AT158829B

AT158829B - Schalter mit Lichtbogenlöschung durch strömende Gase.

Info

Publication number: AT158829B
Authority: AT
Inventors: Fritz Dr Kesselring
Original assignee: Siemens Schuckertwerke Wien
Priority date: 1933-10-20
Filing date: 1934-10-15
Publication date: 1940-05-25

Description

Schalter mit Lichtbogenlöschung durch strömende Gase.

Die Erfindung betrifft Schalter mit Lichtbogenlöschung durch strömende Gase. Unter der Bezeichnung Gase sind im vorliegenden Falle wie auch im folgenden stets nicht nur die vollkommenen
Gase, sondern auch die unvollkommenen Gase und Dämpfe sowie Gasgemische zu verstehen.

Gase, die sich infolge grosser Wärmeleitfähigkeit und Diffusionsvermögen besonders gut zur Lichtbogenlösehung eignen, sind z. B. die Edelgase, Helium, Neon, Argon usw., sowie Wasserstoff und andere Gase, die chemische Grundelemente sind. Es können auch Gemische dieser Gase verwendet werden. Bei Mischung von Wasserstoff mit einem andern Gas wird der Wasserstoff in vorteilhafter Weise unbrennbar gemacht. Ferner kommen für den Schalter nach der Erfindung auch andere Gase mit reichem Wasserstoffgehalt in Betracht, z. B. Leuchtgas, Methan usw. Aus den angeführten Beispielen geht hervor, dass die meisten dieser Löschmittel sehr wertvoll sind.

Der Betrieb eines Schalters wird daher teuer, wenn dafür stets neues Löschmittel beschafft werden muss, das nach Gebrauch ins Freie ausströmt und verlorengeht, obwohl bei vielen Gasen und auch bei manchen Dämpfen, z. B.

Quecksilberdampf, die Löscheigenschaften durch den Lichtbogen im wesentlichen nicht beeinflusst werden.

Es ist bekannt, den Verlust oder auch die oft unerwünschte Vermischung verbrauchter Schaltgase mit der Umgebungsluft durch Sammlung dieser Gase in einem am Schalter angebauten, unter Niederdruck stehenden Gefäss zu verhindern. Auch ihre erneute Verwendung zu Schaltzwecken nach Entnahme vom Niederdruckbehälter und nach stattgefundener Verdichtung ist bekannt. Üblicherweise wird dazu das entspannte Gas in einer zentralen Anlage, nötigenfalls nach vorangegangener Reinigung, auf Stahlflaschen gefüllt, die dann als Hochdruckbehälter an die zu den Schaltern führenden Druckleitungen angeschlossen werden können.

Eine Stahlflasche enthält genügend Gas für eine grosse Anzahl von Schaltungen, die Flaschen müssen jedoch überwacht und rechtzeitig ausgewechselt werden, da sonst die Gefahr. besteht, dass gerade dann der Vorrat erschöpft ist, wenn er dringend gebraucht wird.

Dieser Nachteil wird nach der Erfindung dadurch vermieden, dass der Schalter, um wiederholte Verwendung desselben Löschmittels im gleichen Schalter zu ermöglichen, neben dem Niederdruckbehälter einen mit diesem über einen Kompressor in Verbindung zu setzenden eigenen Hochdruckbehälter hat.

Da infolgedessen ein merkbarer Verlust an Löschmitteln auch bei häufigem Schalten und in längerer Zeit nicht eintritt, so braucht die umlaufende Gasmenge im wesentlichen nicht grösser zu sein, als für eine Löschung ausreicht. Vorteilhaft wird dafür Vorsorge getroffen, dass das Löschmittel noch während des Schaltens aus dem Niederdruckbehälter in den Hochdruckbehälter zurückgeführt wird, so dass es in einem über die Löschstelle führenden geschlossenen Kreislauf strömt.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

In Fig. 1 ist der Niederdruckbehälter mit 10 und der Hochdruckbehälter mit 11 bezeichnet.

