DE651477C - Schalter mit Lichtbogenloeschung durch stroemenden Dampf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter mit Lichtbogenlöschung durch strömenden Dampf, der in einem mit dem Schalter vereinigten Verdampfer beim Abschalt-Vorgang selbst erzeugt wird.

Bei den bekannten Scnaltern dieser Art ist die Anordnung so getroffen, daß der bewegliche Schaltkontakt den Beginn der Löschströmung an der Unterbrechungsstelle steuert.

Das hat zur Folge, daß unter Umständen, insbesondere bei der Unterbrechung kleinerer Ströme, der Mindestdruck, der für die Erzeugung einer eine sichere Lichtbogenlöschung gewährleistenden Strömung des Löschmittels erforderlich ist, noch nicht erreicht ist, wenn bereits der bewegliche Schaltstift die Ausströmung des Löschmittels veranlaßt.

Dieser Nachteil wird nach der Erfindung dadurch vermieden, daß der Verdampfer mit einer selbsttätig wirkenden Absperrvorrichtung versehen wird, die eine den Lichtbogen löschende Dampfströmung an der Kontakttrennstelle erst dann entstehen läßt, wenn der Dampfdruck eine bestimmte Höhe erreicht hat.

Der Schalter gemäß der Erfindung kann vorteilhaft zwei Paare von zusammengehörigen Schaltkontakten haben, von denen das eine Paar sich innerhalb der Flüssigkeit befindet, aus welcher durch den auftretenden Lichtbogen gespannte Dämpfe-gebildet werden, während das andere Paar von Schaltkontakten außerhalb der Flüssigkeit angeordnet ist, zwischen denen dann der eigentliche Abschaltlichtbogen auftritt, der mittels der durch den ersten Lichtbogen gebildeten Dämpfe gelöscht wird. Die Kontakte, zwischen denen die beiden Lichtbögen sich bilden, sind tunlichst in demselben Stromkreis hintereinandergeschaltet.

Bei einer solchen Ausbildung des erfindungsgemäßen Schalters ist es möglich, daß die Schaltkontakte, zwischen denen der eigentliche Abschaltlichtbogen sich bildet, außerhalb der Flüssigkeit sich befinden, so +5 daß Isolierungsschwierigkeiten und eine Stromleitung durch die Flüssigkeit bei abgeschaltetem Strome vermieden sind; es kann daher auch eine stromleitende, die Löschdämpfe bildende Flüssigkeit benutzt werden. Ferner können die durch den einen Lichtbogen gebildeten, teilweise ionisierten Dämpfe vor ihrer Durchströmung der außerhalb der Flüssigkeit befindlichen Kontakte für den Abschaltlichtbogen mittels der die Kontakte des ersteren Lichtbogens umgebenden Flüssigkeit oder auch mittels eines besonderen Kühlmittels durch Oberflächen- oder Einspritzkühlung gekühlt und dadurch zum großen Teil ionisiert werden, so daß ihr Löschvermögen verbessert wird.

Bei einem Schalter gemäß der Erfindung werden zwecks Abschaltung die innerhalb der Flüssigkeit befindlichen Kontakte in geeigneter Weise getrennt und dadurch ein Lichtbogen gezogen, der aus der umgebenden Flüssigkeit gespannte Dämpfe bildet, welche die die Kontakte überdeckende Flüssigkeit durchströmen, sich abkühlen und dadurch wieder zum großen Teil entionisiert werden. Diese

