DE736319C

DE736319C - Loeschkammer des Differentialkolbentypus fuer elektrische Schalter

Info

Publication number: DE736319C
Application number: DEST59047D
Authority: DE
Inventors: Daniel Roennberg
Original assignee: STALTURBINE GmbH
Current assignee: STALTURBINE GmbH
Priority date: 1939-08-25
Filing date: 1939-08-27
Publication date: 1943-06-11

Description

Löschkammer des Differentialko.lbentypus für elektrische Schalter Bei dein Öffnen eines Stromkreises entstehen oft zwischen den Kontakten des Schalters hohe Überspannungen, die, wenn die Löschkammer des Schalters nicht zweckmäßig konstruiert ist, Durchschläge durch die isolierenden Teile der Löschkammer verursachen können. Dies trifft z. B. ein, wenn, nachdem die Kontakte des Schalters getrennt sind, die mit dem festen Kontakt des Schalters leitend verbundenen Teile in der -Nähe des beweglichen Kontaktes sich befinden. Auch wenn diese Teile durch Isoliermaterial von dem beweglichen Kontakt abgetrennt sein sollten, kann es nämlich oft eintreffen, daß die Isolationsfestigkeit der zwischen den Kontakten bei der Löschung eingespritzten Ölinenge höher wird als die Isolationsfestigkeit der isolierenden Teile, die den beweglichen Kontakt von den mit dem festen Kontakt verbundenen metallischen Teilen trennen. Es ist klar, daß derartige Überschläge in der Regel eine vollständige Zerstörung der Löschkammer verursachen, und die 'einzige Weise, zu verhindern, daß sie Schaden verursachen, ist, die Löschkammer so zu konstruieren, daß eine Wiederzündung des Lichtbogens direkt zwischen den Kontakten stattfindet, und zwar auf demselben Weg, dem der Lichtbogen folgte bei dem Öffnen des Schalters. 2,Tur in diesem Falle wird die Löschkammer nicht durch einen Durchschlag zerstört, wobei gleichzeitig die Möglichkeit zur Löschung eines neuauftretenden Lichtbogens vorhanden bleibt.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Löschkammer, die so ausgebildet ist, daß keine Gefahr für Überschläge durch die isolierenden Teile der Löschkammer vorhanden ist. Um dies zu ereichen, wird nach der Erfindung der von der kleineren Fläche des Differentialkolbens begrenzte Raum ringförmig um den festen Kontakt angeordnet. Der Differentialkolben selbst wird dabei wie eine Daube ausgebildet, die den festen Kontakt umgibt, und in den Wänden dieser Haube sind Kanäle angeordnet, welche den genannten ringfnririigen Raum mit einer Öffnung in der Haube verbinden, welche Öffnung von dein beweglichen Kontakt passiert wird. Durch diese Ausformung des Differentialkolbens kann inan erreichen, daß alle metallischen Teile, die für die Dichtung erforderlich. sind, sowohl wie die Schraubenfeder, die für die Zurückführung des Kolbens zur Ausgangslage benutzt wird, sich die ganze Zeit in unmittelbarer Nähe des festen Kontaktes befinden und in einem genügenden Abstand von dem beweglichen Kolitakt. -Auf den beiliegenden Zeichnungen «-erden zwei verschiedene Ausführungsformen der Erfindung gezeigt. Die in der Abb. i gezeigte :lusfiihrungsform der Löschkammer ist vorgesehen in den Fällen zur Verwendung zu kommen, «-elan die Löschkammer auf dein roden eines Ölbehälters angeordnet wird, während die in der Abb. 2 gezeigte Ausführungsforrn in den Fällen Verwendung findet, wenn die Löschkammer in dein oberen Teil eines rohrförmigen, die Löschkammer ziemlich (licht umschliellenden Behälters angeordnet ist. Die beiden Ausführungsformen unterscheiden sich voneinander nur darin, daß bei der in der Abb. i gezeigten Ausführungsform der feste Kontakt mit seiner Zuleitung von einer mit demselben fest verbundenen Hülse umgeben ist, gegen welche der Kolben gleitet, während bei der in der Abb. a gezeigten Ausführungsform diese Hülse im Verhältnis zu dein festen Kontakt beweglich ist. Wenn die Löschkarniner auf dem Boden eines Behälters angebracht ist, muß die Löschkammer die ganze über derselben liegenden Ölsäule heben. Ist dagegen die Löschkammer im oberen Teil eines Behälters angeordnet, muß, wenn der Kolben sich. nach unten bewegt, die ganze voll demselben ,verdrängte Ölmenge in den Zwischenratun zwischen den Kolben und den umgebenden Bel.älter gepreßt werden. Ist dieser "Zwischenraum klein, was er in vielen Fällen sein muß, damit der Schalter nicht zu groß werden soll, begegnet der Kolben dank dieser Strömung einem großen Widerstand. Um die Größe dieser Strömung zti verkleinern, ist deshalb bei der in der Abb. 2 gezeigten Ausführungsform die Hülse, die den festen Kontakt umgibt, beweglich. ausgeführt, wodurch man erreicht, claß ein Teil der Flüssigkeitsmenge, die bei der Ausdehnung der Löschkammer verdrängt werden soll, sich nach oben bewegen kann, ohne der. Zwischenraum zwischen dein Kolben und dem umgebenden Behälter zti passieren.

Il. Ahb. i bezeichnet i den festen Kontakt des Schalters, und der bewegliche Kontakt ist finit 28 bezeichnet. Der feste Kol)takt i ist all (-inein lletallstal) = befestigt, der finit der Zulc-ittlng zu dein Schalter in Verbindung stellt.

Der Metallstab :ist r)lit Rippen 3 versehen,

all welchen eine Hülse s aus Metall befestigt

ist. Diese Hülse ist mit einem Kragen ver-

sehen, der ani äußeren Rand einen Dichttui-s-

ring hat, der in den Difierentiall:o!ben pal.tt.

Dieser letztere bestellt aus zwei Hauben atis

Isolationsmaterial 6 und ;7. an welchen zwei

Metallzylinder S und 9 befestigt sind. Der

Metallzylinder 8 paßt tim den Kragen 5, imd

der Metallzylinder c7 ist mit einem nach innen

gerichteten Kragen io versehen, der den Zy-

linder d. dicht umschließt. Der Kragen in ist

finit Öffnungen i) versehen, die von den finit

Federn 13 belasteten Kolben 12 ztlgescllloSsen

sind, welche Federn sich gegen einen voll <.lein

Kragen io ausragenden Kragen i_1 stütze-.

Die bziden Hau=ben 6 und ; sind initein:uid:-r

in der «"eise verbunden, claß zwischen ihnen

ein Spalt 1 gebildet wird, der sich bis an die

Öffnungen 16 und i7 für den beweglichen

Kontakt erstreckt. In der Haube ; ist zuin

untengeliannten Zweck eine Höhle oberhalb

der Öffnung 1;, und oberhalb dieser Höhle ist

noch eine Offnung für den beweglichen Kon-

takt. Der Differentialkolben, der also von

den beiden Hauben 6 und 7 und den 'Metall-

zylindern 8 und 9 gebildet ist, wird normaler-

weise in seiner unteren Lage von einer

Schraubenfeder -2o gehalten. Der Zylinder

ist oben von einer ringförmigen Scheibe 21

mit öffnungen 2a geschlossen, und die Cil-i-

nungen 22 sind durch die fede.rbelastctcn

Vel)tile 23 zugeschlossen. Zwischen den)

festen Kontakt und der umgebenden Hülse

ist außerdem ein Spalt oder eine Üfintuig =5,

durch welche die von dein Lichtbogen erzeug-

ten Gase in den Zwischenraum ztvisclien (U1.

Metallstab -2 und den Zylinder hinatastr@ fi-

rnen können und von dort zwischen den Rip-

pe') 3 in den freien Rauin außerhalb der Kam-

mer.

Diese Anordnung wirkt in folgender

Weise: `Fenn die Kontakte getrennt wer-leii.

wirkt der von dein Lichtbcgen crzcu<;t@

Druck nach oben auf der unteren Seite fier

1-Iaube 6 und preßt den Differentialkolben

nach oben, wobei der Raum zwischen (lein

Zylinder .I und den) Zylinder ig zusainnienge-

preßt wird. Die hierbei verdi-,-in-te Flüssig-

keitsmenge wird durch die Kanäle 1; 1l'g@rl

die Öffnungen 16 und 17 geprellt und löscht

den Lichtbogen, wenn er durch diese Otfntin-

geil gezogen wird. Zufolge der oberhalb der

(Öffnung i7befindlichen Höhle iS, die mit Flii-#-

sigkeit gefüllt ist, braucht inan nicht die Ge-

fahr zti laufen, daß der Druck innerhalb der

Löschkainn)er zti schnell sinkt, wenn der bi-

weglicbe Kontakt die Üffnung 17 v"21-1i»illt,

dehn z@-enn auch ein verhältnismäl;ig groUer

Spielraum zwischen dein. Ire.@-eglichen Kon-

takt )illd (Icil Üfilungel) 1o veirhalldel) ist,

wird durch die in der Höhle i8 befindliche Flüssigkeit ein zu schneller Druckausgleich verhindert. Die in dieser Höhle 18 befindliche Flüssigkeit übt auch auf den Lichtbogen eine löschende Wirkung aus, besonders bei kleineren Stromstärken, da es leicht einrreffen kann, daß der Lichtbogen in die Höhle 12 hineingezogen wird.

In der in Abb.2 gezeigten Ausführungsform sind entsprechende Teile mit denselben Zahlen wie in Abb. i bezeichnet. Wie vorher gesagt, unterscheidet sich diese Ausführungsform von der in Abb. i gezeigten darin, daß der Zylinder q. mit Kragen 5 zu dem festen Kontakt i beweglich ist. Die Rippen 3 dienen in dieser Ausführungsform zur Verbindung des oberen Teiles q. mit der um den Stab 2 liegenden Hülse 2d.. Die an dem Halter 27 der Löschkammer angebrachten Stifte 26 haben zur Aufgabe, die BeW.egung des Differentialkolbens nach oben zu begrenzen. Unter Einwirkung des Druckes, den der Lichtbogen erzeugt, wird in dieser Ausführungsforrn der Differentialkolben sich nach unten bewegen, aber gleichzeitiig wird der Zylinder .4 mit Kragen 5 sich nach oben bewegen. Man erhält also bei dieser Ausführungsform für eine gewisse Zusammenpressung des Raumes zwischen dem Zylinder 8 und dem Zylinder q. eine bedeutend kleinere Bewegung des Differentialkolbens dank dem Umstand, daß auch der Zylinder 4. sich nach oben bewegt. Die von der Löschkammer verdrängte Flüssigkeit, die in den Zwischenraum zwischen den Differentialkolben und den umgebenden Behälter eintreten muß, wird deshalb bedeutend kleiner.
Die in dein Kragen io des Differentialkolbens angeordneten Kolben 12 haben zur Aufgabe, der Löschkammer für plötzlich entstehende Drucksteigerungen eine gewisse Ausdehnungsmöglichkeit zu geben. Besonders bei der Schließung eines Hochspannungsschalters verursacht der Schließlichtbogen eine heftige Drucksteigerung, und da der Differentialkolben selbst zufolge seiner Masse eine plötzliche Vergrößerung des Volumens der Löschkammer nicht erlaubt, würde die Gefahr der Sprengung der Löschkammer vorhanden sein, wenn nicht diese Kolben vorgesehen wären. Diese, die eine kleine Masse haben, erlauben eine sehr schnelle Vergrößerung des Volumens der Löschkammer, wenn sie unter dem Einfluß des Druckstoßes sich nach oben bewegen und bilden deshalb einen sehr guten Schutz gegen die Sprengung der Löschkammer, wenn solche plötzliche Druckstöße entstehen.
Die Erfindung bringt im Verhältnis zu vorher vorgeschlagenen Formen von Löschkammern des Differentialkolbentypus den Vorteil, daß die Ausströmungsöffnungen für die von dem Lichtbogen erzeugten Gase unmittelbar an dem festen Kontakt angeordnet werden können. Hierdurch gewinnt man den Vorteil, daß die Flüssigkeit in der Löschkaminer nicht mit den von dem Lichtbogen erzeugten Gasen gemischt wird, sondern diese können, ahne einen großen Widerstand zu erfahren, aus der Löschkammer weggeschafft werden unmittelbar an der Stelle, «-o sie erzeugt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Löschkammer für elektrische Schalter mit einem Differentialkolben zur Erzeugung einer lichtbogenlöschenden Flüssigkeitsströmung, in welcher der Difterentialkolben von einer den festen Kontakt umgebenden Haube aus Isoliermaterial gebildet wird, welche Haube im Boden mit einer Öffnung für den Durchgang des beweglichen Kontaktes versehen ist; dadurch gekennzeichnet, daß der Raum, der von der kleineren Fläche des Differentialkolbens begrenzt ist, ringförmig um den festen Kontakt liegt und durch Kanäle in den Wänden des Kolbens mit der Üffnung im Boden des Kolbens in _\`erbindung steht, während der feste Kontakt in dem Raum eingeschlossen ist, der von der größeren Fläche des Differentialkolbens begrenzt ist.
2. Löschkammer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Kanäle ausschließlich außerhalb der Dichtungsringe des Kolbens angeordnet sind.
3. Löschkammer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialkolben aus zwei konzentrischen, nahe i zueinander angeordneten Hauben a:is Isoliermaterial besteht, wobei der Spalt zwischen den Hauben die Verbindung zwischen dem von der kleineren Iiollienfläche zugeschlossenen Raum und der Öft- i nun- im Boden des Differentialliolliens bildet.
4.. Löschkaimner nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Üffnung für den beweglichen Kontakt iiii Boden i des Differentialkolbens unmittelbar über der Mündung des Kanals von dein Rauine, der von der kleineren Kalbenfläclie begrenzt ist, zu einer Höhle erweitert ist, die einen wesentlich größeren Durchines- i ,sei hat als der bewegliche Iicntahi.
5. Löschkammer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der von der kleineren Fläche des Differentialkolbens begrenzte Raum nachgiebig ist durch ini i oberen Teil des Kolbens angeordnete federbelastete Ventile, wodurch erreicht wird, daß der Differentialkolben unter der Einwirkung des von dem Lichtbogen erzeugten Druckes in Bewegung versetzt «-erden kann, trotzdem der von dein Differentialkolben gebildete Pumpraum während des ersten `feiles der L ichtbogenbildang von dem beweglichen Kontakt zugeschlossen ist. G. Löschkammer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar an dein festen Kontakt federbelastete Aus-Maseventile angeordnet sind.