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Druckgasschalter mit einem im Schaltergehäuse eingebauten .Differentialpumpkolben
Es ist im Druckgasschalterbau an sich b.e= kannt, den Gasdruck im Schalterraum bei
eingelegten Kontakten aufrechtzuerhalten. Bei diesem bekannten. Schalter liegt die
Kontaktstelle außerhalb des Schalterraumes, und es wird bei der Trennung der Kontakte
der Unterbrechungslichtbogen in den Schalterraum hineingezogen. Aber auch bei- einem
Diruckgasschalter mit einer im Innern des Schalterraumes angeordneten Kontaktstelle
wurde vorgeschlagen, das Druckgasenlaßorgan .bereits im eingeschalteten Zustand
des Schalters zu öffnen. Bei diesem bekannten Schalter ist ein - D2fberentialpumpkolben,
der den zum Kontaktstift zugehörigen: Gegenkontakt trägt und der . dem Kontaktstift
während des- Ausschalters. folgt, in einer geschlossenen Schaltkammer eingebaut.
Der Löschraum des Schalters wird durch -den Differentialkolben in eine von der größeren
Kolbnfläche und in eine von der kleineren Kolbenfläche begrenzte Kammer unterteilt,
wobei der von der kleineren Kolbenfläche begrenzten Pumpkammer des Löschraumes fremderzeugtes
Druckgas zugeführt wird.
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_ Werden die Kontakte dieses Schalters getrennt, so bleibt der Differentialkolben
zunächst noch in seiner Ruhelage, und es strömt Diruckgas von dem an der kleineren
Kolbenfläche angrenzenden nach dem an der größeren Kolbenfläche liegenden Pumpenraum
über, bevor der Kolbeneine Pumpwirkung auszuüben imstande ist. Das Überströmen geschieht
durchaus unregelmäßig, da die Strömung durch den Lichtbogen gestört wird.
Durch
die für das überströmen benötigte Zeitdauer wird der Lichtbogen unnötig gelängt
und die endgültige Löschung verzögert.
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Durch die Erfindung werden diese I`Tachteile vermieden. Zu diesem
Zweck stehen bei einem Druckgasschalter mit einem ei:ngebauten Differentialpumpkolben,
bei dem der von der kleineren Kolbenfläche begrenzte Pumpenraum, dem fremderzeugtes
Druckgas zugeführt wird, während des Löschvorganges über den Lichtbogen hinweg mit
dem . von der größeren Kolbenfläche begrenzten Pumpenraum in Verbindung steht und
bei dem die Auslaßöffnung des Schaltergehäuses durch den Kontaktstift während des
Aüsschaltens freigelegt wird, gemäß der Erfindung beide Pumpenräume der Pumpeinrichtung
auch im geschlossenen Zustand des Schalters mit einer von dem Druck in der Umgebung
des zu Löschenden Lichtbogens unabhängigen Druck. gasquelle in Verbindung.
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Bei dieser Schaltereinrichtung wird erreicht, daß die beiden Pumpenräume
bereits im geschlossenen Zustand des Schalters mit Fremdgas aufgeladen werden. Der
Differentialkolben setzt sich entsprechend der Druck= Steigerung in den Pumpenräumen
in Bewegung und komprimiert den Gasinhalt des mit der kleineren Kolbenfläche in
Berührung stehenden Pumpenraumes auf einen dem Flächenverhältnis des Differentialkolbens
entsprechenden höheren Druck. Erst nachdem dies geschehen ist, werden die Kontakte
getrennt. Die Lichtbogenbespülung setzt hierbei sofort nach Kontakttrennung wirkungsvoll
ein. Bei diesem Spülverfahren können beide Pumpenräume unmittelbar mit der -Druckgasleitung
in Verbindung stehen; es kann ,aber auch der eine Pumpenraum über den anderen hinweg
mit Druckgas. gefüllt werden.
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Für eine Steigerung der Schaltleistung eines Druckgasschalters mit
Differentialpumpkolben ist es weiterhin von besonderer Wichtigkeit, daß eine möglichst
kleine Gasmenge ausreicht, die Trennstrecke der Kontakte während des Stromnulldurchganges
frisch aufzu# füllen und gegen Rückzündung abzuriegeln. Dieses Ziel wird in an sich
bekannter Weise durch die Anordnung eines engen, als Gasausfluß dienenden Isolierkanals
erreicht, durch den der Kontaktstift während des Ausschaltens gleitet, wobei die
Kanallänge in ebenfalls bekannter Weise so -bemessen ist, daß sie; mit Frischgas
aufgefüllt, eine Rückzündung zwischen den beiden Schalterkontakten -verhindert.
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In der Zeichnung -sind zwei Ausführungsbeispiele dargestellt. Bei
der AbbY i ist in dem Schaltergehäuse i ein Differentialkolben 2 untergebracht,
in dem der dem bewegliehen Schaltstift 3 zugeordnete Gegenkontakt q. befestigt ist.
Der Kontakt 4. ist ein Hohlkontakt, der den Pumpenraum 5 mit dem an der größeren
Kolbenfläche sich anschließenden Pumpenraum 6 verbindet. Beide Pumpenräume 5 und
6 stehen durch eine Rohr-Leitung 7 mit einem D'ruckgasvorratsbehälter in Verbindung.
In dem Rohrabzweig des Druckraumes 5 oder auch in den Abzweigrohren beider Druckräume
5 und 6 sind vorteilhaft Rückschlagventile 8 angebracht, die die Rohr. Leitung verschließen,
sobald der Druck in der Kammer den Gasdruck in der Leitung überschreitet. Die zum
Schalter führenden Stromleitungen werden an den Klemmeng und i o befestigt, Ist
der Schalter überlastet, so wird, kurz bevor der Schaltstift 3 sich in Bewegung
setzt, ein Ventil in der Druckgasleitung 7 ge-@öffnet, und es strömt Druckgas in
die beiden Kammern 5 -und 6 ein. Mit der Bewegung des Schaltstiftes 3 folgt zunächst
der Kolben 2 nach, da; die mittlere, dem Stromanschluß i o zugekehrte Gegenfläche
des Kolbens 2 nur mit Atmosphärendruck belastet ist. Die Bewegung des Kolbens geschieht
so kräftig, daß der Kontaktgchluß zwischen den Kontakten 3 undq. zunächst noch aufrechterhalten
bleibt. Durch die Kolbenbewegung wird die Kompression des Gasinhalts im Raum 5 so
hoch getrieben, bis die auf den Kolben einwirkenden Kräfte im Raum 5 und 6 sich
das Gleichgewicht halten. In diesem Augenblick bleibt der Kolben in seiner Bewegung
gehemmt, bis der Kontaktstift 3 sich von seinem Gegenkontakt q. getrennt und damit
den überströmkanal im Hohlkontakt freigelegt hat. Der sich bildende Lichtbogen wird
von Beginn des Entstehens an von einem aus der Kammer 5 kommenden und durch den
Kanal i i und den Hohlkontakt q. zur Kammer 6 übertretenden Druckgasstrom kräftig
bespült. Hat der Kontaktstift auf seinem weiteren Ausschaltweg den Kanal 12 im Kolben
verlassen, so ist dieser .enge Kanal durch das austretende Druckgas schnellstens
angefüllt und gegen eine Rückzündung verriegelt. Der Fremdgasverbrauch bleibt auf
diejenige Menge beschränkt, die zum Aufladen der beiden P umpenkammern 5 und 6 benötigt
wurde.
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In dem Ausführungsbeispiel der Abb. 2 ist wiederum in dem Schaltergehäuse
13 ein Differentialkölben 14: 'untergebracht, der d_ en Ge-'fäuseraum in zwei Pumpenkammern,
die den Kolben antreibende Pumpenkammer 15 und die das Druckgas liefernde Pumpenkammer
16, unterteilt. Beide Pumpenkammern stehen durch den Ringkana117 und durch den Kanal
18 in ständig offener Verbindung. Das durch das -Rohr ig in den Raum 15 eintretende
Druckgas strömt auch in die Druckkammer
16 über, so daß
beide Pumpenräume gleichzeitig .aufgefüllt werden. Das Druckgasrohr kann auch umgekehrt
an die Kammer 16 angeschlossen sein, so daß von der Kammer 16 aus die Kammer 15
aufgefüllt wird. Die Einmündungsöffnung ödes Rohres 19
enthält ein Rückschlagventil2o,
das die Eintrittsöffnung verschließt, wenn der Druck in der Kammer 15 den
Fremdgasdruck übersteigt. Der Federraum 2 i steht durch öffnungen 22 mit der Außenluft
in Verbindung. Beim Einschalten bewegt sich der Schaltstift 23 vom Raum 15 durch
den Kanäl 18 und durch den engen Kanal 24 zum Gegenkontakt 25, mit dem er den Stromschluß
herstellt.
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Tritt in dem Stromnetz ein Kurzschluß auf, so wird kurz vor der Kontakttrennung
ein Ventil in der Rohrleitung i 9 geöffnet, und es strömt Druckgas in die beiden
Pumpenkammern 15 und 16. Der Kolben i q. setzt sich in Bewegung und
komprimiert das Druckgas in der Kammer 16 auf einen dem Querschnittsverhältnis der
beiden Kolbenflächen entsprechenden Wert. Inzwischen ist die Kontakttrennung erfolgt.
Der Kontaktstift 23 verläßt den Kanal 24 und tritt in den Kanal 18 über.
Der zwischen den beiden Kontakten 23 und 25 brennende Lichtbogen, der von sich aus
die Kammerdrücke zusätzlich steigert, wird auf zwei entgegengesetzt zueinander verlaufenden
Wegen beblasen und erlischt in der Nähe des Stromnulldurchganges. Bevor die Netzspannung
an den Kontakten in voller Höhe auftritt, ist der Lichtbogenkanal, da sein Inhalt
sehr klein ist, schnellstens mit Druckgas gesäubert und angefüllt, so daß Rückzündungen
unterbleiben.