DE597038C

DE597038C - Schalter mit Lichtbogenloeschung durch Druckgas

Info

Publication number: DE597038C
Application number: DER72178D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1927-08-31
Filing date: 1927-08-31
Publication date: 1934-05-19

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Schalter mit Lichtbogenlöschung durch Druckgas, deren Kontakte innerhalb einer Hülle angeordnet sind oder Teile einer Hülle bilden, in welcher das Druckgas der Unterbrechungsstelle zuströmt. Ein derartiger Schalter wird erfindungsgemäß dadurch verbessert, daß den sich zufolge der Trennung der Kontakte bildenden Lichtbogengasen ein während der Abschaltung

to veränderlicher Austrittsquerschnitt aus dem Lichtbogenraum geboten wird derart, daß der Gegendruck der Gase kleiner wird als der Druck der strömenden Löschgase.

Es hat sich nämlich gezeigt, daß der bei der Kontakttrennung entstehende Unterbrechungslichtbogen die Eigenschaft hat, einen der Bewegung des Druckgasstromes entgegenwirkenden Gegendruck zu erzeugen, durch den das Nachströmeri des Druckgases erschwert, seine Strömungsgeschwindigkeit herabgesetzt und damit auch seine Löschwirkung verringert wird. Es kann sogar vorkommen, insbesondere wenn beim Ausschaltvorgang der bewegliche Kontakt entgegen der Richtung des Druckgas- \ stromes bewegt wird, daß der Lichtbogen hierbei gleichfalls entgegen dem Druckgasstrom wandert und überhaupt nicht zum Erlöschen kommt. Diese Gefahr wird durch die Anordnung gemäß der Erfindung vermieden, weil ■ 30 'hier das Druckgas dauernd nachströmen kann und den Lichtbogen vor sich her treibt, bis er ■abreißt.

Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung erhält man bei Schaltern, bei denen sich die Hülle nach der Durchtrittsstelle des Druckgases durch die Kontakte erweitert, dadurch, daß man die Stromunterbrechungsstelle in den sich erweiternden Teil der Hülle legt. Da hier der Lichtbogen im wesentlichen hinter der Verengung in demjenigen Teil des Druckgaskanales sich ausbildet, in welchem das Druckgas expandiert, so können die von dem Lichtbogen erzeugten Druckwellen sich in Richtung des zunehmenden Kanalquerschnittes, d. h. in der Strömungsrichtung des Druckgases, ausbreiten, und ein Gegendruck in entgegengesetzter Richtung, d. h. nach der Verengung zu, wird nicht ausgeübt.

Hierbei ist es besonders vorteilhaft, an der Stromunterbrechungsstelle vorspringende Kontaktteile anzuordnen, die schon gegebenenfalls vor der Kontakttrennung mit Druckgas beblasen sind. Durch diese Maßnahme wird ■ nämlich mit Sicherheit erreicht, daß die Lichtbogenlöschung an der günstigsten Stelle erfolgt und der Lichtbogen sich nicht vor die Verengung des Druckgaskanales legt und diese etwa abschließt. ^:

Unterstützt wird die günstige Wirkung dieser Kontaktanordnung wesentlich dadurch, daß besondere Einrichtungen vorgesehen werden, 'welche beim Anwachsen des Druckes im Lichtbogenraum über einen bestimmten Wert selbsttätig einen Druckausgleich herbeiführen. Zu

