DE658290C - Schalter mit Lichtbogenloeschung - Google Patents

Description

2IAPR. 1939

Erfahrungsgemäß ist es bei Leistungsschaltern wichtig, den Lichtbogen während des Abschaltvorganges klein zu halten, da die Druck- und Wärmeerzeugung in der Umgebung des Lichtbogens mit der Größe desselben zunehmen. Es ist aber ebenso wichtig, dafür zu sorgen, daß die Kontaktflächen des Schalters gegen Beschädigungen durch den Schaltlichtbogen geschützt werden.

Es wurden bereits Mittel empfohlen, mit denen es ermöglicht wird, den Lichtbogen über einen Teil des Abschaltvorganges hinweg klein zu erhalten. Nach diesen Vorschlägen soll der bewegliche Schaltkontakt selbst oder ein mit ihm in Verbindung stehender Hilfskontakt _t_ eine Unterbrechungsstrecke zwischen ruhenden Kontaktstücken freilegen, zwischen denen sich ein Lichtbogen gleichbleibender Länge ausbildet. Auch wurde bereits vorgeschlagen, einen Hilfspol vorzusehen, der mit dem beweglichen Pol in leitender Verbindung steht und entweder zunächst in ruhender Lage einen bestimmten Abstand vom festen Kontakt beibehält oder aber im eingeschalteten Zustand ebenfalls mit dem festen Kontakt in Berührung steht, also an der Stromleitung teilnimmt und nach einem bestimmten Weg des beweglichen Kontaktes von diesem mitgenommen wird.

Diese Ausführungen ermöglichen wohl einen während einer gewissen Zeit gleichbleibenden Kontaktabstand, sie befreien aber keinesfalls den ruhenden Kontakt vom Lichtbogen, verhüten daher auch nicht die hohe thermische Inanspruchnahme des Kontaktes. 3,5

Demgegenüber sollen durch die Erfindung neben der Gleich- und Kleinhaltung des Kontaktabstandes auch noch die Kontaktflächen vom Abbrand befreit bleiben. Dies wird gemäß der Erfindung bei einem Schalter mit einem dem ruhenden Kontakt parallel geschalteten Abbrandpol dadurch erreicht, daß der Abbrandpol derart angeordnet· und während der Dauer der Lichtbogenlöschung in der Ausschaltrichtung des beweglichen Schalt-Stiftes und mit diesem so bewegt wird, daß der zwischen dem Abbrandpol und dem .Schaltstift brennende Lichtbogen aus dem Bereich der Kontaktflächen des festen Kontaktes fortgetragen wird. Da die Löschmittelströmungin bekannter Weise entgegengesetzt der Schaltstiftbewegung erfolgt, so besteht für den Schaltstift keine Gefahr für einen Abbrand an den Kontaktflächen, da der Liciitbogenfußpunkt durch die Strömung sofort nach· der Kontakttrennung zur Kuppe des Schaltstiftes getragen und dort gehalten wird. Die Schaltstiftkuppe übernimmt hier-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden :

F. W. Pape- in Berlin. ·

bei in bekannter Weise die Wirkung eines dem Schaltstift parallel geschalteten Abbrandpols, so daß sich die Anordnung eines besonderen Abbrandpols für den Stiftkontakt erübrigt. Durch den dem ruhenden Kontakt parallel geschalteten Abbrandpol, der in gleichbleibendem Abstand dem Schaltstift folgt, wird es ermöglicht, daß die Lichtbogenfußpunkte in gleich großem Abstand bleiben, ίο Selbst für den Fall wie in Abb. 2 und 3 der Zeichnung, daß der Lichtbogen durch die Strömung zu einer Schleifenbildung veranlaßt wird, bleibt diese Schleife klein und kann nicht im ruhenden Hauptkontakt Fuß fassen, da der Lichtbogen vom Hauptkontakt fortgetragen wird. Nach der Polanordnung in Abb. ι ist selbst eine Schleifenbildung nicht zu befürchten. Auch beim Einschaltvorgang entsteht keine Brandstelle am festen Hauptkontakt, da hierbei ein Lichtbogen nur zwischen der beweglichen Schaltstiftkuppe und dem Abbrandpol entstehen kann und'letzterer sich gegen den feststehenden Hauptpol anlegt oder an ihn vorbeigleitet, bevor der Kontaktstift in den ruhenden Pol eindringt. Nach dem Löschyorgang setzt der Schaltstift seinen Ausschaltweg fort, wodurch die Einstellung der verlangten Isolierstrecke zwischen den Kontakten erfolgt. Es ist empfehlenswert, dafür zu sorgen, daß sich nach erfolgter Lichtbogenlöschung diese größere Unterbrechungsstrecke zwischen den stromführenden Teilen auch einstellen kann. Dies läßt sich auf verschiedenen Wegen erreichen. Es kann der dem festen Schaltkontakt zugeordnete bewegliche Abbrandpol entweder nach einem gewissen Weg einen Anschlag erreichen und stillstehen, während der Sehaltstift seinen Ausschaltweg fortsetzt. Es kann aber auch der dem festen Schaltkontakt zugehörige Abbrandpol in einem die Pole umgebenden Zylinder gleitend und stromführend angeordnet sein und von einem mit dem Schaltstift fest verbundenen, aber gegen ihn isolierten Mitnehmer bewegt werden, wobei die Führungswand nur auf einer gewissen Hubstrecke eine metallische leitende Verbindung zwischen dem feststehenden Kontaktpol und dem beweglichen Abbrandpol herstellt, während für den weiteren Ausschaltweg der Abbrandpol auf einer isolierenden Zylinderwandung gleitet. Schließlich ist es für Schalter mit in der Lichtbogenkammer eingebautem ,Differentialkolben zur Erzeugung einer Flüssigkeitsströmung zum Löschen des Lichtbogens wünschenswert, die mit dem Schaltstift in Verbindung stehende Mitnehmereinrichtung fortzulassen und dafür den Abbrandpol am Differentialkolben anzuordnen.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