Dämpfe, die in den meisten Fällen feinste Flüssigkeitsteilchen mitreißen (und dadurch ein gutes Löschvermögen haben), löschen den durch Trennung der Schaltkontakte gebiide-5· ten zweiten, eigentlichen Abschaltlichtbogen· durch Ausblasen oder Anlagerung der Ionen und Elektronen an die aus der Flüssigkeit mitgerissenen und durch die Expansion gebildeten Flüssigkeits- und Dampfmoleküle, ίο wodurch die Stromverbindung getrennt wird. Der die Dämpfe bildende Lichtbogen tritt nur so lange auf, bis die von ihm gebildeten Dämpfe, den zweiten, außerhalb der Flüssigkeit gebildeten Abschaltlichtbogen gelöscht haben; hierdurch wird der Strom an einer außerhalb der Flüssigkeit befindlichen Stelle unterbrochen, womit auch der dampfbildende Lichtbogen erlischt tmd die «»Dampfbildung aufhört, abgesehen von der sog, Nachverdampfung der hocherhitzten, etwa noch vorhandenen Flüssigkeit. Falls die beiden Paare von Schaltkoniakten hintereinandergeschaltet sind, entfällt auf jedes Paar der Kontakte nur ein entsprechender. Teil der Abschaltleistung.

Die die Löschdämpfe liefernde Flüssigkeit kann eine beliebige zweckentsprechende sein und auch aus einem Dampfflüssigkeitsgemisch oder aus einem Gemisch von Flüssigkeit und von durch diese absorbierten Dämpfen bestehen, wie beispielsweise aus einem Gemisch von Wasser und Kohlensäure oder Ammoniak. In letzterem Falle können Dämpfe aus der Flüssigkeit bereits vor Erreichung der Siedetemperatur der Flüssigkeit gebildet bzw. ausgetrieben werden.

Die aus dem Schalter ausgepufften Dämpfe können in bekannter Weise gekühlt und kondensiert und sodann im Schalter aufs neue benutzt werden.

In manchen Fällen kann es von Vorteil sein, daß die Kontakte, zwischen denen der eine Lichtbogen gebildet wird, nicht von einer Flüssigkeit umgeben sind, sondern nur von Dämpfen unter einem beliebigen zweckentsprechenden Drucke. In solchem Fäll wird durch den auftretenden Lichtbogen nur die Temperatur und damit der Druck der ihn umgebenden Dämpfe erhöht, worauf diese Dämpfe, nachdem sie tunlichst in geeigneter Weise gekühlt sind, die Löschung des zweiten Lichtbogens und damit die Stromabschaltung bewirken.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt.

Mit α und b sind die Stromzuführungen

bezeichnet, die an die festen Kontakte c und e angeschlossen sind. Mit den festen Kontakten arbeiten die beweglichen Kontakte d und / zusammen, wobei der letztere beim Ausführungsbeispiel eine kolbenförmige Gestalt aufweist. Die beweglichen Kontakte d und f ·. sind durch eine 'Stromleitung und Schleif-' kontakte s miteinander verbunden. Die zusammengehörigen Kontakte e und / sind außerhalb der die Löschdämpfe liefernden Flüssigkeit, die zusammengehörigen Kontakte c und d innerhalb, und zwar unterhalb oder nahe der Oberfläche, der den Behälter« teilweise anfüllenden Flüssigkieit angeordnet, welche dem Behälter in Richtung 1 zugeführt werden kann. Dem Antrieb des beweglichen Kontaktes d dient der Steuerzylinder i, dem Druckluft in Richtung 3 durch einen Steuerschieber o. dgl, zugeführt wird. Auch die Einschaltung des beweglichen Kontaktes / erfolgt durch einen Druckluftzylinder h.

Die durch den zwischen den Kontakten c und d beim Abschaltvorgang auftretenden Lichtbogen gebildeten gespannten Dämpfe bewirken die Trennung der Kontakte e und / und auch die Löschung des zwischen diesen auftretenden Lichtbogens. Zu diesem Zwecke ist die Anordnung so getroffen, daß die gespannten Dämpfe zunächst einen mit einer Feder 0. dgl. belasteten Steuerkolben k heben müseri, und zwar wegen der Trägheit desselben verhältnismäßig langsam, so daß bis zur Öffnung der Schlitze, die den Dampf zu den Schaltkontakten e und f strömen lassen, bereits eine kurze Zeit verstrichen ist, innerhalb welcher der Druck der durch den Lichtbogen sich bildenden Dämpfe außerordentlich ansteigt. Nachdem die Durchströmschlitze durch den Steuerkolben k geöffnet sind, strömen die hochgespannten Dämpfe in den die Schaltkontakte e und f enthaltenden Raum und in den oberen Raum des Zylinders h ein, trennen durch Abwärtsbewegung des in-100 letzterem befindlichen Kolbens die Kontakte e und /, löschen den zwischen diesen auftretenden Abschaltlichtbogen, womit die Abschaltung beendet und auch die Dampfbildung durch Erlöschen des Lichtbogens zwischen e und d aufhört.

