DE681468C - Schalter mit Lichtbogenloeschung durch Druckgas - Google Patents

Schalter mit Lichtbogenloeschung durch Druckgas

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DE681468C
DE681468C DER89399D DER0089399D DE681468C DE 681468 C DE681468 C DE 681468C DE R89399 D DER89399 D DE R89399D DE R0089399 D DER0089399 D DE R0089399D DE 681468 C DE681468 C DE 681468C
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Germany
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switch
contact
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compressed gas
contacts
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DER89399D
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/7015Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts
    • H01H33/7023Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts characterised by an insulating tubular gas flow enhancing nozzle

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  • Circuit Breakers (AREA)

Description

  • Schalter mit Lichtbogenlöschung durch Druckgas Das Patent 607 703 bringt bereits zum Ausdruck, daß es, um tatsächlich eine sichere Lichtbogenlöschung zu erzielen, unbedingt erforderlich ist, das zur Lichtbogenlöschung dienende Druckgas so .an die Kontaktstelle heranzuführen, daß es den Lichtbogen in jedem Fall erfaßt und seinen weiteren Weg bzw. seine Ausbreitung eindeutig bestimmt. Zu diesem Zweck wird in dem Stammpatent vorgeschlagen, daß für die Ausnutzung der größten Blaswirkung des zwischen die Kontakte geblasenen Druckgasstromes die in Richtung des Druckgasstromes zu öffnenden Kontakte selbst kaminartig ausgebildet sind, oder daß die die Kontakte umgebenden Teile des Schalters kaminartig ausgebildet sind. Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß der Lichtbogen mit voller Kraft vom Dru_ckgasstrom getroffen und in kürzester Zeit zum Abreißen gebracht wird.
  • Bei bekannten Druckgasschaltern dieser Art hat man die Trennstelle der Kontakte so gelegt, daß sie an der Stelle der stärksten Blaswirkung liegt, und zwar befindet sich die Berührungsstelle der Kontakte an der engsten Stelle einer vom Druckgas durchströmten Düse, in deren Achsrichtung der bewegte Kontakt beim Abschalten verschoben wird. Der Unterbrechungslichtbogen entsteht also zwischen der engsten Stelle der Düse und der Spitze des bewegten Kontaktes und gelangt daher, wenn der bewegte Kontakt zwecks Verlängerung des Lichtbogens aus der Verengung der Düse herausgezogen wird, in ein Gebiet, wo die Druckgasströmung nur schwach ist. Hierunter leidet die für die Stromunterbrechung erforderliche Kühlwirkung des Druckgases, und auch das Abführen der durch den Lichtbogen ionisierten Gasteilchen wird beeinträchtigt, so daß man verhältnismäßig hohe Gasdrücke benötigt, um eine sichere Stromunterbrechung zu erzielen.
  • Die zusätzliche Erfindung betrifft eine Verbesserung und Weiterbildung dieser Schalter und besteht darin, daß die die Kontakte umgebenden kaminartigen Teile des Schalters aus Isolierstoff bestehen und eine Düse bilden, in deren, in der Strömungsrichtung gesehen, sich erweiterndem Teile die Kontakttrennstelle angeordnet ist und durch deren Öffnung beim Ausschaltvorgang der bewegliche Schaltstift und der Druckgasstrom gegenläufig hindurchtreten.
  • Bei dieser Anordnung kann der mittlere Teil des Lichtbogens in der Verengung der Düse sich befinden und daher im Gebiet stärkster Blasung bleiben, unabhängig davon, wie weit der bewegte Kontakt aus der Verengung der Düse herausgezogen wird. Man kann also, je nach der Betriebsspannung und Stromstärke, für die der Schalter bestimmt ist, die Lichtbogenlänge beliebig bemessen und dadurch die für die Stromunterbrechung günstigsten Verhältnisse herbeiführen. Die engste Stelle der Düse kommt als Ansatzpunkt für den Lichtbogen nicht in Betracht, weil die Düse aus Isoliermaterial besteht und in der Verengung keine Teile des festen Kontaktes liegen. Da sich der feststehende Kontakt in dem Expansionsteil der Düse befindet, also im Gebiet höchster Strömungsgeschwindigkeit des Druckgases liegt, und der Lichtbogen in Achsrichtung der Düse zentriert ist, so ist die Kühlung und die Abführung der ionisierten Gasteile besonders günstig.
  • Die Verwendung von Isolierdüsen ist bei Druckgasschaltern an sich bekannt. Bei bekannten Anordnungen dieser Art befinden sich jedoch die Teile des feststehenden Kontaktes an der Verengung der Düse, so daß die Wirkungsweise im wesentlichen die gleiche ist wie bei Metalldüsen. Bei anderen bekannten Anordnungen ist zwar die Verengung der Isolierdüse von Kontaktteilen frei. Jedoch ist bei diesen Schaltern der feststehende Gegenkontakt in freier Luft in -einem Abstand vom Ende der Isolierdüse angeordnet, so daß der kühlende Druckgasstrom an dieser Stelle nicht mehr zwangsläufig geführt ist und seine Kühlwirkung auf den Lichtbogen geringer ist.
  • Gegenüber a11 diesen bekannten Anordnungen bringt die Erfindung den weiteren Vorteil, daß man die Düsenöffnung sehr eng machen kann, was für die Beschränkung des Druckgasverbrauches günstig ist, weil hier die bei Schaltern mit Metalldüse auftretende Gefahr von Rückzündungen zwischen Stiftspitze und Düsenwandung oder des Kurzschließens des oberen Teiles des Lichtbogens nicht besteht. Es wird also eine sichere Lichtbogenlöschung mit einem Mindestaufwand an Druckgas und bei verhältnismäßig kleinen Gasdrücken erreicht.
  • Es ist zweckmäßig, den feststehenden Kontakt so anzuordnen und auszubilden, daß sich an ihm keine Wirbelungen ergeben. Hierzu eignen sich besonders Kontakte in Form von Rohren und Stiften, deren Achse in der Richtung der Beblasung liegt; doch können auch Rippen, zweckmäßig von stromlinienförmigem Querschnitt, deren Achsen senkrecht zur Blasrichtung stehen, als feststehende Kontakte dienen. -Dadurch, daß der feststehende Kontakt in einem erweiterten Teil der Düse sitzt, wird die Lage des Lichtbogens in bezug auf die Gasströmung festgelegt. Der an dem feststehenden Kontakt wandernde Fußpunkt des Lichtbogens und der Lichtbogen selbst werden durch den feststehenden Kontakt gekühlt, so daß bei Vorhandensein eines Schalldämpfers in diesen weder zu heiße Gase noch der Lichtbogen selbst hineingelangen können. Hierdurch wird es möglich, die Schalldämpfer näher an den Schaltraum heranzubringen, da sie vor dem heißen Lichtbogen sicher geschützt sind. Der feststehende Kontakt kann mit dem Schalldämpfer zusammengebaut werden, so daß die ganze Bauart des Schalters wesentlich kleiner und leichter wird.
  • Die Form des Schaltraumes bzw. des Ausströmraumes kann verschieden sein, z. B. statt rund oval bis zum schmalen Rechteck, insbesondere so, daß der Querschnitt der Düse dem des bewegten Kontaktes entspricht.
  • Zum Beblasen können beliebige Gase dienen, auch Gase mit aus festen oder flüssigen Stoffen bestehenden Zusätzen, Dampf o. dgl. Die Gase können von besonderen Erzeugungsstätten, von Reservoiren, Flaschen o. dgl. zugeführt werden; sie können aber auch, da der benötigte Druck und die erforderliche Gasmenge gering sind, im Schalter selbst erzeugt werden; z. B. durch eine bei der Bewegung des Schalters betätigte Kompressionsvorrich= tung oder durch die Wirkung des Lichtbogens bzw. des Stromes.
  • In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Schalters nach der Erfindung dargestellt.
  • Abb. i zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel, Abb. z eine andere Ausführungsform der Kontaktanordnung, Abb.3 eine dritte Ausführungsform der Kontaktanordnung, Abb.4 einen Vertikalschnitt durch Abb. 3, senkrecht zur Bildebene.
  • In Abb. i ist i der bewegliche Kontakt, der rohrförmig ausgebildet ist, 2 der feststehende Kontakt, 3 das Schaltergehäuse, .4, $ die Leitungsanschlüsse, 6 ein Strömungspfeil, der die Richtung der Druckgasströmung andeutet.
  • Das Schaltergehäuse ist aus Isoliermaterial und an der Schaltstelle düsenförmig ausgebildet. Die Düse erweitert sich zu beiden Seiten der Verengung. Der bewegliche Kontakt i geht durch die engste Stelle der Düse hindurch in den unterhalb der Verengung gelegenen Raum. Der feststebende Kontakt a, der von Rippen 9 getragen wird, liegt in dem erweiterten Teil 8 der Düse oberhalb der Verengung. Die deri Kontakt 2 tragenden Rippen 9 dienen gleichzeitig als Stromleitung. Der Strom fließt im Einschaltzustand von der Klemme 5 über das hohle Schaltstück i, den feststehenden Kontakt 2 und die Rippen 9 zur Klemme 4. Der Kontakt 2 wird zweckmäßig als länglicher Körper so. ausgebildet, daß seine äußere Begrenzung im wesentlichen nach Strömungslinien verläuft, so daß Wirbelungen vermieden werden. Der Kontaktdruck kann dadurch geschaffen werden, daß das hohle Schaltstück i in seinem oberen.Teil, der den Stromübergang nach dem Kontakt vermittelt, durch besondere Federn oder durch die eigene Federung, z. B. durch Schlitze im Rohr, zu einem festen Anschmiegen gegen den Kontakt 2:gebracht wird.
  • Das den beweglichen Kontakt bildende Rohr enthält an geeigneter Stelle Öffnungen io, durch welche die Blasluft von innen an die Kontakte herangeführt werden kann. Dabei kann die Anordnung so getroffen sein, daß im eingeschalteten Zustand Gas vom Raum 7 überhaupt.nicht oder nur in ganz geringen Mengen abströmt.
  • Die Ausschaltung erfolgt dadurch, daß der bewegliche Kontakt i nach unten bewegt wird. Gleichzeitig strömt Druckgas in der Pfeilrichtung 6 durch die Düse nach oben ab, so daß der Unterbrechungslichtbogen, der bei der Ausschaltbewegung des Kontaktes i von dem feststehenden Kontakt 2@ aus entgegen der Blasrichtung in die Verengung der Düse und durch sie hindurchgezogen wird, intensiv beblasen und gekühlt wird, wodurch die Stromunterbrechung herbeigeführt wird. Die Einschaltung erfolgt dadurch, daß der Kontakt i wieder nach oben in die gezeichnete Lage gebracht wird. Bei einer derartigen Anordnung kann außer den Wandungen 3 des Schaltraumes und der Düse auch die Umhüllung des an den Expansionsraum 8 anschließenden Schalldämpfers aus Isolierstoff bestehen.
  • Zur Verringerung der Gasreibung können die Rippen 9 einen stromlinienförmigen Querschnitt besitzen.
  • In Abb. 2 besteht der feststehende Kontakt aus zwei plattenförmigen Körpern 1q., die durch besondere Federn oder sonst geeignete Mittel den Kontaktdruck auf das messerartig bewegte Schaltstück 15 übertragen. Die' Düsenöffnung des Gehäuses 3 und die Querschnitte des Raumes 7 können der Form der Kontakte dadurch angepaßt werden, daß sie eine ovale oder rechteckige Form besitzen. Besonders zweckmäßig ist es, wenigstens den dngsten Querschnitt der Düsenöffnung mindestens angenähert gleich dem Querschnitt . des Schaltmessers 15 zu machen.
  • Bei der Ausführungsform nach Abb. 3 und 4 sind die zweckmäßig stromlinienförmigen Querschnitt besitzenden Rippen 9 so ausgebildet, daß sie selbst den feststehenden Kontakt bilden.
  • Der bewegliche Kontakt i ist stiftförmig ausgebildet und an seinem oberen Ende kegelförmig. Der obere Teil wird vorzugsweise aus schwer verdampfendem Material, z. B. Wolfram, hergestellt. Ebenso können die Rippen 9, die den feststehenden Kontakt bilden, oder Teile derselben aus Wolfram bestehen.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Schalter mit Lichtbogenlöschung durch Druckgas, bei dem für die Ausnutzung der größten Blaswirkung des zwischen die Kontakte geblasenen Druckgasstromes die die Kontakte umgebenden Teile des Schalters kaminartiz ausgebildet sind, nach Patent 6o7 703, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kontakte umgebenden Teile der Hülle aus Isolierstoff bestehen und eine Düse bilden, in deren in der Strömungsrichtung sich erweiterndem Teile die Kontakttrennstelle angeordnet ist und durch deren Öffnung beim Ausschaltvorgang der bewegte Schaltkontakt und der Druckgasstrom gegenläufig hindurchtreten. z. Druckgasschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der feststehende Kontakt durch Metallrippen, vorzugsweise von tropfenförmigem Querschnitt, getragen oder gebildet wird. 3. Druckgasschalter nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der feststehende Kontakt aus einem länglich ovalen Körper, insbesondere von Stiftform, besteht, der sich in Richtung der Druckgasströmung erstreckt. q.. Druckgasschalter nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der feststehende Kontakt nahe dem Ende des Düsentrichters angeordnet ist. 5. Druckgasschalter nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt als Rohr ausgebildet ist, dessen äußerer Durchmesser gleich oder angenähert gleich dem engsten Durchmesser der Düse ist. 6. Druckgasschalter nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt als Schaltmesser ausgebildet ist und die Düse als Oval oder Rechteck in ihren Abmessungen dem Schaltmesser entspricht.
DER89399D 1933-12-08 1933-12-09 Schalter mit Lichtbogenloeschung durch Druckgas Expired DE681468C (de)

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DE447694X 1933-12-08
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Family

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DE (1) DE681468C (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1158608B (de) * 1957-11-14 1963-12-05 Reyrolle A & Co Ltd Elektrischer Druckgasschalter
DE1222143B (de) * 1965-02-23 1966-08-04 Calor Emag Elektrizitaets Ag Hochspannungsschalter mit Lichtbogenloeschung durch ein stroemendes Loeschmittel
EP0089524A1 (de) * 1982-03-18 1983-09-28 Siemens Aktiengesellschaft Hochspannungsschalter

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DE1222143B (de) * 1965-02-23 1966-08-04 Calor Emag Elektrizitaets Ag Hochspannungsschalter mit Lichtbogenloeschung durch ein stroemendes Loeschmittel
EP0089524A1 (de) * 1982-03-18 1983-09-28 Siemens Aktiengesellschaft Hochspannungsschalter

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