diesem Zweck bringt man an dem Sehaltraum noch besondere öffnungen oder Klappen an die während des Schaltens freigegeben werden, so daß ein etwa entstehender Druck sofort entweichen kann. Besonders vorteilhaft ist es wenn man die Austrittsöffnung des Lichtbogens aus dem Schaltraum selbst veränderlich macht oder wenn bei einer Drucksteigerung im Schaltraum die Kontaktentfernung vergrößert ίο wird, wobei sich der bewegliche Kontakt oder der an sich feststehende Kontakt, der die Hülle des Schaltraumes oder einen Teil derselben bildet, von seinem Gegenkontakt entfernen kann. Bei einem Schalter, bei dem der feststehende Kontakt die Austrittsöffnung des Druckgases aus der Hülle bildet, die von dem bewegten Kontakt bei eingeschaltetem Schalter verschlossen ist, wird die Anordnung zweckmäßig so getroffen, daß der an sich feststehende Kontakt bei einer Drucksteigerung im Schaltraum derart von dem bewegten Kontakt fortbewegt wird, daß sich die Austrittsstelle des Lichtbogens erweitert. Bei einer derartigen Kontaktanordnung strömt das Druckgas in den entstehenden freien Ringraum zwischen Mittelkontakt und Hüllenkontakt; da der Mittelkontakt sieh weiter in das Innere des Schaltraumes hineinbewegt, werden in dem letzteren größere Drücke entstehen können, und um diesen zu begegnen, bewegen sich bei einem Überdruck die Teile des äußeren Ringkontaktes vom Mittelkontakt fort, geben dadurch einen großen Querschnitt frei und lassen die Lichtbogengase und das Druckgas unbehindert austreten. Unterstützt wird das Vermeiden eines Überdruckes auch, daß die Kontaktbewegung beim Eintritt des Druckgases in den Schaltraum schlagartig erfolgt und von einer bestimmten Stellung aus mit geringerer Geschwindigkeit. Ein weiteres Mittel, um einen unzulässigen Druckanstieg im Innern des Schaltraumes zu vermeiden, besteht darin, den Querschnitt der Hülle an der Austrittsstelle des Lichtbogens größer zu machen als an der Durchtrittsstelle des Druckgases zwischen den Kontakten. Bei Schaltern für große Stromstärken ordnet man vorteilhaft Schutzwände oder Führungsöffnungen an, welche dem zugeführten Druckgas den Zutritt zur Unterbrechungsstelle gestatten, dagegen die vom Lichtbogen ausgehenden Druckwellen an ihrer Einwirkung auf den Druckgaszutritt hindern. Dem gleichen Zweck dienen auch die Ablenker, die vor der Austrittsstelle des Druckgases angebracht werden und den Hauptstrahl nach der Unterbrechungsstelle zu richten.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Abb. 1 zeigt eine Kontaktanordnung, bestehend aus einem stiftförmigen Mittelkontakt 1, dessen Ende zugespitzt ist und der in der gezeichneten Einschaltstellung die Öffnung des düsenförmigen, aus zwei Teilen 2 und 3 bestehenden Hüllenkontaktes verschließt. Der Schaltraum wird durch einen Isolierkörper 4 gebildet, an welchem die beiden Hälften des Hüllenkontaktes 2, 3 vermittels der Gelenke 5 ausschwenkbar befestigt sind. Durch eine ringförmige Feder 6 werden die beiden Düsenteile 2, 3 zusammengehalten. Beim Ausschalten wird das Druckgas in Richtung der Pfeile 7 von unten zugeführt und gleichzeitig der Kontakt 1 nach unten bewegt. Bei einem Überdruck im Schaltraum klappen die beiden Düsenhälften 2,3 unter Überwindung der Kraft der Feder 6 nach außen und nehmen die gestrichelt gezeichnete Lage ein. Infolgedessen entsteht der Lichtbogen in dem oberen, erweiterten Düsenteil und wird, ohne daß sich ein nennenswerter Gegendruck ausbilden kann, nach oben in die Länge gezogen und durch den Druckgasstrahl, der zwischen dem Mittelkontakt einerseits und den beiden Düsenhälften anderseits durchströmt, zerrissen.

In Abb. 2 ist eine Anordnung dargestellt, bei welcher die Düse 8 in dem Isolierkörper 4 derart geführt ist, daß sie sich beim Eintreten eines Überdruckes entgegen dem Druck der Federn 15 nach oben bewegt und hierbei einen großen Durchtrittsquerschnitt für das Druckgas frei gibt. Der bewegliche Kontakt 1 besitzt eine konische Hauptkontaktfläche 16, welche die Düsenöffnung im eingeschalteten Zustand verschließt und an ihrem Ende mit einer Spitze 17 versehen ist.

