DE971263C - Elektrische Schalteinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf mit Druckgas bzw. Druckluft arbeitende elektrische Schalteinrichtungen, bei denen das Löschen des Abreißlichtbogens durch das Druckmittel von beim öffnen der Hauptkontakte wirksam werdenden Widerständen unterstützt wird und nach dem Unterbrechen der Hauptkontakte mit diesen in Reihe liegende Trennkontakte geöffnet werden.

Bei einer bekannten Gruppe von Schaltern dieser Art sind die Löschwiderstände mit besonderen Hilfselektroden verbunden, auf die der beim Unterbrechen der Hauptkontakte entstehende Lichtbogen übergeht, derart, daß die Widerstände in Reihe in den Stromkreis eingeschaltet werden und den in diesem fließenden Strom herabsezten. Hierbei ist es zur zuverlässigen Einschaltung des Widerstandes erforderlich, daß dieser einen verhältnismäßig geringen Ohmwert besitzt, damit sich keine zu starke Erniedrigung des Stromes ergibt. Wenn der Widerstand eine entsprechend hohe Belastbarkeit erhält, dann werden die Kosten und der Raumbedarf stark erhöht. Andererseits besteht die Gefahr, daß bei anhaltender Belastung, wie beispielsweise infolge ungenügender oder aussetzender Beblasung, eine starke Erhitzung des Widerstandes und schließlich

809 695/46

eine explosionsartige Verbrennung eintritt und eine nachhaltige Schädigung der Schalteinrichtung verursacht wird. Wenn bei einem bekannten Schalter mit in Reihe in den Stromkreis einschaltbaren Widerständen es vorgesehen ist, daß die beweglichen Hauptkontakte durch den Blasstrom offen gehalten werden, bis die Trennkontakte geöffnet haben, und anschließend das Druckmittelventil wieder geschlossen werden kann, so ist hier keine Sicherung gegen das erwähnte Verbrennen der Widerstände für den Fall des Versagens des Trennschalters gegeben.

Bei einer anderen bekannten Gruppe von Schaltern ist der Löschwiderstand an die Hauptkontakte angeschlossen, so daß er bei deren Unterbrechung ^Χ5 parallel zu dem entstehenden Lichtbogen liegt. Diese Anordnung sowie der Wegfall der thermoionischen Einschaltung durch den Lichtbogen ermöglichen eine wesentlich wirksamere Löschung. Außerdem kann hier der Widerstand größer bemessen und daher für eine kleinere Strombelastung berechnet sein, so daß ein geringerer Raumbedarf gegeben ist. Bei diesen Schaltern bleibt nach dem Löschen des Lichtbogens ein durch den Widerstand fließender Reststrom bestehen, dessen Unterbrechung den Trennkontakten obliegt. Infolgedessen ist im Fall des Versagens der Trennkontakte der Widerstand ebenfalls nicht gegen Verbrennen geschützt.

Die Erfindung vermag hier Abhilfe zu schaffen. Ihr Gegenstand ist eine elektrische Schalteinrichtung der letztgenannten Art, bei der mit Druckgas bzw. Druckluft zu öffnende und zu beblasende Kontakte eines Hauptschalters durch einen Widerstand überbrückt sind und mit den Kontakten eines Trennschalters in Reihe liegen.

Nach der Erfindung ist diese Schalteinrichtung in erster Linie dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Widerstand überbrückten Hauptkontakte nach einer Zeitspanne, die langer als die für das Wirksamwerden des Trennschalters normalerweise erforderliche Zeit und kürzer als die bei einer Dauerbelastung eine gefährliche Temperaturerhöhung des Widerstandes bedingende Zeit ist, selbsttätig wieder geschlossen werden. Auf diese Weise ist erreicht, daß bei nicht ordnungsmäßigem Arbeiten der Trennkontakte keine erhebliche Schädigung der Schalteinrichtung durch Verbrennen des Widerstandes eintreten kann und der Schaden auf die leicht auswechselbaren Kontakte begrenzt bleibt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Schalteinrichtung nach der Erfindung ist die Höchstdauer der Widerstandseinschaltung dadurch begrenzt, daß der für das Öffnen und Beblasen der Hauptkontakte vorgesehene Druckgasbehälter einen in Abhängigkeit von dem entsprechenden Verbrauch an Druckgas bemessenen Rauminhalt aufweist. Hierdurch ist auf besonders einfache Weise die Einhaltung der Belastungsdauer des Löschwiderstandes im Sinne der Erfindung gewährleistet.

Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß der Trennschalter entsprechend dem durch den Widerstand fließenden Reststrom für eine geringe Abschaltleistung und entsprechend den auf Grund der Nennabschaltleistung des Hauptschalters einzuschaltenden Kurzschlußströmen für eine hohe Einschaltleistung bemessen ist.

Die Zeichnung veranschaulicht ein einpoliges Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung. Die Hauptkontakte sind mit 1 und 2 bezeichnet. Der feste Kontakt trägt das Bezugszeichen 1. An ihn wird der bewegliche Kontakt 2 durch eine Druckfeder 3 angedrückt. Die eine der Elektroden, z. B. die bewegliche Elektrode 2, weist Glockenform auf und umgibt mit ihrem Mantel den anderen Kontakt so, daß sich ein ringförmiger Durchschnittsquerschnitt ergibt, dessen Größe ungefähr dem Querschnitt der Blasöffnung des beweglichen Kontaktes 2 entspricht. Naturgemäß kann auch der Kontakt 1 ebenso wie der Kontakt 2 hohl und rohrförmiger Ausführungsform sein, wobei das der Kontaktseite gegenüberliegende Ende unmittelbar oder über einen Auspufftopf in die freie Luft ausmündet. In diesem Fall hat die ringförmige Querschnittsfläche eine Größe, welche ungefähr gleich der Summe der Querschnittsgrößen der Blasöffnungen der Kontakte ist. Der bewegliche Kontakt 2 weist entweder Kolbenform auf oder ist mit einem Kolben verbunden, der in einem am Isolator 5 vorgesehenen Zylinder 4 gleiten kann. Der Zylinder 4 ist mit einem Arm 6 versehen, an dem die Trennmesser 7 des schnell unterbrechenden Trennschalters angelenkt sind, der beispielsweise in der Zeichnung einer bekannten Bauart entsprechend wiedergegeben ist. Die Öffnung des Kontaktes 2 mündet in einen Auspufftopf 8, der vorteilhaft der Abstützung des einen Endes des Widerstandes 9 dient. Das andere Ende des Widerstandes ist über einen Teil 10 elektrisch mit der Elektrode 1 verbunden. In dem Teil 10 ist der Isolator 5 befestigt. Der Teil 10 ist an dem Isolator 11 angebracht, der die ganze Anordnung isoliert und auch als Zuleitungskanal für das verdichtete Mittel dient. Ein ähnlicher Isolator 14 ist als Träger für den festen Teil des Trennmesserschalters vorgesehen. Der Strom tritt durch die Klemme 12 ein und durch die Klemme 13 aus.

Die ganze Anordnung wird von einem Behälter 15 über das Ventil 16 mit Druckluft gespeist, welches vorzugsweise pneumatisch über eine Leitung 17 gesteuert wird. Die Leitung 17 führt zu einem nicht dargestellten Ventil bzw. Elektroventil. Zur Vereinfachung der Zeichnung ist die den Trennmesserschalter schließende Vorrichtung, welche nicht zur Erfindung gehört, nicht dargestellt. no

Beim Unterbrechen eines Stromes ergibt sich folgendes Arbeitsspiel:

Durch die Leitung 17 und über ein nicht dargestelltes Ventil bzw. Elektroventil wird Druckluft in den Zylinder des Ventils 16 eingelassen. Hierdurch öffnet sich das Ventil, so daß die Kanäle der Isolatoren 11 und 14 unter Druck gesetzt werden. Die Unterdrucksetzung des letzteren erfolgt mit einer gewissen beabiichtigten Verzögerung, die in geeigneter Weise beispielsweise durch eine Drosselscheibe 18, erzielt wird. Der bewegliche Kontakt 2 öffnet sichunter der Wirkung der Druckluft ohne Verzögerung und hebt sich mit seiner Auspufföffnung vom festen Kontakt 1 ab, so daß durch die sich hierbei ergebende kräftige Beblasung der Trennlichtbogen gelöscht wird. Gleicheitig wird der Widerstand 9 eingeschaltet und wirkt

auf die etwa zwischen den Kontakten ι und 2 auftretenden Überspannungen. Nach dem Erlöschen des Lichtbogens, was in sehr kurzer Zeit und noch vor dem Öffnen des Trennmesserschalters 7 erfolgt, ist im Stromkreis nur der sehr schwache, durch den Widerstand 9 bedingte Reststrom vorhanden, welchen der Trennschalter 7 ohne Schwierigkeit über seine Trennkontakte 19 und 20 unterbrechen kann.

Während dieser Vorgänge hat sich der Druck im Behälter 15 allmählich gemindert und genügt nach einer gewissen Zeit nicht mehr zur Überwindung des Druckes der Feder 3. Nunmehr schließen sich die Hauptkontakte 1 und 2, wobei der Widerstand 9 wieder kurzgeschlossen wird. Durch entsprechende Bemessung des Rauminhaltes des Behälters 15 in Abhängigkeit des Verbrauches an Blasmittel durch die Blasorgane ist es möglich, die Abhebdauer des Kontaktes 2 für eine gewünschte Zeit zu bestimmen. Nach der Erfindung wird die Bestimmung so getroffen, daß sich eine längere Abhebdauer als die zum Öffnen des Trennschalters 7 erforderliche Zeit ergibt, die aber kürzer ist als die längste Zeit, während welcher der Widerstand 9 den Stromdurchgang vertragen kann, ohne Schaden zu erleiden.

Die Folge der Anordnung ist, daß der Widerstand 9 in keinem Falle zerstört werden und das Entstehen eines Lichtbogens außerhalb der Vorrichtung zur Folge haben kanu. Falls die die zweite Trennung bewirkende Vorrichtung 7 nicht anspricht, während die Hauptkontakte ι und 2 ordnungsgemäß gewirkt haben, so wird dennoch der Widerstand 9 durch den Wiederschluß der Kontakte 1 und 2 nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit wieder kurzgeschlossen und der Stromeinwirkung entzogen. Im Hauptstromkreis des Schalters tritt dann zwar wieder ein Strom auf. Selbst für den Fall, daß sich hierdurch ein Lichtbogen ergäbe, der zu einer Beschädigung der Hauptkontakte führen würde, so kann dennoch der Lichtbogen erst nach dem Ablauf einer verhältnismäßig langen Zeit durch Schmelzen der Verschalungsteile nach außen gelangen. Diese Zeit ist immerhin langer als jene, welche ein kräftigerer im gleichen Stromkreis in Reihe vorgesehener und in seinem Ansprechen verzögerter Schalter für sein Ansprechen braucht.

Das Nichtansprechen der die zweite Trennung bewirkenden Schaltvorrichtung 7 kann zufällig sein. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn die Vorrichtung einem übermäßigen Strom ausgesetzt ist, der das Schmelzen der Hauptkontakte 21 und 22 zur Folge hat. Es ist aber auch möglich, daß das Nichtansprechen beabsichtigt ist, indem beispielsweise eine Anordnung vorgesehen ist, welche den Trennschalter 7 zurückhält, wenn die Vorrichtung einem übermäßigen Strom ausgesetzt ist, dem die Vorrichtung nicht gewachsen ist. Auf diese Weise werden etwaige Schaden auf die Haupttrennkammer beschränkt und ihre Ausdehnung auf in unmittelbarer Nähe des Unterbrechers angeordnete Vorrichtungen verhütet.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Elektrische Schalteinrichtung, bei welcher mit Druckgas zu öffnende und zu beblasende Kontakte eines Hauptschalters durch einen Widerstand überbrückt sind und mit den Kontakten eines Trennschalters in Reihe liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Widerstand (9) überbrückten Hauptkontakte (1, 2) nach einer Zeitspanne, die langer als die für das Wirksamwerden des Trennschalters (7) normalerweise erforderliche Zeit und kürzer als die bei einer Dauerbelastung eine gefährliche Temperaturerhöhung des Widerstandes bedingende Zeit ist, selbsttätig wieder geschlossen werden.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Höchstzeit der Widerstandseinschaltung dadurch begrenzt ist, daß der für das Öffnen und Beblasen der Hauptkontakte (1, 2) vorgesehene Druckgasbehälter (15) einen in Abhängigkeit von dem entsprechenden Verbrauch an Druckgas bemessenen Rauminhalt aufweist.

3. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennschalter entsprechend dem durch den Widerstand fließenden Reststrom für eine geringe Abschaltleistung und entsprechend den auf Grund der Nennabschaltleistung des Hauptschalters einzuschaltenden Kurzschlußströmen für eine hohe Einschaltleistung bemessen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 654 658, 690 442, 706063;

schweizerische Patentschrift Nr. 210 130; französische Patentschrift Nr. 871 241; USA.-Patentschrift Nr. 2 089 285.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 809 695/46 12.58