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Löschkammerschalter für hohe Spannung Die Erfindung betrifft einen
Löschkammerschalter mit einer in der Löschkammer eingebauten Differentialpumpeinrichtung
zur Erzeugung einer über den Lichtbogen führenden Löschmittelströmung, bei dem die
in Richtung der Ausschaltbewegung des Pumpkolbens liegende Stirnfläche des Kolbens
aus der Löschkammer heraustritt. .
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Diese Schalterart ist bekannt. Beim Einbau dieser Schalter in ein
Hochspannungsnetz sind Schaltschwierigkeiten zu befürchten. Dringt beim Einschalten
der Kontaktstift in die -Löschkammer ein, so erfolgt bei sehr hoher Spannung bereits
recht frühzeitig ein Überschlag zwischen dem beweglichen Kontaktstift und dem ortsfesten
Kontakt. Dieser unter Umständen, im Gegensatz zu dem klein beginnenden Ausschaltlichtbogen;
recht lange Einschaltlichtbogen verursacht eine lebhafte Dampfentwicklung, die einen
für die.Löschkammer gefährlichen Druckstoß hervorrufen kann, da das Ausweichen der
Löschflüssigkeit nicht genügend hemmungsfrei erfolgt.
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Um diese Schwierigkeiten zu beseitigen, soll durch die Erfindung ein
Überschlag beim Einschalten im Innern der Löschkammer vermieden werden. Dafür soll
sich außerhalb der Löschkammer in -dem unter geringen Druck stehenden Flüssigkeitsinhalt,
die Kontaktentfernung überbrückend, ein überschlaglichtbogen bilden können, während
der Ausschaltlichtbogen nur stets im Innern der Löschkammer entsteht und dort gelöscht
wird. Zu diesem Zweck sind gemäß der Erfindung ein oder mehrere Paare von Schutzpolen
außerhalb der Löschkammer in einem, in der Ruhestellung des Schalters betrachtet,
bestimmten 'Mindestabstand voneinander angeordnet, von denen der eine Schutzpol
über den ortsfesten Kammerteil hinweg mit dem ruhenden Schaltkontakt in leitender
Verbindung steht, während der zugehörige Gegenschutzpol,
die Löschkammer
umgreifend, an der Stirnfläche des Pumpkölbens, durch die der Kontaktstift während
des Enschaltens in die Löschkammer eindringt, befestigt ist.
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Durch diese Schutzeinrichtung am Schalter wird das Entstehen eines
Einschaltlichtbogens im Innern der Löschkammer verhindert. Vor dem Einschalten befindet
sich der Differentialgumpkolben stets in seiner normalen Anfangslage: In dieser
Endstellung des Kolbens haben die Schutzpole außerhalb der Löschkammer die kürzeste
Entfernung voneinander. Die Entfernung ist so gewählt, daß bei der hohen Netzspannung
an dieser Stelle ein Überschlag erfolgt, wenn die dazwischenliegende Flüssigkeitsschicht
den einzigsten Übergangswiderstand darstellt, der Schaltstift also während des Einschaltens
sich dicht an dem die Löschkammer umklammernden und mit dem Schutzpol in Verbindung
stehenden Metalleiter befindet. Während des Ausschaltgins bildet sich der Unterbrechungslichtbogen
jedoch nur in der Löschkammer aus. Bei der Kontakttrennung entsteht sofort zwischen
den sich voneinander entfernenden Kontakten ein Lichtbogen, der in die Länge gezogen
wird. Außerhalb der Löschkammer erfolgt kein Überschlag, da sich zwischen den Schutzpolen
eine kühle und frische Flüssigkeit befindet; während der Lichtbogenpfad zwischen
den Schaltkontakten mit glühenden Gasen ausgefüllt ist, die einen verhältnismäßig
guten Leiter darstellen. Der überschlagswiderstand zwischen den Schutzpolen bleibt
um so mehr größer als derjenige der glühenden Gasschicht zwischen den Kontakten,
da der Zwiscl- enraum zwischen den Schutzpolen während des Ausschaltvorganges mit
der Bewegung des Pumpkolbens selbsttätig vergrößert wird: Darüber hinaus wird durch
diese Schutzeinrichtung auch noch der Vorteil erreicht, daß der Pümpkolben beim
Einschalten des Schalters nicht aus. seiner Anfangsstellung verdrängt wird. Da keine
Dampfbildung im Innern der Kammer auftritt, so wird auch= der Kolben nicht bewegt;
er befindet sich vielmehr bei Einleitung des Ausschaltvorganges in seiner für die
Löschung wirkungsvollsten Anfangslage.
