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Druckgasschalter Die Erfindung betrifft einen Druckgasschalter, bei
dem zwei sich erweiternde Düsen von einem gemeinsamen Blasraum ausgehen und Teile
des .gleichen Lichtbogens in jeder der beiden Düsen gezogen werden.
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Bei bekannten Druckgasschaltern mit zwei Ausblasedüsen beginnt die
Blasung durch beide Düsen gleichzeitig und bleibt auch so über den ganzen Schaltvorgang
bestehen. Da die Blasung spätestens bei der Kontakttrennung einsetzen inuß, ergibt
sich ein hoher Druckgasverbrauch, und zwar praktisch mindestens der doppelte Druckgasverbrauch
wie bei einem normalen Druckgasdüsenschalter.
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Bei anderen bekannten Druckgasschaltern mit zwei Ausblasedüsen, bei
welchen beim Abschaltvorgang der Druckgasdurchtritt durch die beiden Düsen zu verschiedenen
"Zeiten freigegeben wird, bestehen beide Düsen aus Metall, wobei die Kontakte in
den engsten Düsenquerschnitten .angeordnet sind. Der Unterbrechungslichtbogen kann
daher nur zwischen .den Stirnflächen dieser Kontakte brennen. Er wird dadurch auf
eine kleine Länge beschränkt, was aber insofern im Hinblick auf die Abschaltleistung
des Schalters nachteilig sein kann, als eine intensive Kühlung des Unterbrechungslichtbogens
nicht möglich ist.
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Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß bei einem Druckgasschalter,
bei welchem zwei sich erweiternde Düsen von einem geineinsamen Blasraum ausgehen
und Teile des gleichen Lichtbogens in jeder der beiden Düsen gezogen werden und
bei dem beim Ausschaltvorgang der Druckgasdurchtritt durch die beiden Düsen zu verschiedenen
Zeiten freigegeben wird, :die Anordnung derart getroffen ist, daß die in je einer
Düse liegenden Elektroden durch ein bewegliches Schaltstück überbrückt sind, das
bei der Ausschaltung .durch den Blasrauin hindurch aus den Düsen gezogen wird und
die Durchtrittsöffnung der Düsen derart ausfüllt, daß bei der Ausschaltung zunächst
Druckgas nur durch die eine vorzugsweise aus Metall bestehende Düse strömt und erst
im weiteren. Verlauf der Schaltbewegung die Strömung durch die zweite, vorzugsweise
aus Isolierstoff bestehende Düse einsetzt.
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Hierdurch. wird erreicht, daß der Lichtbogen dem Druckgasstrom nicht
ausweichen kann. Der Lichtbogen wird ferner auf eine beträchtliche Länge gezogen
und dabei gut gekühlt, so daß eine sichere Lichtbogenlöschung auch bei höchsten
Spannungen gewährleistet ist lind die Gefahr von Rückzündungen wirksam verhindert
wird.
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Durch die absatzweise Beblasung beim Abschaltvorgang macht sich die
Erfindung die Tatsache zunutze, daß sich der Ausschaltvorgang bei Wechselstromhochspannungsschaltern
aus zwei Phasen zusammensetzt, nämlich dem eigentlichen Löschvorgang bis zum Nulldurchgang
des Stromes und daran anschließend dem Abriegelungsvorgang zur Verhinderung von
Wiederzündungen. Das Druckgas hat also die Aufgabe, zunächst die Lichtbogenprodukte
zu
entfernen (Spülfunktion) und dann die Kontakte gegeneinander isolierend abzuriegeln
(Isolatorfunktiön). Eine, Verstärkung der Spülfunktion über eine wisse Grenze bringt
keine Vorteile, da 41 y: Lichtbogendauer ohnehin durch die Netzi".yquenz bestimmt
ist. Eine zu starke kann sogar in manchen Fällen von Nachteil sein, da der Lichtbogen
zu plötzlich (schon vor dem Nulldurchgang der Sinuskurve) abreißt, wodurch Überspannungen
im Netz. hervorgerufen werden können. Eine Verstärkung der Isolatorfunktion ist
dagegen immer günstig, da sie die Spannungsfestigkeit erhöht, d: h. die Abschaltung
hoher Betriebsspannungen gestattet. Bei der Erfindung werden die Spülwirkung und
die Abriegelungswirkung .des Druckgasstromes gut gegeneinander abgeglichen, und
es ergibt sich auf diese Weise ein .maximales Löschvermögen des Schalters bei geringem
Druckgasverbrauch.
