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Schalter mit Lichtbogenlöschung durch gespannte Dämpfe Die Erfindung
betrifft einen insbesondere für Wechselströme bestimmten Schalter, in welchem der
Schaltlichtbogen durch aus einer dampfbildenden Flüssigkeit unter Einwirkung des
Schaltlichtbogens gebildete gespannte Dämpfe gelöscht wird.
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Es sind Schalter mit vollkommen gegen außen abgeschlossene Lichtbogenkammern
bekannt, in denen die Schaltkontakte angeordnet sind, auf welche bei der Abschaltung
öl oder eine andere isolierende Flüssigkeit gespritzt wird, welche die Kontakte
mit einer dünnen Ölschicht überziehen, den Lichtbogen und die Kontakte kühlen, die
Durchschlagsfestigkeit der zwischen .den Kontakten befindlichen Luft- oder Gasschicht
erhöhen und dadurch die Löschung des Schaltlichtbogens erleichtern soll. Eine Bildung
von Dämpfen aus der isolierenden Flüssigkeit ist nicht beabsichtigt; auch ist eine
Löschung des Lichtbogens durch die Wirkungen einer Expansion oder einer Ausströmung
von Dämpfen aus der Lichtbogenkammer weder beabsichtigt noch auch wegen des dichten
Abschlusses der abgeschlossenen Lichtbogenkammer möglich.
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In einem Schalter gemäß der Erfindung werden die Schaltkontakte in
einer Lichtbogenkammer geöffnet, innerhalb welcher bei derAbschaltung unter Einwirkung
des Schaltlichtbogens aus einer dampfbildenden Flüssigkeit gespannter Dampf gebildet
wird, welcher den Lichtbogen hauptsächlich durch die Wirkungen einer genügenden
Druckminderung und Abströmung aus der Kammer in bekannter Weise löscht, wobei eine
Erhöhung dieser Löschwirkungen noch durch die Bewegung der Flüssigkeit eintreten
kann.
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Die Erfindung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß in den
Schaltern die dampfbildende Flüssigkeit die Lichtbogenkammern nicht ständig anfüllt,
sondern erst bei der Abschaltung den Schaltkontakten und den Lichtbogen zugeführt
wird, unter dessen Einwirkung aus ihr die gespannten Löschdämpfe sich bilden. Die
aus der bei der Abschaltung zugeführten Flüssigkeit gebildeten gespannten Dämpfe
löschen den Lichtbogen hauptsächlich durch die infolge einer Druckminderung und
Ausströmung der Dämpfe erzielten Wirkungen sowie dadurch, daß Schaltkontakte und
Lichtbogensäule durch die unter Druck zugeführte dampfbildende Flüssigkeit energisch
gekühlt werden können.
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Durch die erfindungsgemäß erst bei der Abschaltung erfolgende Zuführung
von dampfbildender Flüssigkeit zu den Schaltkontakten und in den Lichtbogen werden
gegenüber einem vorgeschlagenen Löschverfahren, nach welchem die Lichtbogenkammern
ständig mit -dampfbildender Flüssigkeit angefüllt sind, u. a. die vorteilhaften
Wirkungen erzielt, daß Isolierungsschwierigkeiten und Stromleitungen durch die dampfbildende
Flüssigkeit vermindert sind, daß Schaltkontakte und Lichtbogensäule bei unter Druck
erfolgender Zuführungder Flüssigkeit durch die Bewegung der zugeführten dampfbildenden
Flüssigkeit energisch gekühlt werden, und daß bei der Abschaltung nur eine verhältnismäßig
sehr kleine Menge von dampfbildender Flüssigkeit
zugeführt werden
muß, welche durch den Lichtbogen bis zur Bildung von Dämpfen hocherhitzt werden
muß, so daß die gespannten Löschdämpfe sich bilden können.
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Die dampfbildende Flüssigkeit kann bei der Abschaltung den Schaltkontakten
und dem Schaltlichtbogen auf verschiedene Arten zugeführt werden; beispielsweise
kann die Flüssigkeit in oder auf die Schaltkontakte unter Druck eingespritzt werden,
beispielsweise durch innerhalb eines oder beider Schaltkontakte angeordnete Kanäle,
Bohrungen o. dgl. Diese Einspritzung unter Druck ergibt noch die weitere vorteilhafte
Wirkung, daß die Flüssigkeit infolge der durch den Druck bewirkten schnellen Strömung
die Kontakte und die Lichtbogensäule energisch kühlt. Auch kann die unter Druck
zuzuführende Flüssigkeit in fein zerteilter Form, beispielsweise durch Spritzdüsen,
eingespritzt werden, so daß ihre Verdampfung durch den Lichtbogen und die hocherhitzten
Schaltkontakte erleichtert und beschleunigt wird. Ferner kann die Zuführung der
dampfbildenden Flüssigkeit dadurch erfolgen, daß bei. der Abschaltung die Schaltkontakte
durch ihre entsprechenden Bewegungen in die in der Lichtbogenkammer befindliche
Flüssigkeit eingetaucht werden, so daß sie mit dieser erst bei der Abschaltung in
Berührung gelangen und nach erfolgter Abschaltung aus der Flüssigkeit wieder herausgezogen
werden. Weiter kann die Zuführung der Flüssigkeit bei der Abschaltung dadurch erfolgen,
daß die Flüssigkeit innerhalb der Lichtbogenkammer bis zu den Schaltkontakten emporsteigt,
beispielsweise durch Hebung des Flüssigkeitsstandes innerhalb der Lichtbogenkammer
durch zuzuführende Flüssigkeit, so daß auch bei dieser Art der Zuführung die dampfbildende
Flüssigkeit zu den Kontakten und dem Lichtbogen erst bei der Abschaltung gelangt.
