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Dampfentspannungsschalter der Säulenbauart Es sind zum Löschen des
bei der Trennung des beweglichen Schaltstiftes vom feststehenden Kontaktstück entstehenden
Lichtbogens bei Dampfentspannungsschaltern sogenannte Rohrkammern bekannt. Derartige
Kammern sind starr, so daß in der Rohrkammer ein sehr hoher Gasdruck entstehen kann.
Bei großen Dampfentspannungsschaltern hoher Abschaltleistungen ist es hierbei schwierig,
die Rohrkammer bruchsicher zu gestalten, so daß die Rohrkammern insbesondere für
solche Anwendungsfälle trotz ihres Vorteils der axialen Gasführung nicht anwendbar
sind.
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In der Praxis werden daher oft sogenannte elastische Kammern verwendet,
die aus zahlreichen übereinander angeordneten Isolierscheiben bestehen. Derartige
durch Scheibenstapel gebildete, mit Flüssigkeit gefüllte Löschkammern werden durch
Federdruck zusammengehalten, wobei das Expandieren der aus der Schaltflüssigkeit
erzeugten Gase dadurch erfolgt, @daß die fedlerbelasteten Scheiben sich voneinander
lüften und dadurch seitliche Austrittsöffnungen entstehen lassen.
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Die Erfindung, die sich auf Dampfentspannungs-Schalter der Säulenbautype
mit insbesondere derartiger elastischer Kammer bezieht, gestattet, die Gasdruckfestigkeit
der Kammer und allgemein den Löschvorgang noch weiterhin zu verbessern, indem sie
die Vorteile der beiden bisherigen Kammerbauarten (der Rohrkammer und der elastischen
Kammer) weitestgiehend ausnutzt. Hierbei zeichnet .sich
die Erfindung
im wesentlichen :dadurch aus, daß der den feststehenden Kontakt umgebenden Strahlungsschutzkappe
ein insbesondere nach Art eines Ringkolbenschiebers ausgebildetes Steuerorgan zugeordnet
ist, mit dem die Strahlungsschutzkappe die Steuerung der durch den Lichtbogen aus
der Flüssigkeit erzeugten gespannten Gase dadurch übernimmt, daß die Gase in ,die
Strahlungsschutzkappe gelangen und vorwiegend in Abhängigkeit von der Bewegung des
Ventilkörpers aus der Strahlüngsschutzkappe entweichen und nur zusätzlich direkt
aus der Schaltkammer expandieren. Hierdurch wird -die elastische Kammer weitestgehend
entlastet und der beim Abschalten durch die Schalt-Stiftöffnungen der einzelnen
Kammern zwischen dem feststehenden Kontaktstück und dem Schaltstift brennende Lichtbogen
,in eine besonders innige Berührung mit dem in der Löschkammer insbesondere in axialer
Richtung strömenden Gas gebracht, so daß hierdurch der zentrale Gasabzug, wie ihn
eine Rohrkammer ohne seitliche Kammeröffnungen hat, in besonders hohem Maße ;gefördert
wird.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 den Leistungsschalter der Säulentype im Längsschnitt und Fig.2 bis 4 eine
andere Ausführungsform des Hochspannungsschalters, und zwar in Fig. 2 in Ansicht
in Richtung des Pfeiles A nach Fig. 3, in Fig. 3 im Längsschnitt, und zwar bei geschlossenem
Steuerorgan, und in Fig. 4 ebenfalls im Längsschnitt, jedoch bei geöffnetem Steuerorgan.
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Die Löschkammer besteht aus einzelnen, miteinander Kammern bildenden
Isolierscheiben 1, 2 und einer aus Isolierstoff bestehenden bzw. mit Isolierstoff
überzogenen Strahlungsschutzkappe 3, die eine zentrische Öffnung 12 besitzt, durch
die der bewegliche Schaltstift 13 hindurchbewegt werden kann. In die Strahlungsschutzkappe
3 ragt das feststehende Kontaktstück 4 hinein, das an einem konzentrisch zu der
Schalterachse angeordeten Träger 5 angebracht ist. Nach Fig. 1 ist der Kontaktträger
5 rohrförmig ausgebildet und weist dicht oberhalb des feststehenden Kontaktstückes
.4 Schlitze 6 auf, die durch ein als Ringkolbenschieber 7 ausgebildetes Steuerorgan
abgedichtet sind. An den rohrförmigen Kontaktträger 5 schließen sich Rohrmundstücke
1o an, die in,den Kugelraum 9 mündender über Öffnungen i i mixt dem Außenraum in
Ver bindunig steht. Der untere Boden des Ringkolbenschiebers 7 schließt die Strahlungssrhutzkappe
3 in ihrem oberen Teil dicht ab, indem er mit Hilfe von Druckfedern 8 an einen Bund
er Strahlungs-Schutzkappe gepreßt wird. Die Druckfedern 8 können zugleich für die
Zusammenpressung der Löschkammer benutzt werden, indem sie über den Ringkolbenschieber
fi und die Strahlungsschutzkappe 3 eine Druckwirkung auf die Kammerscheiben 1 und
2 ausüben. Statt dessen können für die Zusammenpressung des Scheibenstapels und
den Ringkolbenschieber besondere, also getrennt voneinander angeordnete und wirkende
Federn verwendet werden. Die Löschkammer ist im Isolierbolzen 14 mit Spiel gelagert.
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Statt die Schlitze 6 in dem rohrförmigen Kontaktträger 5 vorzusehen;
kann, wie Fig. 3 und 4 zeigen, in dem metallenen als Gerippe für den aus Isolierstoff
bestehenden Teil der Strahlungsschutzkappe dienenden Kappenteil eine oder eine Reihe
von Öffnungen 16 vorgesehen werden. Zwischen der StrählungsschutzkapPe 3 und dem
,Scheibenstapel befindet sich zweckmäßig eine elastische, aus Fig. 3 und 4 ,ersichtliche
Zwischenlage 18. Der Verlauf der Gase ist in den Zeichnungen durch Pfeile angedeutet.
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Entsteht in der Löschkammer durch das Einwirken des brennenden Lichtbogens
auf die Kammerflüssigkeit Gas, so wird es in das Innere der Strahlungsschutzkappe
3 befördert. Durch den Gasdruck auf die Innenwände der Strahlungsschutzkappe 3 wird
eine zusätzliche Zusammenpressung der Löschkammer hervorgerufen, da die Räume zwischen
,dien: einzelnen Kammerplatten bzw. -Scheiben i und 2 nicht so große Druckflächen
aufweisen wie die Strahlungsschutzkappe. Bei weiterem Druckanstieg wird der federbelastete
Ringkolben 7 aufwärts gedrückt, so däß er nicht mehr auf dem Bund der Strahlungsschutzkappe
3 aufliegt und die Löschkammer nur noch vom Gasdruck auf die Strahlüngsschutzkappe
zusammengepreßt wird. Hat der Ringkolben einen gewissen Aufwärtsweg zurückgelegt,
so gibt er die Schlitze 6 in der Rohrleitung 5 (nach Fig. 1) oder -die Schlitze
16 in der Strahlungsschutzkappe 3 (nach Fig. 3, 4) frei. Nun kann das Gas beim fortdauernden
Abführen der Kammerflüssigkeit und Gase aus den Schlitzen 6 über den rohrförmigen
Kontaktträger 5 in den Kugelraum 9 und die gebogenen Rohrmundstücke 1o (Fig. 1)
oder über die Schlitze 16 in den Raum zwischen der Löschkammer und dem Isolierzylinder
15 und von dort ins Freie entweichen. Die Rohrmundstücke 1o (nach Fig. 1) bzw. das
entsprechend :ausgebildete Innere des Kugelraumes 9 sorgen für eine Zentrifugalwirkung,
so daß das Gas sich von der Flüssigkeit trennt und nach oben aus der Öffnung 1 i
des Kugelrautnes 9 entweicht. Dadurch, daß die Kammerflüssigkeit durch die Schaltstiftöffnungen
der Einzelkammer 1, 2 und die zentrische Öffnung der Strahlungsschutzkappe 3 hindurchgeführt
wird, wird der Lichtbogen besonders stark gekühlt und abgedrosselt.
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Durch Anbringung von kleinen flügelartigen Schraubenflächen in der
zentrischen Strahlungskappenschaltstiftöffnung 12 wird eine Wirbelbildung (Drall)
des in die Strahlungskappe eintretenden Flüssigkeitsgemisches hervorgerufen. Dies
hat eine starke Kühlung der Lichtbögenfußpunkte auf dem Kontaktstück zur Folge,
so daß der Lichtbogen schnell erlischt. In den unteren Teilen der Löschkammer besteht
bei einem langen Lichtbogen die Möglichkeit einer Gasdruckanhäufung. Die Druckfläche
in der Strahlungsschutzkappe 3 und die Druckflächen der Kammerscheiben 1, 2 können
im Hinblick hierauf z. B. so au fein:an@der abgestimmt
werden, daß,
nachdem die Öffnungen 6 in dem Rohr 5 bzw. 16 in der Strahlungsschutzkappe 3 vom
Ringkolbenschieber freigegeben sind, oder Druck in der Strahlungsschutzkappe 3 eventuell
so stark fällt, daß die Kammerscheiben gelüftet werden, wodurch Gas seitwärts aus
der Löschkammer ausströmt. Hierdurch wird sich bei richtiger Abstimmung eine Pendelbewegung
zwischen der Gasausströmung durch die Schaltstiftöffnungen der Kammerscheiben und
der Strahlungsschutzkappe einerseits und einer seitlichen Gasausströmung aus den
Einzelkammern der elastischen Kammer durch Lüftung der Kammerscheiben andererseits
herbeiführen lassen. Auch .durch diese Pendelbewegung kann die Lichtbogenlöschung
günstig beeinflußt werden. Bei zu starker Gasentwicklung durch irgendwelche Vorkommnisse
ist die Löschkammer vor Überbeanspruchungen deswegen besonders gut geschützt, weil
das entstehende Gas nicht nur zentral durch die Öffnung der Strahlungsschutzkappe
und die Schlitze 6 bzw. 16, sondern -dann auch seitlich durch Lüftung der Kammerscheiben
nach oben über den Kugelraum ins Freie entweichen kann. An dem metallenen Teil der
Strahlun:gs:schutzkappe kann, wie Fig.3 :und 4. zeigen, ein Anschlag 17 vorgesehen
werden, gegen den sich der Ringkolbenschieber bei sehr hohem Druck in der Strahlungskappe
legt. Dadurch enthält man eine Entlastung der Kammerplatten vom Druck der Strahlungsschutzkappe,
wobei die Kammerplatten leichter lüften können.