DE677776C - Hochspannungsoelschalter - Google Patents

Description

in Paris

Die Bemühungen, die Brandgefahr auf ein Mindestmaß zu verringern, die besteht, wenn man auf den Schaltstationen Schalter mit großer Ölmenge verwendet, haben zur Entwicklung der sogenannten Unterbrechungskammern geführt, innerhalb deren der Lichtbogen durch verschiedene künstliche Mittel unterbrochen wird.

Unter den verwendeten Kammern seien beispielsweise solche genannt, bei denen ein entionisierender ölstrom Verwendung findet, der durch eine rein mechanische Wirkung erzeugt wird. Dieser ölstrom kann z. B. durch die Lösung einer beim Schluß des Schalters mechanisch gesperrten, bei Lösung einen Kolben im Inneren eines mit Öl gefüllten Zylinders verschiebenden Feder oder durch die Verschiebung eines Differentialkolbens hervorgerufen werden, auf dessen beide flächenverschiedene Seiten der durch den Lichtbogen erzeugte Druck gleichzeitig zur Einwirkung gebracht wird. Der Zylinder, in welchem sich dieser Kolben bewegt, kann von der Unterbrechungskammer getrennt sein, sich an die Unterbrechungskammer anschließen oder von dieser selbst gebildet werden.

Die Kammer gemäß der Erfindung gehört zu dieser letzten Gruppe. Sie besitzt nachfolgend aufgeführte Merkmale:

In erster Linie ist der sich im Innern der Kammer bewegende Kolben der elektrodynamischen Wirkung des Schalterstromes unterworfen. Diese Wirkung, die in einer Anziehung oder einer Abstoßung besteht, tritt zwischen einem festen im Innern der Kammer befindlichen Teil und dem beweglichen Kolben in Erscheinung. Der feste Teil und der bewegliche Kolben tragen zu diesem Zweck je eine von dem Schalterstrom durchflossene Wicklung.

In zweiter Linie wird das durch die Verschiebung des beweglichen Kolbens in Bewegung versetzte frische entionisierende Öl in eine zum Lichtbogen senkrecht verlaufende Richtung geworfen. Der Lichtbogen wird dabei durch weiter unten beschriebene mechanische Mittel in zwei Teile geteilt und einer äußerst wirksamen Kühlung unterworfen.

Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes zeigt die Zeichnung. Die Fig. 1 und 2 sind Längsschnitte, die die Kontakte in der Verschlußstellung bzw. wäh-

rend der Öffnung zeigen. Fig. 3 läßt die Verteilung des kühlen entionisierenden Öles im Augenblick der Unterbrechung des Stromes erkennen. In allen Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile.

Die Linie v-v' gibt ungefähr die Lage der Senkrechten an, zu der die Achse x-x' der Kammer in einem Winkel verläuft, der veränderlich, aber kleiner als 90⁰ ist. Die Linie h-h' gibt beispielsweise angenähert den Ölstand im Falle eines Ölschalters mit V-förmig angeordneten Kammern an.

Die Kammer besteht im wesentlichen aus einem Zylinder 1 aus Isolierstoff von hoher mechanischer Widerstandsfähigkeit, der oben offen und mit einem metallischen Boden 2 versehen ist. Der Boden 2 bildet außerdem einen der Anschlußteile des Schalters und besitzt einen inneren Hohlraum 3, der die BiI-dung eines Luftpolsters gestattet, dessen Aufgabe später erläutert werden wird.

Umgeben ist der Zylinder von einem Porzellanmantel 4. Dieser ist an beiden Enden in je einem geeigneten Metall futter 4' eingekittet und sichert die Dichtigkeit der Kammer und bietet den nötigen Widerstand gegen atmosphärische Einflüsse.

Von dem einen Anschlußteil bildenden metallischen Boden 2 fließt der Strom über biegsame Leiters zu einem festen Satz von Kontaktsegmenten 6, die der radialen Druckwirkung von Schraubenfedern 7 unterliegen, die in einem Umdrehungskörper 10 aus Isolierstoff untergebracht sind. Von dort wird der Strom in der Schlußstellung des Schalters üblicherweise durch eine bewegliche zylindrische Kontaktstange 8 abgeleitet.

Die Segmente 6 werden von einer in einer zur Achse x-x' senkrechten Ebene angeordneten Spule 9 umgeben, die beispielsweise aus einem flachen zu einer Spirale eingerollten Leiter besteht. Das innere Ende der Spirale ist mit jedem der Segmente 6 verbunden. Die Spule 9 wird zwischen dem Körper 10 und einem ringförmigen isolierenden Teil 17 mit Hilfe von Schrauben 18 festgehalten, die in einer Scheibe 19 eingeschraubt sind, die auf der der Spule 9 gegenüberliegenden Seite des Körpers 10 aufliegt.

Die Kammer besitzt außerdem in einem Abstand von einigen Zentimetern von dem Segmentsatz 6 einen zweiten Segmentsatz 6', der die Kontaktstange 8 ureter dem Einfluß der Radialfedern 7', die in einem isolierenden L^Tmdrehungskörper 10' gelagert sind (Fig. 1) fest umschließt.

Die Segmente 6' sind von einer in einer zur

Achse x-x' senkrechten Ebene angeordneten Spule 9' umgeben, die beispielsweise ebenso wie die Spule 9 ausgebildet ist und ebenfalls mittels eines ringförmigen isolierenden Teiles 17', einer Scheibe 19' und mit Hilfe von Schrauben 18' festgehalten wird. Das innere Ende der Spule 9' ist an jedes der Segmente 6' angeschlossen, während die äußeren Enden der Spule 9 und 9' im Inneren des Zylinders 1 durch biegsame Leiter 11 miteinander verbunden sind.

An dem Körper 10' ist in geeigneter Weise ein aus Isolierstoff bestehender Verteiler 12 befestigt. Dieser Verteiler, der im Schnitt gesehen die aus den Fig. 1, 2 und 3 ersichtliche Gestalt hat, ist mittels der Rippen 21 aus einem ringförmigen Teil 22 trapezförmigen Querschnitts und einem hohlen Kegelstumpf 23 zusammengesetzt. Zwischen diesen Teilen befindet sich ein ringförmiger Raum.

Im Innern des Zylinders 1 ist. gegenüber dem Boden 2 ein Zylinder 13 aus Isolierstoff fest angeordnet, der eine Reihe von zu der Achse x-x' parallelen zylindrischen Bohrungen 14 besitzt, die zur Aufnahme von Zugschraubenfedern 15 dienen. Diese Federn sind einerseits am oberen Ende des Zylinders 13 und andererseits mittels einer Scheibe 16 und mit Hilfe von Schrauben 16' an dem Körper io' befestigt.

Die Kammer arbeitet folgendermaßen:
Bei der Öffnung des Schalters gleitet die bewegliche Kontaktstange 8 zwischen den Segmenten 6. In dem Augenblick, wo die Stange diese Segmente verläßt, sind die beiden in Reihe angeordneten Spulen 9 und 9' nicht mehr kurzgeschlossen und werden von dem Gesamtstrom des Schalters durchflossen. Die Wickelrichtung der Spuleng und 9' ist so gewählt, daß diese Spulen einer Kraft unterliegen, die bestrebt ist, sie heftig gegeneinander anzuziehen.

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel «oo ist die- Spüle 9 fest. Infolgedessen verlagert sich die Spule 9' in dem Zylinder 1, und zwar parallel zur Achse x-x' und gleichzeitig mit ihr der Isolierkörper 10' mit den mit der Spule 9' verbundenen Segmenten 6', bis die Teile 17 und iy^r miteinander in »Berührung treten. In diesem Augenblick wird das in dem Raum zwischen den Teilen 17 und 17' befindliche öl heftig in Richtung der Segmente 6' und des Verteilers 12 geworfen. Wenn die "° Stange 8 die Segmente 6' verläßt, so entsteht ein Lichtbogen, während das einen Austritt suchende öl einerseits und andererseits des Kegels 23 herausspfitzt und bestrebt ist, den gebildeten Lichtbogen in zwei Teile zu zer- ΐ'5 legen. Ferner bewirkt das Öl eine durchgreifende Entionisierung des Lichtbogens auf dem ganzen Umfang einerseits und andererseits des Kegels 23 (Fig. 3).