In Abb. ι trägt das Schaltergehäuse α die festen Polkontakte b. Der Strom wird durch den Polstift c zugeleitet; er geht über den Kontakt b zum oberen Schalterdeckel d und wird bei der Klemme e abgeführt. In einer stromleitenden Führung des Deckels d ist der dem festen Kontakt b zugeordnete Hilfspol f verstellbar angeordnet. Er steht über ein Hebelgestänge mit dem beweglichen Polstift c in Verbindung. Die Druckluft zum Löschen des Lichtbogens tritt bei g in das Schaltergehäuse ein.

Wird der Polstift c zwecks Trennung der Polkontakte nach unten geführt, so folgt der Hilfsgegenpol / in dem einmal eingestellten Abstand nach, da die Längenverhältnisse der Hebel h und i so gewählt sind, daß der Kontaktstift c und der Hilfspol/ gleich große Wege zurücklegen. In dem Augenblick, wo der Polstift c den festen Kontakt b verläßt, bildet sich ein Lichtbogen zwischen den beiden Polstiften c und f, der in dieser Lage durch, die allseitig ihn umgebende Strömung erhalten bleibt, bis beim Nulldurchgang des Stromes die Löschung und Reinigung der Funkenstrecke erfolgt. Hat der Anschlag k sein Widerlager erreicht, so stehen der Hilfspol/ und der Hebeli bzw. h still und der Polstift kann sich allein weiterbewegen, da er mit dem Antriebsgestänge über ein elastisches Federglied m verbunden ist.

In Abb. 2 ist nur der obere Teil des Schaltergehäuses α dargestellt. Der Schalter befindet sich im eingeschalteten Zustand, der Schaltstift c gibt Kontakt mit dem festen Pol b. Gegen den festen Kontakt b lehnt sich ein kolbenförmiger Hilfspol n, der durch eine Feder ο angedrückt wird. Der Polstift c trägt einen zylinderförmigen, aus Isolierpreßmaterial bestehenden Mitnehmer p, der einen ebenfalls aus Isoliermaterial bestehenden Anschlag^ des Hilfspols« umgreift.

Wird ein Ausschaltvorgang eingeleitet, so können sich der Kontaktstift c und der Mitnehmer ρ zunächst frei bewegen, bis der Anschlag q am Hilfspol η erreicht ist. In dieser Stellung hat der Polstift c den festen Kontakt b verlassen und befindet sich in einer bestimmten Entfernung unterhalb des Hilfs- no pols«, welche Entfernung nunmehr auf dem weiteren Hubweg des Polstiftes c gleich groß rhalten bleibt. Der Hilfspol η steht in .leitender Verbindung mit dem oberen Gehäusezylinder s, so daß sich der Lichtbogen zwi- **5 sehen dem Hilfspol η und dem Stift c ausbilden muß. Er hat nur die Länge der Entfernung des Hilfspols η von der Kuppe des Polstiftes c, wodurch die Lichtbogenenergie auf einen gewissen Mindestwert gehalten iao wird. Die Preßluft kann durch öffnungen r in der Mitnehmerhaube ρ zum Lichtbogen

strömen. Es erfolgt die Löschung und Säuberung der Lichtbogenstrecke, sobald die Stromkurve den Xulhvert durchschreitet. Der Polstift c setzt seinen Ausschaltweg fort. Der Hilfspol η verläßt die metallische Zylinderwandung j und gleitet auf dem aus Isoliermaterial bestehenden Zylinder α weiter, wodurch die leitende Verbindung des Hilfspols η mit dem festen Hauptpol b unterbrachen ist.

