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Lichtbogenlöscheinrichtung mit Zusatzlöschung für stromschwache Lichtbögen
Es sind Lichtbogenlöscheinrichtungen für stromstarke und für stromschwache Lichtbögen
bekannt, bei denen zwei Pumpeinrichtungen zur Verwendung kommen, die mit ihren zugehörigen
Löscheinrichtungen in einem gemeinsamen Löschkammergehäuse eingebaut sind. Hierbei
ist der Aufbau der Löschkammer so durchgeführt, daß der Lichtbogenraum der Löscheinrichtung
für schwache Ströme über ortsfeste Kanäle mit dem Druckraum und mit dem Saugraum
der zusätzlichen Pumpanlage und mit dem druckfreien Außenraum der Löschkammer in
Verbindung steht.
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Die Erfindung bezieht sich gleichfalls auf derartige Löscheinrichtungen
und bezweckt, den Aufbau der Löschkammer wesentlich zu vereinfachen. Erfindungsgemäß
ist bei der Löscheinrichtung für stromstarke und stromschwache Lichtbögen für beide
Pumpeinrichtungen ein gemeinsamer, von einem Ringkanal umgebener Lichtbogenlöschraum
vorgesehen. Hierbei besitzt der ringförmige Bespülungskanal eine beidseitig von
dem Löschraum radial verlaufende Querwand, die die Löschkammer in zwei Längshälften
aufteilt. Die eine Hälfte der Löschkammer steht mit den Druckräumen und die andere
Kammerhälfte mit den Antriebsseiten der Pumpkolben in Verbindung. Bei derLöschung
stromstarker Lichtbögen wird die Löschflüssigkeit durch den Differentialpumpkolben
über den Ringkanal und durch die öffnung in der Querwand über den Lichtbogen hinweg
zur anderen Kammerhälfte getrieben und gelangt von dort zur Antriebsseite des Differentialpumpkolbens.
Bei der Löschung stromschwacher Lichtbögen hingegen treibt der fremdangetriebene
zusätzliche Pumpkolben Löschflüssigkeit ebenfalls von der Druckseite der Löschkammer
quer über den Lichtbogen durch den gleichen Ringkanal zur Antriebsseite
des
zusätzlichen Pumpkolbens. Die Strömungen für die Löschung der beiden Stromarten
verlaufen somit im Kreislauf von dem Kolbenpumpraum quer über den Lichtbogen zu
der anderen Seite des zugehörigen Kolbens.
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Durch eine geringe Änderung im Aufbau -der Löschkammer wird eine weitere
zweckmäßige Bespülungsart des Lichtbogens unter Benutzung des gemeinsamen Lichtbogenlöschraumes
geschaffen. Die Kanalführung ist hierbei derart gewählt, daß der Saugraum der zusätzlichen
Pumpeinrichtung auf der einen Kammerseite mit dem Druckraum der Differentialpumpeinrichtung
in freier Verbindung steht. Auf der anderen Löschkammerseite ist der Druckraum der
zusätzlichen Pumpeinrichtung über Rückschlagventile zeitweise von dem Druckraum
der Differentialpumpeinrichtung getrennt. Wird in diesem Fall ein großer Strom unterbrochen,
so erfolgt die Lichtbogenlöschung mit Hilfe des Differentialkolbens in der üblichen
Weise. Die Strömung verläuft von beiden Kammerhälften allseitig ringförmig auf den
Lichtbogen zu, wird im Löschraum um etwa go° umgelenkt und gelangt in Längsrichtung
des Lichtbogens zum Antriebsraum des Differentialkolbens. Bei der Unterbrechung
sehr kleiner Ströme,bleibt der Differentialkolben in seines Ruhelage und der fremdangetriebene
Kolben treibt, wie in dem ersteren Betriebsfall geschildert wurde, Löschflüssigkeit
durch die Öffnung in der Teilungswand des Ringkanals quer über den Lichtbogen zum
Saugraum des zusätzlichen Kolbens. Ein Übertritt der Löschflüssigkeit von der einen
Kammerhälfte zur anderen über den Pumpraum des Differentialkolbens unter Umgehung
des Lichtbogenlöschraumes kann nicht erfolgen, da die Rückschlagventile in der Kammerwand
der Differentialpumpeinrichtung, unterstützt durch den Pumpdruck des zusätzlichen
Kolbens, sich in Schließstellung befinden.
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Bei der Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
wird der Aufbau der Löschkammer und die Betriebsweise der beiden Pumpeinrichtungen
näher erläutert. Das die Löschkammer umgebende Schaltergehäuse wurde in der Zeichnung
fortgelassen.
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Bild i zeigt einen Längsschnitt durch die Löschkammer und Bild 2 einen
Querschnitt durch den Lichtbogenbespülungskanal. Die Löschkammer ist aus einzelnen
aufgeschichteten Isolierplatten i aufgebaut, die zwischen den beiden Kammerdeckeln
2 und 3 dicht aufeinandergepreßt werden. In dem oberen Deckel 2 ist der Differentialpumpkolben
4 und in dem unteren Deckel 3 der zusätzliche, über der Stange 5 fremdangetriebene
Pumpkolben 6 untergebracht. Im Innern der Löschkammer, oberhalb des Deckels 3 ist
der ortsfeste Kontakt 7 eingebaut, von dem aus sich der Kontaktstift 8 in diesem
Ausführungsbeispiel bei einer Stromunterbrechung nach oben bewegt. Es kann natürlich
auch umgekehrt der ortsfeste Kontakt sich im oberen Kammerteil befinden und der
Kontaktstift nach unten aus der Löschkammer geführt sein. Zwischen dem ortsfesten
Kontakt 7 und dem Differentialkolben 4 ist ein Ringkanal 9 angeordnet, der durch
die beiden Wände io und i i begrenzt wird. Diese Kanalwände io und i i unterteilen
die Löschkammer in den Kammerteil 12 mit dem ortsfesten Kontakt 7 und in den Kammerteil
13, der zugleich der Antriebsraum für den Differentialkolben 4 ist. Beide Kammerräume
12 und 13 stehen über Kanäle 14 und 15 mit dem druckfreien Außenraum der Kammer
in Verbindung. Diese Kanäle können wenigstens zum Teil mit Überdruckventilen ausgerüstet
sein. Auch werden zweckmäßig die beiden Kammerräume 12 und 13 durch Ausgleichskanäle
miteinander verbunden. Der Pumpraum 16 derDifferentialpumpeinrichtung ist mit Öffnungen
17 versehen, die Rückschlagventile 18 besitzen und zu Kanälen i9 führen, die eine
Verbindung mit dem Ringkanal 9 herstellen. Dieser Ringkanal 9 umschließt allseitig
die Bohrung 2o in den Ringkanalwänden io und i i, welche Bohrung den Lichtbogenlöschraum
darstellt. Von dem Löschraum 2o aus verläuft eine dünne Querwand 21 durch den Ringkanal
9 radial zur äußeren Löschkammerwand und unterteilt die Löschkammer in zwei vertikal
liegende Hälften. In der linken Hälfte haben die Kanäle 22 bei der einen Ausführungsmöglichkeit
der Löschkammer keine Verbindung mit dem Druckraum 16 der Differentialpump-, einrichtung.
Hingegen besitzen sie Überströmöffnungen 23 zum Kolbenantriebsraum 13. Bei der zweiten
Ausführungsmöglichkeit der Löschkammer sind die Öffnungen 23 zum Raume 13 verschlossen,
und die Kanäle 22 stehen durch Öffnungen 24 mit dem Pumpraum 16 in Verbindung. In
dem Löschkammerteil unterhalb des Ringkanals 9 vermag der fremdangetriebene Kolben
6 bei Ausfallen der Pumpbewegung des Differentialkolbens 4 in beiden Ausführungsarten
der Kammer Druckflüssigkeit von der einen zur anderen Kammerseite zu pumpen. Die
Löschströmung verläuft dann von dem Pumpraum 25 auf der rechten Kammerhälfte durch
die Kanäle 26 und durch den Kanal 9 quer durch die Öffnung in der Wand 21 nach den
Kanälen 27 in der linken Kammerhälfte und von dort zum Saugraum 28 des Kolbens 6.
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Ist bei der Kammereinrichtung, bei der die Kanäle 22 eine Überströmöffnun.g
23 zum Pumpenraum 13 besitzen, während die Öffnungen 24 verschlossen sind, ein stromstarker
Lichtbogen zu löschen, so treibt der durch die Lichtbogendruckgase in der Kammer
13 in Bewegung gesetzte Differentialkolben 4 Druckflüssigkeit aus der Kammer 16
über die Kanäle i9 und 9 in der rechten Kammerhälfte und durch die Öffnung in der
Wand 21 quer über den Lichtbogen hinweg zur linken Kammerhälfte. Von dort aus gelangt
die Strömung durch die Öffnungen 23 zum Kolbenantriebsraum 13. Die Lichtbogenlöschung
erfolgt hierbei durch eine scharfe Querströmung. Gleichzeitig mit der Auslösung
des Schaltvorganges wird auch der zusätzliche Pumpkolben 6 durch eine Antriebskraft
belastet. Er bleibt jedoch in seiner Pumpbewegung gehemmt, solange der Differentialkolben
.4 einen hohen Pumpdruck zu erzeugen imstande ist. Ist aber die Lichtbogenlöschung
eine endgültige, entfällt also die Antriebskraft
für den Differentialkolben,
so kann der Kolben 6 seinen Pumphub antreten. Er spült Flüssigkeit aus dem Raum
25 durch die Kanäle 26 und 9 quer über den Lichtbogenlöschraum zum Kolbensaugraum
27. Bei dieser Spülung werden die restlichen Gase aus dem Löschraum entfernt.
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Ist aber bei der zweiten Ausbildungsart der Löschkammer die Öffnung
23 geschlossen und die Wandöffnung 24 zum Pumpraum 16 des Differentialkolbens offen,
so wird bei der Unterbrechung eines starken Stromes der Differentialkolben 4 gleichzeitig
durch die Kanäle i9 und 22 auf beiden Kammerhälften Löschflüssigkeit zum Ringkanal
9 treiben. Der Löschstrom verläuft in diesem Fall von allen Seiten radial auf den
Lichtbogen zu, dringt in ihn ein und strömt um 9o° umgelenkt nach zwei Seiten in
Längsrichtung des Lichtbogens nach den Kammerräumen 12 und 13. Durch die Auslaßkanäle
14 und 15, die zum Teil auch mit Überdruckventilen versehen sein können, wird verhindert,
daß selbst bei sehr hohen Kurzschlußströmen ein übermäßiger Druck in der Kammer
auftreten kann. Bei diesem letzteren Betriebsfall herrscht der Pumpdruck des Differentialkolbens
sowohl auf der Druckwie auch auf der Saugseite des zusätzlichen Pumpkolbens 6.
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Ist aber bei dieser Kammerausbildung ein stromschwacher Lichtbogen
zu löschen, so genügt der Lichtbogengasdruck nicht, den Differentialkolben 4 zu
bewegen; er bleibt in Ruhe. Dagegen springt sofort bei Einleitung der Kontakttrennung
der fremdangetriebene Kolben 6 ein und pumpt Flüssigkeit aus dem Raum 25 über die
Kanäle 26 und 9 in der rechten Kammerhälfte quer über den Lichtbogen hinweg durch
die Kanäle 27 zum Kolbensaugraum 28 auf der linken Kammerhälfte. Hierbei wird der
Lichtbogen in der Öffnung der Querwand 21 scharf erfaßt und die Lichtbogengase in
die linke Kanalhälfte 9 getrieben. Bis zu dem Zeitpunkt, in dem der Kolben 6 seine
Endlage erreicht hat, ist der Kontaktstift 8 auf seinem Ausschaltweg so weit vom
ortsfesten Gegenkontakt entfernt, daß jegliche Rückzündung trotz des Fehlens einer
Löschströmung unterbleibt. Bei dem Löschvorgang schwacher Ströme bleiben die Rückschlagventile
18 geschlossen, so daß kein Übertritt von Druckflüssigkeit von der rechten Kammerhälfte
durch den Druckraum 16 des Differentialkolbens zur linken Kammerhälfte erfolgen
kann.