DE697106C

DE697106C - Elektrischer Schalter mit Lichtbogenloeschung durch stroemendes Gas

Info

Publication number: DE697106C
Application number: DE1934M0127906
Authority: DE
Original assignee: Dr-Ing Erwin Marx
Current assignee: Dr-Ing Erwin Marx
Priority date: 1934-06-29
Filing date: 1934-06-30
Publication date: 1940-10-05

Description

Elektrischer Schalter mit Lichtbogenlöschung durch strömendes Gas Es sind bereits elektrische Schalter bekannt, bei denen die Lichtbogenlöschung durch strömendes Gas erfolgt. Bei solchen Schaltern ist es üblich, die Gasgeschwindigkeit so hoch wie möglich zu -wählen, um dadurch eine intensive Kühlung des Lichtbogens zu erreichen. Es tritt aber durch die hohe Geschwindigkeit des Gases der Nachteil ein, daß die durch den Lichtbogen erzeugte Wärmemenge stark vergrößert wird gegenüber demjenigen- Wert, der bei richtigem, ungestörtem Brennen des Lichtbogens vorhanden sein würde. Als Mittel zur Verhinderung dieser Erhöhung der Wärmemenge ist beispielsweise eine möglichst geringe Lichtbogenlänge vorgeschlagen worden. Ferner ist auch bereits empfohlen worden, bei der Löschung von Wechselstromlichtbogen die Lichtbogenspannung und deren Anstieg unmittelbar vor der Lichtbogenlöschung dadurch möglichst klein .zu halten, daß man die Luftströmung während des eigentlichen Stromdurchganges durch den Lichtbogen so schwach wie möglich bemißt.
Hiervon geht die Erfindung aus, welche einen elektrischen Schalter mit Lichtbo.genlöschung durch strömendes Gas von geringerer als Schallgeschwindigkeit und mit einem geringen Verhältnis des Druckes vor der Schaltstrecke zum Druck der Außenluft betrifft. Die Erfindung verbessert derartige Schalter dadurch, daß zur Erzielutng der Gasströmung ein Gebläse, z. B. :ein Ventilatorgebläse, dient und daß die für die Führung des Gasstromes dienenden Schalterteile derart bemessen und ausgebildet sind, daß durch die Gasströmung :ein Minimum an Druckabfall entsteht tuid der größte Teil des gesamten Druckabfalles in der Schaltstrecke (im Elektrodenzwischenraum) .erfolgt.
Der Fachmann wird zwar an sich schon bei der Anordnung der Luftströmungen darauf achten, daß der Druckabfall in den Zu- und Ableitungen des Gases möglichst gering ist. Alle bisher bekannten Einrichtungen weisen aber trotzdem in eben Zu- und Ableitungen des Gases eine oder mehrere Stellen auf, die einen beträchtlichen Druckabfall hervorrufen. Dies erklärt sich wohl daraus, daß bisher nicht erkannt worden ist, daß bei Vermeidung solcher Druckabfälle in den Zu- und Ableitungen es möglich ist, zur Erz:eugu#,ig der zur Abführung der ionisierten Gase nötigen Mindestströmungsgeschwindigkeit des Gases an der Schaltstrecke ein Gebläse zu verwenden.
Wenn Ventilatorgebläsie mit Erfolg benutzt werden sollen, muß allerdings fast der gesamte Druck, den diese Gebläse zur Verfügung stellen, für die Geschwindig'keitsemeugung an den Düsen bzw. in dem Elektrodenzwischenraum vorhanden sein. Dier hierfür nötige Druck kann -erfahrungsgemäß vielfach kleiner als r oo cm W. S. sein. Die Druckabfälle in den Zu- und Ableitungen des Gases dürfen dann nur wenige Zentimeter W. S. groß sein. Dies steht, wie bereits erwähnt, im grundsätzlichen Gegensatz zu den bekann=-ten Druckschalteranordnuugen; denn bei die sen tritt z. B. ein großer Teil des vorhandene i-4l Gesamtdruckgefälles .erst hinter dem engstem" Querschnitt der Düse auf.
Die zur Erzeugung des Druckes verwendeten Gebläse können erst bei oder kurz vor Trennung der Kontakte anlaufen und sofort bei Beendigung der Abschaltung stillgesetzt werden. Dies ist deshalb möglich, weil bei Ventilatorgebläsen durch Schließung des Druckstutzens ein Anlauf ohne Last und damit ein schnelles Anlaufen erreicht werden kann.
Zweckmäßigerweise werden ferner zur Erleichterung eines raschen Anlaufens Spezialgebläse benutzt, welche Flügel aus Leichtmetall besitzen, die für die kurzzeitige. Belastungsdauer von wenigen Sekunden bemessen sind.
Das Leeranlaufen des Ventilatorgebläses kann nicht nur durch Schließen des Druckstutzens, sondern auch durch weitgehende Erhöhung des Strömungswiderstandes, beispielsweise durch Umlenkung und scharfe Kanten an verschiedenen Stellen des Strömungsweges, erreicht werden, wobei nach dem Anlaufen die Änderung des Strömungsweges mit hohem Widerstand in einen Strömungsweg mit geringem Widerstand durch die Schaltbewegung des elektrischen Schalters selbst erfolgen kann. Dies hat gegenüber dem völligen Schließen der Gasleitung den Vorteil, daß das Freigeben des richtigen Strömungsquerschnittes mechanisch einfacher und ohne Zeitverlust möglich ist, weil nicht hohe zusätzliche Massen bewegt werden müssen.
Überstromrelais schalten. bekanntlich einen Überstrom nie sofort, sondern -stets mit gewisser Zeitverzögerung ab, damit eine selektive Abschaltung erreicht werden kann. Die Anordnung kann unter Ausnutzung der Erfindung so getroffen werden, daß das Gebläse zur Erzeugung der Luftströmung möglichst sofort nach Auftreten eines Überstromes oder Kurzschlusses anläuft, daß jedoch das eigentliche Ausschalten des Schalters erst nach der üblichen, durch das Relais bedingten Zeit vorgenommen wird. Falls der Überstrom, z. B. infolge Ausschaltens eines anderen Relais, wieder verschwindet, ehe der Schalter ausgeschaltet hat, wird das Gebläse selbsttätig wieder stillgesetzt. In diesem Fall arbeitet das betreffende Gebläse nur im Leerlauf.
Zur Erläuterung sei folgendes Beispiel angegeben: Es seien in einem Netz drei Leistungsschalter in Reihenschaltung vorhanden, von denen .einer nach 2 Sekunden einer nach .4 Sekunden und einer nach 6 Sekunden auslösen soll, wenn ein Kurzschluß auftritt. Die überstromschutzeinrichtungen bestehen aus einem .sofort wirkenden Relais, das auf ein Zeit-1#elais einwirkt. Die Anordnung kann dann erfindungsgemäß so getroffen werden, daß die sofort wirkenden Relais sowohl auf die Zeitrelais als auch auf einen Schütz einwirken, der äie Gebläse anlaufen läßt. Tritt ein Kurzschluß hinter dem letzten Schalter auf, dann laufen alle drei Gebläse an. Es schaltet aber nur der letzte Schalter aus, da er auf die kürzeste Zeit eingestellt ist. Alle Gebläse müssen selbsttätig wieder stillgesetzt werden.
Bei kleinen Abschaltleistungen kann ein kleines Gebläse auch durch die von Hand auszuführende Ausschaltbewegung angetrieben werden. Das rasche Anlaufen des Gebläses kann durch eine evtl. beim Einschalten gespannte Feder gefördert werden. Das Beispiel der Selektivität mit der bekannten Zeitstaffelung ist nur der Einfachheit halber gewählt. Entsprechend könnte natürlich die Erfindung auch bei jedem anderen Selektivschutzsystem angewendet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrischer Schalter mit Lichtbogenlöschung durch strömendes Gas von geringerer als Schallgeschwindigkeit und mit einem geringen Verhältnis des Druckes vor der Schaltstrecke zum Druck der Außenluft, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung der Gasströmung ein Gebläse, z. B. ein Ventilatorgebläse, dient und daß die für die Führung des Gasstromes dienenden Schalterteile derart bemessen und ausgebildet sind, daß durch die Gasströmung ein Minimum an Druckabfall entsteht und der größte Teil des gesamten Druckabfalles in der Schaltstrecke (im Elektrodenzwischenraum) erfolgt.
2. Elektrischer Schalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse erst bei oder kurz vor Trennung der Schalterkontakte anläuft und sofort nach Beendigung der Abschaltung stillgesetzt tvird.
3. Elektrischer Schalter nach Anspruch i oder 2, dadurch ,gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines leichten und raschen Anlaufes Spezialgebläse vorgesehen sind, welche Flügel aus Leichtmetall und Antriebsmotoren besitzen, die für die kurzzeitige Belastungsdauer von wenigen Sekunden bemessen sind. q..
Elektrischer Schalter nach Anspruch i oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anlaufen ohne Last der Druckstutzen des Ventilators ;geschlossen ist.
5. Elektrischer Schalter nach Anspruch i oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Leeranlaufen durch weitgehende Erhöhung des Strömungswiderstandes, beispielsweise durch Umlenkung und scharfe Kanten an verschiedenen Stellen des Strömungsweges, erreicht wird und daß die Änderung des Strömungsweges mit hohem Widerstand in einen Strömungsweg mit geringem Widerstand durch die Schaltbewegung des elektrischen Schalters erfolgt.
6. Elektrischer Schalter nach Anspruch i oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse durch ein sehr rasch wirkendes Relais möglichst sofort . nach dem Auftreten eines Überstromes in `.Gang gesetzt wird, während der betreffende Schalter erst nach einer durch die Selektivität bedingten Zeit abschaltet.
7. Elektrischer Schalter nach Anspruch i oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gebläse, das schon vor Beginn der Schaltbewegung angelaufen ist, auch dann selbsttätig nach einigen Sekunden wieder außer Betrieb .gesetzt wird, wenn der Schalter nicht ausschaltet.