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Druckgasschalter Die Erfindung betrifft einen Druckgasschalter mit
nach zwei Seiten in entgegengesetzter Richtung verlaufenden Gasausströmkanälen.
Bei dieser Schaltergattung soll bei der Kontakttrennung möglichst schnell der. entstehende
Lichtbogen durch die Druckgasströmung von den Schaltkontakten fort auf Löschpole
übergeleitet werden, um die Kontakt gebenden b
Teile zu schonen und
für den Einschaltvorgang in einwandfreiem Zustand zu erhalten. Darüber hinaus soll
zur Kleinhaltung der Schaltarbeit der Lichtbogen in seiner für den Löschvorgang
günstigsten Länge bis zum Erlöschen erhalten bleiben, obschon die Schaltkontakte
'sich stetig weiter voneinander entfernen.
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Es ist bereits bekannt, den Lichtbogen durch Querbeblasung von den
Schaltkontakten fort auf einen Hörnerblitzableiter zu treiben, um ihn dort unter
der Einwirkung der Druckgasströmung zum Erlöschen zu bringen. Hierbei wird ebenfalls
eine Schonung der Schaltkontakte erreicht. Es mußte aber der übel. stand in Kauf
genommen werden, daß der Lichtbogen an den Löschhörnern in die Höhe steigt, wobei
er sich beträchtlich längt, bis er schließlich verlischt. Entsprechend der Länge
des Lichtbogens ist auch die Energieabgabe eine große.
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Auch wurden Schalter bekannt, bei denen sich der bewegliche Schaltkontakt
in einen feststehenden Rin,-kontakt schiebt, um eine stromleitende Verbindung herzustellen.
Der feststehende Ringkontakt besitzt einen Rohransatz, in den der Lichtbogenfußpunkt
durch die Druckgasströmung hineingetrieben wird. Da die Löschmittelströmung bei
dieser Schalteranordnung denLichtbogen biszurLöschung unter einem Winkel trifft,
so wird der Lichtbogen unter Schleifenbildung in das Ausströmrohr hineingerissen
und ebenfalls sehr in die lInge gestreckt, was wiederum eine unerwünschte Erhöhung
der - Schaltarbeit bedeutet. Auch bleibt der eine Lichtbogenfußpunkt in Berührung
mit dem beweglichen Schaltstift. Die Fortführung des Lichtbogens von beiden Schaltkontakten
ist aber gerade bei Kleinhaltung des Lichtbogens sehr wichtig, denn sollte bei sehr
'hoher Kurzschlußleistung die Löschung nicht beim ersten Strommilldurchgang erfolgen,
so werden bei einer Abschaltdauer von mehreren Halbwellen die Kontakte naturgemäß
thermisch sehr stark beansprucht, was vermieden wird, wenn die
Löschung
des Lichtbogens abgesondert in anderen, außerhalb der Kontaktachse liegenden Hilfskontakten
erfolgt.
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Es sind auch Schalter mit doppelter Gasausströmung bekannt, bei denen
zwei Ringkontakte der Schalteinrichtung die engsten überströmquerschnitte für den
Gasaustritt nach de*n Gasauslaßkammern bilden. In den Gasauslaßkammerii sind von
den Ringkontakten entfernt Eilfspole vorgesehen, auf die der Lichtbogen durch die
Druckgasströmung von den Hauptkontakten hinübergeblasen wird. Bei dieser bekannten
Schaltereinrichtung werden die heißen Lichtbogengase durch die engsten Querschnitte
der Ringkontakte getrieben, so daß sie mit den Ringkontakten in innigste Berührung
kommen. - Hierbei werden die Ringkontakte thermisch unerwünscht beansprucht.
Weiterhin müssen die Hilfspole in einer größeren Entfernung, als für die Lichtbogenlöschung
notwendig ist,'angeordnet sein, da die Ringkontakte einen gewissen Bauraum zwischen
den Hilfspolen bereits für sich henötigen. Dazu kommt, daß bei den bekannten Schaltern
die Hilfspole sich während des Abschaltens gemeinsam mit den Schaltkontakten mehr
und mehr voneinander entfernen, wodurch die Lichtbogenenergie gesteigert und die
Abschaltschwierigkeiten erhöht werden.
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Uni neben den Vorteilen der doppeltenGasausströnlung und neben der
Befreiung der beiden Schaltkontakte von den Lichtbogenfußpunkten auch obige Nachteile
zu beseitigen, stehen bei einem Druckgasschalter mit nach zwei Seiten in entgegengesetzter
Richtungverlaufenden Gasausströmkammern, zwischen denen ein Stromumlenkungsraum
eingeschlossen liegt, aus dem das Druckgas, um go' gewendet, in die Gasausströmkammern,
eintritt, in denen je ein als Löschpol dienender, mit den Schaltkontakten
in leitender Verbindung stehender Hilfspol angeordnet ist, auf die der Ausschaltlichtbogen
durch Druckgas von den Schaltkontakten getrieben wird, gemäß der Erfindung in der
Achsrichtung der beiden Gasausströmkammern lediglich die beiden Löschpole sich als
feststehende, stiftförmige Körper gegenüber, während die Schaltkontakte sich in
einer derartigen Lage abgesondert von den Gasausströmkammern befinden, daß
ihre in Schaltrichtung liegende Verbindungsachse außerhalb der Achsrichtung der
beiden Gasausströmkammern liegt.
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Bei diesem Erfindungsgegenstand werden die heißen Lichtbogengase nicht
mehr durch die hohlen Schaltkontakte getrieben. Diese bleiben daher auch kühler
und besitzen eine größereLebensdauer. Die stiftförmigenLöschpole können ungehindert
dicht an den Gasumlenkungsrauni herangedrückt und auf die kürzeste noch zulässige
Entfernung eingestellt werden. In dieser Entfernung voneinander bleiben sie während
des ganzen Schaltvorgangs. Auch ist man nicht mehi gezwungen, stumpf aufeinanderstoßende
Kontakte zu verwenden, man ist vielmehr in der Lage, den erprobten und sich als
sehr zuverlässig erwiesenen Fingerkontakt benützen zu können, ohne daß die heißen
Gase durch die Fingerkontakte zur Auß,enluft hindurchgepreßt werden müssen und ohne
daß ein Abbrand an den Kontakt gebenden Flächen zu befürchten ist.
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E s ist empfehlenswert, zwischen den au£"erhalb der Kontaktachse
liegenden Löschpolen und den Schaltkontakten in Richtung des Druckgasstromes brückenartige
Verbindungseege anzuordnen, die ein schnelles Übergleiten des Lichtbogens von den
Schaltkontakten auf die Löschpole nur auf diesem kürzesten Wege erzwingen. Sind
diese brükkenartigen Verbindungen von den Schaltkontakten in Richtung nach den Löschpolen
nicht vorhanden, muß vielmehr der Lichtbogen durch Ausbuchten einen gewissen Luftraum
überbrücken, bis er an den Löschpolen brennt, so bleiben die Fußpunkte noch eine
für das überspringen des Lichtbogens erforderliche Zeitdauer an den Kontakten hängen,
bis der Lichtbogen erlischt. Diese Zeitdauer genügt, daß die Kontakte an den Stellen
der Lichtbogenfußpunkte leiden.
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Es ist tveite#hin wichtig, daß der bewegliche Schaltstift über eine
Gleitbuchse hinweg mit dem ihm zugeordneten Löschpol in stromleitender Verbindung
steht. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß im geöffneten Zustand des Schalters
der bewegliche Schaltstift und die Löschpole hintereinandergeschaltet sind, so daß
der Schaltstift, indem er nach der Löschung des Lichtbogens durch Fortsetzung seiner
öffnungsbewegung die Gleitbuchse verläßt, im Schalter selbst eine zweite Trennstelle
öffnet und damit die erforderliche Isolationsluftstrecke einschaltet.. Hierdurch
wird ein Rückzünden in der kurzen Luftstrecke zwischen den Löschpolen mit Sicherheit
vermieden.
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Für die Anordnung der Löschpole gemäß der Erfindung sind zwei Hauptlagen
möglich. Es können die Löschpole senkrecht zurLängsachse der Schaltkontakte liegen,
wobei alsdann die Schaltkontakte hohl sind und von Druckluft in entgegengesetzter
Richtung zum Lichtbogen hin durchströmt werden, worauf die Druckluft beim Verlassen
der Schaltkontakte -, um go' gewendet, den Lichtbogen auf die Löschpole überführt
und senkrecht zur Schaltrichtung des Kontaktstiftes ausströmt. Hierbei ist es notwendig,
den wandernden Fußpunkten des Lichtbogens einen bestimmten Weg vorzuschreiben, damit
ein schnelles
und zuverlässiges Umlegen des zwischen den Kontakten
entstehenden Lichtbogens auf die Löschpole vor sich gehen kann. Diese Festlegung
des Weges geschieht dadurch, daß an derjenigen Seite des Rohrkontaktes, an der der
Lichtbogen abgleiten soll, die beiden einander zugewendeten Endflächen der Kontakte
unter einem spitzen Winkel zur Kontaktachse verlaufen oder einseitige Ansätze tragen,
die über die Endflächen der hohlen Kontakte hinaus vorspringen.
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Es können aber auch die Löschpole in zwei parallel zur Kontaktkammer
verlaufenden und in entgegengesetzter Richtung zueinander liegenden besonderen Ausströmkammern
-an-,geordnet sein. In diesem Falle strömt die Druckluft senkrecht zur Schaltrichtung
der Kontakte zu, wird in der Lichtbogennähe um goo gewendet und strömt dann parallel
zur Schaltrichtung der Kontakte wieder ab.
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In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele dargestellt. In der Abb.
i sind in einem Gehäusea ein feststehender Polkontaktb und ein beweglicher Polstiftc
eingebaut. Beim Trennen der Poleb und c entsteht zunächst ein Lichtbogen zwischen
den beiden Polen in senkrechter Richtung. Die Druckluft, die in Pfeilrichtung durch
die Hauptpole zuströmt, wird bei Erreichung des Lichtbogens diesen bis auf die äußerste
Spitze der schräg abgeschnittenen Elektrodenb und c treiben, ihn um go' umlegen
und mit großer Geschwindigkeit in die Ausströmöffnungend und e, die zylindrisch
oder vorteilhaft düsenförmig sein können, hineinreißen. Es genügt auch in vielen
Fällen, die Druckluft nur durch den beweglichen Hohlstiftc zuzuleiten. In den Ausströmkanälen
befindet sich je ein feststehender Hilfspolstifti und g# von denen der eine,
f, mit dem Hauptkontakt b und der andere, g, mit dem Hauptkontaktc
in metallischer Verbindung steht. Der durch die Druckgase fortgeblasene Lichtbogen
faßt auf den Hilfspolstiften Fuß und bleibt dort, von der Druckgasströmung eingehüllt,
in gleichbleibenderLänge erhalten. DieLadungsträgger in der Umgebung des Lichtbogens
werden laufend fortgespült, und es wird dadurch eine ergiebige Kühlung des Lichtbogens
erzielt, bis beim Stromnulldurchgang die Löschung erfolgt.
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In der Abb. 2 sind die Endflächen der Polkontakteb und c, wie üblich,
senkrecht zur Kontaktachse gelegen; über diese Endflächen hinaus ragen die Elektroden
mit den Endenh und 1 'vor, um dem Lichtbogen eine metallische Brücke nach
den Hilfspolen hin zu bieten.
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In der Abb.3 ist ein Ausführungsbeispiel mit einer Schaltkontaktkammer
und einer dazu parallel angeordneten Löschkammer dar-O'estellt. Der beim Abschaltvorgang
zwischen den Schaltkontaktenb und c sich bildende Lichtbogen wird durch die vom
Raumk zutretende Luft durch Querbeblasung, die beide Polenden mit großer Geschwindigkeit
biespült, nach den Löschräument und m mitgerissen. Die Fußpunkte des Lichtbogens
gleiten über die-metal.lischen Brück:enn und o _und springen, durch die Luftströmung
getrieben, auf die Hilfspolei und g über. Hier bleiben sie haften bis zum
Stromnulldurchgang, in welchem Zeitpunkt die Löschung erfolgt. Die Hilfspolei und
g sind verstellbar eingerichtet, so daß ihre Entfernung voneinander entsprechend
der jeweiligen Spannung eingestellt werden kann. Auch können sie, als die am stärksten
leidenden Schalterteile, jederzeit leicht ausgewechselt werden, ohne daß eine Demonta
'ge wichtiger Teile des Schalters erforderlich ist.