrode eintritt, bevor der Lichtbogen entsteht.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen