DE736122C - Hochleistungsschalter - Google Patents

Description

• Hochleistungsschalter -Die Erfindung betrifft einen neuen- Hoch= leistungsschalter, der mit Löschflüssigkeit arbeitet und der die Unterbrechung mit besonders geringem Aufwand ermöglicht. Bei derartigen Schaltern hat man mit Erfolg versucht, leitende und nicht brennbare Flüssigkeiten As Schaltflüssigkeit zu verwenden, jedoch bedingen diese verhältnismäßig große Baumaße.
• Nach der Erfindung kann ein Hochleistungsschalter dieser- Art dadurch sehr geringe Baumaße erhalten, ,daß einerseits Kammer, Kontakte und-Ausströrnöffnungderart angeordnet sind, @daß. beim Löschvorgang eine den Lichtbogen axial einhüllende Löschmittelströrnung zustande kommt, daß. .andererseits als Schaltflüssigkeit ein ein- oder inehrwertsger Alkohol mit etwa 40 '1, Wasserzusatz verwendet ist und daß endlich die Schaltkammer derart ausgebildet ist, daß die Unterbrechung unter Überdruck erfolgt.
• Als besonders wirkungsvolle Löschflüssigkeiten haben sich Alkohole mit geringen Zusätzen von Wasser, insbesondere mehrwertige Alkohole, wie Glykol, Glycerin, Erythret, M,annit u. dgL gezeigt. Besonders günstige Verhältnisse erhält man z. B. .bei einer Löschflüssigkeit, bestehend aus So bis 6o % Glykol, gemischt mit 2o bzw. qo °/o Wasser. Diese Flüssigkeit hat neben den überaus günstigen Löscheigenschaften ,den weiteren Vorteil, daß der Stockpunkt :bei etwa -6o bis -So' liegt und daß das Lösungsvermögen im Vergleich zu Wasser sehr gering ist, so daß sich die Leitfähigkeit praktisch nicht verändert.--, Ferner ist die Viscosätät in viel geringereaj--'-Maße von der Temperatur abhängig wie'z:'@ bei Öl. Mit besonderem Vorteil kann hierbei;: weiter die Anordnung so getroffen. wercn daß der Löschmittelstrom von einer- Dampferzeugungskammer durch eine den Löschmittelstrorn und den Uchtbogen axial einschnürende Öffnung in eine zweite Druckkammer strömt, welche ihrerseits durch Ventile abgeschlossen ist. Eine besonders zweckmäßige konstruktive Gestaltung ergibt sich hierbei, wenn in an sich bekannter Weüse zwei in Reihe liegende Unterbrechungsstellen angeordnet sind, von denen die erste durch Verdampfung der umgebenden Flüssigkeit zur Erzeugung eines Flüssigkeitsdruckes herangezogen wird, durch den die den Lichtbogen an der zweiten Unterbrechungsstelle umhüllende und einschnürendeFlüssngkeitsströmung hervorgerufen -wird. Eine weitere Verringerung des Schaltstifthubes und damit des ganzen Raumbedarfs ,des Schalters kann dadurch erreicht Werden, daß die Schaltstiftgeschwindigkeit und die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit der Konzentration des Flüssigkeitsgemisches angepaßt wird. Hierbei wird der Vorteil derartiger Schaltflüssigkeiten, daß-bei bestimmten Konzentrationen nur ein bestimmter, verhältnismäßig geringer Mindestabstand der Kontakte erforderlich ist, um eine Wiederzündung sicher zu vermeiden, voll ausgenutzt, indem die Schaltstiftgeschwindigkeit derart abgestuft wird, daß dieser Abstand nicht wesentlich früher erreicht wird, als eine Löschung möglich ist.
• Ausführungsbeispiele der Erfindung -sind in der Zeichnung beschrieben. In Fig. i bezeichnet i einen Flüssigkeitsbehälter, in den eine Kammer 2 eingesetzt ist, die aus Isolierstoff besteht und mit ihrer Öffnung 4 nach oben gerichtet ist. Diese enthält einen feststehenden Kontakt 7, einen beweglichen Zwischenkontakt 9, der innerhalb der Schaltkammer derart geführt ist, daß seitlich ein ausreichender Zwischenraum für die Flüssigkeitsbewegung offen gelassen ist, und einen beweglichen Schaltstift 5, _der beim Schaltvorgang nach oben aus der Kammer herausgezogen wird. Der Zwischenkontakt, der gegebenenfalls noch unter dem Einfluß von Federn i z steht,- wird zunächst durch Reibung von dem Schaltstift 5 mitgenommen, so daß zwischen dem Kontakt 7 und dem Zwischenkontakt ein Hilfslichtbogen gezogen wird, durch den ein Teil der Flüssigkeitsbewegung hervorgerufen wird. Sobald der Zwischenkontakt eine durch Anschläge 12 bestimmte Grenzstellung erreicht hat, trennt sich der Schaltstift von ihm, wobei der Hauptlichtbogen nahe an der verengten Schaltkaminer--mündung gezogen wird und infolge der von d,Xn Hilfslichtbogen hervorgerufenen Flüs-,*;_ isi,gkeitsbewegung von einer Flüssigkeits->l;w. Gashülle einggesohnürt und dadurch geöscht wird. Unter Umständen kann anschließend an, die Schaltkammer durch eine zusätzliche Wandung 13, in der :der Schaltstift abgedichtet geführt ist, ein Ausströmrau@m gebildet werden, der entweder durch schmale Bohrungen 14 oder Ventile 15 (oder beides) mit dem äußeren Flüssigkeitsraum in Verbindung steht, wodurch eine Druckerhöhung hervorgerufen wird, so daß der Schaltvorgang unter statischem Überdruck und somit unter besonders günstigen Voraussetzungen vor sich geht.
• Eine weitere Ausführungsform ist in Fig.2 dargestellt. Hierbei ist eine gleichfalls mit ihrer Mündung nach oben gerichtete Schaltkammer 2 innerhalb eines Flüssigkeitsbehälters i angewendet. Die Schaltkammer ist durch eine feststehende Zwischenwand 1d unterteilt, die in der Mitte eine Öffnung 17 für Hindurchtritt des Schaltstiftes 5 hat, die durch Metallklappen 18 geschlossen werden kann. Außerdem sind noch seitliche Bohrungen i9 vorgesehen. Beim Schaltvorgang wird zunächst zwischen den beiden Kontakten ein Lichtbogen gezogen, der zwischen der metallischen Klappe und dem festen Kontaktstück stehenbleibt und von der Metallklappe weiter zu dem Schaltstift führt. Infolge des an dem unteren Teil des Lichtbogens entwickelten Druckes, .der durch die von der Klappe geschlossene Öffnung nicht ausweichen kann, wird die Flüssigkeit .durch die seitlichen Bohrungen i9 getrieben und strömt durch die Sohaltkarnmermündung aus, so daß wieder eine den Lichtbogen einschnürende Flüssigkeits- (Gas-) Strömung hervorgerufen wird, durch die .der Lichtbogen gelöscht wird.
• An Hand dieser Ausführungsform ist noch eine weitere Möglichkeit angedeutet, um den Schalter unter überdruck arbeiten zu lassen, indem mit dem abgedichtet ausgeführten Schaltgefäß eine Druckflasche 2o, die beispielsweise mit Kohlensäure, Stickstoff oder ihnlichem gefüllt werden kann, verbunden ist, durch .die auf -den Flüssigkeitsspiegel ein starker Druck ausgeübt wird, der die Druckverhältnisse innerhalb -der Kammer zusätzlich beeinflußt.
• Eine Ausführung mit einem Differentialkolben ist in Fig.3 dargestellt. Innerhalb der Schaltkammer 2 ist hierbei der Diferentialkolben 21 angeordnet, der in einer Stopfbüchse 22 derart geführt ist, daß seine kleinere Kolbenfläche oben, die größere Kolbenfläche unten liegt. Bei dem Unterbrechungsvorgang .wird durch .den Lichtbogen ein erhöhter Druck herbeigeführt, der infolge der Differenz der Kolbenflächen eine Aufwärtsbewegung des Kolbens entgegen :der Kraft der Federn 23 hervorruft, derzufglge die Schaltflüssigkeit von dem in dem oberen Teil der Kammer gebildeten, durch den Schaltstift praktisch abgeschlossenen Raum durch den Kolben durch eine mittlere Kolbenöffnung 24 in den unteren Raum strömt und hierbei wieder den durch diese Öffnung hindurchgezogenen Lichtbogen einschnürt und dadurch löscht.
• Die Anwendung des Erfindungsgedankens ist nicht auf die dargestellten Ausführungsmöglichkeiten beschränkt; insbesondere kann an Stelle eines Differentialkolbens auch durch eine Hebelübertragung oder auf andere Weise ein Druck hervorgerufen werden. So kann beispielsweise Explosivstoff zur Entzündung gebracht werden und dadurch der Flüssigkeit die erforderliche Strömungsbewegung aufgedrückt werden. Auch ist es möglich, die Bewegung des Kolbens unmittelbar von dem Schaltstift abzuleiten, wobei es lediglich darauf ankommt, daß infolge der Kolbenbewegung eine rasche Flüssigkeitsströmung an der Schaltkammeröffnung, durch die der Lichtbogen gezogen .wird, hervorgerufen wird.
• Der Flüssigkeitsstand wird, wie aus den Abbildungen ersichtlich, mit Vorteil hoch gewählt.
• Der neue Schaltervereinigt praktisch vollkommene Vermeidung jeder Brandgefahr mit einer sicheren Lichtbogenlöschung bei sehr kleinen Kontaktabständen.- Hierdurch ist die Möglichkeit gegeben, einen Schalter, der mit der neuen Flüssigkeit verwendet wird, kleiner zu bauen als bisher, wodurch eine nicht unwesentliche Verminderung .des Rohstoffbedarfs und :der Baukosten ermöglicht wird.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Hochleistungsschalter mit Schaltkammer, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits Kammer, Kontakte und Ausströmöffnung derart angeordnet sind, -daß beim Löschvorgang- eine &-n Lichtbogen axial einhüllende Löschmittelströmung zustande kommt, !daß andererseits als Schalt= flüssigkeit ein -ein- oder mehrwertiger Alkohol mit etwa 40°/o Wasserzusatz verwendet ist- und daß endlich .die Schaltkammer :derart ausgebildet ist, daß die Unterbrechung unter Überdruck erfolgt.
2. 2. Hochleistungsschalter nach Anspruch i, ,dadurch gekennzeichnet, -daß der- Löschmittelstrom von einer Dampf-' erzeugungskammerdurch eine den Löschmittelstrom und den Lichtbogen axial einschnürende Öffnung in eine " zweite Druckkammer strömt; welche ihrerseits durch Ventile abgeschlossen ist. -3. Hochleistungsschälter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, @daß in an sich bekannter Weise zwei in Reihe liegende Unterbrechungsstellen angeordnet sind, von .denen die erste durch Verdampfung der umgebenden Flüssigkeit zur Erzeugung eines Flüssigkeitsdruckes herangezogen wird, durch den die den Lichtbogen an der zweiten Unterbrechungsstelle umhüllende und einschnürende Flüssigkeitsströmung hervorgerufen wird. 4. Hochleistungsschalter nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, ,daß zwecks Erhalt eines kleinen Schaltst ifthubes und Raumbedarfs die Schaltstiftgeschwindigkeit und Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit der Konzentration des Flüssigkeitsgemisches angepaßt sind. 5. Hochleistungsschalter nach Anspruch i .bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsbewegung durch ein Flüssigkeitsgetriebe unterstützt wird. 6. Hochleistungsschalter nach Anspruch i :bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für das Getriebe vom SOhaltstiftantr,ie:b abgeleitet ist. 7. Hochleistungsschalter nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsbewegung durch einen mit der Kontaktbewegung gleichzeitig oder dieser gegenüber voreilend bewegten Kolben hervorgerufen ist. S. Hochleistungsschalter nach Anspruch 7, :dadurch gekennzeichnet, @daß der Kolben -als Differentialkolben ausgeführt ist (Fig. 3). 9. Hochleistungsschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsbewegung mit Hilfe eines Explosivstoffes herbeigeführt wird. io. Hochleistungsschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Überdruck durch einen überlagerten statischen Druck herbeigeführt ist (Fig. 2). i i. Hochleistungsschalter nach Artspruch i bis io, @dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des- Flüssigkeitsspiegels eine mit "ihrer Öffnung nach oben gerichtete Isolierstoffkammer angeordnet ist, innerhalb der ein Zwischenschaltstück beweglich derart geführt ist, daß eine Flüssigkeitsströmung bzw. ein Druckausgleich um das Zwischenschaltstück herum möglich -ist. i2. Hochleistungssch.alter nach Anspruch i i, da-durch gekennzeichnet, daß der bewegte Kontaktstift durch eine mit einer beweglichen metallischen Klappe geschlossenen Zwischenwand mit weiteren seitlichen Öffnungen hindurchgezogen wird (Fig.2). 13. Hochleistungsschalter nach Anspruch r2, dadurch gekennzeichnet, W die Klappe derart angeordnet ist, daß sie durch den--vom Vorlichtbogen hervorgerufenen Druck in ihre Schließstellung gedrückt wird. 1q.. Hochleistungsschalter nach Anspruch r bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltstift hohl ausgeführt ist und @daß seitliche Verbindungsöffnungen in die Schaltstiftbohrung führen. 15. Hochleistungsschalter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß äußere Führungen -derart mit den Verbindungsöffnungen zusammenarbeiten, daß diese schieberartig in Abhängigkeit vom Schältstifthüb freigegeben werden. 16. Hochleistungsschalter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsöffnungen druckabhängig (z. B. durch Ventile) gesteuert werden.