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Löschkammerschalter Es sind mit einem Diferentialpumpkolben ausgerüstete
Löschkammerschalter bekannt, bei dienen der Kolben nacheinander Löschmittel auf
verschiedenen Wcgen von demselben Pumpraum höheren Druckes aus nach verschiedenen
Lichtbogenabschnitten treibt. Bei diesen bekannten Schaltern ist ein Teil der in
Reihe liegenden Unterbrechungsstellen von einem Schutzwiderstand überbrückt, und
die Einzellichtbögen werden nacheinander gelöscht. Außerdem liegt der zuerst zu
bespülende Lichthogenabschnitt außerhalb der Löschkammer, so daß die hier herrschende
Löschmittelströmung nicht zur Beschleunigung der Druckerzeugung für den. Antrieb
des Pumpkolhens ausgenutzt werden kann.
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Bei einem weiteren Ausführungsvorschlag brennt der zuerst gezogene
Lichtbogenabschnitt außerhalb der Löschkammer und wird erst dann bespült, wenn der
darauffolgend gezogene Lichtbogen bis in die Löschkammer hineinbrennt. Weiterhin
verbleibt die den zuerst entstehenden Lichtbogen bespülende Löschmittelmenge außerhalb
derLöschkammer, und die den an zweiter Stelle entstehenden Lichtbogenabschnitt bespülende
Löschmittelmenge verläuft nur zum Teil zum Pumpraum niederen Druckes. Dementsprechend
wird eine genügend große Geschwindigkeit für die Löschmittelbespülung nur verzögert
in Erscheinung treten, was sich nachteilig auf die Löschwirkung auswirkt.
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Die Erfindung betrifft einen Löschkammerschalter mit mehreren durch
einen Differentialpumpkolben bewegten Löschmittelströmen, die nacheinander auf voneinander
getrennten Wegen von demselben
1'umpraum höheren Druckes aus verschiedene
Lichtbogenabschnitte im Innern eines zur Führung und Lenkung dienenden Kanals bespülen.
Dieser bekannte Schalter wird weiter entwickelt und in seiner Löschwirkung vorteilhaft
gesteigert. Die Erfindung besteht hierbei darin, duß die Auslaßöffnung bzw. Auslaßöffnungen
des für den zuerst entstehenden Lichtbogenabschnitt vorgesehenen Bespülungskarials
nach Freilegung durch den Kontaktstift in vollem Umfang, und daß die Auslaßöffnungen
der für die später entstehenden Lichtbogenabschnitte vorgesehenen Bespülungskanäle
mindestens zum Teil mit dem Pumpraum niederen Druckes in freier Verbindung stehen.
Hierbei -ist es gleichgültig, ob es sich um eine Längs- oder Querbespülting des
Lichtbogens oder um eine in entgegengesetzter Richtung verlaufende Lichtbogenbespülung
handelt. .euch können zwischen den einzelnen zu bespülenden Lichtbogenabschnitten
Metallringe angeordnet sein, durch die der Kontaktstift gleitet und auf diie der
Lichttogen Fuß faßt, oder es kann ein zusammenhängender Lichtbogen an mehreren Stellen
bespült werden.
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Der neue Schalteraufbau bietet beträchtliche Vorteile. Dadurch, daß
die Auslaßöffnung des für den zuerst entstehenden Licht,bogenabschnitt vorgeselieiten
liespülutigskanals nach Freilegung durch den Kontaktstift in voller Größe mit dein
Putnpraum niederen Druckes in freier Verbindung steht, wird, da die über den Lichtbogen
führende Löschmittelströmung den Spannungsabfall im Lichtbogen erhöht und damit
die Wärmeabgabe des Lichtbogens steigert, der Druckanstieg vor dem Pumpkolben bereits
kurz nach Beginn der Ausschaltbewegung kräftig in Erscheinung treten, wie es für
manche Schalter mit nur einer Löschströmung bereits der Fall ist. Bei dem vorliegenden
Schalter mit mehreren voneinander getrennten Löschmittelströmungen ist diese schnelle
und kräftige Drucksteigerung bei Einsetzen der zusätzlichen Löschmittelströmung
durch den zweiten Bespülungskanal von besonderer Wichtigkeit, um ein Absinken des
Antriebsdruckes für den Kolben in diesem Augenblick zu vermeiden oder wenigstens
zu mildern. Wird der zweite für den Lichtbogen vorgesehene Bespülungskanal vorn
Kontaktstift freigelegt, so setzt auch diese Löschströmung bei dem hohen Antriebsdruck
für den Kolben trotz der doppelten Löschmittelentnahme kräftig ein und wird genügend
nachhaltig die Löschung durchführen. Dies wird um so mehr der Fall sein, da gemäß
der Erfindung die Auslaßöffnung des für den zweiten Lichtbogenabschnitt vorgesehenen
Bespülungskanals entweder ebenfalls ganz oder zum erheblichen Teil mit dem Pumpraum
niederen Druckes in freier Verbindung steht. Die durch die Verdampfung von Löschmitteln
im zweiten Bespülungskanal hervorgerufene Drucksteigerung kommt ebenfalls der Antriebskraft
für den Pumpkolben zugute, so daß die Bespülung für beide Lichtbogenabschnitte in
einer die Lichtbogenlöschung sicherstellenden Stärke zur Verfügung steht. Durch
die Wahl der Teilgröße der mit dem Pumpenantriebsraum in freier Verbindung stehenden
Auslaßöffnung der nachfolgend in Tätigkeit tretenden Bespülungskanäle ist es leicht
erreichbar, eine genügend große Druckgasmenge dem Kolbenantriebsraum nachzuliefern,
so daß der Spüldruck und damit die Spülgeschwindigkeit in den einzelnen Bespülungskanälen
während des ganzen Löschvorganges genügend hoch bleiben. Die Abstimmung dieser mit
dem Kolbenantriebsraum in freier Verbindung stehenden Teilgröße der Auslaßöffnung
der Bespülungskanäle ermöglicht weiterhin eine Begrenzung des Bespülungsdruckes
nach oben. Es kann hierbei leicht eine Überschreitung der zulässigen oberen Druckgrenze
vermieden und die Sicherheit der Löschkammer gesteigert werden.