Die Abb. 3 zeigt einen Flüssigkeitsschalter. In einem Gehäuse α ist eine Löschkammer t eingebaut, die im Innern ebenfalls wie bei Abb. 2 einen kolbenförmigen, den PoI-kontakte umschließenden Hilfspol η enthält, der mit dem feststehenden Polkontakt b in leitender \"erbindung steht. Dieser Hilfspol ist bei diesem Schalter als Differentialkolben einer Pumpeinrichtung ausgebildet, der durch den Druck der Lichtbogengase gegen die Spannung einer Feder u bewegt wird. Der Hilfspol η vermag daher dem Polstift c zu folgen, ohne mit ihm in. Verbindung zu stehen.

Die Wirkungsweise ist folgende: In Abb. 3 befindet sich der Polstift sowie der Hilfspol in einer Zwischenstellung während des Abschal tvorganges. Sind die Kontakte geschlossen, so befindet sich auch der Hilfspol n, durch die Feder u nach unten gedrückt, in Anlage gegen den festen Kontakt b. Beim Hochziehen des Polstiftes c bildet sich zwischen dem Hilfspol η und der Kuppe des Polstiftes c ein Lichtbogen, der einen Teil des Flüssigkeitsinhaltes verdampft und vergast. Der hierdurch entstehende Druckanstieg in der Löschkammer drückt auch den Hilfspol 11 infolge seiner Ausbildung als Differentialkolben nach oben, so daß dieser dem Polstift folgt und der Lichtbogen in gleicher Länge bestehen bleibt, während gleichzeitig Druckflüssigkeit aus dem Pumpendruckraum ν zum Löschen des Lichtbogens durch den sich selbsttätig einstellenden Spalt zwischen dem Polstift c und dem Öffnungsrand im Boden τα des Pumpenkolbens strömt. Der Lichtbogen erlischt beim Nulldurchgang des Stromes, und der Polstift c verläßt die Löschkammer, so daß die noch nicht verflüssigten Dämpfe und die nicht kondensierbaren Gase aus der Löschkammer entweichen können. Ist ein Druckausgleich zwischen dem Innen- und dem Außenraum der Löschkammer erfolgt, so wird der Hilfspol η durch die Feder u wieder gegen den Polkontakt b in seine Anfangsstellung zurückgedrückt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schalter mit Lichtbogenlöschung durch eine der Schaltstiftbewegung entgegengesetzt gerichtete Druckluft- oder Flüssigkeitsströmung, bei dem ein mit dem ruhenden Kontakt in leitender Verbindung stehender Abbrandpol vorgesehen ist, der nur nach der Kontakttrennung des Schalters die Stromleitung übernimmt und bewirkt, daß sich die Lichtbogenlänge während der Dauer der Lichtbogenlöschung über einen bestimmten Betrag nicht vergrößert, dadurch gekennzeichnet, daß der Abbrandpol (/) derart angeordnet und während der Dauer der Lichtbogenlöschung in der Ausschaltrichtung des beweglichen Kontaktes und mit diesem so bewegt wird, daß der zwischen dem Abbrandpol (/) und dem Schaltstift (c) brennende Lichtbogen aus dem Bereich der Kontaktflächen des festen Kontaktes (&) fortgetragen wird.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch i gekennzeichnet, daß der Abbrandpol (n) in einem die Kontakte umgebenden Zylinder {s) gleitend angeordnet ist und von einem mit dem beweglichen Schaltstift (c) fest verbundenen, aber gegen ihn iso- ί lierten Mitnehmer (/>) bewegt wird, der mit Spiel im beweglichen Abbrandpol (n) gleitet.

3. Schalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungs- c zylinder (s) des beweglichen Abbrandpols (n) nur auf einem Teil der Trennungsstrecke der Kontakte eine metallisch leitende Verbindung zwischen dem feststehenden Schaltkontakt (b) und dem beweglichen Abbrandpol (n) herstellt, während für den weiteren Ausschaltweg der Abbrandpol auf einer isolierenden Zylinderwandung (α) gleitet.

4. Schalter nach Anspruch 1 mit in der Lichtbogenkammer eingebautem Differentialkolben zur Erzeugung einer Flüssigkeitsströmung zum Löschen des Lichtbogens, dadurch gekennzeichnet, daß der Abbrandpol («) am Differentialkolben angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen