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Hochleistungsschalter mit einer unter Flüssigkeit liegenden beweglichen
Druckkammer Es sind Hochleistungsschalter mit einer beweglichen Druckkammer bekannt,
bei denen der mitbewegte Kontakt während ,des Schaltvorganges in :der Druckkammer
verbleibt. Werden diese Schalter in .Netze hoher Spannung eingebaut, so entsteht
beim Einschalten bereits ein Lichtbogen in der Druckkammer, wenn die Kontakte noch
weit auseinanderstehen. Der hierbei auftretende Druckstoß gefährdet die Druckkammer.
Auch beim Ausschalten wird der Lichtbogen durch die ganze Druckkammer in die Länge
gezogen. Die Flüssigkeitsverdampfung ist dementsprechend eine sehr große und die
Druckbildung in der Kammer eine unnötig hohe, wodurch die Druckkammer ebenfalls
sehr hoch beansprucht wird. Erst nach Löschung des Lichtbogens tritt der Kontaktstift
aus der Löschkammer heraus und legt die Auslaßöffnung der Kammer frei.
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Ferner sind Hochleistungsschalter mit einer außerhalb der Druckkammer
liegenden Kontaktstelle bekannt, bei denen der bewegte Kontaktstift während des
Aussch:altens durch die Druckkammer hindurchgezogen wird. Hierbei ist aber die Druckkammer
ortsfest angeordnet, und es brennt ein Teillichtbogen in gleichbleibender kurzer
Länge außerhalb der Druckkammer, -während der Lichtbogen in der Druckkammer bis
zur endgültigen Löschung stetig gelängt wird. Die hierbei in der Kammer entstehende
Flüssigkeitsverdampfung ist ebenfalls eine unnötig große. Beim Einschalten entsteht
bei hoher Betriebsspannung bereits in der Druckkammer ein Lichtbogen, der wiederum
trotz der freien
Kammeröffnung einen Einschaltdruckstoß verursacht.
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Ein weiterer bekannter Schalter ist ein Strahlschalter, dessen Pumpkammer
beim Schalten durch den Kontaktstift ebenfalls be-
wegt wird und dessen Kontaktstelle
sich auch -außerhalb der Pumpkammer befindet. Bei diesem Stra.hlschalter wird jedoch
die Flüssigkeitsströmung zum Löschen des Lichtbogens durch mechanische Einwirkung
auf die bewegliche Pumpkammer erzeugt.
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Durch die Erfindung wird ein vorteilhafter Hochleistungsschalter mit
großer Trennstreckeneinstellung unter Flüssigkeit geschaffeii, bei dem die Löschniittelströmung
durch die Lichtbogenenergie erzeugt wird, ohne daß die obigen Nachteile in Kauf
genommen werden müssen. Es handelt sich hierbei um einen Hochleistungsschalter mit
großer Trennstreckeneinstellung, dessen Kontaktstelle außerhalb einer unter Flüssigkeit
liegenden beweglichen Löschkammer angeordnet ist, die durch einen Mitnellmer auf
dem durch die Kammer hindurchragenden Kontaktstift beim Schalten in der Bewegungsrichtung
des Schaltstiftes mitbewegt wird. Die Erfindung besteht hierbei darin, daß die Lage
des Mitnehmers auf dem Schaltstift derart gewählt ist, daß die Bewegung der Löschkammer
erst dann einsetzt, wenn beim Ausschalten die Länge des in die Kammer hineingezogenen
Lichtbogenteiles zur Erzeugung einer genügend starken Löschströmung ausreicht und
beim Einschalten die Kontaktstiftspitze, wie dies bei anderen Löschkammerschaltern
bekannt ist, sich außerhalb der Löschkammer befindet.
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Bei diesem Selialteraufbau wird beim Ausschalten der Lichtbogen durch
den Kammerinund gezogen: er brennt bereits in dem Augenblick, in .dem die Löschmittelströmung
einsetzt, sowohl innerhalb wie auch außerhalb der Löschkammer. Die gesamte Druckdifferenz
zwischen dein Löschkammerdruck und dem niedrigen Außendruck dient zur Erzeugung
der Strömungsgeschwindigkeit, mit der die Löschflüssigkeit über den Lichtbogen fließt.