Die in dem Hohlraum 3 befindliche Luft- ■·²⁰ menge erleichtert infolge ihrer Elastizität die Bewegung der beweglichen Kontaktstange in

der einen oder anderen Richtung. Die Luft spielt außerdem die Rolle eines Druckreglers während der gesamten Lichtbogenblasperiode, während der die Anzugskraft zwischen den Spulen 9 und 9' bei jedem Durchgang des Stromes durch den Wert Null aufhört.

Sobald die Unterbrechung des Stromes beendet ist, kommt die Anzugskraft zwischen den Spulen 9 und 9' in Fortfall, und die auf dem Umfang des Verteilers 12 angeordneten Federn 15, die bei der Verlagerung des Körpers gespannt wurden, führen diesen in die in Fig. ι gezeigte Stellung zurück.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel

ig wird der zur Entionisierung des Lichtbogenraumes benutzte ölstrahl durch eine Annäherung der beiden Spulen durch Relativbewegung hervorgerufen. Es ist jedoch auch möglich, daß man die gleiche oder eine ähnliche Wirkung durch eine Abstoßkraft erzielen kann, die eine Entfernung der beiden Spulen voneinander bewirkt. Das elektromagnetische Arbeitsprinzip bleibt dabei das gleiche, nur die gewählte Anordnung erfährt von Fall zu Fall eine einfache Abänderung.

Es liegt weiterhin auf der Hand, daß die Gesamtheit der Teile 6, 7, 9, 10 und 17 beweglich und die Gesamtheit der Teile 6', 7', 9', io' und 17' fest sein könnte. Die übrigen Teile müßten dann entsprechend geändert werden.

Schließlich ist es möglich, die Ausführung der Erfindung mit anderen Abänderungen vorzunehmen, ohne daß dadurch der Rahmen der Erfindung verlassen würde..

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Hochspannungsölschalter mit Unterbrechungskammer, in der die Löschung . des Lichtbogens insbesondere durch einen Ölstrom erfolgt, der durch die Verschiebung eines Kolbens im Innern eines Zylinders erzeugt wird, welcher von der Un-. terbrechungskammer selbst gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechungskammer zwei gegeneinander bewegliche, je eine Spule und zweckmäßig mit der Kammer gleichachsige Kontakt-Segmente enthaltende Elemente besitzt, und daß das eine Ende jeder Spule mit den entsprechenden Kontaktsegmenten und die freien Enden der beiden Spulen in nachgiebiger Weise verbunden sind, so daß die Spulen in Reihe liegen, wobei das bewegliche Element einen Kolben bildet, der sich mit leichter Reibung im Innern der UnterbrecRungskammer unter der Wirkung der elektromagnetischen Kräfte verschiebt, die die beiden Spulen und die dazugehörigen Kontaktsegmente entgegen der Wirkung von Gegenfedern einander zu nähern oder voneinander zu entfernen trachten, wodurch in dem von dem Lichtbogen eingenommenen Raum ein entionisierender Strom frischen Öls hervorgerufen wird.
2. 2. Hochspannungsölschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zu jedem der Elemente gehörende Spule spiralförmig gewickelt und in einer zur Kammerachse senkrechten Ebene angeordnet ist.
3. 3. Hochspannungsölschalter nach Anspruch ι oder 2, gekennzeichnet durch einen z. B. mit einem der Elemente verbundenen, den ölstrom richtenden Verteiler, der aus einem hohlen Kegelstumpf und einem in geringem Abstand davon unter Belassung eines Ringraumes angeordneten Umdrehungskörper etwa trapezförmigen Querschnitts zusammengesetzt ist und an der Innenkante des hohlen Kegelstumpfes eine Teilung des Lichtbogens in zwei Teile bewirkt.
4. 4. Hochspannungsölschalter nach Anspruch i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Kontaktstange des Schalters in dessen Schlußstellung mit den beiden Elementen (z. B. Segmentsätzen) in Berührung steht und die Spulen somit kurzgeschlossen sind.
5. 5. Hochspannungsölschalter nach Anspruch i, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Spulen bei Öffnung des Schalters von dem Gesamtstrom durchflossen werden.
6. 6. Hochspannungsölschalter nach Anspruch i, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Unteirbrechungskammer, deren Achse gegenüber der Lotrechten um einen veränderlichen Winkel unter 90⁰ geneigt ist, oben offen und unten mittels eines Bodens verschlossen ist, der einen mit Gas; beispielsweise mit Luft, gefüllten Hohlraum besitzt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen