DE717481C - Lichtbogenloescheinrichtung - Google Patents

Description

Das Hauptpatent bezieht sich auf Schalter oder Sicherungen mit Lichtbogenlöschung durch Gase oder Dämpfe, die unter der Einwirkung des Lichtbogens aus einem festen Stoff ausgeschieden werden, mit einem aus dem festen Stoff gebildeten, von einem Kanal durchsetzten Körper, aus dem beim Abschalten eine Stabelektrode herausgezogen wird. Am äußeren Ende der beweglichen Stabelektrode ist über ein bei hohen Überströmen lösbares Zwischenglied ein stabförmiger Isolierkörper befestigt, der durch Federn bei kleinen Strömen der beweglichen Elektrode folgend in den Lichtbogenkanal hineingezogen wird, so daß er diesen Kanal verengt. Auf diese Weise wird in Abhängigkeit von der abzuschaltenden Stromstärke die Weite des Schaltraumes gesteuert, um nicht nur bei großen, sondern auch bei geringen Abschaltstromstärken eine sichere und einwandfreie Lichtbogenlöschung zu gewährleisten.

Es ist ferner ein Gasschalter mit röhrenförmigem Schaltraum und einem beim Abschaltvorgang in die Schaltröhre hineinbewegten Isolierteil vorgeschlagen worden, bei - dem gleichfalls das Isolierteil durch Federn dem bewegten Schaltstück nachfolgend bewegt wird. Hierbei wird das Isolierteil, das ebenso wie bei einem Schalter nach dem Hauptpatent auch bei einem solchen Schalter selbstverständlich mit dem Schaltstift nicht fest verbunden sein kann, sondern von diesem getrennt sein muß, der Abschaltstromstärke entsprechend beschleunigt, was durch eine entsprechende Bemessung der das Isolierteil antreibenden Federn erreicht werden soll.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Abwandlung der früher vorgeschlagenen Lichtbogenlöscheinrichtungen. Ihr Kennzeichen besteht darin, daß die Bewegung des Isolierkörpers vermittels eines Kolbens in Abhängigkeit vom Druck des darauf wirkenden Schaltgases bzw. -dampfes gesteuert ist. Durch entsprechende Bemessung der Fläche, auf die der Druck der Schaltgase wirkt, kann man weitgehende Freiheit in der Bemessung der den Isolierkörper antreibenden Federanordnung gewinnen. Man kann also insbesondere auch verhältnismäßig starke Federn hierfür verwenden, durch die bei klei- 5» nen Abschaltströmen eine sichere, stetige Bewegung des stiftförmigen Isolierteiles ge-

währleistet und die Gefahr des Festklemmen* vermieden wird, ohne dabei befürchten zu müssen, daß bei hohen Abschaltströmen der Schaltraum zu stark verengt wird. In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt die Abb. ι ein Ausführungsbeispiel, bei welchem die Bewegungsvorrichtung des den Lichtbogenkanal verengenden Stabes lediglich in ίο Abhängigkeit von dem durch den Lichtbogen erzeugten Druck gesteuert wird, während Abb. 2 eine Ausführungsform darstellt, bei welcher ein elektromagnetischer Auslöser für die Bewegungsvorrichtung Verwendung findet. In der Abb. ι ist ι ein zylindrisches Metallgehäuse, welches eine Platte 2 trägt, an der die Löschvorrichtung befestigt ist. Diese besteht aus einem Stapel von Platten 3 aus Hartfiber, die durch Bolzen 4 zusammengehalten werden. Durch den Stapel geht eine Bohrung 5 hindurch, deren Durchmesser etwas größer ist als der Durchmesser des Schaltstiftes 6. Dieser wird von der Schalttraverse 7 getragen, die in bekannter Weise durch den Schalterantrieb bewegt wird. In dem Gehäuse ι sind zwei · daumenförmige Schaltstücke 8 und 9 an Zapfen 10, 11 drehbar gelagert. Sie werden durch Federn 12, 13 gegen den Schaltstift 6 gedrückt. Durch die bewegliehen stromleitenden Bänder 14, 15 sind die beiden Schaltstücke mit dem Gehäuse 1 stromleitend verbunden. An dem oberen Ende des Gehäuses 1 ist der kappenförmige Teil 16 befestigt. Dieser hat innen einen zylindrischen Fortsatz 17, in dem sich ein Führungsteil 18 als Kolben bewegt. Dieser Führungsteil trägt den Isolierstab 19, welcher zur \'*erengung des Kanals 5 in der Löscheinrichtung dient und etwa den gleichen Durchmesser hat wie der Schaltstift 6. Durch die Feder 20 wird der Führungsteil iS und mit ihm der Isolierstift 19 nach unten gegen den Schaltstift 6 gedrückt. 21 ist ein Kugelventil, welches den Zweck hat, den Grad der Dämpfung zu regu-Heren, die durch die Bewegung des Kolbens 18 in dem Zylinder 17 hervorgerufen wird. Das Gehäuse 1 besitzt einen Befestigungsansatz 22, mit dem es an dem Stromzuführungsbolzen 23 befestigt ist. Der Stromzuführungsbolzen 23 kann z. B. der Bolzen eines Durchführungsisolators sein, mit welchem die ganze Löscheinrichtung am Deckel eines Schaltkessels angebracht ist.

Die Zeichnung zeigt den Schalter in geschlossenem Zustand. Bei der Stromunterbrechung bewegt sich die Traverse 7 mit dem Schaltstift 6 nach unten. Die Kontaktunterbrechung erfolgt zwischen dem Schaltstift 6 und den beiden Schaltstücken 8, 9, worauf der Unterbrechungslichtbogen durch den Kanal 5 in den Hartfiberscheiben 3 hindurchgezogen wird. Die oberste Hartfiberscheibe Ix-J sitzt an der rechten Seite einen Ventilations- ! schlitz 24, durch welchen die gebildeten Gase entweichen können. Der Lichtbogen entwickelt also aus dem Hartfiber große Mengen Gases, ! welche in dem Maße, wie der Lichtbogen durch den Kanal 5 hindurchgezogen wird, diesen Kanal der Länge nach durchströmen und dabei die Lichtbogensäule durchwirbeln und kühlen und somit die Löschung des Lichtbogens herbeiführen. Der Isolierstab 19 kann unter der Wirkung der Druckfeder 20 nicht momentan dem Schaltstift 6 bei seiner Abwärtsbewegung folgen, da der Kolben 18 gut dichtend in dem Zylinder 17 geführt ist und somit eine verzögernde Wirkung auf diese Bewegung ausübt. Je nach Einstellung des Ventils 21 kann man diese Verzögerung größer oder kleiner machen. Die Folge dieser \^erzögerung ist, daß der Isolierstab 19 bei Lichtbogen großer Stromstärke, die sehr schnell, etwa in einer oder zwei Wechselstromhalbwellen und mit kurzer Lichtbogenlänge gelöscht werden, erst nach erfolgter Lichtbogenlöschung in den Kanal 5 gelangt. Bei Lichtbogen großer Stromstärke wird ferner eine große Gasmenge und daher ein großer Gasdruck entwickelt, der sich auch auf das Innere des Gehäuses 1 und somit auf die untere Kolbenfläche 25 des Führungsteiles

18 überträgt. Durch entsprechende Wahl der Größe dieser Kolbenfläche und der Stärke der Feder 20 kann man es erreichen, daß sich die Bewegungsvorrichtung 18 überhaupt nur in dem Fall nach unten bewegt, wenn der Lichtbogen geringen .Strom führt und daher längere Zeit als drei. Halbperioden bestehen bleibt. In diesem Falle wird der Isolierstab

19 nach Ablauf der von der Dämpfungsvorrichtung herbeigeführten Verzögerungszeit ebenfalls nach unten bewegt, verengt den Kanal 5 und bringt den darin befindlichen Lichtbogen kleiner Stromstärke dadurch in innige Berührung mit der Kanalwandung. Es entsteht dadurch eine große Gasmenge, welche die Löschung des Lichtbogens bewirkt.

Bei der Ausführung nach Abb. 2 ist ein längeres Gehäuse 30 als bei der Ausführung nach Abb. ι vorhanden. Der Isolierstab 31 no ist durch einen Metallstab 32 verlängert, der an seinem unteren Ende einen zur Verklinkung des Stabes in seiner oberen Stellung dienenden Teller 33 trägt. Dieser steht mit der Klinke 34 in Eingriff, welche durch den Elektromagnet 35 betätigt wird. Eine Feder drückt normalerweise die Klinke 34 unter den Teller 33. Nur bei kleineren Strömen wird die Spule des Auslösemagneten 3 5 vom Strom durchflossen, zieht den Anker nach rechts und entklinkt dadurch den Stab 31. Der Stab 32 ist in den Kolben 37 eingeschraubt.

der sich im Zylinder 38 gut passend bewegt. Auf dem oberen Ende des" Gehäuses 30 sitzt die Kappe 39, gegen welche sich die Druckfeder 40 stützt. Durch diese werden der KoI-ben37 und damit Stab 32 und Stab 31 nach unten gegen den Schaltstift 41 gedruckt.

Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist ganz ähnlich derjenigen, die in Abb. 1 dargestellt ist, nur wird bei großen Strömen die Abwärtsbewegung des Isolierstabes 31 bereits durch die Klinke 34 verhindert, welche in diesem Fall in der gezeichneten Eingriffslage steht. Auch bei dieser Vorrichtung überträgt sich der in der Löschvorrichtung entwickelte Gasdruck zum Teil auf das Innere des Gehäuses 30 und somit auch auf die untere Fläche des· Kolbens 37, so daß im Falle von Lichtbogen großer Stromstärke, die einen hohen Gasdruck entwickeln, auch infolge dieses Druckes eine Abwärtsbewegung des Isolierstabes 31 nicht stattfinden kann. Hierdurch wird selbst bei Versagen der Klinkvorrichtung ein falsches Arbeiten der ganzen Einrichtung verhindert. Bei der Unterbrechung von Lichtbogen kleiner Stromstärke wird der elektromagnetische Auslöser 35 vom Strom durchflossen und daher die Klinke 34 nach rechts gezogen, so daß der Isolierstab 31 dem Schaltstift 41 bei seiner Abwärtsbewegung nachfolgt. Es ist auch hier erwünscht, den Isolierstab 31 dem Schaltstift 41 nicht unmittelbar, sondern vielmehr mit einer gewissen Zeitverzögerung nachfolgen zu lassen. Zu diesem Zweck kann mit dem Kern des Oberstromauslösers 35 eine Dämpfungspumpe verbunden werden, welche einstellbar ist, und mit deren Hilfe eine beliebige Verzögerung der Klinkenbewegung eingestellt werden kann.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Lichtbogenlöscheinrichtung, bei welcher der Lichtbogen in einem engen, isolierenden, von einem Schaltstift durchsetzten Kanal durch von ihm selbst aus gasabgebendem Stoff entwickelten Gase bzw. Dämpfe gelöscht wird und bei der dieser Lichtbogenkanal bei kleinen Strömen durch einen dem Schaltstift folgenden stabförmigen, durch Federkraft angetriebenen Isolierkörper verengt wird, nach Patent 643 393, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des stabförmigen Isolierkörpers (19, 31) vermittels eines Kolbens (25,37) in Abhängigkeit vom Druck des darauf wirkenden Schaltgases bzw. -dampfes gesteuert ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des stabförmigen Isolierkörpers durch eine zweckmäßig einstellbare Dämpfungseinrichtung (18, 2ij verzögert ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung und Bemessung der' unter dem Druck des Schaltgases bzw. -dampfes stehenden beweglichen Teile, daß oberhalb eines bestimmten Druckes überhaupt keine Bewegung des stabförmigen Isolierkörpers in den Lichtbogenkanal hinein erfolgt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsetzen der Bewegung des stabförmigen Isolierkörpers oberhalb eines bestimmten Stromwertes durch eine stromabhängige gesteuerte mechanische Sperre (34) verhindert ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen