DE609387C - Expansionsschalter - Google Patents

Expansionsschalter

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Publication number
DE609387C
DE609387C DES99310D DES0099310D DE609387C DE 609387 C DE609387 C DE 609387C DE S99310 D DES99310 D DE S99310D DE S0099310 D DES0099310 D DE S0099310D DE 609387 C DE609387 C DE 609387C
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DE
Germany
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switching
switching chamber
expansion
expansion switch
switch according
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Expired
Application number
DES99310D
Other languages
English (en)
Inventor
Paul Duffing
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
Original Assignee
Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Schuckertwerke AG, Siemens AG filed Critical Siemens Schuckertwerke AG
Priority to DES99310D priority Critical patent/DE609387C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE609387C publication Critical patent/DE609387C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/16Indicators for switching condition, e.g. "on" or "off"
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/72Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid having stationary parts for directing the flow of arc-extinguishing fluid, e.g. arc-extinguishing chamber
    • H01H33/75Liquid-break switches, e.g. oil-break

Description

  • Expansionsschalter Die Erfindung betrifft einen Expansionsschalter, d. h. einen Leistungsschalter mit Flüssigkeit enthaltenden Schaltkammern, deren unter Druck gebildeter Dampfinhalt zum Zwecke der Lichtbogenlöschung sprunghaft vom Druck entlastet wird.
  • Es liegt im Prinzip der Expansionskammer, daß nur die in der unmittelbaren Umgebung des Lichtbogens befindliche Flüssigkeitsschicht, die durch den Lichtbogen verdampft und erhitzt wurde, für die Löschung wirksam ist, weil der löschfähige Dampf ausschließlich aus ihr entsteht.
  • Andererseits ist aber für jeden Schalter ein größerer Vorrat an Schaltflüssigkeit nötig. Aus diesem Grund hat man in der Regel bei bekannten Flüssigkeitsschaltern, die nicht auf dem Expansionsprinzip beruhten, größere Flüssigkeitskörper in der Umgebung der Kontakte bzw. der die Kontakte umgebenden Löschkammer angeordnet. Dies ist jedoch für einen Expansionsschalter aus zwei Gründen unerwünscht. Erstens liegt es nämlich in der Natur eines in der Umgebung des Lichtbogens angeordneten nachgiebigen Flüssigkeitskörpers, daß dieser dem Dampfdruck nachgebend ausweichen kann, wodurch die wirksame dampfbildende Flüssigkeit in größere Entfernung vom Lichtbogenkörper gebracht wird. Zweitens wirkt die Flüssigkeit als Dichtungsmittel und verstopft die Ausströmungsöffnungen der Schaltkammer, behindert also die für die sprunghafte Druckentlastung erforderliche Dampfexpansion. Hinzu kommt noch, daß es im Interesse der Vermeidung von Rückzündungen des Lichtbogens nach erfolgter Löschung liegt, eine flüssigkeitsfreie Unterbrechungsstrecke zu haben.
  • Nach der Erfindung wird die Schaltkammer über der Kontaktstelle der Schaltstücke als langer isolierender Zylinder ausgebildet, der den Expansionsverschluß enthält und den beweglichen Scbaltstift mit so geringem Abstand umgibt, daß die in ihre beim Unterbrechungsvorgang vorhandene Schaltflüssigkeit den Lichtbogen nur in Form einer dünnen Flüssigkeitsschicht umgibt.
  • Hierdurch ist einerseits erreicht, daß die für die Dampfbildung wirksame Flüssigkeitsschicht in der unmittelbaren Umgebung des Lichtbogens zurückgehalten wird, andererseits ist eine kräftige Dampfexpansionsermöglicbt, da die Flüssigkeitsschicht im wesentlichen verdampft und der Rest dem expandierenden Dampf keinen wesentlichen Widerstand entgegensetzt.
