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Elektrischer Schalter.
Bei den bekannten Hochleistungsschaltern mit Lichtbogenlöschung durch strömendes Druckgas muss das Löschmittel durch besondere Druckgaserzeugungsanlagen erzeugt werden. Demgegenüber ist es vorteilhaft, wenn sich der Schalter das für die Löschung des Unterbrechungslichtbogens benötigte Löschmittel selbst durch den xu unterbrechenden Strom erzeugt. wie dies bei gewissen Flüssigkeitssehaltern der Fall ist, die nicht die Flüssigkeit als solche, sondern die Flüssigkeitsgase und -dämpfe zur Lichtbogenlöschung benutzen.
Die Erfindung bezieht sich auf derartige Schalter mit Erzeugung des Löschmittels durch den zu unterbrechenden Strom, insbesondere aus einer Flüssigkeit. Eine Schwierigkeit bei diesen Schaltern
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Stromstärke gegenüber der Löschmittelerzeugung bei niedrigeren Strömen dadurch zu verringern, dass die Lichtbogenleistung verringert wird.
Durch diese Massnahme ist jedoch noch keine Gewähr dafür gegeben. dass in dem für die Löschung
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Es ist ein Schalter bekannt, bei dem die Länge eines zur Löschmittelerzeugung dienenden Verdampferlichtbogens durch Verschieben eines Mitnehmeranschlages reguliert wird. indem der Lichtbogen je nach Stellung des Anschlages im Verlauf des Abschaltvorganges bis zu einem grösseren oder kleineren Wert verlängert wird. Hiedurch wird nicht die Verdampferleistung von vornherein erhöht, sondern die Verdampfungszeit und damit die Verdamplungsarbeit. Eine derartige Regelung der Dampferzeugung ist jedoch sehr nachteilig mit Rücksicht darauf, dass die Dampfdrücke in unerwünschter und unkontrollierbarer Weise anwachsen, wenn stärkere Ströme. insbesondere der Kurzschlussstrom der Anlage, abgeschaltet werden.
Nach der Erfindung erfolgt die Erzeugung des gas- oder dampfförmigen Löschmittels dadurch. dass sich die Verdampferleistung selbsttätig in. Abhängigkeit vou der Grösse des zu unterbrechenden Stromes auf den für die Lichtbogenlöschung günstigsten Wert einstellt. Durch diese Regelung der Verdampfungsleistung ist man unabhängig von der Verdampfungszeit. und somit kann man von vornherein die mit Rücksicht auf die Lichtbogenlöschung günstigste Verdampfung erreichen.
Die für die Löschmittelerzeugung benutzte Leistung des Verdampfers kann dann mit Rücksicht auf den vorhandenen Löschmittelerzeuger und den Stoff, aus dem das Löschmittel durch den Strom erzeugt wird, stets so geregelt werden. dass auch in dem kritischen Bereich des Schalters. d. h. bei mittleren und kleinen Abschaltstromstärken. die Löschung des Lichtbogens einwandfrei sichergestellt ist, anderseits bei hohen Stromstärken eine unerwünscht grosse Menge von Gasen und Dämpfen nicht entsteht.
Man kann z. B. eine selbsttätige Einstellung der Verdampferstromstärke vorsehen und zu diesem
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Der Lösehmittelerzeuger kann dabei ein Lichtbogen sein, welcher in einer Flüssigkeit enthaltenden Kammer gezündet wird, beispielsweise durch einen voreilend öffnenden Kontakt.
Die selbsttätige Veränderung der Verdampfungsleistung an der Dampferzeugungsstelle kann auch durch eine veränderliche Trennungsgesehwindigkeit der Verdampferelektroden erzeugt werden,
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selbsttätige schnelle Einstellung des Elektrodenabstandes hervorzubringen.
Da die Einstellung des Verdampfers auf die für die Löschung günstigste Leistung unter Umständen eine gewisse Zeit beansprucht. kann es zweckmässig sein. einen Kurzschluss der Verdampferelektroden so lange aufrecht zu erhalten. bis sich die selbsttätige Einstellung der Verdampferleistung vollzogen hat.
In der Zeichnung ist die Eriindung beispielsweise dargestellt.
In Fig. 1 ist 1 die Löscheinrichtung für den Unterbrechungsliehtbogen des Schalters, 2 ist der Löschmittelerzeuger, 3 ist das feststehende Schaltstück des Schalters, 4 ein begrenzt bewegliches Mittelkontaktstück, 5 der bewegliche Schaltstift, dem die nach oben geriehtete Aussehaltbewegung durch eine geeignete Schalteinrichtung erteilt wird. 6 ist die Zuleitung und 7 die Ableitung des Hauptstromes, 8 ist eine Parallelleitung zu dem löschmittelerzeugenden Stromzweig 3#18#4. 9 ist eine bis nahe an das Sättigungsknie gesättigte Eisendrosselspule.
