DE751182C

DE751182C - Elektrischer Stromunterbrecher mit zwei nacheinander oeffnenden Unterbrechungsstellen

Info

Publication number: DE751182C
Application number: DEA81508D
Authority: DE
Inventors: David C Prince
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1935-12-24
Filing date: 1936-12-25
Publication date: 1953-03-16
Also published as: GB475311A; US2146685A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Stromunterbrecher mit zwei in Reihe liegenden und nacheinander öffnenden· Unterbrechungsstellen, bei dem der am der zuerst öffnenden Trennstelle entstehende Druck zur Erzeugung einer Löschmittelströmung für die Lichtbogenlöschung an der zweiten, Unterbrechumgsstelle dient und der Löschmittelstrom durch
wird.

Bei den bekannten Unterbrechern dieser

eine Kühleinrichtung geleitet

Art ist der Kühler in einer zweifach, gekrümmtem Rohrleitung angeordnet, die das die beiden Unterbrechungsstellen verbindende Stromleitungsglied umgibt. Dadurch ergibt sich ein verhältnismäßig großer Raumbedarf der gesamten Anordnung. Ferner wird durch die lange und gekrümmte Rohrleitung die Beblasung der zweiten Unterbrechungsstrecke verzögert.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile dadurch, daß die beiden Unterbrechungs-

stellen in einem gemeinsamen Isolierstoffrohr übereinander angeordnet sind und sich zwischen ihnen die Kühleinrichtung befindet, wobei das die beiden Unterbrechungsstellen verbindende Stromleitungsglied die Kühleinrich tang durchsetzt.

Es ist am sich bekannt, zwei in Reihe liegende und nacheinander öffnende Unterbrechungsstellen in einer gemeinsamen Unterbrechungskammer anzuordnen, wobei der an der ersten Unterbrechungsstrecke erzeugte Löschmittelstrom ohne wesentliche Umlenkung zur zweiten strömt. Dabei ist jedoch zwischen den beiden Unterbrechungsstellen keim Kühler vorgesehen.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Abb. ι zeigt eine elektrische Sicherung der Ausblastype, vorwiegend im Schnitt; Abb. 2 bringt einen Querschnitt der Sicherung nach der Linie 2-2 der Abb. 1;

Abb. 3 schließlich zeigt einen elektrischen Stromunterbrecher gemäß der Erfindung, ebenfalls vorwiegend im Schnitt. Der in der Abb. 1 dargestellte elektrische Stromunterbrecher wird durch eine Sicherung der Ausblasetype gebildet, die ein mechanisch widerstandsfähiges zylindrisches Isoliergehäuse i, Endanschlüsse 3 und ein Schmelzelement 4 enthält, das sich durch den Zylinder ι erstreckt und das elektrisch gegenseitig die Anschlüsse der Sicherung verbindet. Die Anschlüsse sind aus einem passenden leitenden Werkstoff, z.B. Kupfer, ausgeführt; der links gezeichnete Anschluß ist im vorliegenden Fall in Form einer Kappe ausgeführt, die ein Ende des Zylinders abschließt, und der andere Anschluß· in Form eines Ringes auf dem offenen Ende des Zylinders. Das Schmelzelement 4, welches in einer geeigneten Weise mit den Anschlüssen verbunden ist, enthält bei 4' vorzugsweise einen verjüngten Querschnitt oder gleichwertig wirkendeMittel zum sicheren anfänglichen Schmelzen der Sicherung im Gehäuseraum beim entsprechend vorher festgesetzten Strom.

Bei dem soweit beschriebenen Apparat wird der Strom in der üblichen Art unterbrochen, d. h. durch die Beblasung der Sicherung im Innern des Zylinders 1, wobei die Beblasung vom heftigen Ausblasen des Gases, Metalldampfes, und Lichtbogenprodukte durch das offene Ende des Zylinders begleitet wird.

Zwecks Ausbildung einer toten Zone zwisehen dem Druck erzeugenden Lichtbogen, d. h. dem Teil des Lichtbogens im Innern des geschlossenen oder dem Druck ausgesetzten begrenzten Teiles des Gehäuses der Sicherung, und einem Teil des Lichtbogens in einem anderen Teil des erwähnten Gehäusekörpers, nach dem das Gas· geblasen wird, ist ein mit Ausschnitten ausgerüsteter Körper 6 (Kühleinrichtung) vorgesehen, welcher bei dem dargestellten Beispiel im Innern des Zylinders 1 zwischen den Anschlüssen 3 und zwischen dem geschwächten Teil 4' des Schmelzelements und dem offenen Ende des Zylinders, angebracht ist.

Der Körper 6 faßt¹ in sich, wie am besten aus der Abb. 2 ersichtlich ist, ein längs der Sicherung verlaufendes leitendes Lichtbogenorgan 7, an welchem in radialer Richtung eine Mehrzahl von rippenähnlichen Gliedern 8 vorgesehen ist. Die rippenähnlichen Glieder 8, die beim vorliegenden Beispiel aus leitendem Werkstoff bestehen, die aber auch aus Isoliermaterial ausgeführt werden können, sind von solcher Länge, daß das Volumen der anschließenden Gasräume genau !»stimmt ist. Außerdem sind diese Glieder so ausgeführt, daß die Strömung des Gases durch den Zylinder der Sicherung nicht nennenswert eingeschränkt wird.

Es ist deshalb augenscheinlich, daß die bestimmte Bauart, welche die Abmessungen und Proportionen des in der Mitte liegendem Körpers 6 enthält, in bezug auf die gewünschte Abschaltleistung und Eigenart der Sicherung geändert werden kann.

Beim Entstehen eines übermäßigen: oder vorher festgesetzten Stroms im Stromkreis, in welchem; die Sicherung eingeschaltet ist, schmilzt das Schmelzelement 4 bei 4' im Innern des abgegrenzten Teiles des Gehäuses der Sicherung mit dem Ergebnis, daß hoher augenblicklicher Lichtbogendruck im Innern des Gehäuseteiles auftritt. Dieser Druck verursacht nicht nur ein heftiges Ausstoßen der Rückstände des Schmelzelements aus dem Zylinder der Sicherung, sondern außerdem das. Ausblasen eines beträchtlichen Volumens des Gases, der Metalldämpfe und der Lichtbogenprodukte mit hoher Geschwindigkeit. Jedoch beim Beginn der Schmelzung des Schmelzelements hat der Lichtbogen das Bestreben, zwischen den Anschlüssen der Sicherung und dem Lichtbogenglied 7 gebildet zu werden; dadurch wird der Lichtbogen in zwei Teile geteilt, so daß sich an dem leitenden Körper 6 ein sog. toter Raum bildet, der von dem Lichtbogen unberührt ist. Gerade durch die Ausblaswirkung des Druckes, welcher vom Lichtbogen zwischen dem linken Anschluß 3 und dem Teil 7 erzeugt wird, wird der Lichtbogen im Innern des offenen Endes des Gehäuses der Sicherung, d. h. zwischen dem rechten Anschluß 3 und dem angrenzenden Ende des Lichtbogengliedes 7, einer Blasung des Mediums ausgesetzt, welches wenigstens beim Beginn zum Teil aus der Luft oder dem Gas zusammengesetzt ist, das ursprünglich m Innern des toten Raumes, und zwar infolge

der Anordnung der Rippen 8 vorhanden war. Demgemäß wird der Lichtbogen, einer Beblasiung durch entionisierte Luft ausgesetzt, welche im wesentlichen nicht leitend ist und welche hohe dielektrische Festigkeit im Vergleich zu dem ionisierten Gas hat. Bei der normalen Wirkungsweise wird durch diese Blasung nicht nur der Lichtbogen gelöscht, - sondern es wird durch die hohe dielektrische

ίο Festigkeit des Gasmediums auch verhütet, daß der Lichtbogen wiederhergestellt wird, wenn volle verkettete Spannung zwischen den Anschlüssen der Sicherung auftritt.

Der Körper 6 wirkt ferner auf die ionisierten Gase kühlend und mischt die von dem geschlossenen Ende des Gehäuses der Sicherung geblasenen Gase mit dem entionisierten Gas in der toten Zone, bevor dieser Teil des Blasmittels durch die Lichtbogenstrecke in dem offenen Ende des Rohrs· hindurchgeht. Mithin ist die Wirkung des ionisierten Gases aus der Zone seiner Erzeugung¹ durch den Lichtbogen auf ein Mindestmaß- herabgesetzt, und zwar in einer bestimmten, vorher festgelegten Weise, bevor sein Durchlaß durch die Funkenstrecke zur Beblasung der Uniterbrechungsstrecke erfolgt.

Abb. 3 veranschaulicht einen Schalter, welcher nach dem gleichen Prinzip arbeitet wie die beschriebene Sicherung. In diesem Fall besteht das Schaltergehäuse 9 gleichfalls aus einem Isolierzylinder, der an dem einen Ende offen und an dem anderen Ende mittels einer Stromanschlußkappe 10 geschlossen. ist. Die relativ verschiebbare Kontakteinrichtung ist im Innern des Sehaltergehäuses angeordnet, welches bei dem vorliegenden Beispiel einen festen, mit dem Anschluß 10 verbundenen Kontakt 11, eine in der Mitte des Schaltergehäuses geführte, wechselseitig in der Längsrichtung bewegbare Kontaktstange 12 und einen beweglichen Kontakt »3 enthält, mit welchem eine Arbeitsstange 14 verbunden ist. Die Kontakten, 12 und 13 liegen in einer Flucht; der mittlere Kontakt 12 ist mit seinen einander gegenüberliegenden Enden mit dem festen Kontakt 11 und dem beweglichen Kontakt 13 verbunden, der mittels der Arbeitsstange 14 elektrisch mit dem anderen An- schluß 15 des Unterbrechers verbunden ist. Der Kontakt 12, welcher einen Druckkontakt mit dem festen Kontakt 11 bildet, greift in den beweglichen Kontakt 13. in einer mittleren Öffnung 13', und zwar im allgemeinen nach Art eines Nadelventils ein, so· daß- die Trennung der Kontakte 12 und 13 eine Öffnung diurch den Kontakt 13 zum Ausstoßen des strömenden Mediums durch das, offene Ende des. Schaltergehäuses 9 entstehen läßt.

In der Darstellung ist der Schalter im, geschlossenen Zustand gezeichnet; er wird in dieser Lage durch eine Klinke 16 gehalten, die mit einem Auslösemagmeten 17 zusammenwirkt.

Wie bei dem vorangehenden Beispiel, ist ⁶S auch hier eine tote oder unberührte Zone zwischen dem Druck erzeugenden Lichtbogen, welcher zwischen den Kontakten 11 und 12 gebildet wird, und einem Teil des mit strömendem Medium zu beblasenden Lichtbogenkörpers vorgesehen, welcher zwischen den Kontakten 12 und' 13 gebildet wird; die Anordnung enthält eine Mehrzahl von Rippen n8, die in. bezug auf den mittleren Kontakt 12 radial angeordnet sind. Der Kontakt 12 enthält eine äußere Hülle 19, welche dlie Rippen 18 umgibt und innerhalb bestimmter Grenzen im Innern des Gehäuses verschiebbar ist. Eine zusammendrückbare Feder 20 hat das Bestreben, auf die Hülse 19 einzuwirken und den Kontakt 12 von dem·, festen Kontakt wegzubringen. Wenn der Auslösemagnet zum Auslösen auf die Klinke 16 einwirkt, so wird durch geeignete Arbeitsmittel, wie z. B. Federn (nicht gezeigt), dieöffnungsbewegung des Kontakts 13 verursacht. Durch die Kraft der Feder 20 wird diese unmittelbar zu Anfang eine Trennung der Kontakte 11 und 12 bewirken, welche zur Bildung des vom Lichtbogen erzeugten Druckes inn Innern des geschlossenen oder druckbegrenizten Teiles des Schaltergehäuses· führt. Wenn die Hülse jedoch den, Vorsprung 9' im Innern des Schaltergehäuses· erreicht, so wird die nachfolgende Bewegung des Kontakts· 12 verhindert und bei der nun folgenden Trennung der Kontakte 12 und 13 ein Lichtbogen gezogen.

Der am Anfang erzeugte Druck wirdl deshalb sofort wirksam und verursacht eine Strömung des Gases durch die mittlere OfF-nung in dem Kontakt 13, wodurch das Gas aus dem Schaltergehäuse und daher durch den Lichtbogen, zwischen den Kontakten 12 und! 13 ausblasen wird. Mithin wirkt das entionisierte Gas im Innern der toten Zone, die durch die Rippen 18 gebildet wird, nicht nur in der oben beschriebenen Art, um eine heftige Gasblasung durah den Lichtbogen zwischen den Kontakten 12 und 13 herbeizuführen, sondern verhindert auch das Wiederentsteheru des Lichtbogens· zwischen diesen Kontakten in der in Verbindung mit der Abb. 1 beschriebenen Weise.

Die Anwendung der Erfindung ist offen*· sichtlich nicht auf Stromunterbrecher der an^ gegebenen Bauart beschränkt. Neben der angegebenen Art kann z. B. dier Druck erzeugende Lichtbogen durch ein Schmelzzement gebildet werden; der Druck kann gleichzeitig auch zum Öffnen des Kontakts. 13 benutzt werden.

Es ist verständlich, daß die Erfindung nicht

auf bestimmte Teile der Konstruktion und der erläuterten Anordnung beschränkt ist, sondern daß auch Änderungen vorgenommen werden können, ohne aus dem Rahmen der Erfindung hinauszukommen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: IO

i. Elektrischer Stromunterbrecher mit zwei in einer gemeinsamen Unterbrechungskammer angeordneten, in Reihe liegenden und nacheinander öffnenden Unterbrechungsstellen, bei dem dter an der zuerst öffnenden Trennstelle entstehende Druck zur Erzeugung einer Löschmittelströmung für die Lichtbogenlöschung an der zweiten Unterbrechungsstelle dient und der Löschmittelstrom ohne bzw. ohne wesentliche Umlenkung durch eine Kühleinrichtung geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Unterbrechungsstellen in einem gemeinsamen Isolierstoffrohr übereinander angeordnet sind und sich zwischen ihnen die Kühleinrichtung befindet, wobei das die beiden Unterbrechungsstellen verbindende Stromleitungsglied düe Kühleinrichtung durchsetzt.
2. Elektrischer Stromunterbrecher in Form einer Ausblasesicherung¹ nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das die Kühleinrichtung tragende, zwischen den beiden Unterbrechumgsstellen angeordnete Stromleitungsgliedi mit in die Druckkammer und in dien Löschraum hineinragenden Endteilem für den Ansatz der Lichtbogenfußpunkte versehen ist.
3. Elektrischer Stromunterbrecher in Form eines Hochspannungsschalters nach Anspruch 1, dadurdh gekennzeichnet, daß das zwischen den beiden Unterbrechungsstellen

angeordnete

Stromleitungsglied einen Teil des aus zwei Teilen bestehenden beweglichen Schaltkontakts bildet.
4. Elektrischer Hochspannungsschalter nach) Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere, bewegliche, mit der Kühleinrichtung verbundene Kontakt, der einerseits in die Druckkammer hineinragt, andererseits einen Pol der Hauptunterbrechungsstelle bildet, zunächst die Bewegung des äußeren beweglichen Kontakts mitmacht, wobei die Trennung des mittleren Kontakts von dem feststehenden Kontakt unmittelbar beim Beginn der ÖffnungS'bewegung erfolgt, und die Trennung der beweglichen Kontakte nach einem bestimmten Hub des beweglichen Kontakts erfolgt, wobei die Unterbrechungsstrecke· mittels des unmittelbar vor der Entstehung des Hauptlichtbogens zugeführten entionisierten und gekühlten Druckgases geblasen wird.
5. Elektrischer Schalter nach den Ansprüchen i, 3 und 4, dadurch: gekennzeichnet, daß zum Bewegen der beweglichen Kontakte und der Kühleinrichtung entweder das zu entionisierende, in der Druckkammer erzeugte Blasmittel selbst oder ein besonderes Antriebsorgan, insbesondere eine Feder, dient, die nach: der Auslösung mittels eines Steuerorgans in Tätigkeit tritt.
6. Elektrischer Schalter nach den Ansprüchen ι und 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere bewegliche Kontakt einen Druckkontakt bildet.

Zur Abgrenzunig des. Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

Deutsche Patentschriften Nr. 547 548, SSS 494. 563 482, 591 734, 601 563; französische Patentschriften: Nr. 731 049, 784 035, 789 655.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

15776 3.53