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Stromunterbrecher Diese Erfindung betrifft Stromunterbrecher im allgemeinen
und im besonderen Stromunterbrecher, bei welchen eine Bogenlöschung durch Strömung
eines bogenlöschenden Mediums bewirkt wird. Der Ausdruck Medium, wie er hier gebraucht
wird, umschließt Gase, Flüssigkeiten und Dämpfe.
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Der Hauptgegenstand der vorliegenden Erfindung ist, eine verbesserte
Bogenlöschbauart vorzusehen, bei welcher ein druckerzeugender Bogen und ein Löschbogen
vorhanden sind und welche einen wirksameren Fluß des bogenlöschenden Mediums von
dem genannten druckerzeugenden Bogen zu dem genannLen Löschbogen vorsieht, um denletzteren
wirksam zu löschen. Gemäß der Erfindung ist der bogenlöschende Bauteil mit Einlaßöffnungen
für das Medium versehen, die einander gegenüberliegen, um zwei entgegengerichtete
Ströme des Mediums auf den Löschbogen von im wesentlichen entgegengesetzten Seiten
desselben zu richten. Dabei sind verhältnismäßig enge Auslaßwege aus diesem Bauteil,
im wesentlichen unter rechten Winkeln zu,der Richtung des Flusses der genannten
Mediumströmungen und in einer Ebene im wesentlichen parallel zu der Ebene der Einlaßkanäle,
vorgesehen.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist beispielsweise in
den Zeichnungen veranschaulicht.
Fig. i ist eine Seitenansicht,
teilweise im Schnitt eines die Erfindung verkörpernden Stromunterbrechers; Fig.2
ist ein vergrößerter, teilweise lotrechter Schnitt durch einen der stromlöschenden
Bauteile, wie sie in Fig. i gezeigt sind; Fig. 3 ist ein Schnitt der Linie III-III
der Fig. 2 und Fig.4 bis 9 sind Einzelansichten bzw. Querschnitte der Plattenbauart,
wie sie zum Aufbau eines bogenlöschenden Bauteiles von der Art wie in Fig. 2 gezeigt,
verwendet werden.
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und besonders auf Fig. i bezeichnet
das Bezugszeichen i einen Behälter, der mit einer entsprechenden, Strom löschenden
Flüssigkeit, wie Öl, gefüllt ist, in welcher eine Mehrzahl, im vorliegenden Fall
zwei stromlöschende Bauteile 3, eingetaucht und von zwei festen Kontaktteilen 4
und Isotationsdurchführungen 5 in üblicher Weise getragen werden. Eine isolierende
Betätigungsstange 6 trägt an ihrem Unterende ein leitendes Brückenglied 7 und ist
geeignet, in seiner Längsrichtung eine hin und her gehende Bewegung durch den Deckel
8 des Behälters i Iiiiidurch auszuführen, und kann durch eine äußere Bewegungsvorrichtung,
die nicht gezeigt ist, betätigt Werden, um das Öffnen und Schließen des Stromunterbrechers
zu bewirken. Es ist klar, daß der Stromunterbrecher in dem Außenstromkreis durch
Netzklemmen 9 eingeschaltet ist. Deshalb besteht der elektrische Stromkreis durch
den Unterbrecher, kurz gesagt, aus der linken Netzklemme9, dem linken stationären
Kontaktteil 4, dem leitenden Brückenglied 7, dem rechten stationären Kontaktteil
4 und der rechten Netzklemme 9, wie in Fig. i zu sehen.
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Die strichpunktierten Linien, mit dem Bezugszeichen io bezeichnet,
zeigen die Stellung des leitenden Brückengliedes 7, wenn der Stromunterbrecher sich
in der Offenstellung befindet.
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Bei dein Unterbrecherbauteil, wie in Fig.2 gezeigt, wird ein druckerzeugender
Bogen zwischen einem stationären Kontakt 78 und dem oberen Kontaktteil 79 eines
Zwischenkontaktstückes gezogen, das in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 8o
bezeichnet ist. Das Zwischenköntaktstück 8o umfaßt einen U-förmigen Bügel 81, der
fest an einer metallischen Tragplatte 82 durch Schrauben angebracht ist, die nicht
gezeigt sind. Der U-förmige Bügel 81 dient als oberer Sitz für eine Druckfeder 84,
deren unteres Ende in einer Vertiefung 85 sitzt, die in dein Zwischenkontakt 86
vorgesehen ist und diesen in seine untere Stellung zwingt. Das rechte Ende des Zwischenkontaktes
86 ist drehbar mittels eines Zapfens 87 gelagert, der in Schlitzen 88 beweglich
ist, die in zwei aufrechten, ebenfalls starr an der metallischen Tragplatte 82 befestigten
Lagerarmen 89 vorgesehen sind. Der bewegliche Kontakt 13 ist dabei mit einem unteren
Kontaktteilgo des Zwischenkontaktes 86 in Berührung.
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Mit Bezug auf Fig.2, welche den Unterbrecher in der Schließstellung
zeigt, ist zu sehen, daß die Abwärtsbewegung des beweglichen Kontaktes 13 den Zwischenkontakt
um den stationären Kontakt 78 als ersten Drehpunkt schwenken läßt, wobei sich der
Zapfen 87 durch die zwingende Wirkung der Druckfeder 84 in den Schlitzen 88 bewegt.
Diese Bewegung dauert so lange, bis der Zapfen 87 das untere Ende der Schlitze 88
erreicht, worauf der Zwischenkontakt 86 um den Zapfen 87 als zweiten Drehpunkt in
einer Richtung entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn sich zu verschwenken beginnt. Wenn
der Zwischenkontakt 86 genügend um den Zapfen 87 in Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn
verschwenkt ist, so daß er die metallische Tragplatte 82 trifft, so zieht die Abwärtsbewegung
des beweglichen Kontaktes 13 einen Unterbrecherbogen in der Unterbrecherkammer 95.
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Es ist festzustellen, daß mit dem gezeigten Zwischenkontaktbauteil
8o keine Notwendigkeit für biegsame Leiter zwischen den Kontaktteilen 79 und 9o
vorliegt. Außerdem verhindert die Rollbewegung zwischen den Kontaktflächen ein Verschweißen
derselben, und eine einzige Druckfeder 84 gibt nicht nur ein Mittel, um den Zwischenkontaktteil
8o in seine Offenstellung zu bringen, sondern sorgt auch für einen Kontaktdruck
der Kontakte in der Schließstellung. Es ist ferner festzustellen, daß die Gestalt
des Zwischenkontaktes, wie gezeigt, eine solche ist, daß die Bewegung des Zwischenkontaktes
im wesentlichen eine Strömung der Flüssigkeit zwischen der Druckerzeugungskammer
und der Unterbrec'herkammer verhindert, außer durch die Flüssigkeitskanäle, wie
sie nachstehend noch beschriebf-n werden.
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Zum Beispiel füllt der untere Kontaktteil go ini wesentlichen den
Schlitz 92 aus, der in der Isolationstrennwand 93 vorgesehen ist, welche die Druckerzeugungskammer
94 von der Unterbrecherkammer 95 trennt.
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Fig. 3 zeigt zusammen mit Fig. 2 die Bauart der Unterbrecherkammer
95. Zwei Längskanäle 123 sind durch die Isolationstrennwandplatte 93 vorgesehen.
Die beiden Längskanäle 123 (s. Fig. 3) sind unter Deckung mit Öffnungen 125 in den
verschiedenen Isolierplatten angeordnet, die die Bauteile einer sogenannten Gitteranordnung
bilden. Fig. 8 veranschaulicht die Art einer Isoliereinsatzplatte, welche bei der
verbesserten Bauart verwendet werden kann und durch das Bezugszeichen 124 bezeichnet
ist. Die ; Isoliereinsatzplatte 124 hat Öffnungen 125, um die in Fig.3 gezeigten
Kanäle zu bilden. Die Isolierplatte 124 enthält auch Öffnungen 34 zur Aufnahme von
Isolierbolzen 26, einen länglichen Schlitz 113 und eine Einschnürung 114. Ein Einsatz
126 aus einem entsprechenden magnetischen Material, hier Eisen, ist so geformt,
daß er den Öffnungen 125 angepaßt ist. Unmittelbar über und unter der Isolierplatte
124 ist eine Isolationsschutzplatte 127 angeordnet, deren Gestalt deutlich in Fig.