Bereits mit dem Entstehen der Löschströmung wird die Löschkammer bewegt und der
Lichtbogenteil außerhalb der Kammer in die Länge gezogen. Da der Lichtbogenteil
in der Löschkammer während des Löschvor- 1@ ganges in gleichbleibender Länge erhalten
bleibt, so ist auchdieFlüssigkeitsverd,ampfung eine gleichbleibende und damit bei
stetiger Ausströmung auch die Druckerzeugung in der Kammer eine gleichmäßige. Es
besteht daher bei der beschränkten Lichtbogenlänge in der Kammer und dem ständig
offenen _'1.tisflußkanal der Kammer keine Gefahr für die Löschkammerwandung. Es
bleibt vielmehr die Beanspruchung in der Kammerwandung gering. Der durch das Fortbewegen
der Kammer sehr gelängte und geschwächte Lichtbogen wird durch die durch den Kammermund
austretende Flüssigkeitsströmung leicht gelöscht. Die Kontaktentfernung in der Ausschaltstellung
reicht auch bei sehr hoher Spannung aus, die Beanspruchung der Flüssigkeit durch
die Spannung gering zu halten. Auch wird bei diesem neuen Schalter keine Fremdarbeit
für die Pumpleistung benötigt. Darüber hinaus bleibt die Löschkammer trotz der großen
Trennstreckeneinstellung durch den Kontaktstift recht klein. Sie braucht nur die
Flüssigkeitsmenge zu enthalten, die zur Lichtbogenlöschung gebraucht wird. Bei Benutzung
eines Puinplzolbens in der Lösciikaminer bleibt der Pumphub unabhängig von dem großen
Schaltweg der Löschkannner. Der Pumphub kann daher sehr klein gehalten ,v erden.
Da beim Einschalten die Kontaktstiftspitze sich außerhalb der Löschkammer befindet,
so entsteht auch der Einschaltlichtbogen nur in dem drucklosen Flüssigkeitsraum
außerhalb der Kammer. Die Kammer bleibt von Einschaltdruckstößen vollständig frei.
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Um der Löschkammer in jeder Lage ini Schaltergehäuse einen zuverlässigen
Halt zu schaffen und um zu verhindern, daß beim Umschalten von der einen Bewegungsrichtung
in die andere ein sofortiges Nacheilen der Kammer einsetzt, bevor. sie von dem Allschlag
an dem beweglichen Kontakt mitgenommen wird, ist es empfehlenswert, die bewegliche
Löschkammer mit einer mechanischen, hydraulischen oder pneumatischen Bremseinrichtung
zu versehen, die der Fortbewegung der Kammer einen geringen Widerstand entgegensetzt.
, In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung dargestellt. Die
Abb. i zeigt den Schalter im eingeschalteten und die Abb. :2 den Schalter im ausgeschalteten
Zustand. In einem teilweise mit Flüssigkeit allgefüllten Gehäuse i ist eine Lösclikainmer
2 angeordnet, die beim Schalten auf Führungsstäben 3 gleitet. In der Löschkammer
2 befindet sich ein Differentialpumpkolhen .4, der auf dem Kontaktstift 5 gleitet.
Der zugehörige Gegenkontakt 6 liegt außerhalb -der Löschkammer. Er kann im Schaltergehäuse
i ortsfest eingebaut sein, er kann aber auch beweglich in einer zweiten, finit der
Löschkammer 2 übereinstimmenden Löschkannner angeordnet sein, die sich im Schalterraum
entgegengesetzt zu der ersteren Kammer bewegt. Während des Löschvorganges ist der
Druckraum 7 der sich erweiternde und der Druckraum S der sich verengende Pumpenraum.
Dieser letztere stellt durch eine Unigehungsleiturig
9 mit der
Ringdüse io in Verbindung, die im Innern des- Kammermundes ausmündet. Der Kolben
4 wird nach dem Ausschalten durch eine Druckfeder i i in seine Anfangslage zurückgeführt.
