DE856014C - Elektrischer Schalter mit Lichtbogenloeschung durch ein stroemendes Druckmittel, wie Druckgas - Google Patents

Description

• Elektrischer Schalter mit Lichtbogenlöschung durch ein strömendes Druckmittel, wie Druckgas Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schalter cnit Lichtbogenlöschung durch ein strömendes Druckmittel, wie Druckgas, bei dem der Austrittsquerschnitt für die Schaltgase aus der Schaltkammer in Abhängigkeit von dem beim Abschaltvorgang vom .-ibschaltlichtbogen erzeugten Druck veränderlich ist. Bei einem derartig ausgebildeten Schalter ist die Gefahr vermieden, daß der vom Abschaltlichtbogen erzeugte Druck die Löschwirkung des strömenden Druckgases nachteilig verringert.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders zweckmäßige Ausführungsform eines nach diesem Prinzip aufgebauten Schalters zu entwickeln. Insbesondere handelt es sich darum, Trennstellen für hohe Abschaltleistungen zu erhalten, die in mehrfacher Anwendung als gleichartige Bauelemente dazu dienen können, zweckmäßige Schalterbauformen für verschieden hohe Spannungen zusammenzustellen. Zu diesem Zweck sieht die Erfindung vor, daß an der Trennstelle mindestens ein Schaltkontakt zur Abführung der Schaltgase hohl ausgebildet ist und daß ein weiterer, insbesondere außen am Schaltkontakt entlang führender, zunächst verschlossener Gasweg, vorzugsweise ein zum Schaltkontakt konzentrisch angeordneter Ringraum, vorhanden ist, der bei höheren, vom Abschaltlichtbogen in der Kammer erzeugten Drücken ebenfalls für die Abführung von Schaltgasen geöffnet wird, derart, daß ein die Lichtbogenbeblasung behindernder Gegendruck vermieden wird. Man hat hierbei die Möglichkeit, in einer im wesentlichen rohrförmigen Kammer zwei zusammenwirkende Hohlkontakte anzuordnen, durch die beim Unterbrechungsvorgang nach beiden Enden der Kammer das Druckmittel abbläst, und den Aufbau so zu treffen, daß zwischen den die Hohlkontakte in der Kammer aufnehmenden Gehäusen und der Kammerwandung Ringkanäle vorhanden sind, in denen sich ringförmige Ventile befinden, die sich erst bei einem bestimmten Druck für den Gasabzug öffnen. Das Druckmittel kann der Kammer in der Nähe der Kontaktspitzen, vorzugsweise allseitig radial, zugeführt werden. Zweckmäßig erhält die Kammer an dieser Stelle die Form einer Doppeldüse, in der der Abschaltlichtbogen zwischen den Kontakten gezogen wird. Mit diesen Kammern als Baueinheiten, die zweckmäßig an der Außenseite einer Isolatorsäule angeordnet werden, kann man in vorteilhafter und übersichtlicher Art Schalter für verschiedene Spannungen und hohe Abschaltleistungen zusammenstellen. Es lassen sich auch leicht Parallelwiderstände zu den Schaltstellen in der Isolatorsäule vorsehen.
• Die Zeichnung veranschaulicht Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes in den Fig. i bis 4. Aus diesen sind auch weitere erfindungsgemäße Einzelheiten erkennbar.
• In Fig. i ist insbesondere der Aufbau einer erfindungsgemäßen Schaltkammer, der an der Außenseite einer Isolatorsäule vorgesehen ist, dargestellt.
