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Elektrischer Schalter mit Mehrfachunterbrechung und mit Lichtbogenlöschung
durch ein strömendes Medium Gegenstand der Erfindung ist ein elektrischer Schalter,
bei dem die Unterbrechung des Stromkreises (in jeder Phase) mittels zweier oder
mehrerer hintereinanderliegender Teiltrennstrecken erfolgt und bei dem zur Spannungsisolation
nach erfolgter Abschaltung ein in Reihe geschalteter Trennschalter geöffnet wird
oder wobei die Teiltrennstrecken in die Trennschalterarme bildenden Schaltköpfen
untergebracht sind, so daß sich ein besonderer Trennschalter erübrigt.
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Es ist eine Schalteinrichtung dieser Art bekanntgeworden, bei der
die feststehenden Kontakte der Teiltrennstrecken von Düsen und die jeweils dazugehörigen
beweglichen Kontakte von Kolben oder von Kolben angetriebenen Bolzen gebildet werden.
Die Leistungsfähigkeit dieser Anordnungen ist jedoch aus dem Grunde begrenzt, weil
jeder Teiltrennstrecke nur eine Löschdüse beigeordnet ist.
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Die Erfindung betrifft eine Verbesserung dieser Stromunterbrecher
mit Mehrfachunterbrechungen. Sie besteht darin, daß beide Kontakte jeder Trennstelle
als Hohlkontakte ausgebildet und zur Abführung des radial zuströmenden Löschmittels
vorgesehen sind. Hierdurch wird bei einem Druckgassehalter
der
vorbeschriebenen Art bei kleinstem Abstand und kürzester Eigenzeit eine große Leistungsfähigkeit
erreicht.
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Es wird die Erfindung an Hand der Zeichnung in den Fig. i bis 5 näher
erläutert, wobei noch verschiedene erfindungsgemäße Einzelheiten erkennbar werden.
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In Fig. i ist ein Druckgasschalter gemäß der Erfindung dargestellt.
Es stellen dar: i den unteren Stromänschluß, 2 ein Anschlußstück, das gleichzeitig
den Gasabführungskanal6 und die Kolbenführungen für die kalottenartigen Kontaktkolben
3, 3' enthält, 4 den oberen Anschluß. Die Teiltrennstellen werden von den Isolatoren
i i (Isolierzargen) eingehüllt, so daß zu jeder Teiltrennstelle ein kammerartiger
Raum gehört. Diese Räume sind innerhalb einer Mehrfachtrennstelle mittels entsprechender
Kanäle in den Zwischenstücken 2 miteinander verbunden.
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Die Wirkungsweise des Stromunterbrechers ist folgende: Tritt :das
Löschmittel in Richtung 7 in den Schalter ein, dann fließt es in den einzelnen Kammern
in den Pfeilrichtungen 8 zwischen die Kalotten 3, 3' und drückt sie gegen je eine
Einschaltfeder auseinander. Die dabei entstehenden Lichtbögen werden vom Löschmittel
in die Löschdüse 5, 5' getrieben und gelöscht. Die Lichtbogengase und sonstigen
Schaltprodukte werden von den Löschmittelströmen in den Pfeilrichtungen 9 und io
durch die Zwischenstücke ins Freie geblasen. Die Abgaskanäle 6 in den Zwischenstücken
2 können mit Kühleinrichtungen versehen sein. Zwecks besserer Zentrierung des Lichtbogens
können die Löschdüsen in ihrem Innern mit an sich bekannten Hilfselektroden versehen
werden.
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Für die Ausbildung der kalottenförmigen Kontaktbolzen 3, 3' ist wichtig,
daß die Kontaktstelle sich möglichstnahe an denLöschdüsenöffnungen 5, 5' befindet,
damit der jeweils gezogene Lichtbogen in einem Löschmittelstrom mit möglichst hoher
Geschwindigkeit entsteht. Wesentlich ist hierbei auch, daß das Löschmittel bereits
vor der Kontakttrennung nahe an die eigentliche Kontaktstelle und damit nahe an
die Löschdüsenöffnungen 5, 5' herangebracht wird, wie sich aus Fig. 2 ergibt. Diese
zeigt den wesentlichen Teil eines Kontaktpaares gemäß der Erfindung. Zwecks Erzielung
einer Strömung hoher Geschwindigkeit im Bereich des Lichtbogens sind die Kalottenflächen
möglichst dicht nebeneinander angeordnet, damit nach dem Abheben der Kontakte auch
zwischen den sich nicht berührenden Kalottenteilen in der Nähe der Kontakte eine
starke Strömung einsetzt.
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Die Bewegung der Kontaktkalotten nach der Trennung erfolgt, solange
die Kontakte nahe aneinander stehen, zweckmäßig mit geringer Geschwindigkeit, um
den Lichtbogen sicher in die Kontaktöffnungen zu blasen. Die Mittel, eine derartige
Bewegung zu erzeugen, sind an sich bekannt, z. B. unterschiedliche Beaufschlagung
des Antriebskolbens über den Hub, Bremsen usw.
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In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel nach der Erfindung
dargestellt, bei dem die Kolben und die dazugehörigen Schleifkontakte vermieden
werden. Die Elektroden der Teilunterbrechunggsstrecken werden von membranartigen
Körpern, die beim vorliegenden Beispiel kalottenartig durchgedrückt sind, gebildet.
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In diesem Beispiel bedeutet i den unteren Stromanschluß, 2 ein Zwischenstück,
das den Erdisolator mit dem Aufbau der Trennstrecke verbindet, 3, 3' membranartige
Körper, die in ihrer Mitte je einen Ringkontakt mit der Düsenöffnung 5, 5' besitzen,
.4 den oberen Anschluß. Die membranartigen Körper besitzen Verlängerungen 6, die
scheibenartig ausgebildet und in die Kühler i2 in Form von Blechen eingesetzt sein
können. Die Verlängerungen 6 der membranartigen Körper sind vQn Rohren 13 und 14
durchsetzt, wobei die ersteren der Luftzuführung beim Ausschalten dienen und die
letzteren zur Aufnahme der Spannstangen 15, die die Teiltrennstrecken 3, 3', 5,
5', die mittels der Isolatoren i r auf passenden Abstand derart gebracht sind, däß
die Ringkontakte der Kalotten 3, 3' fest aufeinanderliegen, miteinander verbinden.
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Die Wirkungsweise bei diesem Ausführungsbeispiel ist im wesentlichen
die gleiche wie bei dem vorangegangenen. Der Strom tritt durch den Anschluß i in
die Trennstrecke ein, fließt über die kalottenartigen Körper 3; 3' zu den Ringkontakten
und von diesen wieder zu den kalottenartigen Körpern 3, 3', bis er schließlich durch
den Anschluß 4 die Trennstrecke verläßt.
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Zum Zwecke der Ausschaltung wird das Druckmittel durch die Leitung
7 entsprechend den Pfeilen 8 Iden Räumen 16 zwischen den Kalotten 3, 3' zugeführt,
wodurch sich die Kalotten ein genau vorbestimmtes Maß durchdrücken. Hierbei werden
die Ringkontakte mit den Düsenöffnungen 5, 5' voneinander abgehoben. Die dabei entstehenden
Lichtbögen werden von dem radial nach innen den Düsenöffnungen 5, 5' zuströmenden
Druckmittel erfaßt und in die Düsenöffnungen gedrückt und gelöscht. Die Schaltgase
strömen durch die Räume 17 und durch die von den Verlängerungen 6 gebildeten Kanäle
ins Freie. Eventuell vorgesehene Kühler i2 sorgen darfür, daß nur abgekühlte und
elektrisch unschädliche Gase ins Freie treten.
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Um in den Räumen 16 rasch ansteigenden Druck zu bekommen, empfiehlt
es sich, Füllkörper einzubauen, die die Räume soweit verkleinern, als es elektrisch
tragbar ist. Es können hierbei sowohl Isolierkörper als auch Metallkörper zur Anwendung
kommen, wobei die letzteren entsprechend isoliert sein müssen.
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Die Räume 17 werden mit Vorteil mit Einbauten versehen, die
die Durchbiegung der Membranen begrenzen. In den Räumen 17 können auch Federn untergebracht
werden, die den erforderlichen Kontaktdruck erzeugen.
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Die Rohrleitungen 7 können sich im Zuge der Strömungsrichtung von
Stufe zu Stufe verjüngen. Die Fig. 4 zeigt eine Draufsicht und Schnitt durch einen
Membranensatz mit einem scheibenförmigen Abströmkanal. In Fig. 5 dagegen ist eine
weitere vorteilhafte Abänderung des Kontaktsystems
nach Fig. i
dargestellt. Während bei der Abbildung nach Fig. i der Strom über die Gleitfläche
der Kolben 3, 3' zu den Zwischenstücken :2 geleitet wird, erfolgt bei der Ausführung
nach Fig. 5 die Stromleitung über den zentral angeordneten Gleitkontakt :2o von
einem Kontaktkolben 3 zum anderen Kontaktkolben 3'. Die übrigen Bezeichnungen im
Ausführungsbeispiel nach Fig.5 decken sich mit den entsprechenden in Fig. i.
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Die Düsenöffnungen 5, 5' können zweckmäßig mit einem schwer schmelzbaren
Material ausgekleidet sein.
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Ein Teil der Teiltrennstrecken kann zur Begünstigung der Löschwirkung
durch Widerstände überbrückt werden, wobei mit Vorteil jene gewählt werden, bei
denen das Druckmittel zuerst einströmt. Schließlich kann es auch zweckmäßig sein,
die unterste Teilstreckenkammer mit einem Abfluß für Kondenswasser od. dgl. anzubringen.
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Die beschriebenen Einrichtungen können in ihrer grundsätzlichen Wirkung
auch auf Schalter übertragen werden, die mit Flüssigkeit als Löschmittel arbeiten.
Hierbei werden zweckmäßig zur Erzeugung des notwendigen Druckes die an sich bekannten
Differentialkolben verwendet.