AT137949B - Schalter mit elektrolytischer Schaltflüssigkeit. - Google Patents

Description

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  Schalter mit elektrolytischer   Sehaltflüssigkeit.   



   Gegenstand des Stammpatentes ist ein elektrischer Schalter mit   elektrolytiseher Schaltflüssigkeit   für die Unterbrechung von Hochleistungsstromkreisen, bei dem mit der Bewegung der Elektroden ein zunehmender Widerstand eingeschaltet wird, wobei der   Flüssigkeitskörper   zwischen die Elektroden so eingeschaltet wird, dass während des Schaltvorganges in keinem Raumelement der Flüssigkeit durch die   Stromwärme   die den bestehenden äusseren Verhältnissen entsprechende Siedetemperatur erzeugt wird. Durch die Bemessung des Schalters nach dieser Vorschrift ist es möglich, lichtbogenfreie Hochleistungschalter nach dem Prinzip der reinen   Widerstandsschaltung   zu bauen, bei denen der Grossteil der Absehaltleistung in der Widerstandsflüssigkeit vernichtet wird. 



   Die Erfindung besteht darin, die Abstandsänderung der Elektroden in einer strömenden Flüssigkeit erfolgen zu lassen. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass sich die aktive vom Strom durchflossene Flüssigkeit mindestens während der kritischen   Schaltperiode-d.   i. zu Beginn der   Elektrodentren-   nung-erneuert ; die Stromdichte an den Elektroden kann dadurch auf ein Vielfaches von derjenigen 
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 Isoliermateiialien anderseits begrenzt ist, u. zw. deshalb, um freie, mit der Atmosphäre oder einer Gasoder Dampfschicht zusammenhängende   Flüssigkeitsaberflächen   zu vermeiden, da erfahrungsgemäss längs derartiger Flüssigkeitsoberflächen leicht Gleitfunken auftreten. 



   Das Strömen der Flüssigkeit kann unter Ausnutzung des natürlichen Gefälles erzielt werden, zweckmässig wendet man zusätzliche Einrichtungen an, z. B. von einer Feder oder Druckluft betätigte Kolben. 



  Es ist auch möglich, die Flüssigkeitsströmung durch ein propellerartiges Gebilde, welches von einem Motor angetrieben wird, zu erzeugen. Ferner ist es denkbar, die Flüssigkeitsströmung dadurch einzuleiten, dass man einen Teil der Flüssigkeit durch eine vom Abschaltstrom gespeiste Vorrichtung verdampft und so die eigentliche aktive Flüssigkeit unter erhöhten Druck setzt. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die Beschleunigung der aktiven Flüssigkeit um so grösser ist, je grösser der abzuschaltende Strom ist. 



   Nach der Erfindung wird weiterhin der Vorgang der   Widerstands erhöhung   derart gesteuert, dass während des gesamten Vorganges die elektrische   Durchbruchsfeldstärke   der aktiven Flüssigkeit nicht erreicht wird. Insbesondere erhält man eine sehr gute elektrische Ausnutzung der Apparatur, wenn während des gesamten Vorganges die elektrische Beanspruchung konstant bleibt, d. h., auf einen zylindrischen Widerstandskörper angewendet, wenn der Spannungsabfall proportional dem jeweiligen Elektrodenabstand ist. 



   In Fig. 1 ist durch die Pfeile 1 eine beliebige Flüssigkeitsströmung dargestellt. 2 und 3 stellen Schalterelektroden dar, die in den zu unterbrechenden Stromkreis eingeschaltet sind und deren Be-   rührungsfläche 4 im wesentlichen   parallel zur   Strömungsrichtung   steht. Durch Auseinanderbewegen der Elektroden in Richtung der Pfeile 5 und 6 kann der Elektrodenabstand vergrössert werden, entsprechend erhöht sich der Widerstand dieses Gebildes. Durch das Durchströmen der Flüssigkeit wird das aktive, zwischen den Elektroden sich befindende Flüssigkeitsvolumen dauernd erneuert. 



   Besonders günstige Verhältnisse zeigt die prinzipielle Anordnung gemäss Fig. 2, wobei die Flüssigkeit 12 durch die siebartig ausgebildeten   Elektroden 13, 14 hindurchströmt.   Die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit 12 ist dabei grösser als die in der   Strömungsrichtung   erfolgende Bewegung der Elektrode 14. 



   In Fig. 3 und 4 ist eine Anordnung mit   beweglicher Mehrfachelektrode   aus   Elektrodenflächen   von abnehmendem Querschnitt dargestellt. In Fig. 3 ist der Schalter geschlossen. Die   Elektroden 23-25   berühren sich. 25 steht in leitender Verbindung mit dem Schaltstück 34. Der Strom wird der Elektrode 23 zugeführt und durch den Gleitkontakt 45 aus dem Schaltstift 33 abgenommen. 



   Durch   den Kolben 21 wird dieJj'lüssigkeit, deren Spiegel bei 22 steht, zunächst beschleunigt und trifft   bereits mit bestimmter Geschwindigkeit auf das feststehende Sieb 23 auf. Sie tritt dann zunächst durch die beweglichen Siebe 24 und 25, wobei das Gas in den Hohlräumen 26 und 27 komprimiert wird, Durch das   Hindurcl1strömen   der Flüssigkeit durch die Siebelektroden 23 und 24 zu Beginn der Elektrodentrennung werden die infolge der hohen Strombelastung stark erhitzten Flüssigkeitsteile nach dem nicht stromleitenden Hohlraum 26 befördert und durch frische Flüssigkeit ersetzt, die von unten durch die Siebelektrode 23 in den Raum zwischen den Elektroden eintritt.

   Da die ganze Schaltbewegung in sehr kurzer Zeit   ausgeführt wird,   so hält das   Durchströmen   im wesentlichen über den wichtigsten Teil des Schaltvorganges, an. 



   Während der Schaltung bewegt sich das bewegliche Sieb 24 zusammen mit dem Kolben 28 nach oben. Infolge der Beschleunigung wird das Sieb   25     zunächst   fest gegen das Sieb 24 gepresst. Dieser Zustand dauert an, bis der Kolben 28 auf die Anschläge 29 (vgl. Fig. 4) auftritt. Nun trennt sich das Sieb 25 von dem Sieb 24, und es entsteht ein neuer   Flüssigkeitskörper   30 mit wesentlich kleinerem Querschnitt und dadurch entsprechend schnellerer Widerstandszunahme. Nach einer gewissen Zeit trifft der Kolben 31 auf die Anschläge 32, dann setzt nur noch der Schaltstift 33 seine Bewegung fort und trennt sich dabei von dem Schaltstück 34. 



   In Fig. 5 ist eine Anordnung der Erfindung mit deformierbaren Elektroden dargestellt. Es bedeutet 35 ein Metallgefäss mit einem   Druekluftanschluss   36. An dieses schliesst sich das Isoliergefäss 42 
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 feststehende Elektrode, welcher der Strom zugeführt wird, 38 die Oberfläche der deformierbaren, z. B. aus Quecksilber bestehenden beweglichen Elektrode, bei 43 wird der Strom aus dem Quecksilberkörper abgenommen. Nach Öffnen des Hahnes 39 wird die Widerstandsflüssigkeit 40 unter Druck gesetzt. Öffnet man dann den Hahn 41, so wird zunächst die Flüssigkeit 40 und die Quecksilbermasse 44 beschleunigt. Sowie der Quecksilberspiegel 38 die Siebelektrode 37 verlässt, beginnt die Einschaltung eines aktiven Flüssigkeitskörpers.

   Auch für diese Anordnung ist es wichtig, dass der Flüssigkeit vor ihrer Einschaltung die Möglichkeit gegeben ist, sich zu beschleunigen, so dass sie von Anfang an mit einer bestimmten Geschwindigkeit in den Stromkreis hineingebracht wird. Durch das sich verjüngende Isoliergefäss 42 wird erreicht, dass mit zunehmender Abschaltzeit der mittlere Querschnitt des aktiven Flüssigkeitsvolumens verringert wird. 

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Claims (1)

1. PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Schalter mit elektrolytischer Schaltflüssigkeit nach dem Patent Nr. 134118, bei dem durch die Bewegung von Elektroden in der Flüssigkeit ein zunehmender Widerstand in den Stromkreis eingeschaltet <Desc/Clms Page number 3> wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsänderung der Elektroden in einer strömenden Flüssigkeit erfolgt.

   2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit im wesentlichen senkrecht zur Berührungsfläche der Elektroden strömt.

   3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit durch eine oder alle Elektroden hindurchströmt.

   4. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden die Form von Sieben, Gittern, Rosten od. dgl. haben.

   5. Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine bewegliche Mehrfachelektrode aus Elektrodenflächen von abnehmendem Querschnitt, die sich zunächst als Ganzes bewegt und von der sich dann der Reihe nach die Einzelelektrodenflächen mit kleinerem Querschnitt abtrennen.

   6. Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder alle Elektroden aus einem Stoff von fliessender Gestalt, z. B. aus einer Flüssigkeit, einem pulver-oder schrotförmigen Körper, bestehen.

   7. Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden aus einer relativ zur aktiven Widerstandsflüssigkeit gut leitenden Flüssigkeit bestehen, beispielsweise aus Quecksilber.

   8. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das aktive Flüssigkeitsvolumen einerseits durch die Elektroden selbst, anderseits durch feste Isoliermaterialien unter Ausschluss von Dampfoder Gasblasen begrenzt ist, zum Zweck, eine Gleitfunkenbildung zu verhindern. EMI3.1