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Löschkammer für elektrische Schalter Es ist bekannt, in elektrischenFlüssigkeitsschaltern
das Erlöschen des Lichtbogens dadurch zu begünstigen, daß durch besondere Vorrichtungen
die Löschflüssigkeit entweder am Ausweichen verhindert und in nächster Nähe :der
Lichtbogenachse zurückgehalten oder unter Druck in den Lichtbogen eingespritzt wird.
Unter anderem sind zur Erzielung dieser Wirkung sogenannte Plattenstapel bekanntgeworden,
welche aus aufeinandergelegten, zur Lichtbogenachse senkrecht angeordneten durchlochten,
Platten bestehen, welche so ausgebildet sind, daß zwischen einzelnen Platten Löschflüssigkeit
in nächster Nähe der Lichtbogenachse zurückgehalten und verdampft oder eingespritzt
wird. Diese Plattensfapel bestehen aus vielen einzelnen Teilen, welche durch besondere
Vorrichtungen zusammengehalten werden. müssen, -die ihrerseits, weil meistens aus
Metall bestehend, noch zu isolieren sind. Die Plattenstapel sind aus diesem Grunde
verhältnismäßig teuer und erhalten einen großen Durchmesser, welcher entsprechend
große Phasenabstände bzw. großen Durchmesser des umhüllenden Gefäßes bedingt und
dadurch die Kosten des ganzen Schalters beeinflußt.
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Es sind auch Löschkammern bekannt,deren Zylinder .mit Löchern versehen
und zum Teil gegeneinander verschiebbar sind. Diese Merkmale verfolgen den Zweck,
entweder die Zylinder gegen zu hohen Überdruck zu entlasten oder eine Verbindung
zwischen innerem und äußerem Raum herzustellen, damit das Innere der Löschkammer
sich wieder mit Löschflüssigkeit füllen kann.
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Eine andere Löschkammer bekannter Bauart besteht aus einem kurzen
inneren Zylinder, der den beweglichen Kontakt in beträchtlicher Entfernung vom festen
Kontakt eng umschließt, und einem konzentrisch dazu angeordneten äußeren Zylinder,
deren Enden auf der dem festen Kontakt abgewandten Seite durch den gemeinsamen Löschkammerboden
verbunden sind und in deren mit Löschmittel angefüllten ringförmigen Zwischenraum
sich ein -dritter Zylinder während der Abschaltung in Richtung des beweglichen Kontaktes
so verschiebt, daß durch im inneren Zylinder auf der Höhe des Löschlcammerbodens
gebohrte Löcher Löschmittel in die Bahn des beweglichen Kontaktes gepreßt wird.
Indieser Kammer stellt sich die kühlende Wirkung des eingespritzten Löschmittels
auf den Lichtbogen erst dann ein, wenn der bewegliche Kontakt die Mündung der Löschkammer
erreicht hat. Die dadurch bedingte lange Lichtbogendauer ergibt bei hohen Kurzschlußströmen
große Zerstörungen am Fehlerort und, im Verein mit der großen
Lichtbogenlänge
in der Kammer, hohe Drücke welche leicht zu ihrer Zerstörung führen können.
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Für die rasche Löschung des Lichtbogen wäre es aber wichtig, daß derselbe
möglichst von Anfang an und auf seiner ganzen Länge vom Löschmittel gut gekühlt
würde. Diese Forderung kann erfüllt werden, indem man das Löschmittel längs der
ganzen Bahn des Lichtbogens so nahe als möglich an diesen heranbringt und gleichzeitig
ein Ausweichen des Löschmittels zu verhindern sucht. Diese Forderungen werden jedoch
nicht oder nur ganz unzulänglich von den bekannten Löschkammern erfüllt, bei welchen
der innere Zylinder entweder den beweglichen Kontakt in zu weitem Abstand umschließt
oder bei geringem Abstand eine größtenteils glatte Oberfläche besitzt.
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Diese Nachteile der bekannten Löschkammern können gemäß der Erfindung
dadurch vermieden werden, daß die Wandung des inneren Zylinders auf einer ungefähr
der ganzen Unterbrechungsstrecke innerhalb der Löschkammer entsprechenden Länge
mit durchgehenden Bohrlöchern zum Zurückhalten von Löschmittel in größter Nähe des
Lichtbogens bzw. zum Einspritzen von Löschmittel in den Lichtbogenraum versehen
ist. Da der innere Zylinder den Schaltstift mit geringem Spiel umschließen kann
und der äußere Zylinder nur die zur Aufnahme der Druckbeanspruchung notwendige Dicke
haben muß, ist eine äußerst kompakte und einfache Bauart möglich.
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Die bessere Wirkung einer solchen Löschkaminer gegenüber den bekannten
Löschkammern ergibt sich daraus, daß infolge Berührung des Lichtbogens mit dem in
Lichtbogennähe gehaltenen oder in denselben eingespritzten Löschmittel eine turbulente
Strömung entsteht, die den Lichtbogen schon kurz nach seiner Entstehung auf seiner
ganzen Länge durchsetzt und durch wirksame Kühlung zum Verlöschen bringt. Übereinstimmend
mit der Theorie haben Versuche gezeigt, daß bei größeren Abschaltströmen die Lichtbogenlöschung
schon erfolgt, nachdem der bewegliche Kontakt nur einen geringen Bruchteil seines
Weges in der Löschkammer zurückgelegt hat.
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Die schematische Zeichnung zeigt mehrere Ausführungsbeispiele des
Erfindungsgegenstandes, und zwar im Längsschnitt und zum Teil auch im Ouerschnitt
nach der Linie C-D der zugehörigen Längsschnittfiguren.
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Beim Beispiel nach Fig. i und 2 sind zwei Hohlzylinder 3. q. fest
aufeinandergepreßt; der innere Zylinder 3 reicht bis in die Nähe des festen Kontakts
i und ist auf seiner ganzen Länge mit Löchern 5 versehen. Die während des Abschaltens
frei werdenden Gase und Dämpfe können nur axial in der Richtung A oder, wenn der
feste Kontakt hohl ausgebildet ist, auch in der Richtung B entweichen. Dabei kann
nötigenfalls der innere Zylinder 3 bei A mit einer besonders ausgebildeten Mündung
und der feste Hohlkontakt i mit einem Ventil versehen sein.
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ist der bewegliche Kontakt, der als Stift oder als Hohlkontakt ausgebildet
sein kann. Beim Beispiel Fig.3 und q. ist auch der äußere Zylinder 4 mit Löchern
6 und 7 versehen, von denen einzelne, 7, in ihrer Lage mit Löchern 5 des Zylinders
3 übereinstimmen. Die aus der Schaltflüssigkeit der Löcher 5 entwickelten Gase und
Dämpfe müssen den Lichtbogenraum durchströmen, bevor sie durch die Offnungen 7 des
äußeren Zylinders d. nach außen entweichen können. Hierdurch wird eine besonders
starke Durchwirbelung und Entionisierung des Lichtbogens erreicht.
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Gemäß Fig. 5 ist der innere Zylinder 3 gegenüber dem äußeren Zylinder
d. beweglich angeordnet. Solange kein Druck in der Löschkammer herrscht, wird der
innere Zylinder 3 durch eine Feder 8 nach oben gedrückt, in welcher Stellung die
Löcher der beiden Zylinder nicht miteinander übereinstimmen. Erst dann, wenn während
der Abschaltung ein bestimmter Druck erreicht wird, wird der innere Zylinder 3 infolge
der Differentialwirkung seiner oberen und unteren Fläche entgegen der Spannung der
Feder 8 nach unten gedrückt, bis sich die Löcher 5 und 7 teilweise oder ganz überdecken
und den Schaltprodukten den Austritt gestatten. Mit dieser Vorrichtung wird eine
Anpassung der Lösehkaminer an kleine und große Abschaltströme bewirkt.
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Da bei der Konstruktion nach Fig.5 bei größerem Spiel zwischen den
beiden Zylindern 3, 4. die Gefahr besteht, daß die in den Löchern des inneren Zylinders
3 befindliche Schaltflüssigkeit vorzeitig herausgedrückt wird, so ist beim Beispiel
Fig. 6 und 7 der innere Zylinder 3 mit einem aufgepreßten Mantel 9 versehen, welcher
diese Gefahr verhindert.
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Beim Beispiel Fig.8 ist der innere Zylinder 3 von wesentlich kleinerem
Durchmesser als der äußere Zylinder .4, und der Zwischenraum ist mit Schaltmittel
angefüllt. Oben am inneren Zylinder 3 und unten am äußeren Zvlinder.i befinden sich
Flansche io, «-elche die Abschließung des Zwischenraumes bewirken. Durch den während
der Abschaltung erzeugten Druck wird .der innere Zylinder 3 infolge Differentialwirkung
entgegen der Kraft der Feder 8 nach unten gedrückt. Dadurch wird das zwischen den
beiden Zylindern eingeschlossene
Schaltmittel durch die Löcher
5 in den Lichtbogen .gespritzt. Die Ableitung der Schaltprodukte erfolgt hier durch
,den hohlen beweglichen Kontakt a.
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Gemäß-dem Beispiel Fig.9 ist der innere Zylinder ebenfalls von wesentlich
kleinerem Durchmesser als der äußere Zylinder 4, aber im Gegensatz zu Fig. 8 nicht
beweglich. Infolge des ,an der Mündung .des beweglichen, hohlen Kontaktes vorhandenen
Druckgefälles entsteht eine Strömung von Löschmittel in dem .durch Pfeile angedeuteten
Sinne.
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Das Beispiel Fig. io und i i stellt eine ähnliche Konstruktion dar
wie Fig. 9, doch erfolgt hier die Ableitung der Schaltgase aus dem inneren Zylinder
3 durch Kanäle i i, welche den. Zwischenraum und den. äußeren Zylinder 4 ,durchsetzen.
Die entstehende Strömung ist ,durch Pfeile angedeutet.
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Die Konstruktionen nach Fig. i bis 7 eignen sich nur für flüssige
Löschmittel, diejenigen nach Fig.8 bis ii für flüssige und für gasförmige Löschmittel.
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Bei sämtlichen .gezeichneten Beispielen ist es für die Wirkung der
Vorrichtung gleichgültig, ob der Schaltstift oder die Löschkammer bewegt wird und
ob die Bewegung nach oben oder unten erfolgt. Jede Löschkammer könnte noch von einer
nicht gezeichneten Umhüllung umgeben sein, welche als Behälter für das Löschmittel
und zum Auffangen der aus dem äußeren Zylinder 4 austretenden Schaltprodukte dienen
kann.