An der Löschhammer 2 ist eine Haube 12 befestigt, deren Innenraum durch die Aussparungen
13 mit dem Außenraum der Kammer in freier Verbindung steht. Der Kontaktstift 5 trägt
einen Anschlagring 14, der sich beim Ausschalten gegen die Haube i2 und beim Einschalten
gegen die Kammerwand 15 anlegt. Die Löschkammer gleitet auf zwei oder drei Führungsstangen
3 mit Hilfe der Ansätze 16 und 17,
zwischen denen Blattfedern 18 eingespannt
sind, die klemmend auf der Stange 3 gleiten.
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Die Abb. i läßt den Schalter in der Einschaltstellung erkennen. Werden
die Schaltkontakte getrennt, so bewegen sich die Kontaktstifte 5 und 6 auseinander.
Sie werden durch den Kammermund in den sich erweiternden Raum 7 der Löschkammer
gezogen. In diesem Augenblick hat der Anschlagring 14 die Haube 12 erreicht. Der
Kontaktstift bleibt relativ zur Kammer in Ruhelage und nimmt auf seinem weiteren
Ausschaltweg die Löschkammer 2 mit. Der in dem Raume 7 brennende Teillichtbogen
verdampft einen Teil .des Flüssigkeitsinhaltes. Die entstehenden Dämpfe rufen eine
Drucksteigerung in der Kammer 7 hervor, die antreibend auf den Kolben 4 einwirkt.
Die durch den Kolben aus der Kammer 8 verdrängte Flüssigkeit wird durch den Kanal
9. und durch die Ringdüse io in den Kammermund getrieben, wo die Flüssigkeit über
den Lichtbogen hinweg in den Raum außerhalb der Kammer übertritt. Gleichzeitig mit
dem Entstehen der Löschmittelströmung werden die Löschkammern 2 auseinanderbewegt.
Der Lichtbogen längt sich außerhalb der Löschkammer stetig, bis Löschung des Lichtbogens
eingetreten ist. In der Endlage der beiden Kammern ist die Kontaktentfernung so.
groß, daß die Beanspruchung der Isolierflüssigkeit durch die elektrische Spannung
außerordentlich gering bleibt.
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Wichtig ist, daß der sieh erweiternde Pumpenraum 7 sich unmittelbar
an dem von dem Kontaktstift freizulegenden Kammermund anschließt. In diesem Falle
kann die Entfernung zwischen dem Kontakt in der Kammer und dem Kammermund recht
klein gehalten werden. Sie kann auch der gewünschten Drucksteigerung entsprechend
angepaßt sein. Diese Drucksteigerung wird dann, infolge der beschränkten Lichtbogenlänge
in der Kammer und da. der Kammermund von Beginn der Druckbildung in der Kammer an
für den Löschmittelaustritt offen ist, keine derartige Höhe erreichen, daß für die
Kammer eine Gefahr besteht. Die Beanspruchung in der Kammer bleibt vielmehr in zulässigen
Grenzen.
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Soll der Schalter aus der Ausschaltstellung wieder eingeschaltet werden,
so bewegt sich zunächst nur der Kontaktstift 5. Der Anschlagring 14 hebt sich von
der Haube r2 ab und legt sich gegen die Nabe der Kammerwand 15- Erst von diesem
Augenblick ab wird die Löschkammer 2 mitgenommen. Die Spitze des Kontaktstiftes
5 befindet sich hierbei außerhalb der Löschkammer, so daß bei Auftreten eines Einschaltlichtbogens
eine Flüssigkeitsverdampfung nur außerhalb der Kammer einsetzen kann. Die Löschkammer
selbst bleibt von einem Einschaltdruckstoß vollkommen frei. Bei der Bewegung der
Kammer gleiten Druckfedern 18 auf den Führungsstangen 3 und rufen dadurch eine Reibung
hervor. Durch diese Federklemrnung findet die Löschkammer im Schalterraum einen
gewissen Halt. Man hat dadurch die Gewißheit, daß die Löschkammer in der Ruhelage
bleibt, wenn der Anschlag 14 sich beim Einschalten von der Wand 12 entfernt. Als
Ersatz für die Reibungsfedern kann auch irgendeine beliebige andere Bremseinrichtung
Verwendung finden.