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Elektrischer Hochspannungsschalter Die Erfindung betrifft einen elektrischen
Hochspannungsschalter mit Lichtbogenlöschung, vorzugsweise durch ein gasförmiges
Löschmittel mit mindestens einer Leistungstrennstelle und einer mit dieser in Reihe
liegenden Spannungstrennstelle, wobei die Spannungstrennstelle ebenfalls mit dem
gasförmigen Löschmittel beblasen wird. Eine solche zusätzliche Beblasung ist besonders
dann notwendig, wenn die Spann.ungstrennstelle. zur Abschaltung von Restströme,
dient, die über der Leistungstrennstelle parallel liegende Schaltwiderstände verhältnismäßig
niedrigen Wertes fließen und dadurch einen entsprechend starken Lichtbogen bei der
Trennung der Kontakte erzeugen.
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Es sind bereits Schalter mit derartigen zusätzlichen Löschvorrichtungen
vorgeschlagen worden, ebenso sind Druckgasschalter bekannt, bei denen eine in Reihe
mit mehreren Leistungstrennstellen liegende Spannungstrennstelle vom Druckgas betätigt
und nach der Trennung der Kontakte unter Druck gehalten wird. Gegenüber dem Schalter
nach der Erfindung haben die bekannten Schalter jedoch den Nachteil, da.ß die Lei.stungstrennstellen
und die Spannungstrennstelle durch voneinander getrennte Leitungen mit dem Löschmittel
versorgt werden und dazu besondere Steuermittel notwendig sind, um den zeitlichen
Einsatz der Löschmittel zu regeln.
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Diese den Schalter verteuernden Einrichtungen fallen erfindungsgemäß
dadurch weg, daß der Löschmittelstrom innerhalb der Löschkammer so geführt ist,
daß mindestens der größte Teil des Löschmittels von der Leistungstrennstelle aus
über die Spannungstrennstelle ins Freie strömt. Es ergibt sich so eine bedeutende
mechanische Vereinfachung und auch eine Ersparnis an Löschmittel, da ohnehin bis
zur elektrischen Verfestigung der Leistungstrennstrecke frisches Löschmittel über
diese
für eine gewisse Zeit nachströmen muß, das dann zugleich zur
Beblasung der Spannungstrennstelle dient.
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Die Spannungstrennstelle besteht aus einem im wesentlichen feststehenden
Kontakt und aus einem weiteren Kontakt, der nach dem Trennen bis zu einem vorgeschriebenen
Abstand fortbewegt wird. Zu Beginn des obengenannten Vorganges der Spannungsabschaltung
befindet sich der bewegliche Kontakt ebenfalls im Löschmittelstrom, während der
feste Kontakt während der ganzen Dauer der Löschung nach der Erfindung vom Löschmittelstrom
derart umhüllt ist, daß ein Ausbrechen des Lichtbogens aus demselben verhindert
wird. Das für die Löschung der Spannungstrennstelle verwendete Löschmittel ist mindestens
zum Teil vorher zur Löschung des Hauptlichtbogens verwendet worden. Erfindungsgemäß
kann weiterhin zur Verzögerung des Austritts der gesamten Löschmittelmenge ein der
Spannungstrennstelle zugeordnetes Speichervolumen angebracht oder beispielsweise
die Verzögerung dadurch erreicht werden, daß die endgültige Austrittsstelle für
das .Löschmittel genügend verengt ist und daß nach Löschen des Hauptlichtbogens
andere Austrittsöffnungen für die Dauer der Löschung an der Spannungstrennstelle,
etwa durch Ventile, verschlossen werden. Diese Verzögerung ist zweckmäßig, da man
dann noch Löschmittel für die zeitlich später zu öffnende Spannungstrennstelle zur
Verfügung hat, wenn die Löschmittelzufuhr wegen erfolgter Löschung des Hauptlichtbogens
bereits abgestellt ist. Im Fall der Verwendung einer solchen Kammer hat man außerdem
den Vorteil einer Durchmischung und Abkühlung der Löschgase. Damit die anfangs sehr
heißen Gase die Kontakte an der Spannungstrennstelle nicht gefährden, sind gemäß
der Erfindung weitere Schutzmaßnahmen vorgesehen, die daraus bestehen können, daß
die Kontakte eine passend geformte Abschirmung, z. B. Verkleidung, zur Beeinflussung
der Strömungsrichtung erhalten oder daß durch eine zweckmäßig gesteuerte Verriegelung
verhindert wird, daß die Kontaktflächen der Spannungstrennsteile mit Löschmittel
beaufschlagt werden, solange dasselbe noch eine hohe Temperatur besitzt. Als Steuermechanismus
für die genannte Verriegelung kommt erfindungsgemäß ein beispielsweise durch den
Lichtbogenstrom gesteuertes Relais zur Anwendung.
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Abb. i gibt ein einfaches Anwendungsbeispiel der Erfindung wieder.
Auf einem Stützisolator befindet sich eine Haupttrennstelle in dem Isolierrohr i.
Der pneumatisch betriebene Schaltstift 2 befindet sich in bekannter Weise im Innenraum
des Isolators, der bei 3 eine düsenartige Verengung aufweist. Das durch den Kanal
q. zuströmende, zur Schaltung und Löschung dienende Druckgas umspült während des
Ausschaltvorganges den Schaltstift 2 und tritt durch die Düse 3 in den Raum 5, in
dem sich der gemeinsame feste Kontakt 6 für die Leistungs- und Spannungstrennstelle
befindet. Derselbe ist vollständig von dem strömenden Löschmittel umspült, welches
schließlich durch die Austrittsöffnung 7 das Isolierrohr auf dem Weg ins Freie verläßt.
Der die Spannungstrennung bewirkende Schaltstift 8 ist also mindestens anfangs ebenfalls
dem Löschmittelstrom ausgesetzt. Die vorstehend beschriebene Konstruktion zeichnet
sich dadurch aus, daß alle Kontakte und die Wege der beweglichen Kontaktstifte auf
einer Achse liegen; dementsprechend verläuft auch der Löschmittelstrom im allgemeinen
entlang dieser Achse. Wegen der Beblasung der Spannungstrennstelle kann der Nebenschlußwiderstand
g wesentlich niedriger bemessen werden, als das ohne Löschung an der Spannungstrennstelle
möglich wäre. Die Bedingung der allseitigen Umströmung wenigstens des feststehenden
Kontaktes der Spannungstrennstelle ist in diesem Fall einfach auf Grund der Rotationssymmetrie
der Anordnung erfüllt. Hierdurch wird sowohl der rußpunkt des Lichtbogens an dem
feststehenden Kontakt der Beblasung ausgesetzt, als auch ein Ausbrechen des Lichtbogens
aus dem Löschmittelstrom wirksam verhindert. In der Figur sind keine Maßnahmen aufgenommen,
die eine Verzögerung der Ausströmung des Löschmittels nach Verschließen des Löschmittelzustromes
bewirken. Es kann zweckmäßig ein Speichervolumen beispielsweise zwischen der Düse
3 und der Austrittsöffnung 7, etwa in Höhe des Kontaktes 6, in Erweiterung des Hohlraumes
5 angeordnet werden, gegebenenfalls ergänzt oder ersetzt durch eine Verengung der
Austrittsöffnung 7, die ebenfalls eine Ansammlung von Löschmittel im Hohlraum 5
bewerkstelligen würde. In beiden Fällen würde Löschmittel noch zur Verfügung stehen,
nachdem der Zustrom vom Reservoir bereits wieder unterbrochen ist. Um eine Rückströmung
des hier angesammelten Löschmittels zu verhindern, kann mittels eines Ventils, welches
etwa an den Kontakt 6 zu montieren wäre, die Öffnung der Düse 3 entweder verengt
oder ganz verschlossen werden.
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Die Abb.2 zeigt als weiteres Anwendungsbeispiel für die Erfindung
einen mit Druckgas betriebenen und gelöschten Hochspannungsschalter, der sich von
dem in Abb. i dargestellten namentlich dadurch unterscheidet, daß der bewegliche
Kontakt 8 der Spannungstrennstelle geschwenkt wird, und dadurch, daß der Löschmittelstrom
zur Löschung des Hauptlichtbogens eine Verzweigung i i in zwei entgegengesetzt strömende
Anteile aufweist. Es bedeutet r das die Trennstellen tragende Isolierrohr, 2 den
Schaltstift der Leistungstrennstelle, der in üblicher Weise angebracht ist, 6a den
festen Kontakt der Lefstungstrennstelle und 6b den der Spannungstrennstelle, 8 das
zugehörige Trennmesser, io eine Überbrückung der Leistungstrennstelle zur Erleichterung
der Lichtbogenlöschung und i-i die Verzweigungsstelle des durch den Kanal q. zugeführten
Löschmittels, von dem ein Teil durch die Öffnung i2 in den die Spannungstrennstelle
enthaltenden Raum 5 strömt, um nach allseitiger Umspülung des Kontaktes 6b ins Freie
auszutreten. Die Anordnung bewirkt, daß mindestens ein Teil des zur Löschung des
an der Leistungstrennstelle
entstehenden kräftigen Lichtbogens
benötigten Löschmittels nicht unmittelbar nach dem Bespülen der Leistungstrennstelle
ins Freie geführt wird. Die Spannungstrennstelle ist jedoch erfindungsgemäß vor
einer Beaufschlagung heißer Lichtbogengase auf die Kontakte geschützt. Als Schutzmaßnahmen
kommen dieselben Mittel in Frage, die bei, dem Beispiel i erwähnt wurden und welche
in der Abb. 2 ebenfalls nicht dargestellt sind.
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Die gewählten Ausführungsbeispiele für die Anwendung der Erfindung
beziehen sich auf druckgasgesteuerte und -gelöschte Schalter; die Anwendung ist
aber auf diesen Typ von Hochspannungsschaltern nicht beschränkt. Die Erfindung kann
daher auch Anwendung finden auf Schalter, bei denen die Bewegung der Schaltorgane
ebenso wie die Löschung durch Beblasung auf andere Weise erfolgen. Auch ist die
Erfindung nicht darauf beschränkt, daß die Kontaktstellen auf einer Achse liegen.
Es ist erfindungsgemäß lediglich erforderlich, daß der oder die für die Beblasung
der Spannungstrennstelle vorgesehenen Austrittskanäle so geformt sind, daß die Spannungstrennstelle
im Zuge des Löschmittelstromes liegt. Die Austrittsrichtung des zur Beblasung der
Spannungstrennstelle herangezogenen einen Teiles des Löschmittels kann also auch
einen bestimmten Winkel aufweisen gegenüber der Längsachse der Haupttrennstelle.