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Hochspannungsschalter Die Erfindung erstreckt sich auf einen Hochspannungsschalter
mit einer Lichtbogenlöschung durch eine Löschmittelströmung, insbesondere durch
eine Flüssigkeitsströmung, die aus einem gemeinsamen Schalterdruckraum mehrere in
Reihe liegende Unterbrechungsstellen bespült, von denen ein Teil von einem Schutzwiderstand
überbrückt ist. Bei diesem bekannten Schalter führt aber der Bespülungskanal über
sämtliche Unterbrechungsstellen nacheinander hinweg und ist dauernd offen. Wird
Löschmittel zugeführt, so treibt dies die Lichtbogengase der ersten Unterbrechungsstelle
mindestens zum Teil über die zweite Unterbrechungsstelle und so fort. Dadurch wird
die Löschwirkung herabgesetzt.
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Um diesen Nachteil zu vermeiden, werden gemäß der Erfindung die für
den Löschmittelzufluß zu den in Reihe liegenden Unterbrechungsstellen in Parallelschaltung
vorgesehenen Zuflußkanäle während der Kontakttrennung in -.der Reihenfolge der zu,
löschenden Lichtbögen für die Löschmittelbespülung freigelegt. Durch diese Maßnahme
wird es ermöglicht, .daß das Löschmittel auf parallelen Wegen, ohne mit dem zuerst
zündenden Lichtbogen in Berührung zu kommen, -den übrigen Lichtbögen zugeleitet
wird, so daß jede einzelne Unterbrechungsstelle von den übrigen getrennt mit stets
frischem Löschmittel bespült wird. Der zuerst zu löschende Teillichtbogen, .der
ungefähr den vollen Kurzschlußstroin führt, wird durch einen kräftigen Löschmittelstrom
aus einem zunächst die alleinige Ausflußstelle des Schalterdruckraumes darstellenden
Löschmittelkanal gekühlt und gelöscht. Erst für die Bespülung des zweiten Teillichtbogens
wird zusätzlich ein weiterer Kanalauslaßquerschnitt des Schalterdruckräumes freigelegt.
Die hierbei etwa absinkende Strömungsgeschwindigkeit kann ohne Bedenken in Kauf
genommen werden, da der zweite durch den vorgeschalteten Schutzwiderstand beträchtlich
geschwächte Teillichtbogen leicht erlischt und daher durch
eine
verringerte Strömungsgeschwindigkeit noch genügend zuverlässig gelöscht wird. Die
Freilegung eines neuen Ausflußquerschnittes des Schalterdruckraumes für die Bespülung
eines weiteren -Teillichtbogens erfolgt also stets erst dann, wenn die vorhergehenden
Teillichtbögen erloschen und durch Schutzwiderstände ersetzt «-orden sind.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele nacl-i der Erfindung
dargestellt. bei denen die Lichtbogenlöschung durch eine Flüssigkeitsströmung erfolgt.
Das Löschmittel kann aber auch gasförmig sein.. In der Beschreibung der Ausführungsbeispiele
werden gleichzeitig auch die übrigen Erfindungsmerkmale erläutert. Die Abb. i zeigt
einen Hochspannungsschalter, dessen Gehäuse i über ein Umschaltorgan :2 mit einem
kleinen Druckgasvorratsbehälter in Verbindung steht. Das Umschaltorgan verbindet
in der einen Endstellung den Schalterdruckraum 3 mit dem Druckgasbehälter und in
der anderen Endlage finit dein drucklosen Schalterraum oder beide Schalterräume
3 und .I mit der Außenluft. Der Schalterdruckraum 3 umgibt zylinderförmig den drucklosen
Schalterraum d.. In letzterem ist an der tiefsten Stelle der ortsfeste Kontakt .q
angeordnet, von dem aus der Schaltstift 6 nach oben bewegt wird. Hierbei gleitet
.der Schaltstift durch zwei ortsfeste Hilfspole 7 und 8, die unter sich und auch
mit dein ortsfesten Kontakt über Schalterschutzwiderstände 9 und 1o verbunden sind.
Zwischen -den beiden Hilfspolen 7 und 8, wie auch zwischen dem Hilfspol 8 und dem
ortsfesten Schalterkontakt 5 und auch zwischen dem Hilfspol ? und der oberen Deckelwand
des Schalters sind Zwischenwände mit den Ringkanälen 11, 12 und 13 vorgesehen, die
den Schaltstift in der Einschaltstellung umfassen und zwecks Zuführung des Löschmittels
mit dem Schalterdruckraum 3 verbunden sind. In den Zwischenwänden befinden sich
Durchgangsöffnungen 14, 15 und 16, die einen Druckausgleich der Kontakt- und Hilfspolräurne
mit dein drucklosen Schalterraum q. gestatten. In dem ringförmigen Schalterdruckraum
3 ist noch ein auf dem inneren Schalterzylinder gleitender Schieber 17 eingebaut,
der mit Hilfe einer Stange 18 verstellt werden kann. An der Stange 18 befindet sich
ein kippbarer Anschlag 1g, gegen den sich beim Ausschalten ein Anschlag 2o des Schaltstiftes
6 legt. Der Ringschieber 17 steht im eingeschalteten Zustand des Schalters in seiner
tiefsten Lage und seine Höchstlage wird durch einen Anschlag 21 bestimmt.
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Beim Ausschalten wird gleichzeitig mit der Schaltstiftbewegung der
Umschalter :2 auf Druckgaseinlaß umgestellt, so daß zier Raum 3 unter dem Gasdruck
des Druckgasspeicherkessels steht. Hat der Kontaktstift 6 den Ringkanal i I freigelegt,
so kann das Löschmittel aus dein Druckraum 3 über den Lichtbogen hinweg in den drucklosen
Schalterraum übertreten. Der durch den Überbrückungs-«-iderstand fo an sich schon
geschwächte Lichtbogen erlischt und der Strom fließt von dem Kontakt 5 über den
@@-iderstand 1o und über den Hilfspol 8 zu dem Kontaktstift 6. Hat letzterer den
Hilfspol 8 verlassen, so entsteht ein neuer Lichtbogen, der einen entsprechend der
Größe des Vorschaltwiderstandes kleineren Strom führt. Nach Freilegung des Auslaßquerschnittes
des Ringkanals 12 bespült ein weiterer, wenn auch schwächerer Löschmittelstrom der,
nur noch einen kleineren Strom führenden Teillichtbogen und bringt ihn ebenfalls
zum Erlöschen. Dadurch wird der Widerstand 9 zusätzlich in den Stromkreis eingeschaltet,
so daß der zwischen dein Hilfspol 7 und dem Schaltstift 6 schließlich noch brennende
Lichtbogen einen derartig kleinen Strom führt, daß dieser durch eine sehr geringe
Bespülung aus dem Ringkanal 13 sofort unterbrochen wird, womit der Ausschaltvorgang
beendet ist.
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Will man die Löschung auch der sehr geschwächten Lichtbögen - noch
günstiger gestalten, so wird eine Schieberhülse 17 eingebaut, die in Abhängigkeit
von der Schaltstiftbewegung angehoben wird. Die Verstellung der Schieberhülse erfolgt
in der Weise, daß der von einem Schutzwiderstand überbrückte und - als erster zu
löschende Teillichtbogen von einem Löschmittelstrom bespült wird, der nach dem Erlöschen
dieses Teillichtbogens auf den darauffolgend zu löschenden Teillichtbogen umgeschaltet
wird. Die Nase 20 an dein Schaltstift 6 hat den Anschlaghebel 1g erreicht, sobald
der Schaltstift 6 den Hilfspol 8 verläßt und der zweite Teillichtbogen zwischen
dem Hilfspol 8 und dein Schaltstift entsteht. Durch die weitere Ausschaltbewegung
des Schaltstiftes wird der Schieber mitgenommen und dadurch der Ringkanal i i verschlossen.
Inzwischen hat der Schaltstift den Auslaßquexschnitt des Ringkanals 12 geÖffnet,
so daß das Löschmittel unter dein vollen Druck durch den Ringkanal 12 zum Lichtbogenraum
übertritt und den Lichtbogen löscht. Dieses Spiel wiederholt sich beim Entstehen
des nächsten Teillichtbogens. Der Eimaß zum Ringkanal 12- wird durch den Schieber
17 versperrt, sobald der Schaltstift den Hilfspo17 verläßt und den letzten Teillichtbogen
auszieht. Hierbei muß die Länge des Schiebers 17 so bemessen sein, daß der Ringkanal
i i noch verschlossen bleibt, wenn der Schieber 17 den Einlaß zum Ringkanal 12 versperrt.
Die Bespülung des augenblicklich
brennenden Teillichtbogens durch
das . Löschmittel erfolgt stets mit der maximal mÖglichen Strömungsgeschwindigkeit,
da der Zufluß zu dem vorweg gelöschten Teillichtbogen inzwischen versperrt wurde.
Hat die Sch'ieberhülse 17 den Anschlag 21 erreicht, so" bleibt die Schieberstange
18 stehen, die Nase 2o des Schaltstiftes drückt den Anschlaghebel ', i a zur Seite,
und es kann der Schaltstift seinen Ausschaltweg bis zür Endlage fortsetzen. Ist
der Stromkreis endgültig unterbrochen, so wird das Umschaltorgan 2 in die linke
Endlage gebracht. Dadurch werden die beiden Schalterräume 3 und 4@ miteirander verbunden
oder, wie. es die Zeichnung erkennen läßt, die beiden Schalterräume mit der Außenluft
in Verbindung gebracht. Da die Gasdrücke in den :beiden Räumer 3 und 4 sich ausgleichen
können, so tritt die Schalterflüssigkeit aus dem Raum 4 in den Raum 3 zurück, bis
die Flüssigkeitsspiegel wieder in gleicher Höhe stehen. Beim Einschalten führt der
Schaltstift mit Hilfe der Nase 2o die Schieberhülse 17 wieder in ihre Anfangslage
zurück.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Abb. i wird der Spüldruck: in dem
Schalterdruckraum durch Fremdgas .erzeugt. Selbstverständlich kann die Gaspressung
in dem Schalterdruckraum 3 auch durch die Wärmeentwicklung einer mit den übrigen
Unterbrechungsstellen in Reihe liegenden Trennstelle erfolgen. Die Löschwirkung
ist in beiden Fällen die gleiche.
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Inder Abb. 2 ist ein Schalter mit ebenfalls mehreren .in Reihe liegenden
Unterbrechun.gsstellerr dargestellt, bei dem das Schaltergehäuse 22 eine Löschkammer
23 enthält. In der Löschkammer ist ein Differentialpumpkolben 24 untergebracht,
der die Löschkaminer in einen sich erweiternden Raum 25 und in einen sich verengenden
Pumpraum 26 unterteilt. Von dem Pumpraum 26 aus führt ein Kana127 zu einem den Schaltstift
umschließenden Ringkanal 28 und ein zweiter Kanal 29 zu dem Ringkanal 30.
Ein an dem Differentialpumpkolben befindlicher zylinderförmiger Rand 31 besitzt
Aussparungen 32, 33, durch die Löschflüssigkeit in einer bestimmten Stellung des
Kolbens aus dem Pumpraum austreten kann. Unterhalb der Löschkammer ist ein ortsfester
Kontakt 34 an dem Gehäusedeckel 35 befestigt. Der Raum 36, in dem sich der
ruhende Kontakt 34 befindet, steht mit dem drucklosen Schalterraum 37 außerhalb
der Löschkammer in freier Verbindung. Zwischen den beiden Kammerwänden, in denen
sich die Ringkanäle 28 und 30 befinden, ist ein Hilfspol 38 eingebaut,
durch den der 'Kontaktstift gleitet. Außerdem ist ein Schutzwiderstand 39 i-orhanden,
der zwischen dem Hilfspol 38 und der Stromzufüllrung 40 für- den Schaltstift eingeschaltet
ist.
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Die Abh. 2 zeigt den Schalter in der Einschaltstellung. Bei der Kontakttrennung
bewegt sich der Kontaktstift von dem ortsfesten Kontakt 34 nach oben .durch den
Differentialkolben 24 hindurch. Der Druckanstieg in der Kammer 25 infolge der Flüssigkeitsverdampfung
lastet auf dem Kolben 24, ohne ihn vorläufig bewegen zu können, da die Auslaßkanäle
des Pumpraumes 26 noch verschlossen sind. Hat der Kontaktstift die Löschkammer verlassen,
den Lichtbogen also durch den Ringkanal 28 hindurchgezogen, so liegt die Auslaßöffnung
dieses Ringkanals frei, und es kann Druckflüssigkeit aus dem Pumpraum 26, durch
den Kanal 27 und durch den Rinkanal 28 über den Lichtbogen hinwegströmen.
Nach Löschung dieses bespülten Lichtbogens zwischen dem Hilfspol 38 und dem Kontaktstift
fließt nur noch ein kleiner Reststrom durch den Schutzwiderstand 39 und über den
zwischen dein Hilfspol 38 und denn ruhenden Kontakt 34 brennenden Lichtbogen. Inzwischen
hat der Differentialkolben auf seinem Weg die Einmündungsstelle des Kanals 27 in
den Pumpraum 26 erreicht. Der Durchfiuß wird an dieser Stelle gesperrt, während
der Ausfluß aus dem Pumpraum 26 zum Kanal 29 durch den Kolbenrand 31 freigelegt
wird. Die Löschflüssigkeit tritt durch das Fenster 32 in dem Kolbenrand und durch
den Kanal 29 und den Ringkanal 30 über den Lichtbogen hinweg nach-den beiden
Löschkammerräumen 25 und 41 aus. Der schwache Lichtbogen erlischt bei der kräftigen
Bespülung sofort, so daß die Stromunterbrechung endgültig beendet ist. Die Umschaltung
der Löschmittelströmung von dem einen Teillichtbogen auf den nachfolgend zu löschenden
Teillichtbogen geschieht demnach in Abhängigkeit von der Bewegung des Differentialpumpkolbens.