6 und 7- gezeigt ist. Die Isolationsschutzplatte 127 enthält Öffnungen 34 für die
Isolierbolzen 26, Öffnungen 125, einen verlängerten Schlitz 113 und eine Einschnürung
11:1. Die Isolationsschutzplatte 127 schützt die Isoliereinsatzplatte 124 gegen
die Wirkung des Unterbrecherbogens. Unmittelbar anschließend an jede
Isolationsschutzplatte
127 ist eine Isolationsströmungsplatte 128, deren Gestalt deutlicher
in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist. Diese Isolationsströmungs-1>latte 128 enthält Strömungsöffnungen
129, welche von den Öffnungen 125 nach einem vergrößerten Schlitz 118 führen. Die
Platte 128 hat auch eine Einschniirung bei 119, die in eine Austrittsöffnung 120
führt.
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Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, sind die Platten so zusammengesetzt,
daß auf drei Strömungsplatten 128 eine Einsatzplatte 124 folgt, welche zwischen
zwei Schutzplatten 127 angeordnet ist. Diese Zusammensetzung wiederholt sich über
die ganze Lälnge der Unterbrecherkammer 95, welche durch eine Schlitzöffnung 122
für den beweglichen Kontakt 13 aufweisende Isolationsbodenplatte abgeschlossen ist.
Die Auslaßkanäle, die durch die Öffnungen 12o der Strömungsplatten gebildet werden,
sind mit i i 1 bezeichnet, während 112 die geschlossenen Enden der Einsatz- und
Schutzplatten ohne Auslaß bezeichnet.
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Es ist klar, claß während des Öffnungsvorganges die '.-111w;irtslyewegung
der Betätigungsstange6 eine Abwärtsbewegung des beweglichen Kontaktes 13 erzeugt
und dadurch ermöglicht, daß die Druckfeder 84 den Zwischenkontakt im Uhrzeigersinn
um den stationären Kontakt 78 als ersten Drehpunkt verschwenkt. Diese Verschwenkung
im Uhrzeigersinn des Zwischenkontaktes 86 geht so lange vor sich, bis der Drehzapfen
87 den Boden der Schlitze 88 trifft, worauf eine Verschwenkung des Zwischenkontaktes
86 um den Drehzapfen 87 als zweiten Drehpunkt entgegen dem Uhrzeigersinn stattfindet.
Dadurch wird ein druckerzeugender Bogen zwischen den Kontakten 78, 79 in der Druckerzeugungskammer
94 gezogen.
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Dieser druckerzeugende Bogen wirkt auf das 01,
welches in der
Druckerzeugungskammer 94 enthalten ist, und be"virkt den Aufbau eines beträchtlichen
Druckes darin, Die Verschwenkung des Zwischenkontaktes 86 uni den Drehzapfen 87
als einen zweiten Drehpunkt in Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn dauert so lange,
bis derZwischenkontakt 86 auf die metallische Lagerplatte82 auftrifft, zu welcher
Zeit die Fortsetzung der Abwärtsbewegung des beweglichen Kontaktes 13 einen Unterbrecherbogen
zwischen dem Kopf des beweglichen Kontaktes 13 und dem Kontaktteil 9o des Zwischenkontaktes
86 ziehen läßt.
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Auf diese Weise wird der druckerzeugende Bogen früher als die Bildung
des Unterbrecherbogens gezogen, so daß bei Entstehung des letzteren er dem Einstrom
von Flüssigkeit ausgesetzt wird, welche durch die Strömungskanäle 129 fließt.
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Aus der vorhergehenden Beschreibung ist es klar, daß das Öl durch
die Kanäle 123 abwärts fließt und daß nur die Strömungsplatten 128 einen Fluß in
die länglichen Schlitze 118 in den Strömungsplatten gestatten. Während des Scheitelpunktes
der Wechselstromwelle wird der Unterbrecherbogen mit Bezug auf Fig. 3 nach links
gezogen in eine Stellung, wo der Fluß, der durch die Strömungskanäle 129 in den
Strömungsplatten 128 (s. Fig.4) kommt, die Stetigkeit des Unterbrecherbogens sehr
wenig stören kann. Dies vermindert die Energie des Bogens und den Innendruck in
dem Bogenlöschungsbauteil. Wenn jedoch der Augenblickswert des Bogenstromes auf
einen verhältnismäßig niedrigen Wert fällt, werden die magnetischen Einsätze 126
wenig zwingende Kraft auf den Unterbrecherbogen ausüben und zulassen, daß er zu
der Stelle zurückkehrt, wo er ursprünglich gezogen wurde, d.b. zwischen den entgegengesetzt
liegenden Strömungskanälen 129 (s. Fi@g.3). In dieser Stellung erhält er die volle
Wirkung des Querflusses von 01, welcher das Bestreben hat, -den Unterbrecherbogen
nach rechts zu tragen, wie in Fig. 3 zu sehen, nach der Eitischniirung 114 zu, wobei
der Fluß des Öls auf den Unterbrecherbogen an dieser Stelle zusammentrifft, wie
durch den engen Teil i i9 in den Strömungsplatten 128 bestimmt. Die starke Entionisierungswirkung
in dem Raum des Bogens baut wirksam dielektrische Kraft bei Nullstrom auf, so daß
der Bogen nicht zurückschlagen kann. So wird der Strom unterbrochen.
