DE819271C

DE819271C - Druckluftschalter mit Schaltwiderstaenden

Info

Publication number: DE819271C
Application number: DEF2205A
Authority: DE
Inventors: Michel Cremer
Original assignee: Forges et Ateliers de Constructions Electriques de Jeumont SA
Current assignee: Forges et Ateliers de Constructions Electriques de Jeumont SA
Priority date: 1949-08-02
Filing date: 1950-08-02
Publication date: 1951-10-31
Also published as: GB673312A; FR995722A; US2614193A

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 31. OKTOBER 1951

F 2205Vinb/2ic

Michel Cremer, Paris

ist als Erfinder genannt worden

Bekanntlich erfolgt bei gewissen Druckluftschaltern, insbesondere bei denjenigen mit Schaltwiderständen, die Unterbrechung in mehreren aufeinanderfolgenden Stufen. Diese Stufen umfassen beispielsweise in jeder Phase die vorbereitende Trennung der Kontakte, die sich ohne Lichtbogen öffnen sollen, die erste Trennung der Kontakte, die einen Lichtbogen parallel mit einem Schaltwiderstand erzeugen, dann, nach dem Erlöschen dieses ersten Lichtbogens, die zweite Trennung von Kontakten, welche einen Restlichtbogen in Reihe mit diesem Widerstand erzeugen, und nach der letzten Löschung die vollständige Trennung des Kreises, die vorzugsweise in solcher Weise vorgenommen wird, daß man eine gut sichtbare Anzeige der Schalterstellung erhält.

Alle diese Maßnahmen müssen in einer unbedingt unveränderlichen Reihenfolge im Laufe der Öffnung und in der umgekehrten Reihenfolge im Laufe der Schließung aufeinanderfolgen. Jede Maßnahme muß ao dabei in einer bestimmten Zeit durchgeführt sein. Die verschiedenen Elemente des Gerätes sollen einfach und widerstandsfähig sein sowie Formen und Abmessungen aufweisen, die vom aerodynamischen Gesichtspunkt aus und hinsichtlich der mechanischen und elektrodynamischen Beanspruchungen zweckmäßig sind.

Ebenso ist es wichtig, die Verschiebung, welche die beblasenen Lichtbögen ausführen und die bei hohen Strömen Schwierigkeiten machen kann, mögliehst klein zu halten. Die Abnutzung der aktiven Teile des Gerätes muß vermieden und zu diesem Zweck die Gesamtdauer der Lichtbogenunterbrechung möglichst vermindert werden.

Man hat schon für Druckluftschalter die Verwendung eines einzigen beweglichen Kontaktstücks

vorgeschlagen, das nacheinander mit verschiedenen festen Kontakten zusammenwirkt und dann als , Trennschalter arbeitet. Es ist jedoch festzustellen, daß die bekannten Geräte dieser Art im allgemeinen die oben angeführten Bedingungen nicht vollständig zu erfüllen vermögen.

Bei manchen dieser Geräte wird beispielsweise eine Querblasung angewendet, welche durch Löschkammern vorgenommen wird, die bei hohen Spannungen nicht in befriedigender Weise arbeiten können. Bei anderen Geräten führt das einzige Kontaktstück zu einem so verwickelten und kostspieligen Aufbau, daß man genötigt ist, gesonderte Trennschalter vorzusehen oder aber auf die Verwendung von Schaltwiderständen zu verzichten.

Die Erfindung hat einen sehr einfachen Aufbau zum Gegenstand, der alle obengenannten Bedingungen bei Verwendung eines einzigen beweglichen Kontakt- und Trennstücks erfüllt.

ao Ferner bezweckt die Erfindung, allen Teilen der Unterbrechungskammer zweckmäßig aerodynamische Formen zu geben, das Gewicht und die Masse des einzigen beweglichen Teiles zu vermindern, die Isolierung zu erleichtern und den Auf-

a5 bau des Schalters zu vereinfachen.

Die Erfindung ist vorzugsweise zur Anwendung bei Druckluftschaltern mit axialer Blasung bestimmt und kennzeichnet sich insbesondere dadurch, daß in jeder Phase der feste Kontakt, welcher den ersten Lichtbogen parallel zu dem Schaltwiderstand erzeugt, im Inneren einer mittleren, vor dem Düsen- * hals angeordneten Elektrode untergebracht ist, während der feste Kontakt, welcher den zweiten Lichtbogen in Reihe mit diesem Widerstand erzeugt, in der Nähe der Düse angeordnet und mit ihr elektrisch verbunden ist, wobei diese beiden Kontakte nacheinander mit einer Kontaktstange zusammenwirken, die so angeordnet und ausgerichtet ist, daß die Verschiebungen des ersten Lichtbogens mögliehst klein werden und die Kontaktstange am Hubende als ein aus der Schaltkammer herausbewegter Trennschalter arbeitet.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung.

Fig. ι zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Pols im senkrechten Schnitt;

Fig. 2 bis 4 zeigen Varianten dieser Ausführung. In Fig. ι ist 1 der Druckluftbehälter, der normalerweise durch ein Blasventil 2 verschlossen ist und zwei Isolatoren 3 und 4 trägt. Der Isolator 3 ist hohl und mit einem Blaskanal 5 versehen.

Auf das obere Ende des Isolators ist ein Metallmantel 6 aufgesetzt, der durch Vermittlung eines hohlen Isolators/ eine Metallkuppel8 trägt, die mit einer Düse 9 für axiale Blasung versehen ist. Der Mantel 6 ist durch radiale Arme 10 mit einer Mittelelektrode 11 verbunden, die einen Lichtbogenkontakt 12 aus hitzebeständigem Metall trägt, der den Ansatz des Lichtbogens vor dem Hals der Düse 9 fixieren soll.

Im Inneren der mittleren Elektroden ist der erste feste Kontakt 13 untergebracht, der eine geeignete rohrartige Form besitzt und mit der beweglichen Kontaktstange 14 zusammenarbeitet. Seine Austrittsöffnung befindet sich in unmittelbarer Nähe des Kontakts 12. Die bewegliche Stange 14 durchsetzt ferner einen zweiten, dem vorhergehenden ähnlichen festen Kontakt 15 und ist an einem Schwenkarm 16 angebracht, dessen Gelenkpunkt 17 von dem Isolator 4 getragen wird. Der zweite feste Kontakt 15 ist in einem äußeren Vorsprung auf der Metallkuppel 8 angeordnet, und zwar in der Nähe des Halses der Düse 9, mit der er, wie dargestellt, elektrisch verbunden ist.

Der Schwenkarm 16 ist mit einem Kontaktelement 18 von geeigneter Form versehen, das mit einem auf dem Hals 6 angeordneten festen Kontakt 19 zusammenarbeitet. Er besitzt ferner einen Schalthebel 20, der in geeigneter Weise durch eine Schaltvorrichtung 21 beliebiger Art, z.B. durch einen nicht dargestellten Druckluftkolben, betätigt wird.

Die äußeren Verbindungen A und B der betrachteten Phase sind mit den an dem Gelenk 17 und an dem Hals 6 angeordneten Klemmen 22 bzw. 23 verbunden. Ein Schaltwiderstand 24 ist zwischen die Klemme 23 und den Körper der Düse 9 geschaltet. Der Abzug 25 besitzt einen geeigneten Dämpfer und Entionisator, der z.B. von einem Gitter27 getragen wird.

Im Betrieb beginnt die von der Vorrichtung 21 betätigte Unterbrechung des Kreises AB durch die ohne Lichtbogen erfolgende Trennung der Kontakte 18 und 19 sowie durch öffnen des Ventils 2. Die Stange 14 verläßt dann den festen Kontakt 13, wobei sie den ersten, durch den Schaltwiderstand 24 überbrückten Lichtbogen erzeugt. Dieser Lichtbogen wird in unmittelbarer Nähe des hitzebeständigen Endes 12 der mittleren Elektroden ausgebildet, und er braucht nur eine geringe Verschiebung auszuführen, um seine Endlage in der Achse der Düse 9 zu erreichen, in welcher er wirksam beblasen wird.

Nach dem endgültigen Erlöschen des ersten Bogens wird der durch den Schaltwiderstand 24 begrenzte Strom durch Trennung der Kontakte 14 und 15 unterbrochen. Das Ventil 2 kann in diesem Augenblick durch den von dem Nocken 31 betätigten Hebel 30 geschlossen werden, und der noch in der Schaltkammer herrschende Restdruck bewirkt die Löschung dieses Restbogens, indem er durch den Kontakt 15 hindurch entweicht.

Der bewegliche Kontakt 14 setzt seine Bewegung außerhalb der Schaltkammer bis in die Endlage 14' fort, in welcher er die vollständige Trennung des Kreises gewährleistet und eine sehr deutliche Anzeige der geöffneten Schaltstellung ergibt.

Die mittlere Elektrode 11 besitzt eine zweckmäßige aerodynamische Form, und ihr Ende 12 ist in einer optimalen Lage angeordnet. Der Isolator 7 sowie alle anderen Elemente haben sehr einfache, ■ widerstandsfähige und ihrer Tätigkeit angepaßte Formen.

Im Falle von mäßigen Nennströmen kann man die Ruhekontakte 18 und 19 weglassen. Man kann das Gerät gemäß Fig. 2 aufstellen, wo der Schalter

auf einer senkrechten Trennwand 28,1η der Weise befestigt ist, daß alle seine der Hochspannung ausgesetzten Teile auf einer Seite dieser Trennwand angeordnet sind.

Nach einer in Fig. 3 gezeigten Variante kann man den Stützisolator 4 weglassen und das Gelenk ij^A an einem Kragen 22^A l>efestigen, die den rohrförmigen Stützisolator 3 in zwei Teile 3^ und 3^B aufteilt. Bei den Einrichtungen der vorhergehenden Figuren, die in ihrem Elektrodenaufbau im wesentlichen übereinstimmen, muß der erste, zwischen der Kontaktstange 14 und dem festen Kontakt 13 gebildete Lichtbogen an den Körper der Kuppel 8 übergehen, um dann den Hals 9 der Düse zu durchsetzen und sich in die axiale Lage zwischen dem Teil 12 und dem Gitter 27 zu begeben. Diese Umlegung des Lichtbogens geht normalerweise ohne Schwierigkeiten vor sich, jedoch kann es in gewissen Fällen erwünscht sein, sie ganz zu vermeiden, was mit mehreren offensichtlichen Vorteilen verbunden ist.

Dieses Ergebnis ist bei der in Fig. 4 gezeigten Anordnung erreicht, wo die Kontaktstange 14 so ausgerichtet ist, daß sie den Hals der Düse durchsetzt, und wo der zweite feste Kontakt 15 hinter dem Hals angebracht ist. Lanier diesen Umständen wird der erste, zwischen den Teilen 12 und 14 gezündete Lichtbogen von Anfang an und ohne jeden Zeitverlust in seine endgültige axiale Lage ausgezogen, so daß er weder auf eine andere Elektrode überzugehen noch sich zu verschieben braucht. Dieser Wegfall jeglicher Umlegung erleichtert offenbar die gute Arbeitsweise des Schalters.

Der beschriebene Aufbau ist insbesondere mit den folgenden Vorteilen verbunden: a) durch Verwendung eines einzigen beweglichen Teiles ist die Aufeinanderfolge aller Stufen der Arbeitsweise genau gewährleistet; b) alle Schalterteile sind einfach, widerstandsfähig und besitzen zweckmäßige Formen, einschließlich ihrer Isolationsmittel; c) die Verschiebung der Lichtbogen wird möglichst klein gehalten, so daß die wirksame Blasung möglichst schnell einsetzt; d) da die Länge der Kontaktstange klein ist, sind Gewicht und Masse der beweglichen Ausrüstung vermindert, wodurch die mechanischen Beanspruchungen bei Beschleunigung und Verzögerung herabgesetzt sind; e) da der nützliche Hub der beweglichen Ausrüstung, welcher den Unterbrechungen der Lichtbogen entspricht, verhältnismäßig klein ist, kann man seine Geschwindigkeit vermindern, wodurch wiederum die mechanischen Beanspruchungen vermindert und die selbsttätige Wiedereinschaltung erleichtert wird; f) der den beweglichen Kontakt tragende Schwenkarm ist verhältnismäßig kurz und der Raumbedarf des Schalters vermindert; g) die außerhalb des Gerätes erfolgende Trennung ist gut sichtbar.

Claims

P A T E N T A N S P R (t C H K :

i. Druckluftschalter mit axialer Blasung und Schaltwiderständen, bei dem zwei feste rohrförmige Kontakte und ein einziger beweglicher Kontakt einen Leistungsschalter und einen äußeren Trennschalter bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der erste feste Kontakt, welcher einen von dem Widerstand überbrückten Lichtbogen hervorbringt, im Inneren einer mittleren, vor dem Düsenhals angeordneten Elektrode von aerodynamischer Form untergebracht ist, während der zweite feste Kontakt, der einen Lichtbogen in Reihe mit dem Widerstand erzeugt, im Inneren eines auf dem Metallkörper der Düse vorgesehenen äußeren Vorsprunges angeordnet ist, wobei diese beiden festen Kontakte nacheinander mit einer Kontaktstange zusammenwirken, die so angeordnet und ausgerichtet ist, daß die Verschiebungen des überbrückten Lichtbogens möglichst klein gehalten werden.
2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Elektrode, welche von einem Metallmantel getragen und von dem Körper der Düse durch einen hohlen Isolator getrennt ist, an ihrem Scheitel einen Lichtbogenkontakt trägt, der in unmittelbarer Nähe der Kontaktstange angeordnet ist.
3. Schalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Kontaktstange tragende Schwenkarm mit einem zusätzlichen beweglichen Kontakt versehen ist, der mit einem zusätzlichen festen, auf einem Metallkragen der mittleren Elektrode angebrachten Kontakt zusammenarbeitet, um den Schalter kurzzuschließen.
4. Schalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Kontaktstange den Düsenhals durchsetzt und der zweite feste Kontakt hinter dem Düsenhals angebracht ist.
5. Schalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Blasventil vor der endgültigen Löschung des zweiten Lichtbogens geschlossen und dieser durch das Entweichen des restlichen Überdruckes durch den zweiten festen Kontakt hindurch beblasen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

2073 IC.