  • Es ist zwar schon eine Olschalterlöschkammer bekannt, die den Schaltstift so eng umgibt, daß die Schaltflüssigkeit nur als Flüssigkeitsschicht den Schaltstift umgibt; diese Löschkammerbauart hat jedoch lediglich den Zweck, die abziehenden glühend heißen Schaltgase dicht an ihrer Entstehungsstelle zu kühlen, um zu verhindern, daß sie in der Umgebung Störungen hervorrufen. Sie kann aber, da den Schaltgasen nur ein enger, gewundener, mit Schaltflüssigkeit gefüllter Abzugsweg zur Verfügung steht, keine lichtbogenlöschende Druckentlastung erzeugen, weshalb auch die Wirkung der Erfindung, nämlich die kräftige Löschwirkung infolge einer plötzlichen Expansion, bei ihr nicht eintritt.
  • Nach der weiteren Erfindung soll der Isolierzylinder der Schaltkammer, welcher seitliche; längs des Lichtbogens angeordnete Expansionsöffnungen hat, in einem, im wesentlichen flüssigkeitsfreien Raum angeordnet sein. Diese Anordnung ist insbesondere vorteilhaft bei Verwendung halb leitender Schaltflüssigkeit. Sie ist jedoch auch vorteilhaft bei Anwendung von isolierender Schaltflüssigkeit und ist besonders für Schalter mit hoher Betriebsspannung bestimmt. Die Anordnung gestattet eine sehr kräftige Expansion durch die seitlichen, unmittelbar in den flüssigkeitsfreien Raum mündenden Expansionsöffnungen. Da durch diese Expansion die Flüssigkeit bzw. die leitenden Verbrennungsprodukte der Flüssigkeit aus der Unterbrechungsstrecke entfernt werden, so besitzt diese nach der Löschung, nach welcher die volle Spannungsbeanspruchung auftritt, die erforder-, liche hohe Durchschlagsfestigkeit. Da die Schaltflüssigkeit im. Isolierzylinder der Schaltkamxner zum großen Teil verdampft und durch die Expansion des Dampfes herausgeschleudert wird, -soll nach der weiteren Erfindung die Flüssigkeitsschicht nach jeder Abschaltung durch Füllen mit Schaltflüssigkeit erneuert werden. Die Nachfüllvorrichtung kann durch den Schaltstift betätigt werden. Man kann z. B. unterhalb des festen Kontaktes der Schaltkammer eine Füllvorrichtung in der Schaltkammer anordnen. Es ist aber auch möglich, beim Einschalten zwangsläufig ein Ventil öffnen zu lassen, das in einer die ° Schaltkammer reit einem, Nachfüllbehälter verbindenden Rohrleitung liegt und nach vollzogener Einschaltung wieder geschlossen wird.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
  • Auf dem Isolator io sitzt ein Becher ii aus Metall, der den unteren Teil des die Schaltkammer umgebenden Kondensationsgefäßes bildet und mit dem unteren metallenen Teil i2 der Schaltkammer aus einem Stück besteht. In dem Hals 13 des Deckels ig, der den metallenen Schaltkammerteil i2 abschließt, gleitet als Kolben der Rohransatz 1q. eines Metalltellers 15, der zu einem. Zylinder aufeinandergeschichtete Ringe z6 aus Isoliermaterial, beispielsweise Hartpapier, trägt. Die Ringe 16 werden mittels Federn 17 und 18, die sich zwischen dem Teller 15 und dem Deckelring ig des flaschenförmigen Schaltkammerteiles 12 befinden, gegen den Dekkel2o des aus Isoliermaterial bestehenden Bechers 21 gedrückt, der der, oberen Teildes Kondensationsgefäßes bildet und reit dem unteren metallenen Teil ii verschraubt ist. Durch den Deckel ao des Kondensationsgefäßes ist., der Schaltstift 22 mittels einer Dichtung 23 abgedichtet hindurchgeführt. Im Deckel 2o sitzen Stangen 24 und 25, auf die die Ringe 16 aufgereiht sind. Die Ringe 16 umgeben den Schaltstift in geringem Abstand. Ihre Lochkanten sind abgeschrägt. An ihrem, äußeren Umfang besitzen die Ringe 16 Schirme 26. In dem metallenen Teil 12 der Schaltkammer befindet sich das feste Schaltstück 27, durch das beim Einschalten der Schaltstift 22 hindurchtritt. Dabei trifft der Schaltstift 2z auf den im Schaltkammerteil i2 gleitenden Kolben 28 und drückt ihn gegen die am. Boden 29 der Schaltkammer sitzenden Federn 3o und 31 