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Aus der vorhergehenden Beschreibung ist es klar, daß die Erfindung
eine verbesserte Anordnung von Kanälen für die Flüssigkeit vorsieht, die in den
Bogenraum 95 von länglicher Gestaltung führen. Die Anordnung der Ölkanäle, durch
welche 01 in den Bogenraum 95 von .entgegengesetzten Seiten geführt wird,
hat die folgenden Vorteile: i. Das linke Ende des Bogenraumes 95, wenn man Fig.
2 betrachtet, ist frei von Strömungsbedingungen und ermöglicht, daß das magnetische
Feld den Unterbrecherstrom in dieses linke Ende des Bogenraumes 95 während der verhältnismäßig
höhen Augenblickswerte des Bogenstromes zurückzieht.
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2. Die gegenüberliegenden Doppelkanäle haben das Bestreben, den Löschbogen
in dem Schlitz zu zentrieren und so ein Verbrennen der Fiberwände des Bogenraumes
95 zu vermindern. Mit anderen Worten, wenn die Kanäle nur auf einer Seite des Bogenraumes
95 angeordnet wären, würde das Bestreben bestehen, den Löschbogen gegen die entgegengesetzte
Seite des Bogenraumes 95 zu zwingen, was ein Verbrennen der Wände des Bogenraumes
bedingen würde. Wenn Paare von Einlaßkanälen 129 vorhanden sind im Gegensatz zu
Einlaßkanälen, die nur auf einer Seite des Bogenraumes angebracht sind, wird der
Bogen in dem Schlitz zentriert, und so ist ein Verbrennen der Fiberwände praktisch
unbedeutend.
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3. Dadurch, daß die entgegengesetzten Flüssigkeitseinlaßkanäle 129
paarweise in verschiedenen, Höhenlagen über dem Bogenraum 95 vorgesehen und von
derselben einheitlichen Bauart sind, d. h. daß die Platten sich über dem Stapel
wiederholen, wird eine gleiche Unterbrecherwirkung auf jeden Zoll (2,54 cm) auf
die Bogenlänge erzielt. Solch ein Plattenaufbau durch Wiederholung ist höchst geeignet,
uni die Anzahl der Einheiten dem Spannungsverhältnis des Unterbrechers anzupassen.
Dementsprechend wird für eine hohe Betriebsspannung am Unterbrecher eine größere
Anzahl von Einheiten verwendet, als dies für eine geringere Betriebsspannung
des
Unterbrechers der Fall sein würde.
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Es ist aus der vorhergehenden Beschreibung ersichtlich, daß durch
Anordnung der Auslässe in rechten Winkeln zu der Richtung des Einlaßstromes eine
beträchtliche Wirbelbildung in dem Bogenraum 95 auftritt, was zur Entionisation
des Bogenraumes beiträgt.
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Es ist festzustellen, daß die zwei im wesentlichen parallelen ersten
Flüssigkeitskanäle 123 sich in einer Richtung erstrecken, die im wesentlichen parallel
mit der Richtung liegen, wie sie für den Unterbrecherbogen angenommen wird, und
daß ein oder mehrere zweite Paare der Flüssigkeitskanäle 129 im wesentlichen quer
zu den ersten Flüssigkeitskanälen verlaufen und gegen den Unterbrecherbogen führen.
Die ersten Flüssigkeitskanäle 123 endigen in ihrem oberen Ende im Innern der Druckerzeugungskammer
94 und sind an ihrem unteren Ende mit einem oder mehreren Einlaßkanälen 129 verbunden.
Der Unterbrecherbogen wird in einer Richtung im wesentlichen parallel zu den ersten
Flüssigkeitskanälen 123 verlängert. Der eine oder mehrere dritte Auslaßkanäle i
i i stehen am einen Ende mit dem Außenbereich der Bogenlöschungseinheit 3 in Verbindung
und laufen mit ihrem anderen Ende in der Nähe des Unterbrecherbogens aus, um die
Flüssigkeit von hier abzuführen.
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Es ist bei der beschriebenen Anordnung festzustellen, daß die Druckerzeugungskammer
94 am Oberende der Einheit 3 und der längliche Bogenraum 95 am anderen Ende der
Einheit angeordnet ist, in welchen eine Mehrzahl von Paaren von Einlaßöffnungen
129 an einer Vielzahl von Punkten über seine Länge führen. Leitungsmittel sind vorgesehen,
um die Druckerzeugungskammer 94 mit der Vielzahl von Paaren von Einlaßkanälen 129
zu verbinden, so daß die Flüssigkeit aus der Druckerzeugun.gskammer durch die Paare
der Einlaßkanäle 129 in den länglichen Bogenraum 95 gezwungen wird.
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Auf diese Weise führen eine Vielzahl von Paaren entgegengesetzter
Flüssigkeitseinlaßkanäle 129 in den Bogenraum 95 in verschiedenen Höhen über den
Bogenraum, und eine Vielzahl von Lüftungs- oder Auslaßkanälen i i i, die axial über
dem Bogenraum 95 im Abstand angeordnet sind, führen aus dem Bogenraum heraus. Solch
eine Bauart erhöht die Wirbelbildung im Innern des Bogenraumes und unterwirft die
ganze Länge des Unterbrecherbogens einer Entionisierungswirkung. Auf diese Weise
sind Mittel vorgesehen, um eine Vielzahl von Paaren entgegengesetzt gerichteter
Flüssigkeitsströme auf den Bogen in verschiedenen Höhen über die Länge des Bogens
auftreffen zu lassen.
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Ein Vorteil der Erfindung liegt in der Tatsache, daß durch die Verwendung
eines rechtwinklig gestalteten Kontaktes 13 der Bogen nach dem einen oder dem anderen
Ende der Kopffläche des rechtwinkligen Kontaktes 13 wandern kann. So ist während
des Scheitelwertes der Wechselstromwelle, wenn der unterste Punkt des Bogens nach
dem linken Ende des rechteckigen Kontaktes 13 sich bewegt, und zwar mit Bezug auf
Fig. 3, die Möglichkeit eines erleichterten Abflusses zwischen den entgegenstehenden
Einlaßkanälen 129 und den Auslaßkanälen i i i gegeben, ohne daß der Kern des Bogens
in dieser Zeit wesentlich gestört wird. Andererseits kann während der verhältnismäßig
niedrigen Augenblickswerte des Bogenstromes das untere Ende des Bogens sich nach
dem rechten Ende des rechtwinkligen Kontaktes 13 bewegen und so in den unmittelbaren
Weg des Ölflusses kommen, der aus den axial mit Abstand angeordneten Auslaßkanälen
i i i nach außen strömt.
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So ist durch die Verwendung eines rechteckig geformten Kontaktes 13
die Unterbrecherwirkung verbessert als eine Wirkung der erleichterten Bewegung des
unteren Endes des Bogens, und es besteht ein freierer Auslaß dadurch, daß der Bogen
während der Scheitelwerte des Wechselstromes umgangen wird.
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Es ist für den Fachmann klar, daß die Erfindung in jeder Weise nicht
nur für in Flüssigkeit getauchte Unterbrecher anwendbar ist, sondern auch -für Stromunterbrecher,
die in einem- gasförmigen Medium, wie Luft, betrieben werden. Die Isolierplatten,
die in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben sind, können
aus einem entsprechenden, gaserzeugenden Material hergestellt werden, um die Unterbrechung
des Unterbrecherbogens zu erleichtern. Dementsprechend kann der vorbeschriebene
Unterbrecher in Luft betrieben werden, wobei .die Isolationsplatten aus einem entsprechenden
gasentwickelnden Stoff, wie Hornfiber (vulkanisierte Fiber) oder Borsäure, bestehen.
Nur zum Zwecke der Veranschaulichung und nicht zur Beschränkung ist die Erfindung
an einem in 01 getauchten Stromunterbrecher beschrieben worden.