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Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
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Abb. i zeigt ,die Kontaktanordnung eines Druckgasschalters mit zwei
entgegengesetzt gerichteten Düsen 3 -und 13, die von einem gemeinsamen Blasraum
8 ausgehen. Der Blasrauen ist direkt an einem Kompressionsraum 22 in der Hülle 23
angeordnet. Die Düse 13
ist als Isöli@erdüse :ausgebildet, während die Düse
3 mit einer Metallbelegung 24 versehen ist und so als Metalldüse wirkt. Der Mund
der Düse 3, 24 ist in der Einschaltstellung durch das bewegliche Schaltstück 9 :dicht
abgeschlossen. Ebenso dichtet das Schaltstück in der Isolierdüse 13 den Düsenmund
ab: 5 und i i sind die Stromanschlüsse: io ist ein Zusatzkontakt (Gegenpol). Ferner
schließt sich an die Düse 13 ein Abgaskanal 25 an, der in die Richtung der
anderen Düse 3 umgelenkt ist, so daß .die Abgase beider Düsen parallel aus dem Schalter
austreten; was für den Einbau des Schalters besonders günstig ist.
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Beim Ausschalten wird das Schaltstück nach unten bewegt und der dabei
entstehende Unterbrechungslichtbogen zunächst .durch das aus denn Blasraum 8 in
die Düse 3 abströmende Druckgas geblasen. Die Düse 13 ist noch verschlossen.
Erst im weiteren Verlauf der Schaltbewegung tritt das Schaltstück 9 mit seinem freien
Ende durch den Mund der Düse 13 und gibt auch dort die Druckgasströmung frei, so
daß die isolierende Abriegelung mit einem Mindestaufwand an Druckgas schnell und
sicher erfolgen kann.
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Der Kontakt 9 braucht nicht unbedingt als Druckkontakt ausgebildet
zu sein; er kann vielmehr auch die Verengung der Düse 3 kontaktgebend überschleifen.
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Eine Ausführungsform der letzteren Art ist in Abb. 2 dargestellt.
Hier sind beide Düsen 3 und 13 als Isolierdüsen ausgebildet. Der feststehende Kontakt
i sitzt als Ring-. kontakt in der Düse 3. Auch hier strömt das bruckgas zuerst durch
die Düse 3 zur Licht--hogenlöschung aus und erst im weiteren Verläuf der Schaltbewegung
tritt zusätzlich eine Abströmung durch die Düse 13 auf. Die Druckgaszüfuhr
zu .dein Blasraüm 8 wird durch einen Schieber 16 während des Einschaltzustandes
abgeschlossen. Der Schieber 16 ist mit dem Schaltstück g durch einen Arm
17 verbunden> so daß sich bei der Ausschaltbewegung, die nach: unten erfolgt,
der Schieber aus einem Schlitz in dem Düsengehäuse herausbewegt und so erst bei
Beginn des Ausschaltvorganges das Druckgas zuströmt. Wenn beim Ausschaltvorgang
der Schaltstift 9 nach unten bewegt wird, so tritt ein Lichtbogen zwischen dem Schaltstift
und dem Ringkontakt i und später gegebenenfalls noch zwischen dem Zusatzkontakt
io und dem Schaltstift auf. Dieser Lichtbogen wird von dem aus dem Blasraum 8 durch
die Düse strömenden Druckgas am Fußpunkt des Kontaktes r günstig geblasen, ebenso
später nach Freigabe .der Düse 13 durch :den hier ausströmenden Drückgasstrahl
an dein an denn Kontakt io sitzenden Fußpunkt. Beide Druckgasstrahlen sind entgegengesetzt
gerichtet. Durch die Gesamtwirkung der beiden Düsen wird eine starke Löschwirkung
erreicht, und das durch die Düse 13 zusätzlich abströmende Druckgas riegelt in günstigster
Weise ab.
