DE690566C

DE690566C - Elektrischer Stromunterbrecher mit Lichtbogenloescas

Info

Publication number: DE690566C
Application number: DE1935R0093720
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1935-07-03
Filing date: 1935-07-03
Publication date: 1940-04-29
Also published as: US2073565A; FR798333A; NL53195C

Description

Elektrischer Stromunterbrecher mit Lichtbogenlöschung durch vom Lichtbogen selbst erzeugtes Löschgas Die Erfindung betrifft einen elektrischen Stromunterbrecher, insbesondere Schalter, mit Lichtbogenlöschung durch Gase und Dämpfe, die durch den Lichtbogen selbst aus festen Schaltraumwandungen freigemacht werden, welche aus einem unter der Lichtbogeneinwirkung gasabgebenden Material bestehen.
Die bisher als Aufbaustoff für diese gasabgebenden Schaltraumwandimgen von elektrischen Stromunterbrechern der in Rede stehenden, Art benutzten Stoffe haben jedoch verschiedene Nachteile, die ihre Verwendbarkeit einschränken bzw. besondere Maßnahmen erfordern, um diese Nachteile unschädlich zu machen. Bei der bekannten Verwendung anorganischer Stoffe auf Metallbasis, z. B. Borsäure, ,entstehen nach Abspaltung von Dämpfen bzw. Gasen feste Rückstände, z. B. Boroxyd, die keine Gase mehr abgeben können und unter Umständen leitend werden. Aus derartigen Stoffen. bestehende Schaltraumwandungen werden daher, sehr bald unbrauchbar.
Bei Verwendung organischer Stoffe dagegen besteht oft die Gefahr der Brennbarkeit. Ferner zeigt sich in, der Regel neben der Gasabschesdung die Bildung freien Kohlenstoffes. Durch diesen Kohlenstoff, der sich auf der Oberfläche des Isolierkörpers bildet, wird die Oberflächenisolation außerordentlich verschlechtert. Ferner tritt der Kohlenstoff als Ruß in den abgeschiedenen Gasen auf, der sich auf dem Wege der Gase abscheidet und auch dort die Oberflächenisolation zerstört. Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden.
Dies. wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß die gasabgebenden Wandungen wenigstens an den dem Lichtbogen ausgesetzten Stellen aus Kunstharzen bestehen, welche Stickstoff als chemischen Bestandteil enthalten.
Von den bekannten Stromunterbrechern der in Rede stehenden Art unterscheidet sich der Erfindungsgegenstand vorteilhaft dadurch, daß sich bei der Gasabgabe aus den Wandungsteilen für die Lichtbogenlöschung besonders günstige Löschgasgemische ergeben und ferner, was sehr wesentlich ist, daß der Abschaltvorgang praktisch rußfrei vor sich geht. Die jeweils verdampfte Schicht der gasabgebenden Wandungen ist sehr gering. Eine Verschlechterung der gasabgebenden Eigenschaften des erfindungsgemäß verwendeten Materials unter dem Einfluß des Lichtbogens tritt nicht ,ein. Hinzu kommt noch, daß die vorerwähnten Kunstharze widerstandsfähig gegen. atmosphärische Einflüsse sind und auch verhältnismäßig gut bearbeitet werden können. " Für die Erfindung kommen vorzugsweise solche Stoffe in Betracht, bei denen Stickstoff im Molekül an Wasserstoffgebunden ist. Es sind dies vor allem die sorg. Carbamidharze1 bzw. Aminoplaste, für welche als Ausgangsprodukte Harnstoff, CO (NH.)9, bzw. Thiti@ harnstoff, CS (NH2)2, einerseits 4.41e Formaldehyd anderseits in Betracht k men. Derartige Kunststoffe sind hande üblich.
Die Eigenschaften der Kunstharze können durch geeignete Zusätze, Füllstoffe, dem gewünschten Anwendungsgebiet angepaßt werden. Die Gasabgabe kann durch geeignete Füllstoffe gesteigert werden. Insbesondere günstig sind Füllstore, die Wasserstoff, Stickstoff und Kohlenoxyd abgeben. Ammoniumverbindungen, z. B. Ammoniumcarbonat, Ammoniumacetat, Ammoniumalaun, sowie Hydrazinverbindungen sind besonders zur Abgabe von Stickstoff und Wasserstoff geeignet. Ferner kann Harnstoff hinzugefügt werden, der Kohlenoxyd, Stickstoff und Wasserstoff liefert. Ammoniumcarbonat- wie auch andere Carbonate liefern Kohlensäure.
Die Füllstoffe können in dem Kunstharz gelöst, kolloidal oder auch als kleine Körner o. dgl. hineingemischt sein. Ist eine zu weit ;gehende Vergasung nicht erwünscht, so können beständige Metalloxyde, z. B. der Erd-und der Erdalkalimetalle, als Füllstoff dienen.
Zur Erhöhung der Elastizität und der mechanischen. Festigkeit können faserartige Füllstoffe dienen, wie organische Fasern, z. B. Cellulose oder auch Asbestfasern u. dgl. Die Kunstharze können sowohl durch Pressen mit darauffolgender Erhitzung als auch durch Gießen hergestellt werden. Es ist natürlich auch eine nachträgliche Kaltbearbeitung möglich. Durch geeigneten. konstruktiven Aufbau kann das Kunstharz von mechanischen Beanspruchungen im wesentlichen entlastet werden. So kann insbesondere bei massiven Teilen, die in die Lichtbogenbahn eingeführt werden, der Kunstharzkörper eine Seele oder Gerippe aus festeren Stoffen enthalten. Insbesondere könne Stifte aus Kunstharz mit Metallseelen ausgestattet werden, wobei darauf zu achten ist, daß hierdurch das Material unter Umständen. auf Durchschlag beansprucht wird.
Wenn. die Kunstharzteile die Innenwandungen eines Hohlkörpers bilden, in dessen: Innerem der Lichtbogen brennt, so werden zur mechanischen Versteifung zweckmäßig Einlagen verwendet, die aus besonders widerstandsfähigen Isolierstoffen bestehen, z. B. aus Hartpapier, `Hartgewebe, Fiber, keramischen Stoffen usw. Diese Einlagen brauchen nur mit einer Haut aus Kunstharz ganz oder teilweise umkleidet zu werden, die ausreichend fest und dick ist. Dadurch ergibt sich gleichzeitig der Vorteil, daß die Kunstharzschicht die Einlagen vor dem Einfluß der Luftfeuchtigkeit schützt. Der Zusammenhang der Kunstharzschicht mit der Isolierstoffeinlage wird dann besonders innig, wenn beide mit-''tinander bereits vor der Härtung des Kunst-4arzes vereinigt werden.. Besonders günstig -ßt es, wenn, bei Verwendung eines Isolier-#tragkörpers dieser aus Faserstoff besteh, der durch das gleiche oder ein ähnliches Kunstharz zusammengehalten wird, z. B. Hartpapier auf Carbamidharzgrundlage. Hierdurch ergibt sich ein homogener Körper, insbesondere wenn die Härtung gemeinsam vorgenommen wird. -Die Kunstharze nach der Erfindung lassen sich bei allen Stromunterbrechern, die mit Lichtbogenlöschung zwischen Isolierwandungen arbeiten, vorteilhaft anwende. Vor allem können diese Kunstharze auch in Schmelzsicherungen und Löschfunkenstrecken, insbesondere für überspannungsableiter, sowie bei Gleichrichtern, in denen der Lichtbogen durch Druckgas beblasenwird, günstig wirken.
In Abb. i ist ein Schalter dargestellt, der 'bei Verwendung von Kunstharzwandungen bei den folgenden Abmessungen günstige Ergebnisse liefert: Länge der Löschröhre 5 etwa 13omm, lichter Durchmesser der Löschröhre 21 mm, Durchmesser des Füllstiftes 7 etwa 15 mm, Durchmesser des rohrförmigen Kon, taktstückes 2 16 bis 2o mm. Ströme bis 4 kA sind bei iokV anstandslos abgeschaltet worden. Der Kontaktraum 3 darf bei Verwendung von. Carbamidharzen nicht zu groß, etwa nicht über ioo cm3 ausgeführt werden, da sonst bei kleinen Strömen die Druckbildung zur Lichtbogenlöschung zu gering wird. Der Füllstift,7 kann. reit -einer metallischen Seele g oder einer Einlage aus widerstandsfähigem Isolierstoff ausgestattet werden.
Die Schaltröhre 5 ist gleichfalls mit einer Metalleinlage i o ausgestattet dargestellt.
In Abb.2 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der der Kunstharzein.satz i i von eäner Röhre 12 aus mechanisch widerstandsfähigem Isolierstoff umgeben ist. Statt dessen. kömite man auch die Kunstharzröhre durch aufgewickeltes Papier, Geflecht, Band o. dgl. bewickeln und gegebenenfalls diese Bewicklung mit dem Kunstharz überziehen.
Die Abb.3 zeigt ein Beispiel für die vorteilhafte Anwendung der stickstoffhaltigen Kunstharze bei Druckgasschaltern. Es sind bereits "Schalter vorgeschlagen worden, bei denen der Schaltstift durch eine Düse aus Isolierstoff ,gegen die Strömungsrichtung des Druckgases bewegt wird. Da der Lichtbogen an die Wandungen dieser Düse 16 gelangt, ist es für die Wirkungsweise des Schalters insbesondere mit Rücksicht auf die Sicherheit vor )2ückzündungen wesentlich, daß die Oberfiächenisolierfähigkeit der Düse erhalten. bleibt. Dies wird nun, dadurch erreicht, daß die vom Lichtbogen getroffenen Stellen der Isolierdüse erfindungsgemäß aus stickstoffhaltigem Kunstharz 16 bestehen. Die mecha= nische Festigkeit kann durch einen besonde;.-ren, mit der Düse verbundenen Isolierkörpe@@t 17 erzielt werden. Dadurch wird die Schalt-' leistung des Schalters im Dauerbetrieb auf-" rechterhalten.
Auch bei Druckgasschaltern ist es möglich, die Gasbildung aus dem stickstoffhaltigen Kunstharz zur Lichtbo.genlöschung- heranzuziehen. Diese Gase erleichtern insbesondere die Löschung von großen Strömen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrischer Stromunterbrecher mit Lichtbogenlöschung durch Gase und Dämpfe, die durch den Lichtbogen aus festen Schaltraumwandung.en freigemacht werden, insbesondere Schalter, dadurch gekennzeichnet, daß die gasabgebenden Wandungen wenigstens an den dem Lichtbogen ausgesetzten Stellen- aus . Kunstharzen bestehen, welche Stickstoff als chemischen Bestandteil enthalten.
2. Elektrischer Stromunterbrecher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Lichtbogen ausgesetzten Wandungsteile aus solchen Kunststoffen bestehen, für die als Ausgangsprodukte Harnstoff und/oder Thioharnstoff einerseits und Formaldehyd anderseits dienen.
3. Elektrischer Stromunterbrecher nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunstharze Füllstoffe enthalten. q.
Elektrischer Stromunterbrecher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,- daß als Füllstoffe solche dienen, die unter dem Einfluß,des Lichtbogens selbst Gase und Dämpfe abgeben.
5. Elektrischer Stromunterbrecher nach Anspruch 3 oder q., dadurch gekennzeichnet, daß als Füllstoffe solche Stoffe dienen, die die mechanische Festigkeit der Kunststoffteile erhöhen.
6. Elektrischer Stromunterbrecher nach Anspruch i bis 5, -dadurch gekennzeichnet, daß die Kunstharzteile mit Metalleinlasen zur Erhöhung der Festigkeit versehen sind.
7. Elektrischer Stromunterbrecher nach Anspruch i bis 5, .dadurch gekennzeichnet, daß die Kunstharzteile mit Einlagen aus mechanisch tragfähigem Isolierstoff versehen sind. B.
Elektrischer Stromunterbrecher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstoffeinlagen aus Faserstoff bestehen, der durch dasselbe oder ähnliches Kunstharz zusammengehalten wird, wie die dem Lichtbogen ausgesetzten Kunstharzteile selbst und vorzugsweise mit diesen vor ihrer Härtung vereinigt ist.
9. Elektrischer Stromunterbrecher nach Anspruch i bis 8, bei dem die Kunstharzteile die Innenwandungen eines rohrförmigen - Lichtbogenraumes bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunstharzteile durch .einen sie umschließenden Wickelkörper aus Hartpapier oder Hartgewebe versteift sind. i o. Elektrischer Stromunterbrecher nach Anspruch i bis 9, dadurch .gekennzeichnet, daß die Innenwandungen des rohrartigen Lichtbogenraumes außer aus- Harnstoffkunstharzen zum Teil auch aus anderen Isolierteilen bestehen, die verschiedene Gase und Dämpfe abgeben.