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In der Zeichnung sind zwei Abbildungen dargestellt. Die Abb. i zeigt
die Stellung des in die Löschkammer eindringenden Schaltstiftes, bei der zwischen
den Schutzpolen ein Überschlag erfolgt. Die Abb. a zeigt den Schalter während des
Ausschaltgins. Der Lichtbogen brennt im Innern der Löschkammer, während an den Schutzpolen,
deren Abstand stetig wächst, kein Überschlag erfolgen kann. Das Löschkammergehäuse
besteht aus einem unteren Gehäuseteil i, in dem die ortsfesten Kontakte 2 angebracht
sind. In diese dringt der bewegliche Kontaktstift 3 ein, sobald die elektrische
Stromverbindung hergestellt werden soll. An dem Gehäuseteil i schließt sich nach
oben der zylindrische Gehäuseteil ¢ an, der aus Isoliermaterial besteht. Im Innern
der Löschkammer ist ein Pumpkolben 5 eingebaut, der durch eine Feder 6 stets in
seine Ruhelage zurückgeführt wird. Dieser Pumpkolben durchdringt mit seiner Stirnfläche
die obere Löschkammerwand. Der Pumpkölben ist in diesem Ausführungsbeispiel @ so
gestaltet, daß bei seiner .Bewegung der die festen Kontakte 2 enthaltende Raum 7
sich erweitert, während der äußere, am Löschkammerzylinder anschließende Raum 8
den Pumpraum darstellt und sich verengt. Die außerhalb der Löschkammer liegenden
Schutzpole g sind an dem Metallgehäuseteil i befestigt, während die beweglichen
Gegenschutzpole io von dem Pumpkolben 5 getragen werden, an dessen Stirnflache Stromleiter
i i befestigt sind, die den Löschkammerteil q. umgreifen und die Verbindung zwischen
der Stirnfläche des Kolbens und dem Schutzpol i o herstellen. Im Kolben 5 sind noch
Sicherheitsventile i z untergebracht, die bei übermäßig hohem Druck in der Löschkammer
Gase und Dämpfe aus der Kammer entweichen lassen.
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In der Abb. i befindet sich der Pumpkolben in der unteren Endlage,
und der Abstand der Schutzpole 9 und i o ist der kleinstmögliche: Der Kontaktstift
3 hat auf seinem Einschaltweg die Einlaßbohrung 13 in den Stirnfläche des Kolbens
erreicht und ist dabei dicht an den Metalleiter i i des Schutzpoles i o herangerückt.
Es erfolgt zwischen den Schutzpolen 9 und io ein Überschlag, der zur Bildung
eines Lichtbogens führt. Der Kontaktstift 3 dringt durch den Kolben hindurch in
die ruhenden Schaltkontakte 2 ein; ohne daß in der Löschkammer hierbei ein Lichtbogen
in Erscheinung tritt. Der Purnphölben 5 erhält daher auch keinen Antrieb; er bleibt
in seiner unteren Ruhelage. Sobald die beiden Schaltkontakte miteinander in Berührung
kommen, erlischt der Lichtbogen zwischen den Schutzpolen g und io.
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Beim Trennen der Kontakte bildet sich sofort bei der geringsten Entfernung
zwischen den Schaltkontakten 2 und 3 ein Lichtbogen, dessen Länge mit fortschreitendem
Ausschaltvorgang wächst. Hat der Kontaktstift 3 die Bohrung i¢ im Kolben 5 freigelegt,
so folgt der Pumpkolben, angetrieben durch die durch den Lichtbogen hervorgerufene
Drucksteigerung in der Löschkammer, dem Schaltstift nach, da nunmehr eine Flüssigkeitsströmung
vom Pumpraum 8 durch die öffnung 1q. über den Lichtbogen hinweg nach dem sich erweiternden
Räum 7 hin entstehen kann. Zwischen
den Schutzpolen 9 und i o erfolgt
hierbei kein Überschlag, da, der übei-gangswiderstand an dieser Stelle stets . größer
ist als in dem Lichtbogenpfad, der durch eine glühende Gassäule gebildet wird. Mit
der Bewegung des Kolbens, der gleichmäßig mit dem Schaltstift fortschreitet, wächst
die Entfernung der Schutzpole voneinander. Auch ist der Zwischenraum der beiden
Schutzpole mit kühler Flüssigkeit hohen Widerstandes ausgefüllt. Beides gibt die
Gewißheit, daß beim Ausschalten der Lichtbogen nur in der Löschkammer brennt. Die
durch die Bewegung des Pumpkolbens hervorgerufene Löschmittelströmung schnürt den
Lichtbogen in. der Kolbenbohrung 1q. ab und säubert beim Stromnulldurchgang den
Lichtbogenpfad, so daß eine Rückzündung vermieden ist. Hat der Kontaktstift die
in der Stirnwand des Kolbens befindliche Bohrung i3 verlassen, so erfolgt der restliche
Druckausgleich in der Kammer, und der Differentialkolben geht in seine Anfangslage
zurück.