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Ähnlich ist der Vorgang, wenn, wie in Abb. 3 dargestellt, das Schaltstück
9 als Rohrkontakt ausgebildet ist und der feststehende Kontakt i in der Düse 3 als
Stiftkontakt, ebenso der Gegenpol io, der in der Düse 13 durch eine Rippe gehalten
ist und direkt mit der Stromzuleitung 5 verbunden sein kann. In :diesem Falle dient
das bewegte Schaltstück 9 nur zur Überbrückung der beiden mit den Stromzuführungen
verbundenen feststehenden Elektroden z und io, die in je einer der beiden Düsen
3 und 13 liegen. Eine entsprechende Anordnung kann auch bei den Ausführungsformen
nach Abb. i und 2 getroffen werden. Der Rohrkontakt 9 ist in Abb. 3 an der Stelle,
wo die den Kontakt io tragende Rippe sitzt, geschlitzt.
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In Abb. 4 ist eine etwas andere Kontaktanordnung gezeigt. Dort sitzt
in der Mitte der Isolierdüse 3 ein Druckkontakt 26, der stiftförmig ausgebildet
sein Mann, und die obere Fläche des - Schaltstückes 9 dichtet gleichzeitig am Isolierdüsenmund
ab. Wie unterhalb von Abb. q. skizziert ist, kann der Gegenkontakt 26 auch als Flachstück
aiisgebildet sein. Der Beginn der Blasung durch i die Düse 3 erfolgf sofort bei
der Kontakttrennung, durch die Düse 13 - jedoch erst
später
beim Durchtritt der Spitze des Schaltstückes 9 durch den Mund ,der Düse 13.
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In Abb. 5 ist. ein ähnlicher Schalter dargestellt; jedoch sind hier
beide Schaltstücke beweglich und werden bei der Ausschaltung in entgegengesetzter
Richtung .durch je eine Düse nach außen bewegt. Das Schaltstück 9 wird also ,durch
die obere Düse nach oben gezogen, während das rohrförmige Schaltstück 27 durch die
untere Düse nach unten gezogen wird. Dabei strömt das Druckgas von dem Raum 8 aus
ebenfalls durch beide Düsen ab und bewirkt dadurch eine intensive Beblasung beider
Lichtbogenfußpunkte und führt eine schnelle Löschung des Lichtbogens herbei. Das
rohrförmige Kontaktstück 27 dichtet zunächst die untere Düse ab, so :daß an dieser
.die Blasung erst beginnt, wenn der Kontakt 27 aus der Verengung der Düse Heraustritt.
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Abb.6 zeigt eine ähnliche Ausführungsform; jedoch sind hier die Kontakte
9 und 27 als Druckkontakte ausgebildet und liegen im Einschaltzustand mit ihren
Stirnflächen aneinander.
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Statt dessen kann man, wie in Abb. 7 dargestellt, die Anordnung auch
so treffen, daß die Kontakte 9 und 27 sich nicht unmittelbar, sondern über einen
im Bl@asrauin 8 liegenden Zusatzkontakt 28 berühren. In diesem Falle ist es zur
gewünschten Steuerung der Blasfolge zweckmäßig, entweder die beiden beweglichen
Schaltstücke 9 und 27 mit einem bestimmten Zeitabstand zu schalten oder die Schaltgeschwindigkeit
der beiden Schaltstücke verschieden zu bemessen. Im Zusamnienhang damit oder statt
dessen ist es auch möglich, die Düsen derart verschieden auszubilden, daß die eine
für die Unterbrechung von Strömen bis zur Normallast günstig ist, während die andere
für die Löschung von Kurzschlußlichtbögen besonders geeignet ist. Die Wirtschaftlichkeit
des Druckgasverbrauches läßt sich noch weiter erhöhen, wenn bei der Abschaltung
von Normallast und darunterliegcnden Strömen nur eines der beiden Schaltstücke bewegt
wird, so daß nur durch eine Düse geblasen wird, während das zweite Schaltstück nur
bei Überströmen beü äti-t wird und dabei auch die zweite Düse zur Blasung freigibt.