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Düsen 10, 11 in den Loschkanal ein. Der Löschmittelerzeuger 2 besteht aus einer mit einer Flüssigkeit gefüllten Kammer, in welcher sich das feststehende Schaltstück 3 und der Mittelkontakt 4 befinden.
Der Mittelkontakt 4 hat einen Bund 13 und einen Bund 14. Eine Druckfeder 15 befindet sich zwischen dem Bund 14 und dem Deckel der Kammer. 16 ist eine Rohrleitung, welche aus dem Löschmittel- erzeuger 2 in den Speicherraum 12 führt. In die Rohrleitung 16 ist eine Kühleinrichtung 17 eingeschaltet, die beispielsweise aus aufeinandergeschichteten Kugeln besteht, zwischen denen die Gase leicht hindurehstreichen können. wobei sie an den Kühlkörpern die Hitze abgeben.
Bei geschlossenem Schalter befindet sich der Mittelkontakt 4 in dem Schaltstück 3. und der Strom
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Die Zeichnung stellt den Schalter während des ersten Teiles eines Abschaltvorganges dar. Der Schaltstift 5 wurde durch den Schalterantrieb nach oben bewegt, wobei sich in dem schon abgelaufene Teil der Schaltbewegung der Mittelkontakt 4 unter dem Druck der Feder 15 nach oben mitbewegte und den Kontakt zwischen 4 und 3 trennte. Es bildete sich infolgedessen ein Lichtbogen 18, welcher die Flüssigkeit in der Kammer 2 verdampft und vergast. Die Stromstärke dieses Lichtbogens ist durch den Neben- schluss. welcher durch die Leitung 8 mit der Drossel 9 gebildet wird, begrenzt.
Wird ein sehr starker Strom, z. B. der Kurzschlussstrom, abgeschaltet. dann ist die Drossel 9 bis weit über das Sättigungsknie hinaus gesättigt, wodurch der Widerstand des Nebenschlusszweiges im Verhältnis zu dem Gesamtwiderstand klein ist und der grösste Teil des Stromes durch die Leitung 8 fliesst. Infolgedessen bleibt die Stromstärke im Lichtbogen 18 verhältnismässig niedrig. Ist dagegen der abzuschaltende Strom klein,
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Teil des Stromes durch den Lichtbogen M. Hiedurch ist erreicht, dass bei jeder abzuschaltenden Stromstärke in dem Löschmittelerzeuger 2 ein Lichtbogen brennt, der die erforderliche Menge von Löschgas und Löschdampf liefert.
Dieser Löschdampf strömt durch die Leitung 16 und den Kühler 17 und gelangt
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beginnt. Bei der weiteren Aufwärtsbewegung des Schaltstiftes-5 trennt sich der Stift vom Mittelkontakt 4, und der entstehende Unterbrechungslichtbogen wird durch die Löschvorrichtung 1 hindurchgezogen.
Er wird in dieser in bekannter Weise dadurch gelöscht, dass die Druckgase aus dem Ringraum 12 den Lichtbogenpfad heftig durchströmen und die darin vorhandenen elektrischen Ladungsträger und Metall-
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festigkeit, wodurch der Lichtbogen erlischt.
Als Flüssigkeit für den Löschmittelerzeuger 2 kann mit Vorteil eine solche benutzt werden, aus welcher der Lichtbogen grosse Gasmengen bildet, z. B. Glykol, Öl od. dgl. Um der Kühleinrichtung 17
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benetzen. Man kann z. B. zerstäubte Flüssigkeit einspritzen.
Als Löschmittelerzeuger kann auch ein Elektrolyseapparat anstatt eines Lichtbogens benutzt werden.
In Fig. 2 ist 21 die Blaskammer eines Schalters, die zwei Lochdüsen 22 und 23 besitzt, durch
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ein von der Löscheinrichtung getrennter Löschmittelerzeuger, in dem der feststehende Kontakt 27 und die bewegliche Elektrode 28 angeordnet sind. Die Elektrode 28 ist um die Achse 2. 9 drehbar, und ihre Kante, auf der der Lichtbogen ansetzt, besitzt Kurvenform, um den Elektrodenabstand bei der Drehung
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der Elektrode 28 im Linksdrehsinne zu vergrössern. Die beiden Elektroden 27 und 28 sind in einem Gefäss 30 eingebaut, das z. B. mit einer Flüssigkeit gefüllt ist. In der Zeichnung ist der Spiegel der Flüssigkeit mit der Marke 31 bezeichnet. Ein Rohr 32 verbindet den Löschmittelerzeuger mit der Blaskammer 31.