• Auf dem Stützisolator i sind die beiden Hohlisolatoren 2 und 3 angeordnet. 4 und 5 sind Metallzwischenfassungen. 6 ist eine Metallkappe, welche mit dem Stromanschluß 7 versehen ist. Die Hohlisolatoren 2 und 3 enthalten Widerstände 8 und 9, welche die Rohre io und i i umgeben. Die Metallzwischenfassung 5 ist mit der Metallzwischenfassung 5' zu einem Teil vereinigt. Die Metallzwischenfassung 5' trägt die Schaltkammer, welche aus den beiden Hohlisolatoren 12 und 13 besteht. Jede Schaltkammerhälfte enthält einen stiftförmigen Hohlkontakt 14, der in einem ringförmigen Stromfiihrungskontakt 15 aufgenommen wird. Dieser sitzt am Ende eines Zylinders 16, welcher den Ausschaltkolben 17 des Hohlkontaktes führt und für den Eintritt der Antriebsluft mit Bohrungen 18 versehen ist. Auf den Kolben 17 wirkt außerdem dieEinschaltfeder i9, welche in dem Ringraum zwischen den Zylindern 16 und 2o aufgenommen ist. Sie kann bei geeigneter Ausbildung als Bremsfeder für den ausschaltenden Schaltstift dienen. Das erweiterte Ende 21 des Hohlschaltstiftes gleitet kolbenartig in dem Rohr 20, welches als Hubbegrenzung für den Ausschaltkolben 17 dient und durch welches die Schaltprodukte beim Abschaltvorgang in den Raum 22 gelangen, von wo sie über die Aussparung 23 in den Schalldämpfer 24 und von hier ins Freie austreten. Auf dem Rohr 16 ist eine Hülse 25 verschiebbar gelagert. Sie trägt am Ende einen Ventilteller 26, der durch die Feder 27 vorgeschoben wird, so daß der Ringrauen 28 normalerweise für den Gasabzug verschlossen ist. Erst wenn der Druck im Ringraum 28 so stark ansteigt, daß eine Verminderung der Lichtbogenbeblasung eintreten könnte, wird die Kraft der Feder 25 überwunden, und der Teller 26 gibt den Weg für die Schaltgasse frei, der unmittelbar nach dem Schalldämpfer 24 führt. Der Schalldämpfer 2q. und das Kontaktsystem können zum Zweck der Revision oder Auswechselung bequem im ganzen in axialer Richtung aus der Kammer herausgenommen werden.
• In der in der Zeichnung dargestellten Einschaltlage fließt der Strom vom Stromanschluß 7 über die Kappe 6, das Stromband 38 und den oberen Schalldämpfer durch die Hohlkontaktanordnungen zum unteren Schalldämpfer und durch das Stromband 29 zur Metallfassung 4. Die Widerstände 8 und 9, welche zwischen den Fassungen 4 und 5 bzw. zwischen der Fassung 5 und der Kappe 6 liegen, sind kurzgeschlossen. Zum Zweck des Abschaltens wird Druckluft durch das Rohr io geschickt. Diese gelangt durch den Kanal 30 in den Ringraum 31 und tritt durch die Düsen 32 in die Kammerräume ein. Sie beaufschlagt zunächst die Kolben 17 der Schaltkontakte, so daß die Kontaktspitzen in die Düsen zurückgezogen werden. Der entstehende Lichtbogen wird durch die allseitig radial in die Hohlkontakte einströmende Blasluft, insbesondere an den Fußpunkten intensiv erfaßt und gelöscht. Sollte der vom Lichtbogen erzeugte Druck ein gewisses Maß übersteigen, sowerden die Ventilteller 26 zurückgedrückt, und der Gasabzug kann auch über die Kanäle 28 erfolgen, so daß eine Behinderung der Beblasung nicht eintreten kann. Die Widerstände 8 und 9 sind hauptsächlich für Schalter vorgesehen, die aus mehreren Schaltkammeranordnungen nach Fig. i zusammengebaut sind. Jede Leistungstrennstelle ist dann durch einen parallelen Widerstand überbrückt. Der durch die in Reihe liegenden Widerstände fließende Strom sorgt infolge seines Spannungsabfalles für eine gleichmäßige Spannungsaufteilung auf die einzelnen Unterbrechungsstellen, so daß auf jede ein gleichmäßiger Anteil der gesamten Abschaltleistung des Schalters entfällt. Man kann die Widerstände aber auch noch dazu benutzen, daß jede Löschdüse einer Schaltkammer die Hälfte der Abschaltleistung der Kammer zwangsläufig übernehmen muß. Es ist dann nur erforderlich, das Potential zwischen den beiden Widerständen 8 und 9 durch geeignete Mittel zwischen den beiden Kontakten 14 aufzuteilen. Die Abschaltung des Widerstandsreststromes nach erfolgter Leistungsunterbrechung kann z. B. durch eine im Kopf der Isolatorsäule angeordnete Reststromunterbrechungsstelle erfolgen. Sie kann aber auch durch einen sich an die Metallfassung 4 anschließenden Trennschalter bewirkt werden. Die Kontakte dieses Trennschalters können erforderlichenfalls mit Druckluft betätigt und beblasen werden, die diesen Kontakten etwas später zuströmt als den Leistungsunterbrechungsstellen. Dies läßt sich z. B. dadurch erreichen, daß die Steuerventile für die Antriebsluft der Leistungsunterbrechungsstellen im Hochspannungsteil des Schalters angeordnet werden, während sich das Steuerventil für die Trennschalterluft im Schalterunterteil befindet. Die folgenden Figuren zeigen einige Schalteraufbauten, bei denen die liaueleinente der Fig. i verwendet sind.
• Der Schalter nach Fig. 2 trägt auf einem fahrbaren Unterteil 33, der zugleich die l)ruckgasspeicher enthält, zwei feststellende Isolatoren i und i' so,#vie einen drehbaren Isolator 35. Auf den Isolatoren i und i' sind Isolatoren 2, 3 mit darin enthaltenden Widerständen und außerdem Schaltkammern 12, 13 vorgesehen. Der Stützer 35 trägt ein Trennmesser 36, welches nach erfolgter Leistungsunterbrechung um etwa 9o° gedreht wird. Die Stromanschlüsse sind mit 7 und 7' bezeichnet.
• Fig. 3 zeigt einen ähnlichen Schalter, der etwa für die doppelte Spannung wie der Schalter der Fig.2 bestimmt ist. Außer den höheren Isolatorsäulen 1, 1' und 35 besitzt er oben weitere Schaltkammern 12, 13 und Widerstandsanordnungen 2, 3. Dabei sind die übereinander angeordneten Schaltkammern gegeneinander versetzt, insbesondere zu dem Zweck, daß die Kontaktsysteme gut zugänglich sind. Für noch höhere Spannungen kann eine Anordnung gemiiß Fig. 4 vorgesehen werden, bei welcher die einzelnen Schaltkammern an Gabelästen auf den Isolatorsäulen sitzen. Hierbei ist es möglich, die Tragarme 37 als Druckgaszwischenbehälter auszubilden.

Claims (17)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrischer Schalter mit Lichtbogenlöschung durch ein strömendes Druckmittel, wie Druckgas, hei dem der Austrittsquerschnitt für die Schaltgase aus der Schaltkammer in Abhängigkeit von (lern vom Abschaltlichthogen erzeugten Druck veränderlich ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Schaltkontakt zur Abführung der Schaltgase hohl ausgebildet ist und daß ein weiterer, insbesondere außen am Schaltkontakt entlang laufender, zunächst verschlossener Gasweg, vorzugsweise ein zum Schaltkontakt konzentrisch angeordneter Ringraum, vorhanden ist, der bei höheren, vom Abschaltlichtbogen in der Kammer erzeugten Drücken ebenfalls für die :1bführung von Schaltgasen geöffnet wird, derart, (laß ein die Lichtl)ogetil)el>lasttng behindernder Gegendruck nicht entsteht.
2. 2. Schalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in einer im wesentlichen rohrförmigen Kammer (12, 13) zwei zusammenwirkende Hohlkontakte (14) vorhanden sind, durch die leim Unterbrechungsvorgang nach beiden Enden der Kammer das Druckmittel abbläst. und claß zwischen den die Hohlkontakte in der Kammer aufnehmenden Gehäusen und der Kammerwandung »ach den Kammerenden führende Ringkanäle (28) vorhanden sind, in denen sich ringförmige Ventile (26) befinden, die sich erst bei einem bestimmten Druck für den Gasabzug öffnen.
3. 3. Schalter nach .1iispruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß (las Druckmittel der Kammer in der Nähe der Kontaktspitzen vorzugs-,#veise allseitig radial zugeführt wird und daß die Kammer an dieser Stelle die Form einer Doppeldüse (32) hat, in der der Abschaltlichtbogen gezog@_n wird.
4. 4. Schalter nach Anspruch i his 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Hohlkontakt (14) mit seinen Steuereinrichtungen (16, 17, 19, 20, 25, 26), vorzugsweise zusammen mit den Auspuffeilen (24), in axialer Richtung aus der rohrförmigen Schaltkammer herausgezogen werden kann.
5. 5. Schalter nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet; daß jedes Kontaktsystem zwei konzentrische Tragrohre (16, 2o) aufweist, von denen das äußere längere (16) am Ende den Hohlkontakt (14) mit einem Ringkontakt (15) titn-reift und außerdem den Ausschaltkolben (17) des Hohlkontaktes (14) aufnimmt, der unter der Wirkung einer zwischen den beiden Rohren geführten Einschaltfeder (i9) steht, während das innere kürzerer Rohr (20) einerseits zur Hubhegreiizung für den Ausschaltkolben (17) und andererseits zur Führung des rückwärtigen Endes (21) des Hohlkontaktes dient.
6. 6. Schalter nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet. daß auf dem äußeren Tragrohr (16) des Kontaktsystems eine Hülse (25) Verschiebbar angeordnet ist, welche unter der Wirkung einer Feder (27) steht und mit einem den Ringkanal (28) verschließenden Ventilteller (26) versehen ist.
7. 7. Schalter nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Schaltkammer ans zwei Rohrstücken (12, 13) zusammengesetzt ist und daß die die Rohrstücke verbindende Fassung (5) als Träger der Schaltkammer dient. B.
8. Schalter nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, claß die rohrförmige Schaltkammer an der Außenseite einer Isolatorsätile (1, 2, 3) angeordnet ist.
9. 9. Schalter nach Anspruch i his 8, dadurch gekennzeichnet, daß die die beiden Schaltkammerhälften verbindende Metallfassung (5') mit einer Zwischenfassung (5) der Isolatorsäule vereinigt ist und daß das durch den Isolator herangeführte Löschmittel durch das Innere (30) der Fassung der Schaltkammer zugeleitet wird. io.
10. Schalter nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schaltkammern übereinander in versetzter Anordnung an der Isolatorsäule angebracht sind (Fig. 3 und 4). ii.
11. Schalter nach Anspruch i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolatorsäule gegabelt ausgebildet ist und die einzelnen Gabeläste mit Schaltkammern versehen sind (Fig. 4).
12. 12. Schalter nach Anspruch i bis- i i, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schaltkammern auf mindestens zwei Stützern (i, i') verteilt angeordnet sind und daß zwischen beiden Stützern ein Tre»nsclialter angeordnet ist, dessen Trennmesser (36) vorzugsweise von dem mittleren Prelnsolator (3,3) getragen wird (Fig. 2 bis 4).
13. 13. Schalter nach Anspruch i bis 12 mit zu den Unterbrechungsstellen parallel geschalteten Steuerwiderständen. dadurch gekennzeichnet, daß die den Schaltkammern benachbarten Teile (z, 3) der Isolatorsäule Widerstände (8, 9) enthalten.
14. 14. Schalter nach Anspruch i bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Kopf mindestens einer Isolatorsäule eine Reststromunterbrechungsstelle für den nach der Leistungsunterbrechung durch die Widerstände fließenden Steuerstrom vorhanden ist.
15. 15. Schalter nach Anspruch i bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsreststrom durch das Trennmeser (36) des Trennschalters unterbrochen wird.
16. 16. Schalter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschalterkontakte mittels Druckluft angetrieben und beblasen werden.
17. 17. Schalter nach Anspruch i bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil für die Steuerung der Betriebsluft des Trennschalters im Schalterunterteil und die Betätigungsventile für die Leistungsunterbrechungsstellen im Hochspannungsteil des Schalters angeordnet sind.