herab. Die Ventilklappen 32 und 33 gehen dabei auf und geben Öffnungen in, Kolben frei, durch die die Schaltflüssigkeit in der Schaltkammer unterhalb des Kolbens über den Kolben tritt. Der Stand der Schaltflüssigkeit in der Schaltkammer und im Kondensationsgefäß ist mit 34 angegeben. Im. Boden 29 des Schaltkämmerteiles 12, der über Stege 35 mit dem Boden des Kondensationsgefäßes verbunden ist, befindet sich eine Öffnung 36, die mittels der nach dem Kolben 28 zu aufschlagenden Klappe 37 verschlossen wird, wenn der Schaltstift 22 den Kolben 28 nach unten drückt. -Die Schaltkammer wirkt folgendermaßen: Wird beim Ausschalten der Schaltstift 2g nach oben gezogen, so -folgt ihre der Kolben 28, der von den Federn 3o und 31 nach oben gedrückt,wird, bis er, wie strichpunktiert gezeichnet, an das feste Schaltstück 27 anschlägt, Beim Hochgehen des Kolbens 28 werden die Klappen 32 und 33 auf den Kolben gedrückt und die über dem Kolben im. metallenen Teil 12 der Schaltkammer stehende Flüssigkeit in den aus den Ringen 16 gebildeten langen engen Is.flierzylinder hineingedrückt. Gleichzeitig wird die Ventilklappe 37 angehoben und Schaltflüssigfeit aus dem Kondensationsgefäß in den unter dem Kolben befindlichen Schaltkammerraum hineingesaugt. Bei der weiteren Aufwärtsbewegung des Schaltstiftes 22 wird dieser aus dem festen Schaltstück 7,7 herausgezogen; wobei sich der Abschaltlichtbogen bildet, der mit dein. Eintritt der Schaltstiftspitze in den aus den Ringen 16 bestehenden Isolierzylinder der Schaltflüssigkeit folgt. Der Lichtbogen verdampft einen Teil der in den Zylinder hineingedrückten Schaltflüssigkeit. Ist der. Dampfdruck so hoch gestiegen, daß er die Kraft der Federn 17 und i8 überwindet,* so werden die Ringe 1ö gegen die Federn 17 und 18 nach unten hin auseinandergeschoben, und der Dampf strömt zu den freigegebenen Spalten zwischen den Ringen i.6 aus der Schaltkammer aus. Der Lichtbögen wird dabei durch Expansion des Dampfes während des Stromnulldurchganges gelöscht. Beim Aus= strömen des Dampfes *i-rd-der Rest der Flüssigkeit, die .nicht. verdampft ist, aus dem Isolierzylinder mit ausgeblasen, so daß imAugenblick der Stromunterbrechung zwischen dem, metallenen Teil der Schaltkammer und der Schaltstiftspitze keine zusammenhängende und stromleitende Flüssigkeitssäule mehr besteht, sondern eine entionisierte Gasstrecke vorhanden ist. Der aus der Kammer ausströmende Dampf zieht, soweit er sich nicht im Kondensationsgefäß niederschlägt, durch die Öffnungen 38 und 39 im Dekkel des Kondensationsgefäßes ab. Die niedergeschlagene und aus dem Isolierzylinder herausgeblasene Schaltflüssigkeit läuft über die Schirme 26 der Ringe 16, die mit Rücksicht auf die hohe Spannung den Weg der stromleitenden Schaltflüssigkeit bedeutend verlängern, der übrigen im Kondensationsgefäß vorhandenen Schaltflüssigkeit wieder zu.
  • Der durch die Verdampfung der Schaltflüssigkeit entstehende hohe Druck in der Schaltkammer drückt auch auf den Kolben 28 und seine Ventilklappen 32 und 33, die die Öffnungen im Kolben dicht abschließen. Der Kolben 28 kann sich dabei nicht nach unten bewegen, da die, die Öffnung im Schaltkammerboden verschließende Klappe 37 durch den vom Kolben 28 auf die unter ihm in der Schaltkammer befindliche Flüssigkeit ausgeübten Druck geschlossen wird und die Flüssigkeit in der Schaltkammer unter dem Kolben sich nicht zusammendrücken läßt. Erst wieder beim Einschalten wird der Kolben vom Schaltstift 2z in die gezeichnete Stellung gebracht und dabei die Schaltkammer, in der durch Verdampfen und Ausblasen der Flüssigkeit aus dem Isolierzylinder der Flüssigkeitsspiegel wieder auf den Stand vor dem Ausschalten gesunken ist, für die nächste Abschaltung in der Weise vorbereitet, daß dann der Kolben wieder Schaltflüssigkeit in den Hohlzvlinder der Kammer drückt.