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Die Öffnung bzw. Trennung der Schaltkontakte kann, außer in bekannter
Weise durch ein Gestänge, auch durch den Druck der zwecks Abschaltung zuzuführenden
Flüssigkeit oder der aus dieser beim Auftreffen der Flüssigkeit auf die erhitzten
geschlossenen Kontakte gebildeten gespannten Dämpfe bewirkt werden, beispielsweise
indem einer oder beide Schaltkontakte oder deren Träger als innerhalb der Lichtbogenkammer
bewegliche Kolben, Plungerkolben oder Klappen wirken, welche durch den Druck der
gebildeten gespannten Dämpfe bewegt werden, und dadurch das Öffnen der Schaltkontakte
bewirken. Diese Anordnung ermöglicht, daß zwecks Abschaltung nur eine kleine Absperrung
zu öffnen ist, welche die dampfbildendeFlüssigkeit unter Druck dem Schalter zuströmen
läßt, so daß sich eine sehr einfache Bauart des Schalters ergibt und die sonst üblichen
Gestänge und Vorrichtungen zum Öffnen der Kontakte entbehrlich sind, während die
Einschaltung ohne besondere Einrichtungen stattfinden kann, beispielsweise durch
den Druck einer Feder, die bei der Abschaltung durch die beweglichen Kontakte bzw.
die Wirkungen des gebildeten gespannten Dampfes gespannt wird.
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In vielen Fällen kann einer der Schaltkontakte, beispielsweise der
feste Kontakt, als ein an seinem einen Ende offener Hohlkörper, beispielsweise ähnlich
einer Tasse, ausgebildet sein, welcher den anderen Schaltkontakt bei Stromverbindung
umschließt, so daß der tassenförmige Schaltkontakt einen bei Stromverbindung geschlossenen
Hohlkörper bildet, innerhalb welchem die Schaltkontakte bei der Abschaltung getrennt
werden. In diesen tassenförmigen Kontakt kann bei der Abschaltung die dampfbildende
Flüssigkeit eingeführt oder eingespritzt werden, welche durch ihren Druck die Trennung
der Kontakte bewirkt, und aus welcher durch Einwirkung des alsdann auftretenden
Schaltlichtbogens gespannte Dämpfe gebildet werden, die den Lichtbogen in vorbeschriebener
Weise zum Erlöschen bringen.
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Die zuzuführende dampfbildende Flüssigkeit kann eine beliebige zweckentsprechende
Zusammensetzung haben; sie kann beispielsweise aus Wasser oder wäßrigen Lösungen
bestehen; doch bietet in einigen Fällen auch die Verwendung von Öl o. dgl. als dampfbildende
Flüssigkeit Vorteile. Der Druck der zuzuführenden oder einzuspritzenden Flüssigkeit
kann in geeigneter, bekannter Weise herbeigeführt werden, beispielsweise mittels
einer Pumpe oder durch Luft- oder Gasdruck, der auf die in einem Flüssigkeitsvorratsbehälter
befindliche Flüssigkeit wirkt.
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Die aus der Lichtbogenkammer abströmenden Dämpfe und sonstigen Schaltgase
können ins Freie oder in einen Auspuffbehälter und aus diesem allmählich ins Freie
strömen, wobei in letzterem Falle sich vorteilhafte Wirkurigen ergeben, wie u. a.
eine Abkühlung der Dämpfe und Gase und eine wesentliche Verminderung des Auspuffgeräusches
der aus dem Schalter auspuffenden Dämpfe und Gase.
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Der Auspuffbehälter kann während des Einpuffs der Dämpfe und Gase
aus der Lichtbogenkammer gegen außen offen oder abgeschlossen sein und erst kurze
Zeit nach beendeter Abschaltung bzw. Einpuff der Schaltgase gegen außen geöffnet
werden, wodurch sich eine weitere Verminderung des Auspuffgeräusches beimAuspuff
der Gase undDämpfe aus dem Schalter ergibt.
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In dem geschlossenen Auspuffbehälter kann schon vor Einpuff der Gase
und Dämpfe aus der Lichtbogenkammer ein höherer Druck als
der der
Atmosphäre unterhalten werden, wodurch bei gleichen Expansionsverhältnissen die
Durchschlagsfestigkeit des Dampfes im Schalter erhöht wird.
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Der Auspuffbehälter, in welchem die Gase und Dämpfe aus der Lichtbogenkammer
auspuffen, umgibt die Lichtbogenkammer, so daß u. a. ein einfacher Aufbau von Schalter
und Auspuffbehälter und, wegen des Fehlens von verbindenden Kanälen oder Rohrleitungen
zwischen Schalter und Auspuffbehälter, geringe Strömungswiderstände für den aus
dem Schalter auspuffenden Dampf erreicht werden.
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Die Dämpfe und sonstigen Schaltgase können in dem Auspuffbehälter
durch ein geeignetes Kühlmittel, beispielsweise durch die die Behälterwandungen
umgebende Außenluft, gekühlt werden, so daß sie ganz oder zum Teil kondensieren.
Das gebildete Kondensat kann von neuem als dampfbildende Flüssigkeit verwendet werden.
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Die Schalter und ihre Teile können beliebige, der vorbeschriebenen
Wirkungsweise der Schalter angepaßte Bauarten haben.