DE751056C - Schalter mit Lichtbogenloeschung durch stroemendes Druckgas - Google Patents

Description

Zur Leistungssteigerung von Hochspannungsschaltern ist es bekannt, während des Abschaltvorganges einen Schutzwiderstand in den Unterbrechungsstromkreis zu schalten, so daß die Abschaltung stufenweise erfolgt. Ein solcher Schutzwiderstand erleichtert durch die Herabsetzung der Abschaltstromstärke nicht nur den Loschvorgang und dient damit zur Ersparnis von Löschmitteln, er verhütet auch das Wiederzünden des Lichtbogens, indem er das rasche Ansteigen der wiederkehrenden Spannung verhindert. Solche Schutzwiderstände wurden schon bei ölschalter« verwendet, wo sie durch einen besonderen Hilfskontakt eingeschaltet wurden, den man zusammen mit den Hauptkontakten betätigte. Ähnlich ist man zunächst auch bei Druckgasschaltern vorgegangen. Bewegliche Hilfskontakte können hier aber zu Störungen Anlaß geben.

Bei Druckgasschaltern besteht nun die Möglichkeit, auf bewegliche Hilfskontakte zu

verzichten und an deren Stelle fest angeordnete Hilfselektroden vorzusehen, über die der Schutzwiderstand durch den Lichtbogen selbst eingeschaltet wird. Diese Elektroden hat man so angeordnet, daß der Fußpunkt des Lichtbogens während des Löschvorganges über sie hinweggleitet, wodurch sich der Schutzwiderstand selbsttätig in den Lichtbogenstromkreis einschaltet. Zur Verbesserung der Wirkung hat man den Widerstand auch schon mit mehreren Anzapfungen versehen und jede derselben zu einer besonderen Hilfselektrode geführt, und wenn man dann letztere auch noch nach Art eines Hörnerschalters mit allmählich wachsendem Abstand gegenüber der Gegenelektrode anordnet, so erreicht man, daß der Lichtbogen nicht nur durch den Widerstand allmählich geschwächt, sondern auch von Stufe zu Stufe immer weiter auseinandergezogen wird und damit die Löschung besonders leicht vonstatten geht.

Außer der Einschaltung durch den wandernden Fußpunkt des Lichtbogens ist es nun ^Z5 auch bekannt, den Schutzwiderstand durch den frei brennenden Teil des Lichtbogens einzuschalten. Dies erreicht man dadurch, daß man die Hilfselektrode im Lichtbogenweg anordnet. Wenn dann der Lichtbogen durch das Löschmittel an die Hilfselektrode herangeblasen wird, so teilt er sich in zwei Abschnitte, von denen derjenige Lichtbogenabschnitt, der dem Schutzwiderstand parallel liegt, leicht löscht, während der verbleibende Rest des Lichtbogens kurz darauf ebenfalls erlischt, weil durch den inzwischen vorgeschalteten Schutzwiderstand der Strom herabgesetzt wird. Auch bei der Löschung durch Lichtbogenaufteilung hat man den Schutzwiderstand in mehrere Abschnitte unterteilt und für jede Anzapfung eine besondere Hilfselektrode vorgesehen, durch die der Lichtbogen in eine entsprechende Anzahl Einzelabschnitte unterteilt wird. Man hat sogar Schalter gebaut, bei denen zur Bewältigung hoher Spannungen mehrere solcher Anordnungen in Reihe angeordnet und gemeinsam betätigt wurden.

Es ist ferner bekannt, daß der Lichtbogen wesentlich leichter erlischt und damit die Leistungsfähigkeit eines Druckgasschalters ganz erheblich gesteigert werden kann, wenn der Lichtbogen durch eine im Strömungskanal des Druckgases vorgesehene Verengung hindurchgeblasen wird. Man hat aber bisher noch keine Druckgasschalter mit Widerstand gebaut, bei welchen der Öffnungslichtbogen in seiner Löschstellung mit einem Fußpunkt auf der Zuströmseite innerhalb des Druckraumes beginnt.

Bei bekannten Schaltern mit Widerstand hat man in der Blaskammer zusätzliche Elektroden für den Schutzwiderstand angeordnet. Da aber zwischen den Elektroden Spannungsdifferenzen bestehen, sind besondere Isolier- einbauten erforderlich, wozu quer durch die Wand der Blaskammer geführte Durchführung« isolatoren dienen, an deren innerem Ende die Elektroden angebracht waren. Auch hier hat man in Anlehnung an die bekannten Vorbilder den Schutzwiderstand in mehrere Abschnitte unterteilt und für jede Anzapfung eine besondere Elektrode mit Durchführungsisolator vorgesehen. Schalter der bekannten Art mit Widerstand und Isolierdüse haben den Nachteil, daß sie besondere Durchführungsisolatoren durch die Blaskammerwand benötigen und daß auch die Isolation zwischen den Löschkontakten über kurze Kriechstrecken erfolgt, welche zudem durch den Lichtbogen metallisiert werden können.

Anders liegen die Verhältnisse jedoch bei Schaltern mit Hohlkontakten, bei denen die Bewegung der Hauptkontakte in der Strömungsrichtung des Löschmittels erfolgt. Hier besteht, abgesehen davon, daß der Lichtbogen bereits zu Beginn seines Entstehens die gewünschte Richtung parallel zur Achse des Löschmittels einnimmt, der große Vorteil, daß zwischen den Löschkontakten eine reine Druckgasisolation vorhanden ist. Solche Schalter lassen sich daher für die höchsten Spannungen ausführen und haben sich insbesondere seit Einführung des Hohlkontaktes immer mehr durchgesetzt.

Gegenstand der Erfindung ist nun ein Schalter mit Lichtbogenlöschung durch strömendes Druckgas, bei dem die verengte Stelle der Blaskammer durch einen Hohlkontakt gebildet wird, wobei sich in der Blaskammer Hilfselektroden einer Funkenstrecke befinden, an welche ein Schutzwiderstand angeschlossen ist, der den Löschkontakten parallel geschaltet wird, wobei die LöschkontaktsteMe und die Funkenstrecke in der Strömungsrichtung des Löschmittels hintereinander liegen, bei welchem alle diese Nachteile behoben werden, indem erfindungsgemäß die Lichtbogenfängerelektrode mit der widerstandsfreien Elektrode der Funkenstrecke mechanisch und elektrisch vereinigt ist.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird erreicht, daß zufolge des räumlichen Zusammenbaues des Hohlkontaktes mit der widerstandsfreien Elektrode der Funkenstrecke es möglich ist, ihre Gegenelektrode so nahe an den Hohlkontakt heranzurücken, daß die Funkenstrecke in den Bereich der günstigsten Beblasung zu liegen kommt, wo der Druckgasstrahl noch zusammengehalten ist.

leichzeitig ergibt sich der Vorteil kleiner Elektrodenabstände und damit die Vereini-

gung guter -Zündbedingüngen mit guten Löschbedingungen für den Lichtbogen an der Funkenstrecke. Die den Widerstand schaltende Funkenstrecke kann also· so angeordnet werden, daß ihre Überschlagsspannung -auch bei kleinen Strömen kleiner ist als die an den Löschkontakten in der Löschstellung.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung können seitliche Isoliereinbauten in der Blaskammer vollständig vermieden werden. Die Widerstandselektrode kann im Gegensatz zu bekannten Anordnungen von oben in die Blaskammer eingeführt werden, wo· für deren Isolation ein beliebig langer Kriechweg zur Verfugung steht; man kann sogar einen besonderen Isolator ersparen, indem man die Blaskammer selbst als Isolator ausbildet.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch im Längs- schnitt an einem Schalter dargestellt, der mit selbsttätig sich wieder schließenden Schalterkontakten versehen ist, von welchen mindestens einer ein Hohlkontakt ist, durch den das Druckgas abströmt»

In der Figur ist mit a die Löschkammer bezeichnet, der das Druckgas über den Stutzen b aus einem Vorratsbehälter oder Druckgaserzeuger über ein Steuerventil zugeführt wird. Die Löschkammer kann, wie dargestellt, metallisch und auf - einen Isolator c aufgebaut sein oder aus Isolierstoff bestehen. Mit d ist der feste Schalterkontakt bezeichnet, der die Form einer sich nach außen erweiternden Düse hat, die durch den bewegten Schalterkontakt e abgeschlossen ist. Der bewegte Kontakt steht unter der Wirkung der Schließfeder/. In der Schalterachse liegt die über Rippen mit dem festen Kontakt d leitend verbundene Lichtbogenfängerelektrode ξ, die gleichzeitig als eine Elektrode der Funkenstrecke h benutzt wird, deren andere, ebenfalls in der Schalterachse und der Blasrichtung des Druckgases liegende Gegenelektrode mit dem Schalterschutzwiderstand i νέΛυηάβη ist, der seinerseits wieder über den Schleifkontakt k mit dem bewegten Schalterkontakt e in leitender Verbindung steht. Der Widerstand i besteht beispielsweise aus Resorbit und besitzt zweckmäßig die Fbrm eines Zylinders, der über die an die Löschkammer a des Schalters anschließende Blaskammer m aus Isoliermaterial geschoben ist. Mit η ist noch ein Auspuffkühler und Schalldämpfer bezeichnet. 0 ist ein Führungseinsatz mit in der Strömungsrichtung des Druckgases konvergierender Innenmantelfläche, durch welchen das abströmende Druckgas an die Funkenstrecke h herangeführt wird.

Die Wirkungsweise des Schalters ist folgende: Bei der Abschaltung werden die Schalterkontakte e, d geöffnet, der Lichtbogen zwischen ihnen gezogen und die Druckgasströmung eingeleitet, wodurch der Lichtbogen allseitig beblasen und der Lichtbogenfußpunkt vom festen Kontakt d auf den Lichtbogen- 65^ fänger g übergeleitet wird. Der Lichtbogen erlischt beim Nulldurchgang des Stromes. Gleichzeitig sind ionisierte Gase an die Funkenstrecke h geblasen worden, wodurch der Widerstand zugeschaltet und dadurch der Spannungsanstieg im Löschmoment stark verlangsamt wird. Beim Auftreten von Abschaltspannungsstößen wird der Widerstand auch im Fall von kleiner Stromstärke und unbedeutender Ionisation zugeschaltet und dadurch das Entstehen gefährlicher Überspannungen verhindert.

Selbstverständlich sind gewisse Abweichungen von der dargestellten Anordnung möglich, ohne daß sich jedoch dadurch irgend etwas am Erfindungsgedanken ändert.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schalter mit Lichtbogenlöschung durch strömendes Druckgas, bei dem die verengte Stelle der Blaskammer durch einen Hohlkontakt gebildet wird, wobei sich in der Blaskammer Hilfselektroden einer Funkenstrecke befinden, an welche ein Schutzwiderstand angeschlossen ist, der den Löschkontakten parallel geschaltet wird, wobei die Löschkontaktstelle und die Funkenstrecke in der Strömungsrichtung des Löschmittels hintereinander liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogenfängerelektrode mit der widerstandsfreien Elektrode der Funkenstrecke mechanisch und elektrisch vereinigt ist.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Funkenstrecke Qi) so bemessen ist, daß sie beim Abschalten kleiner Ströme anspricht, wenn Spannungsstöße auftreten.

3. Schalter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuströmkanal zur Funkenstrecke düsenartig ausgebildet ist.

4. Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalterschutzwiderstand (i) die Form eines Zylinders hat, der über die an die Löschkammer angebaute isolierte Blaskammer (m) geschoben ist.

5. Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalterschutzwiderstand die Form eines Zylinders hat, der über den Schalldämpfer an der Blaskammer geschoben ist.

6. Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Führungseinsatz (o) für das Druckgas an der

Funkenstrecke mit in der Strömungsrichtung des Druckgases konvergierender Mantelfläche.

7. Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Blaskammer mit dem zylindrischen Widerstand und der Funkenstrecke zu einem Konstruktionsteil vereinigt sind, der mechanisch und elektrisch mit dem Schaltergehäuse verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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