Die Geschwindigkeit, mit welcher der Kolben k aufwärts und wieder abwärts bewegt wird, kann durch eine mit einem Drosselventil ρ versehene Rückströmleitung tn geregelt wer- "° den oder durch einen mit der Kolbenstange ο verbundenen, nicht mit dargestellten Regler, dessen Bewegung-durch einen mit Dampf, öl o. dgl. betriebenen Bremszylinder bewirkt werden kann. -115

Bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Kontaktpaare e, d und e, f hintereinandergeschaltet, so daß jedes Paar nur einen Teil der Äbschaltleistung zu bewältigen hat. Das eine Paar von Schaltkontakten e und f ist außerhalb der Flüssigkeit angeordnet, so daß Anstände durch

Stromleitung u. dgl. verhütet sind. Der nach der Trennung der Kontakte c und d auftretende Lichtbogen und damit die Dampfbildung dauert nur so lange, bis die Stromverbindung durch Löschung des zwischen e und f auftretenden Lichtbogens unterbrochen wird. Die aus der Expansionsdüse g ausgepufften Dämpfe können ins Freie oder in einen Auspuffbehälter oder in einen Kühler oder Kondensator strömen und nach erfolgter Kühlung oder Verflüssigung wieder in Richtung ι in den Flüssigkeitsbehälter η geleitet werden.

Claims (9)

1. Patentansprüche:

   i. Schalter mit Lichtbogenlöschung durch strömenden Dampf, der in einem mit dem Schalter vereinigten Verdampfer beim Abschaltvorgang selbst erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Ver-

   SO dämpfer mit einer selbsttätig wirkenden Absperrvorrichtung versehen ist, die eine Dampf strömung an der Kontakttrennstelle erst dann entstehen läßt, wenn der Dampfdruck eine bestimmte Höhe erreicht hat.
2. 2. Schalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindungsleitung von dem Verdampfer (n) zu der Kontakttrennstelle (g, f) ein federbeeinflußter Kolbenschieber (k, I, o) vorgesehen ist.
3. 3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubgeschwindigkeit des Kolbenschiebers regelbar ist.
4. 4. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gleitgehäuse des Kolbenschiebers eine Umgehungsleitung (m) mit einem regelbaren Drosselventil (ρ) vorgesehen ist.
5. 5. Schalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampferzeugung in dem Verdampfer (n) durch einen zwischen den Hilfselektroden (c, d) gezogenen Lichtbogen erfolgt, wobei die Hilfselektroden mit den Hauptelektroden (Si f) vorzugsweise in Reihe geschaltet sind.
6. 6. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptelektroden (g, f) erst dann öffnen, wenn die selbsttätige Absperrvorrichtung {k, I, 0) an den Verdampfer (ti) die Dampfströmung zu der Kontakttrennstelle freigegeben hat.
7. 7. Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Hauptelektrode (/) gleichzeitig als Kolben für einen Dampfzylinder (h) ausgebildet ist, der durch den der Hauptunterbrechungsstelle zuströmenden Dampf beaufschlagt wird.
8. 8. Schalter nach Anspruch 1 bis 7, da-■ durch gekennzeichnet, daß die feste Hauptelektrode in an sich bekannter Weise als Düsenkontakt ausgebildet ist.
9. 9. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer an Stelle einer Flüssigkeit nur mit Dämpfen von beliebigem Druck angefüllt ist, deren Druck beim Abschaltvorgang infolge der Temperaturerhöhung durch den Lichtbogen gesteigert wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen