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Löschkammerschalter zum Abschalten kleiner Ströme Die Erfindung betrifft
einen Löschkammerschalter, der für die Unterbrechung kleiner Ströme eingerichtet
ist. Bei der Abschaltung kleiner Ströme erfolgt eine endgültige Löschung in vielen
Fällen erst dann, wenn der Lichtbogen eine sehr große Länge erreicht hat.
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Durch den neuen Löschkammerschalter soll eine bleibende Löschung bereits
bei einer wesentlich kleineren Lichtbogenlänge erzielt werden. Wie die Erfahrung
lehrt, nimmt die Durchschlagfestigkeit von Flüssigkeit und Gasen mit steigendem
Druck zu, und es wird dementsprechend die Ausbildung eines neuen Durchschlagkanals
und die dadurch bedingte Verlängerung des Lichtbogens bei hohem Druck erschwert.
Diese Erkenntnis wird bei det Erfindung verwertet und die Kontakttrennung unter
erhöhtem Druck durchgeführt. An sich ist es bekannt, den Schaltlichtbogen unter
erhöhtem Druck zu löschen. So wurde bei einem Löschkammerschalter mit einer Lichtbogenlöschung
in einer Bohrung' des Löschkammerdeckels vorgeschlagen, das Innere des Schaltergehäuses
beispielsweise mit einer Kohlensäure- oder Stickstoffflasche in Verbindung zu bringen,
um den Abschaltvorgang unter Überdruck vor sich gehen zu lassen. Das Gas übt hierbei
auf den äußeren Flüssigkeitsspiegel im Schalter einen starken Druck aus, der erst
rückwirkend die Druckverhältnisse innerhalb der Löschkammer beeinflußt.
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Auch wurde vorgeschlagen, in einer dem Lichtbogenbespülungskanal nachgeschalteten
Löschkammerwand kleine offene Bohrungen vorzusehen, die auch durch Überdruckventile
verschlossen sein können. Bei diesem Kammeraufbau wird beim
Schalten
eine Druckerhöhung in der Kammer entstehen, so daß der Schaltvorgang unter statischem
Überdruck und somit unter günstigen Voraussetzungen vor sich geht.
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Alle diese Einrichtungen wurden bei Löschkammerschaltern angewandt,
bei denen die Lichtbogenenergie zur Erzeugung der Löschmittelströmung ausgenutzt
wird. Werden bei diesen Schaltern aber sehr kleine Ströme unterbrochen, so reicht
die Lichtbogenenergie nicht aus, einen genügenden Druck für eine brauchbare Löschströmung
zu erzeugen. Der Lichtbogen wird in Ermangelung einer Löschströmung sehr langgezogen,
so daß Störungen beim Abschalten von kleinen Strömen in Erscheinung treten können.
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Im Gegensatz zu den bekannten Ausführungen wird erfindungsgemäß der
Kammerdruck während des Abschaltens durch Druckölzuführung unmittelbar in das Innere
der Löschkammer künstlich erhöht, wobei die Löschkammeröffnung bzw. der der Löschkammeröffnung
vorgelagerte Ausströmquerschnitt so gewählt ist, daß trotz Austritt der Flüssigkeit
in einen druckfreien Raum in dem für die Löschung des Lichtbogens vorgesehenen Raum
eine Druckerhöhung verbleibt. Durch diese Maßnahme wird eine frühzeitige Lichtbogenlöschung
auch bei kleinen Strömen durch die Erhöhung der Durchschlagfestigkeit der Flüssigkeit
erzielt. Weiterhin steht das Löschmittel unter erhöhtem Druck auch dann zur Verfügung,
wenn die Lichtbogenenergie nicht ausreicht, von sich aus eine Verdampfung und damit
eine brauchbare Drucksteigerung in der Kammer hervorzurufen. Auch nach dem Zeitpunkt
der Lichtbogenlöschung bleibt die künstlich hervorgerufene Druckerhöhung noch eine
Zeitspanne erhalten, die ausreicht, bis der bewegliche Kontakt genügend weit von
dem ortsfesten Kontakt entfernt ist.
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Es ist bereits bekannt, bei normalen Olschaltern den Druck durch Zupumpen
von 01 zu erhöhen. Dies geschieht jedoch lediglich zu dem Zweck, eine Kontakttrennung
herbeizuführen und eine starke Lichtbogenbespülung zu schaffen. Die zugeführte statische
Druckenergie wird hierbei in der Hauptsache in kinetische Energie umgeformt.
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Anders ist der Vorgang bei einem für die Unterbrechung kleiner Ströme
eingerichteten Löschkammerschalter. Hierbei kommt es weniger auf eine starke Flüssigkeitsströmung
an, da die Entionisierung des schwachen Lichtbogenfadens leicht und schnell erfolgt.
Es soll bei diesem Schalter vielmehr der statische Flüssigkeitsdruck in der Kammer
erhöht werden, um eine höhere Durchschlagfestigkeit zu erreichen.
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Auch ist es vorteilhaft, die zusätzliche Druckölzuführung zur Löschkammer
so zu lenken, daß das 01 den ortsfesten Kontakt bespült. Durch eine geschickte
Strömungsführung werden die thermischen Beanspruchungen des Kontaktes verringert.
Abseits von den Schaltkontakten sind in der Löschkammerwand Ausströmöffnungen vorgesehen,
denen in Strömungsrichtung des Löschmittels ein mit Zwischenräumen versehenes Isolierplattenpaket
vorgelagert ist. Der Einbau des Plattenpaketes ist so durchgeführt, daß die den
Lichtbogen löschende Flüssigkeitsströmung vom Innenraum des Plattenpaketes radial
nach außen durch die Plattenzwischenräume verläuft. Auch können die Ausströmöffnungen
in der Kammer in an sich bekannter Weise mit Überdruckventilen ausgerüstet sein,
die einen bestimmten Staudruck in der Kammer gewährleisten.
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Die Bilder zeigen Ausführungsbeispiele für die Löschkammer des neuen
Schalters. Das die Lösch= kammer umgebende Schaltergehäuse wurde fortgelassen. Das
Löschkammergehäuse ist mit i bezeichnet. Es trägt auf seiner Bodenwand einen ortsfesten
Kontakt 2, in den der bewegliche Kontaktstift 3 bei seiner Einschaltbewegung eindringt.
Oberhalb des ortsfesten Kontaktes ist eine Zwischenwand 4 in der Löschkammer eingebaut,
auf der ein Plattenpaket 5 ruht. Letzteres wird durch den Löschkammerdeckel6 gehalten.
Das Plattenpaket besitzt eine Bohrung 7, durch die der Kontaktstift 3 gleitet und
in der der Lichtbogen brennt. Die aufeinandergeschichteten Platten besitzen Zwischenräume
8, die als Auslaßkanäle der Lichtbogengase dienen. Der dem Plattenpaket 5 nachgeschaltete
Raum 9 steht über Bohrungen io mit dem Außenraum der Löschkammer in Verbindung.
Die Bohrungen sind vorteilhaft durch Überdruckventile i i (Bild 2) verschlossen,
die erst bei einem bestimmten Druck in der Löschkammer eine Ausströmung gestatten.
Unterhalb der Löschkammer ist eine Rohrleitung 12 angeschlossen, durch die Druckflüssigkeit
in die Kammer eintreten kann.
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Werden sehr kleine Ströme abgeschaltet, so genügt die freiwerdende
Lichtbogenenergie nicht, einen Überdruck in der Löschkammer hervorzurufen. Dieser
Überdruck wird vielmehr künstlich durch Druckflüssigkeit erzeugt, die von außen
der Löschkammer zugepumpt wird. Die Ausflußbohrungen io der Löschkammer sind so
bemessen, daß durch die zugeführte Druckflüssigkeit ein erheblicher Überdruck in
der Löschkammer während der Ausschaltdauer aufrechterhalten bleibt. Die Druckflüssigkeit
tritt, nachdem sie den ortsfesten Kontakt bespült hat, in die mittlere vom Kontaktstift
freigelegte Bohrung 7 des Plattenpaketes ein, erfaßt den Lichtbogen und drückt ihn
gegen die ringförmigen Ausströmöffnungen 8 des Lichtbogenkanals. Es genügt zur Löschung
eine verhältnismäßig kleine Strömungsgeschwindigkeit, da im Stromnulldurchgang nur
eine sehr kurze Verschiebung der Lichtbogengasreste in die Paketzwischenräume erforderlich
ist, um die Kontakttrennstrecke von den Ladungsträgern frei zu machen. Die Stromunterbrechung
bleibt sehr bald eine endgültige, da bei dem künstlich erzeugten hohen Druck in
der Kammer die benötigte Durchschlagsfestigkeit in dem Kontaktzwischenraum erreicht
ist.