DE732879C - Elektrischer Gasschalter mit Lichtbogenloeschung durch Loeschgas - Google Patents

Description

• Elektrischer Gasschalter mit Lichtbogenlöschung durch Löschgas Die Erfindung :bezieht sich auf elektrische Schalter mit Lichrbogenlöschung durch Gase und Dämpfe, .die beim Abschaltvorgang in einem Gaserzeugungsraum durch die- Lichtbogeneinwirkung aus festen, gasabgebenden Stoffen entwickelt werden.
• Bei bekannten Ausführungen derartiger Schalter werden die gasabgebenden Kammerwandungen in der Regel durch Rohre gebildet, durch die der bewegliche Kontakt nach der Trennung von seinem Gegenkontakt hindurchgezogen wird. DieseAusbildung hat den -Nachteil, daß die Karntnerwandungen nicht nur durch den Abschaltlichtbogen thermisch und infolge des entstehenden hohen Druckes mechanisch stark beansprucht werden. sondern daß auch noch zusätzliche mechanische Beanspruchungen durch die größtenteils stifte oder rohrförmigen beweglichen Schaltglieder hinzukommen, die namentlich dann, wenn an den Innenwandungen der Röhre oder auch an den beweglichen Schaltgliedern sich als Folgr der Abschaltvorgänge Schmelzperlen bilden, recht beträchtliche Werte, annehmen können.
• Ferner tritt bei den bekannten Ausführungen, solange sich die Spitze des beweglichen 1,7,otttaktes noch .innerhalb des Löschrohres befindet, eine Gasströmung im wesentlichen lediglich an den unteren Kanten -des beweglichen Schaltgliedes auf, da die unter hohem Druck stehenden Schaltgase nur an dieser Stelle in beschränktem Umfange durch den sich aus dem erforderlichen Spiel zwischen dem beweglichen Schaltstift und den Innenwandungen des Löschrohres ergebenden schmalen Ringraum nach außen abfließen können. Im übrigen --herrschen in dem Rohrstück, solange sein Blasende beim Abschaltvorgang noch durch das bewegliche Schaltstück, von welchem aus der Lichtbogen zum festen Schaltkontakt brennt, verschlossen ist, annähernd statische Druckverhältnisse, die der Lichtbogenlöschung nicht so dienlich sind wie eine Gasströmung.
• Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung derartiger Schalter und erreicht dieses Ziel durch zwei 'Maßnahmen, die vorzugsweise gleichzeitig zur Anwendung gebracht werden.
• Diese 'Maßnahmen bestehen darin, daß zunächst die zur Löschgasentwicklung dienenden festen, gasabgebenden Stoffe außerhalb der unmittelbaren Lichtbogeneinwirkung angeordnet. sind und die Löschgasentwicklung durch eine mittelbare Lichtboeneinwirkung dadurch er-;Z folgt, daß die vorn Lichtbogen erzeugte heiße Gasströmung derart gesteuert wird. daß s;, die Oberfläche der gasabgebenden Stoffe oder Teile derselben bestreicht. Infolge dieser Anordnung sind die gasabgebenden Schaltkainmerteile vor mechanischen Beschädigungen durch den Lichtbogen oder auch durch das beweglicheSchaltstück geschützt, wodurch die Lebensdauer der Schalter erheblich gesteigert wird. Die zweite erfindungsgemäße Maßnahme besteht darin. daß -hierbei das erzeugte Löschgas innerhalb des Schaltraumes durch Gasleitkörper derart gelenkt und zusammengefast wird, das der Lichtbogen, der zunächst die Gasentwicklung hervorgerufen hat, im weiteren Zerlauf des Ausschaltvorganges in eine ihn schlauchartig umhüllende Gasströmung hineingezogen wird, wobei der Druckgasstrom kurz nach seinem Zusammentreffen mit dem Lichtbogen durch eine vorzugsweise als Lav aldüse ausgebildete Düse hindurchetpandiert. Der Lichtbogen wird infolgedessen schnell und sicher zum Erlöschen gebracht. Dabei -wird noch infolge der Benutzung einer Ausströmdiise neben der günstigen Löschwirkung eine völlige Entspamiung und damit auch eine weitgehende Abkühlung der heißen Schaltgase erzielt, so das besondere Kühlvorrichtungen bei dem erfindungsgemiißen Gasschalter nicht erforderlich sind.
• Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist auf der Zeichnung dargestellt. Die Löschkammer besteht aus einem zylindrischen Teil i aus Isoliermaterial, dür einen nach Art einer Lavaldüse geformten Hohlraum 2 aufweist. Der Isolierkörper i kann durch :Metalleinlagen 3 o. dgl. verstärkt sein.. und ist an dem einenEnde durch einenDeckel.i verschlossen.
• In dem- dadurch entstehenden Raum j zwischen der engsten Stelle 6 des Isolierkörpers r und dem Deckel .4 ist eine Kontaktkammer; angeordnet. Sie besteht ebenfalls aus Isoliermaterial, das gegebenenfalls durch Einlagen ,; verstärkt ist, und enthält den festen Kontakt 8. der mit dem beim Ausführungsbeispiel rohrförmigen beweglichen Schaltgliede 9 zusammenwirkt. Der frei bleibende Raum in der Durchtrittsöfnung der I@oritaktkaniiner wird durch einen Isolierbolzen in verschlossen, der zusammen finit der Durchtrittsbohrung der Kammer; eine Labyrintlidichtung i i für das bewegliche Schaltglied bildet und ebenso wie die Kammer mit Linsätzen aus in der Lichtin gewissem L"nifange gasabgeben-(len Material versehen sein kann.
• Das untere I?nde der Kontaktkaninier7 ist offen und trägt ein walxn- oder gitterartiges Gebilde 12 .iaht grotler Oberfläche aus unter I-Iitzeeinwirkung leicht gasabgeltendem Stoff. Zwischen dem festen Kontakt 8 und dem Gitter 12 ist eine Zwischenwand 13 vorgesehen, in die ein Rückschlagventil 1q. eingebaut ist.
• Die Wirkungsweise der Löschkammer nach der Erfindung ist folgende: Bei der Trennung der Kontakte 8 und 9 wird das Luftvolumen im Innern der Kontaktkammer 7 erhitzt und unter Druck gesetzt. der sich infolge der Dichtung i i nicht entlang dem beweglichen Schaltglied ausgleichen kann. Die Druckbildung steigt im -weiteren Verlaufe des Schalthubes des beweglichen Schalt-(Yliedes. Wird dazu noch die Durchtrittsöffnung der Kammer 7 durch Einsätze aus in der Lichtbogenhitze - wenn auch nur schwerer - verdampfendem Material gebildet, so -wird auch noch auf diesem Wege ohne eine wesentliche Albnutzung der Einsätze die Bildung von hochgespannten heißen Gasen gefördert.-D.iese heißen Schaltgase öffnen das Rückschlagventil 1d. und streichen an dem wabenartigen Gebilde 12 aus dem unter Hitzeeinwirkung leicht gasabgebenden Materiai vorüber. Hierbei bewirken sie infolge der großen, der Hitze ausgesetzten Oberfläche des Gitters 12 eine rasche Entwicklung großer Löschgasmengen, wobei gleichzeitig die hohen Temperaturen abgebaut werden. Dabei steigt der Druck der Gase in der Kammer 7 rasch an, und die Gase strömen mit hoher Geschwindigkeit außen an der Kontaktkammer 7 herum nach der engsten Stelle 6 des Löschkammerkörpers i und entspannen sich von da an durch das entsprechend geformte, über dem engsten Ouerschnitt liegende Düsenstück 15 völlig.
• Sobald der Lichtbogen daher aus der Mündungsöffnung der Kontaktkammer 7 heraustritt, unterliegt er einer kräftigen Gasströniung, die ihn schlauchartig umhüllt und ihn zum Erlöschen bringt. Da der Eintritt des Lichtbogens in die Gasströmung in der Zone der günstigsten Löschverhältnisse kurz vor dem engsten Düsenquerschnitt erfolgt und bereits eine verhältnismäßig kleine Menge von durch den Lichtbogen unmittelbar hocherhitzten Schaltgasen im weiteren Verlaufe an dem wabenartigen Einsatze aus leicht vergasbaren Stoffen eine große Menge Löschgas frei macht, so tritt beim Erfindungsgegenstand sowohl bei kleinen als auch bei großen Ströinen eine sichere Lichtbogenlöschung ein.
• Die gegenseitige Anordnung von festem Kontakt. Zwisclienl)o(len finit Rucksclil<igveiitil und wabenartigem Einsatz kann natürlich auch in anderer Weise getroffen sein als wie vorbeschrieben. 'So kann es z. B. unter Ums t ändert #weckni, ßig sein, den wabenartigen Einsatz zwischen dem festen Kontakt und der Ventilwand vorzusehen oder (las Ventil über hauet fortzulassen. Man, kann auch den wabenartigen Einsatz 12 unterteilen und einen Teil der gaswirksamen Oberfläche ständig den durch den Lichtbogen unmittelbar erzeugten heißen Gasen aussetzen und zur Gasentwicklung veranlassen und nur den zweiten Teil durch eine mit einem Rückschlagventil versehene Zwischenwand abdecken.- Dieser zweite Teil wird erst dann zur Gasabgabe herangezogen, wenn der Druck der Gase in der Kontaktkammer 7, wie vorbeschrieben, einen ;bestimmten Wert erreicht hat und das Ventil öffnet. Es kann auch umgekehrt zweckmäßig sein, den durch die Zwischenwand abgedeckten Teil des wabenartigen Einsatzes durch Schließen des Ventils dann dem Einfluß der heißen Gase zu entziehen, wenn der Druck in der Kontaktkammer 7 einen bestimmten Werterreicht hat.
• Weiterhin kann man auch so vorgehen, daß man den einen Teil des wabenartigen Einsatzes aus schwerer ver:gasbarem Material und den anderen Teil aus leichter vergasbarem Material herstellt. Durch eine entsprechende Wahl der wabenartigen Einsätze und der Ventilanordnungen 'kann man daher für jeden Strombereich die günstigsten Abschaltverhältnisse schaffen.
• Schließlich wird es sich auch empfehlen, dein Deckel .4, dessen Innenwandung als Umlenkstück für die Gasströmung ausgebildet ist, gasdicht, aber 'bequem lösbar in den Löschkammerkörper i einzusetzen, damit der Einsatz 12- wie überhaupt die Kontaktkammer; leicht zugänglich und auswechselbar ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRti CHE i. Elektrischer Gasschalter mit Lichtbogenlöschung durch Löschgas; welches heim Abschaltvorgang in einem Gaserzeugungsraum aus festen und unter Hitzeeimvirkung gasabgebenden Schaltkammerteilen frei gemacht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Löschgaserzeugung dienenden festen Stoffe außerhalb der unmittelbaren Liöhtbogeneinwirkung angeordnet sind und die vom Lichtbogen er zeugte Gasströmung derart gesteuert ist, daß sie die Oberfläche der gasabgebenden Stoffe oder Teile derselben bestreicht. a. Elektrischer Gasschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das erzeugte Löschgas durch Gasleitkörper (i) derart gelenkt und zusammengefaßt wird, daß der Lichtbogen, der zunächst die Gaserzeugung hervorgerufen hat, im weiteren Verlauf des Ausschaltvorganges in eine ihn schlauchartig umhüllende Gasströmung hineingezogen wird, wobei der Druckgasstrom kurz nach seinem Zusammentreffen mit dein Lichtbogen durch eine vorzugsweise als Lavaldüse ausgebildete Düse (6) hindurchexpandiert. 3. Elektrischer Gasschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die hauptsächlich der Löschgaserzeugung dienenden Teile (i2) vorzugsweise in Form eines wabenartigen Einsatzes in dem der Durchtrittsöffnung für den beweglichen Schaltstiftgegenüberliegenden Boden einer den festen Schaltkontakt umschließenden Kammer (7) angeordnet sind. 4.. Löschkammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß über oder unter dem wabenartigen Einsatz (i2) eine diesen ganz oder teilweise abdeckende Zwischenwand (i3) mit einem Rückschlag-'ventil (i4) vorgesehen ist. 5. Löschkammer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Ventilzwischenwand abgedeckte Teil .des Einsatzes (i2) beim Erreichen eines bestimmten Gasdruckes in der Kontaktkamaner (7) denn Einfluß der heißen Schalt-P rr se ausb -esetzt oder entzogen wird. 6. Löschkammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der wabenartige Einsatz (i2) unterteilt ist und aus verschieden leicht verdampfbarem Material besteht. 7. Lösohkaminer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigenTeile des Einsatzes (i2) durch die Ventilzwischenwand abgedeckt sind, die am leichtesten vergasen. B. Löschkammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Durchtrittsöffnung für den Schaltstift bildenden Teile der Kontaktkammer (7) aus einem unter der Lichtbogeneinwirkung schwerer verdampfenden Stoff hergestellt sind und vorzugsweise aus auswechselbaren Einsätzen :bestehen. g. Löschkammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die DurchtrittS-öffnung der Kontaktkammer (7) für den Schaltstift als Labyrinthdichtung ausgebildet ist. io. Löschkammer nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktkammer (;) und der Gasleitkörper (i) aus Isoliermaterial bestehen und durch Einlagen (3), vorzugsweise aus Metall, versteift sind.