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Alle weiteren Erfindungsmerkmale werden an Hand der Beschreibung des
in der Zeichnung dargestellten Ausfiihrungsbeispieles erläutert. In einem teilweise
mit Flüssigkeit gefüllten Schaltergehäuse i der Fig. i ist ein Differentialpttmpkolben
2 einge: baut, der mit seiner größeren Kolbenfläche den Pumpraum 3 niederen Druckes,
niit seiner kleineren Fläche den druckfreien Schalterraum 4 und mit seiner äußeren
Ritigfliiclie den Pumpraum 5 'höheren Druckes begrenzt. Die im 1'urnpraum 5 befindliche
Druckfeder6 dient als _llistiitzfeder für den Kolben in seiner oberen 1Zultelae.
Oberhalb des Pumpkolbens 2 ist in einer Gehl'itlsezwischenwand 7 ein ruhender Kontakt
8 befestigt, mit dein der bewegliche Kontakt 9 ini eingeschalteten Zustand den Stromfluß
herstellt. Dem ortsfesten Kontakt 8 vorgelagert ist eine Isolierhülse io eingebaut,
die zur Führung desLichtbogens tind zurZusammenhaltung der Lichtbogengase sowie
der Löschmittelströmung dient. Der Druck iin Puniprauni 3 niederen Druckes kann
sich über die in der Zwischenwand 7 vorgesehenen Verbindungsöffnungen ii auf die
größere Kolbenfläche übertragen. Der Pumpraum 5 höheren Druckes steht einmal über
den Kanal 12 mit der Kontaktunterbrechungsstelle 8, 9 und darüber hinaus durch den
Kanal 13 mit der Ringdüse 14 einer zweiten Lichtbogenbespülungsstelle in VerbindurTg.
Der im Löschkammerhals vorgesehene Kanal 15 dient für einen Teil der durch die Ringdüse
14 zufließenden Löschmittelmenge als Vorausströmung zum druckfreien Schalterraum.
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Der Arbeitsvorgang des Schalters spielt sich wie folgt ab: Wird der
Kontaktstift zur Einleitung der Stromunterbrechung nach oben bewegt, so entsteht
zwischen den sich trennenden Kontakten 8 und 9 ein im Löschkanal der Hülse io brennender
Lichtbogen. Hierbei ist es wichtig, daß die Auslaßöffnungen des Löschkanales in
ihrer Gesamtheit nur mit dein Pumpraum niederen Druckes in Verbindung stehen. Die
in der Umgebung des Lichtbogens entstehenden Flüssigkeitsdämpfe und Gase erzeugen
einen Druckanstieg, der sich in seiner vollen Größe nur auf den Pumpraum 3 übertragen
kann. Hierdurch ist es möglich, den Druckanstieg im Löschkanal in seiner vollen
Größe als Antriebskraft für den Pumpkolben auszunutzen. Der Kolben wird daher kräftig
bewegt und pumpt Flüssigkeit von Beginn der Lichtbogenbildung an mit großer Geschwindigkeit
durch den Kanal 12, durch den Hohlkontakt
8 und über den im Löschkanal
der Hülse lo brennenden Lichtbogen hinweg. Infolge des hierbei anwachsenden Lichtbogenwiderstandes
erhöht sich die im Lichtbogen erzeugte Wärmemenge, die wiederum den Kolbenantriebsdruck
steigert. Diese Steigerung wird schnellstens in Erscheinung treten, so daß auch
bei Freilegung des zweiten Bespülungskanals 1 4 für den Lichtbogen die Löschflüssigkeit
zumindest für den Anfang des Spülvorganges mit genügend großer Geschw-itldigkeit
diesen Lichtbogenal>sclinitt 1)esl)ült. Der Zweck der Erfindung ist, daß über die
gute 1-öschmittelströmung im Zeitpunkt der Freigabe der Bespülung für denn zweiten
Lichtbogenabschn,itt hinaus ein genügend hoher Antriebsdruck für den Pumpkolben
und damit auch eine genügend hohe Lö schströmungsgeschwindigkeit während der Dauer
des ganzen Löschvorganges aufrechterhalten bleibt. Dieser für die endgültige Löschung
wichtige Strömungsvorgang wird dadurch erzielt, daß auch die über den zweiten Lichtbogenabschnitt
strömende Löschmittelmenge gemeinsam mit den Lichtbogengasen und Dämpfen in ihrer
Gesamtheit oder, wie (las -Ausführungsbeispiel zeigt, mindestens zum Teil zum Pumpraum
niederen Druckes verläuft. Hat der Kontaktstift sich bis über den Kanal 15 hinaus
weiterbewegt, so tritt ein Teil der durch die Ringdüse 1 4 zufließenden Löschmittelmenge
durch die Wandöffnung 16 zum Pumprautn 3 niederen Druckes über, während die restliche
Löschmittelmenge entgegengesetzt über den Lichtbogen strömt und durch die Öffnung
15 zum druckfreien Schalterraum 4 gelangt. Die durch die Löschstriitnung zum Plunpraum
3 hinübergetriebenen Schaltgase unterstützen die Wirkung der Schaltgase des ersten
Lichtbogenabschnittes und dienen damit zur Aufrechterhaltung des Kolbenantrie,bsdruckes.
Die Löschströmung setzt daher nicht nur kräftig ein, sondern sie wird nachhaltig
in voller Höhe aufrechterhalten, so daß die endgültige Löschung schneller als bei
den bekannten Schaltern dieser Gattung erreicht wird.
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Bei dem Schalter nach Fig. r wird der erste Lichtbogenabschnitt durch
die Löschmittelströmung in Längsrichtung des Lichtbogens bespült und gekühlt. Außerdem
erfolgt die Bespülung sofort von Beginn der Lichtbogenbildung an. Dies ist nicht
bei jeder Schaltanlage erwünscht. Bei Löschkammerschaltern hoher Spannung ist es
vorteilhafter, den Lichtbogen erst auf eine der hohen Spannung entsprechende Distanz
auszuziehen und ihn dann erst in einem oder mehreren Kanälen kräftig zu bespülen
und zu löschen. Man vermeidet in diesem Falle eine unnötig hohe Druckstoßspitze
in der Löschkammer, indem man die Wärmeabgabe des Lichtbogens so lange auf ein Mindestmaß
hält, bis die günstigste Löschdistanz erreicht ist, bei der im Löschungsfalle keine
lZückzündung auftreten kann.
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Das Ausführungsbeispiel nach Fig.2 läßt erkennen, daß der erste durch
den Kontaktstift 9 freizulegende Löschkanal 17 in einer gewissen Entfernung vom
ortsfesten Kontakt 8 angeordnet ist. Der heim Ausschalten zwischen den beiden Kontakten
8 und 9 entstehende Lichtbogen verdampft einen Teil der in der Umgebung des Lichtbogens
befindlichen Flüssigkeitsmenge, die nur mäßig groß ist, da noch keine Strömung über
den Lichtbogen hinweggeht. Der hierdurch in der Löschkammer 3 entstehende noch mäßige
Druckanstieg belastet den Differentialpumpkolben 2, der zunächst seine Ruhelage
noch nicht verlassen kann, da noch keine Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsförderraum
5 der Pumpeinrichtung zu entweichen vermag. Erst in dem Augenblick, in dem der Kontaktstift
9 den Auslaßcluerschnitt des Ringkanals 18 im Löschkanal 17 freigelegt hat, kann
der Pumpkolben sich in Bewegung setzen und Löschflüssigkeit aus dem Pumpraum 5 durch
den Kanal 19 und durch den Ringkanal 18 über den Lichtbogen zum Löschkammerraum
3 drücken. Die über den Lichtbogen fließende scharfe Löschströmung erhöht den Lichtbogenwiderstand,
und steigert damit die im Lichtbogen frei werdende Wärmemenge. Die hierdurch ausgelöste
größere Dampfbildung erhöht den Gasdruck im Kolbenantriebsraum, bis der Kontaktstift
die Ritlgdüse2o im zweiten Löschkanal 21 freigelegt hat. In diesem Zeitpunkt kann
auch Flüssigkeit aus dem Pumpraum 5 durch die Ringdüse 20 in dem Löschkanal 21 über
den Lichtbogen spülen. Die Strömung bleibt eine energische, da der vorweg gespeicherte
Druck im Pumpraum 3 eine für den Pumpkolben ausreichende Kraftreserve darstellt.
Die im Löschkanal 21 hervorgerufene Dampfmenge strömt zu einem erheblichen Teil
ebenfalls zum Pumpraum 3 und unterstützt auch von sich aus die Aufrechterhaltung
der Antriebskraft für den Differentialpumpkolben 2. Die Löschströmung wird auch
in diesem Falle nachhaltig in voller Höhe aufrechterhalten und schnellstens eine
endgültige Löschung des Lichtbogens herbeigeführt.