In Abb. 3 ist eine Anordnung dargestellt, bei welcher der Stromschluß in dem Expansionsraum einer mit reichlichem Querschnitt bemessenen Düse 18 erfolgt. Zu diesem Zweck besitzt die Düse einen durch Rippen 19 getragenen Kontaktring 20 und ist mit Vorsprüngen 21 versehen, die den Druckgasstrahl nach der Unterbrechungsstelle lenken. Der bewegte Kontakt ι ist als Druckkontakt ausgebildet und endigt in einer Spitze 22.

Während bei den beschriebenen Schaltern zur Ableitung des vom Lichtbogen hervorgerufenen Überdruckes eine Querschnittsvergrößerung der Austrittsöffnung vorgesehen war, wird bei der Ausführungsform nach Abb. 4 die Drucksteigerung durch den Lichtbogen dadurch unschädlich gemacht, daß der Schaltraum mit besonderen Öffnungen oder Klappen versehen ist. Die Schaltkammer 26, auf welche der Düsenkontakt 27 aufgesetzt ist, besitzt besondere, im Normalzustand durch Klappen 28 verschlossene Räume 29, die durch öffnungen 30 mit der Außenluft in Verbindung stehen. Die Federn 31 verhindern ein Abströmen des zur Lichtbogenlöschung dienenden Druckgases, geben aber bei Ansteigen des Druckes in dem Schaltraum über den Betriebsdruck hinaus den

Eintritt in den Raum 29 frei. Der Kontaktstift ι vermittelt nach der Düse 27 hin den Stromschluß. Bei der Ausschaltung wird der Kontakt r von oben nach unten bewegt. An Stelle der Klappen 31 können auch Ventile oder sonstige Abschlußorgane vorgesehen werden.

Claims

Patentansprüche:

■ i. Schalter mit Lichtbogenlöschung durch Druckgas, dessen Kontakte innerhalb einer Hülle angeordnet sind oder Teile einer Hülle bilden, in welcher das Druckgas der Unterbrechungsstelle zuströmt, dadurch-gekennzeichnet, daß den sich zufolge der Trennung der Kontakte bildenden Lichtbogengasen ein während der Abschaltung veränderlicher Austrittsquerschnitt aus dem Lichtbogenraum geboten wird derart, daß der Gegendruck der Gase kleiner wird als der Druck der strömenden Löschgase.
2. Schalter nach Anspruch 1, bei dem sich die Hülle nach der Durchtrittsstelle des Druckgases durch die Kontakte erweitert, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromunterbrechungsstelle in dem sich erweiternden Teil der Hülle Hegt.'
3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stromunterbrechungsstelle vorspringende Kontaktteile angeordnet sind.
4. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltraum mit besonderen Druckausgleichseinrichtungen, insbesondere öffnungen oder Klappen, versehen ist.
5. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung des Lichtbogens aus dem Schaltraum veränderlich ist.
6. Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Drucksteigerung im Schaltraum die Kontaktentfernung zwangsläufig vergrößert wird.
7. Schalter nach Anspruch 1, 5 und 6, bei dem der feststehende Kontakt die Austrittsöffnung des Druckgases aus der Hülle bildet, die von dem bewegten Kontakt bei eingeschaltetem Schalter ganz oder teilweise verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der an sich feststehende Kontakt bei Drucksteigerung im Schaltraum derart von dem an sich beweglichen Kontakt fortbewegt wird, daß er die Austrittsstelle des Lichtbogens erweitert.
8. Schalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß im Schaltraum besondere Vorrichtungen, insbesondere Schutzwände, angeordnet sind, welche dem zugeführten !Druckgas den Zutritt zur Unterbrechungssteile gestatten, dagegen die vom Lichtbogen ausgehenden Druckwellen an ihrer Einwirkung auf den Schaltraum hindern.
9. Druckgasschalter nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbewegung bei Eintritt des Druckgases schlagartig erfolgt und von einer bestimmten Stellung aus mit geringerer Geschwindigkeit.
10. Schalter nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Hülle an der Austrittsstelle des Lichtbogens größer ist als an der Stelle, wo das Druckgas zwischen den Kontakten durchtritt.
11. Schalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennungsstelle der Kontakte in bzw. nahe der Zone der größten Druckgasgeschwindigkeit liegt,

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen