DE901193C

DE901193C - Elektrischer Schalter mit Lichtbogenloeschung durch ein stroemendes Druckmittel, wie Druckgas

Info

Publication number: DE901193C
Application number: DEA5776D
Authority: DE
Inventors: Otto Leopold
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1942-09-25
Filing date: 1942-09-25
Publication date: 1954-01-07

Description

Elektrischer Schalter mit Lichtbogenlöschung durch ein strömendes Druckmittel, wie Druckgas Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter mit Lichtbogenlöschung durch ein strömendes Druckmittel, wie Druckgas. Es liegt ihr die Aufgabe zugrunde, die Löscheigenschaften eines solchen Schalters zu verbessern. Dabei soll außer der dem Druckmittel an sich eigenen Blaswirkung auch die Wärmewirkung des Lichtbogens auf das Druckmittel zur Löschung herangezogen werden. Ferner soll der Druck des Druckmittels zur Erhöhung der Isolierfestigkeit der Unterbrechungsstrecke benutzt werden. Das Löschmittel soll vom ersten Augenblick der Unterbrechung an bis zur endgültigen Abschaltung in der Unterbrechungsstrecke andauernd erneuert werden und die Lichtbogenfußpunkte dauernd wirksam beblasen. Dies alles soll bei einem einfachen Aufbau der Trennstelle des Schalters erreicht werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Abschaltlichtbogen in einer einen beweglichen Hohlkontakt verhältnismäßig eng umgebenden Isolierhülle gezogen wird, welcher das Druckmittel durch den Hohlkontakt zuströmt und aus welcher es allein durch den zwischen dem Hohlkontakt und der Wand der Isolierhülle befindlichen Spalt abgeführt wird.
Der Lichtbogen wird hierbei vom Augenblick seiner Entstehung an dauernd durch das um den Mündungsrand des hohlen Kontaktes herumströmende Druckgas in den Ringspalt getrieben. Es findet eine andauernde Beblasung des am beweglichen Kontakt befindlichen Lichtbogenfußpunktes mit frischem Druckgas statt; welches noch nicht mit anderen Lichtbogenteilen in Berührung gekommen ist. Außerdem stellt der nur durch den engen Spalt nach außen offene Ringraum der Isolierhülle einen derartig abgegrenzten Raum dar, daß das in ihm befindliche Druckgas durch die Lichtbogenwärme auf noch höheren Druck gebracht wird, wodurch die löschende Einwirkung auf den Lichtbogen gefördert wird. Schließlich ist aber auch der Staudruck in der Isolierhülle hoch; so daß nach erfolgter Lichtbogenlöschung die Unterbrechungsstelle gut isoliert ist.
Es ist bekannt, die Unterbrechungskammer eines Druckgasschalters mit Druckgas aufzufüllen, aus der es durch die hohlen Kontakte -ausströmt. Der Strömungsvorgang ist also umgekehrt, _ und die Lichtbogenfußpunkte werden fast restlos mit dem in der Kammer durch den Lichtbogen verseuchten Druckgas beblasen. Es fehlt auch der Staudruck des Druckgases in der Kammer, da es durch die hohlen Kontakte ungehindert abströmen kann. Dadurch läßt sich auch die Wärmewirkung des Lichtbogens auf das Druckgas nicht in dem Maße günstig ausnutzen wie bei der Erfindung. Es ist zwar auch bekannt, bei einem Druckgasschalter das Druckgas durch die Hohlkontakte in den Unterbrechungsraum einzuleiten. Der Lichtbogen brennt dabei quer an Hilfselektroden in einem offenen Raum, so daß auch hier die Wirkung der Erfindung.nicht erzielt wird.
Man kann auch zwei bewegliche Hohlkontakte zusammenwirken lassen, die sich im Einschaltzustand in der Mitte der Isolierhülle, gegebenenfalls über einen Zwischenkontakt, berühren. Nähere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Beschreibung des Ausführungsbeispiels hervor.
In Fig. i ist mit r die rohrförmige Isolierhülle bezeichnet, in deren Kanal 2 der Abschaltlichtbogen zwischen den beiden Hohlkontakten 3 gezogen wird. Die Hohlkontakte stehen unter der Wirkung der Einschaltfedern 5 und werden durch die Kolben 4 in die Ausschaltstellung gebracht, welche durch die Bohrungen io hindurch mit der bei 8 in die Hohlkontakte einströmenden Luft beaufschlagt werden. Die Stromzuführung zu den Hohlkontakten 3 erfolgt von den Gehäusen 7- aus durch die Schleifkontakte 6. Im Einschaltzustand berühren sich die Hohlkontakte 3 in der Mitte des Kanals. Bei der Kontakttrennung treten aus ihnen Druckgasstrahlen aus, die aufeinanderprallen und, wie- die eingezeichneten Pfeile andeuten, dadurch umgelenkt werden. Auf dem ganzen Ausschaltweg strömt so- das Druckgas aus den Hohlkontakten 3 um deren Mündungskante i i herum in den Spalt zwischen dem Hohlkontakt und der Wand der Isolierhülle i und von hier durch den Ringkanal 15 und die Kühler g nach außen ab. Die Lichtbogenfußpunkte werden so dauernd an . die Außenseite der' verdickten Ränder 12 getrieben, so -daß ein schädlicher Kontaktabbrand vermieden wird. Aus dem Kanal :2 werden die Kontakte in. den erweiterten Teil 16 gezogen und in eine günstige Löschstellung zum Kanal :2 gebracht. Der Raum 2 wirkt zugleich als Druckraum, in dem die eingeschlossene Luft durch die Lichtbogenwärme auf einen hohen Druck gebracht wird .und unter dem Einfluß dieses Druckes im Löschmoment mit großer Geschwindigkeit ausströmt. Der Staudruck der Luft sorgt ferner für eine gute Isolierung der Unterbrechungsstrecke. Dabei findet ein steter Zustrom von Frischluft statt, und die Lichtbogenfußpunkte werden in der Ausschaltstellung einer wirksamen Querbeblasung ausgesetzt. Im Kanal 2 sind Rillen 13 angeordnet, die zur Verlängerung der Kriechstrecke dienen.
Der beschriebene Schalteraufbau erlaubt die Anwendung eines hohen Betriebsdruckes bei niedrigem Luftverbrauch für die einzelnen Schaltungen. Er eignet sich daher besonders zur Erzielung großer Schalthäufigkeit; wobei trotzdem der Druckgasbehälter klein. gehalten werden kann. Durch den hohen Betriebsdruck werden aber auch unerwünschte Rückstöße durch starke Expansion im Raum 2 vermieden.
In Fig. 2 ist eine andere Ausführung des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Dabei ist im Kanal2 ein Zwischenkontakt 14 vorgesehen, über den sich die Hohlkontakte 3 im Einschaltzustand berühren. Das Rohr i ist bei 17 geteilt. Man kann so nach Trennen des Rohres i die beiden Hälften leicht vom Gehäuse 7 abnehmen und dann ohne weiteres an die Kontakte 3 zwecks Auswechslung öd. dgl. herankommen. Dem Kontakt 14 ist ein Wolframring für den Lichtbogenansatz zugeordnet.
Zur Vermeidung -von Überspannungen kann in die Isolierhülle i der Widerstand 23 eingebaut werden, der einerseits an den Zwischenkontakt 14, andererseits an das Gehäuse 7 angeschlossen ist. Beim Schalten wird dabei zuerst der untere Hohlkontakt 3 auf der Seite des Widerstandes zurückgezogen; so daß der Strom über den Widerstand geleitet wird, dann erst wird der obere Hohlkontakt 3 zurückgezogen, wobei der Reststrom ausgeschaltet wird. DieVerzögerung des oberen Hohlkontaktes kann z. B. durch eine größere Bemessung der Luftzufuhrleitung erreicht werden.
In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel für den Zwischenkontakt 14 gemäß Fig. 2 veranschaulicht. Er besteht aus zwei Kontaktstücken ig, zwischen welche ein Gummiklotz 2o gelegt ist. An die Kontaktstücke i9 legen sich die Hohlkontakte 3 in der Einschaltstellung an. Zwischen die Kontaktstücke ig greifen außerdem mit Schrägflächen versehene Druckstücke 2i, die unter der Wirkung von Federn 22 stehen und die Kontaktstücke ig auseinanderzudrücken suchen. -

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrischer Schalter mit Lichtbogenlöschung durch ein strömendes Druckmittel, wie Druckgas, dadurch gekennzeichnet, däß der Abschaltlichtbogen in einer einen beweglichen Hohlkontakt verhältnismäßig eng umgebenden Isolierhülle (i) gezogen wird, der das Druckmittel durch den Hohlkontakt (3) zuströmt und aus welcher es lediglich durch den zwischen dem Hohlkontakt (3) und der Wand der Isolierhülle (i) befindlichen Spalt abgeführt wird.
2. Schalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierhülle (i) mit einem erweiterten Teil, in den der Hohlkontakt (3) beim Abschaltvorgang in eine günstige Löschstellung gezogen wird, über das den Hohlkontakt (3) aufnehmende Gehäuse (7) greift und die Schaltprodukte durch den dazwischen befindlichen Ringkanal, vorzugsweise über eine Kühleranordnung (9), nach außen abgeführt werden.
3. Schalter nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei bewegliche Hohlkontakte (3) zusammenwirken, die sich im Einschaltzustand in der Mitte der Isolierhülle berühren (Fig.i).
4. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte der Isolierhülle ein federnder Zwischenkontakt (14) angeordnet ist (Fig.2).
5. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zwischenkontakt (14) eine zylinderförmige Hilfselektrode (18) aus einem schwer verdampfbaren Metall, wie Wolfram od. dgl., zugeordnet ist.
6. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenkontakt (14) aus zwei Hälften (i9) besteht, zwischen denen ein Gummiklotz (2o) liegt und die außerdem durch seitliche Federn (22) über mit Schrägflächen verseheneDruckstücke (21) auseinandergedrückt werden, die gleichzeitig den elektrischen Kontakt zwischen den beiden Hälften (i9) herstellen.
7. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des Ringkanals (15) seitlich mehrere Austrittskühler (9) für die Schaltprodukte vorhanden sind. B.
Schalter nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierhülle (i) mit Rillen (13) zur Kriechwegverlängerung versehen ist.
9. Schalter nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Isölierhülle (i) in der Mitte geteilt ist (Fig. 2). io. Schalter nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das den Hohlkontakt (3) aufnehmende Gehäuse und das die Kühler enthaltene Gehäuse zu einem Bauteil (7) vereinigt sind und die Isolierhülle (i) auf dieses aufgeschoben bzw. aufgeschraubt ist. i i. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Hilfskontakt (14) und dem einen Hohlkontakt ein Widerstand (23) eingeschaltet ist. Angezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 678,4,73; schweizerische Patentschrift Nr. 178 661; französische Patentschrift Nr. 763 449.