In diesem Rohr kann sich das erzeugte gas- oder dampfförmige Löschmittel entsprechend abkühlen.
Durch das Gefäss 30 ist ein Stab 33 hindurchgeführt, der an der Elektrode 25 befestigt ist und dazu dient, die Elektrode 28 bei eingeschaltetem Schalter in der Stromschlussstellung festzuhalten.. An dem Stab 33 sind zwei Bünde 34 und 35 angebracht. Gegen den oberen Bund stützt sich die Druckfeder 36 ab. Der
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anderseits der Magnet 39 an. Die Wicklung 40 des Magneten 39 ist von dem abzuschaltenden Strom erregt.
Der Strom des Schalters wird durch die Zuleitung 47 dem Schaltstück 27 zugeführt, fliesst von hier in der geschlossenen Stellung des Schalters, wobei die Elektrode 28 in der gestrichelt eingetragenen Stellung steht, durch die Elektrode 28, wird von der Achse 29 abgenommen, durch die Wicklung 40 des Magneten geführt, dann durch das Sehaltstück 2'3 und den Schaltstift 24 nach dem Gleitkontakt 42.
Von diesem wird der Strom durch die Leitung 43 abgeführt.
Die Zeichnung zeigt den Schalter beim Unterbrechen eines verhältnismässig kleinen Stromes.
Zu Beginn des Unterbrechungsvorganges wurde der Kontakt 25 durch den nach aufwärts gehenden Schaltstift 24 zu einer Aufwärtsbewegung freigegeben. Er bewegte sich daher unter dem Druck der Feder 36 bis in die gezeichnete Stellung, wo der Bund 35 an der Wand des Gefässes 80 anliegt. Diese Bewegung erfolgte sehr rasch, so dass sich die bewegliche Elektrode 28 unter der Wirkung der Feder 88 und des Magneten 39 augenblicklich in die gezeichnete Lage einstellen konnte, in der ein verhältnismässig langer Lichtbogen zwischen den Elektroden 27 und 28 gezogen wurde. Die Länge des Lichtbogens entspricht der
Kleinheitdes zu unterbrechenden Stromes. Dieser Stromfliesst nämlich durch die Wicklung 4ss und hat daher den Magnet 39 nur wenig erregt, so dass die Feder 38 die Elektrode 28 in die gezeichnete Stellung gebracht hat.
Der Lichtbogen im Verdampfer 26 erzeugt daher von vornherein vermöge seiner grossen Länge und daher grossen Verdampferleistung eine grosse selmndliche Gas- und Dampfmenge aus der im Verdampfer enthaltenen Flüssigkeit. Diese Gase oder Dämpfe strömen durch das Rohr 32 in die Blaskammer 21. Der Schaltstift 24 hat sich unterdessen gerade vom Schaltstück 25 getrennt. Beim Weiteraufwärtsgang des Sehaltstiftes wird der Lichtbogen durch die beiden Düsen 22 und 23 der Blaskammer 21 hindurchgezogen, wobei die in der Blaskammer 21 gesammelten und durch das Rohr 32 nachströmenden Gase und Dämpfe heftig durch den Lichtbogenpfad nach beiden Seiten ausströmen und expandieren und dabei den Lichtbogen löschen.
Wenn die zu unterbrechende Stromstärke grösser ist, wird der Magnet 39 stärker angezogen.
Infolgedessen wird zwischen den Elektroden 27 und 28 im Vordampfer 26 nur ein kurzer Lichtbogen gezogen, dessen Leistung in diesem Falle, da die Stromstärke grösser ist, ausreicht, um die für die Löschung erforderliche sekundliche Gas-oder Dampfmenge zu erzeugen.
Als Flüssigkeit kann man in dem Verdampfer reines Wasser oder Wasser mit geeigneten Zusätzen, z. B. mit Glykolzusatz, verwenden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schalter, der sich das Löschmittel für den Unterbrechungsliehtbogen durch einen Teil des zu unterbrechenden Hauptstromes insbesondere aus einer Flüssigkeit erzeugt, mit einer in Reihe mit dem Unterbrechungslichtbogen liegenden Dampferzeugungsstelle, dadurch gekennzeichnet, dass sieh die Verdampfungsleistung der Dampferzeugungsstelle selbsttätig in Abhängigkeit von der Grösse des zu unterbrechenden Stromes auf den für die Liehtbogenlösehung günstigsten Wert einstellt.