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Expansionsschalter mit Flüssigkeit enthaltender Schaltkammer, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer über der Kontaktstelle der Schaltstücke als langer isolierender Zylinder ausgebildet ist, der den Expansionsverschluß enthält und den beweglichen Schaltstift mit so geringem Abstand umgibt, daß die darin beim Unterbrechungsvorgang vorhandene Schaltflüssigkeit den Unterbrechungslichtbogen nur in Form einer dünnen Flüssigkeitsschicht umgibt. z. Expansionsschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der isolierende Zylinder der Schaltkammer, welcher seitlich längs des Lichtbogens angeordnete Expansionsöffnungen hat, in einem im wesentlichen flüssigkeitsfreien Raum angeordnet ist. 3. Expansionsschalter nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der isolierende Zylinder der Schaltkammer beim Ausschalten vor der Trennung der Schaltstücke mit Flüssigkeit gefüllt wird. q.. Expansionsschalter nach Anspruch 3, dadurch. gekennzeichnet, daß die Füllvorrichtung durch den Schaltstift betätigt wird. 5. Expansionsschalter nach Anspruch 3 und q., dadurch gekennzeichnet, daß die Füllvorrichtung im unteren Teil der Schaltkammer angeordnet ist und aus einem Kolben besteht, der durch Federn mit dem, aufwärts gehenden Schaltstift aufwärts gedrückt wird. 6. Expansionsschalter nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben mit Rückschlagventilen versehen, ist. 7. Expansionsschalter nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung des Nachfüllbehälters um die Schaltkammer der Schaltkammerraum unter dem. Kolben durch ein in diesen Raum aufschlagendes Ventil mit dem Nachfüllbehälter in Verbindung steht. 8. Expansionsschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllen des isolierenden Zylinders der Schaltkammer beim Einschalten durch eine in Abhängigkeit von der Einschaltbewegung betätigte Vorrichtung erfolgt. g. Expansionsschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einest aus aufeinandergeschichteten Isolierringen aufgebauten Zylinder der Schaltkammer die Ringe an ihrem äußeren Umfang Schirme besitzen. io. Expansionsschalter nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das die Schaltkammer umgebende Kondensationsgefäß aus zwei becherförmigen Hälften besteht, deren untere aus Metall und deren obere aus Isoliermaterial ist. ii. Expansionsschalter nach Anspruch i bis 3 und io, dadurch gekennzeichnet, daß der aus aufeinandergeschichteten Isolierteilen aufgebaute Zylinder der Schaltkammer irrt Kondensationsgefäß zwischen dem Deckel dieses Gefäßes und der an seinem Boden befindlichen, das feste Schaltstück und die Nachfüllvorrichtung enthaltenden Schaltkammer unter Wahrung einer Beweglichkeit nach unten eingebaut ist, indem in den oberen verengten Teil (13) der Schaltkammer (i2) ein Metallteller (15) eingesetzt ist, der den Isolierzylinder trägt und gegen die Wirkung von Federn (17, 18),. welche die Isolierteile der Schaltkammer aufeinanderdrücken, nach unten gleiten kann.
DES99310D 1931-05-27 1931-06-20 Expansionsschalter Expired DE609387C (de)

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DE2061301X 1931-05-27
DES99310D DE609387C (de) 1931-05-27 1931-06-20 Expansionsschalter
DE601266T 1931-06-20

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE764291C (de) * 1940-07-31 1950-10-05 Studiengesellschaft Fuer Hochl Stroemungsloeschkammer
DE767713C (de) * 1938-02-05 1953-04-09 Aeg Elektrischer Gasschalter

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE767713C (de) * 1938-02-05 1953-04-09 Aeg Elektrischer Gasschalter
DE764291C (de) * 1940-07-31 1950-10-05 Studiengesellschaft Fuer Hochl Stroemungsloeschkammer

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