Die Behälter und damit die Abmessungen des ganzen Schalters können klein gehalten sein, wenn die Gasmenge im wesentlichen nicht grösser ist, als für eine Liehtbogenlöschung ausreicht. Der Schalter kann so aufgebaut sein, dass die Gasmenge im Kreise umläuft. Zu diesem Zweck ist die Unterbrechungstrecke in einem Schaltrohr 17 zwischen den Behältern 10 und 11 angeordnet, und die beim Ausschalten

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und 10 verbunden. Diese beiden Behälter sind mittels Isolatoren 12 und 18 an einem Sockel 14 befestigt. Im Rohr 15 ist ein als hohler Düsenkontakt ausgebildetes festes Schaltstück 18 eingesetzt.

Im Rohr 16 befindet sich ein Kolben 19, an dem das schaltstiftförmige bewegliche Schaltstück 20 befestigt ist. Der Teil des Rohres 16, der sich in den Niederdruckbehälter 10 hineinerstreckt, besitzt seitliche Öffnungen 21, 22. Unten ist das Rohr 16 durch einen Deckel 23 abgeschlossen. Auf dem
Rohr 16 ist zwischen seinem Befestigungsflansch und dem Behälter 10 eine Einschaltspule 24 aufgeschoben. 25 ist eine Ausschaltspule, die sich im Niederdruckbehälter am unteren Ende des Rohres 16 befindet.

Von besonderer Wichtigkeit ist es, dass alle Teile des Schalters gasdicht gegen den Aussenraum abgeschlossen sind. Um den gasdichten Abschluss des Schalters nicht zu gefährden, wird der Kompressor 26 mit seinem Antriebsmotor 27 in den Niederdruckbehälter 10 oder einen mit diesem in Verbindung stehenden, gegen aussen abgeschlossenen Raum eingebaut. Um das auch bei gutem, gasdichtem Abschluss nicht ohne weiteres vermeidliche allmähliche Eindringen der Luft zu verhindern, ist der Druck im Niederdruckteil des Schalters, d. h. im Niederdruckbehälter und im Schaltrohr grösser als der Luftdruck im Aussenraum. Undichte Stellen des Schalters werden dem Bedienenden durch einen Riechstoff angezeigt, der dem Gas zugesetzt wird.

Der Kompressor 26 saugt aus dem Niederdruckbehälter 10 an. Mit dem Hochdruckbehälter 11 ist der Kompressor durch eine Leitung 28 verbunden, die zum Teil aus den Hohlisolatoren 12 und 13 gebildet wird.

Beim Ausschalten wird das im Rohr 15 liegende Ventil 29 geöffnet, das den Hochdruckbehälter gegen das Schaltrohr 17 abschliesst.

Gleichzeitig wird beim Öffnen des Ventils 29 der Stromkreis der Ausschaltspule 25 geschlossen, so dass der Kolben 19 des Schaltstiftes 20 abwärtsbewegt wird, bis er auf den Deckel 23 des Rohres 19 trifft. Dabei wird der Schaltstift 20 aus dem hohlen Schaltstück 18 herausgezogen. Durch das hohle Schaltstückstromt das Gas in das Schaltrohr 17 ein und, sobald der Kolben 19 die seitlichen Öffnungen 21 und 22 des Rohres 16 freigegeben hat, aus dem Rohr 16 in den Niederdruckbehälter. Dabei entspannt sich das Löschmittel und löscht den beim Trennen der Schaltstücke gezogenen Lichtbogen aus.

Bei richtiger Wahl der Verhältnisse werden die Lichtbogen kleiner Ströme bis zur Grössenordnung des Nennstromes schon gelöscht, ehe der Kolben 19 die seitlichen Öffnungen des Rohres 16 zum Hineinströmen des Lösehmittels aus dem Sehaltrohr in den Niederdruckbehälter freigibt. Für die Löschung kleiner Lichtbogen ist dann nämlich die Strömung des Löschmittel im Schaltrohr ausreichend, die bei der Raumvergrösserung im Schaltrohr durch den sich bewegenden Kolben stattfindet, und es werden keine Überspannungen erzeugt, da die Stärke der Strömung im richtigen Verhältnis zu der Stärke des zu löschenden Lichtbogens steht.

Um eine wirksame Löschung grosser Lichtbogen zu erzielen, wird durch entsprechende Bemessung des Hochdruckbehälters und des Niederdruckbehälters für ein solches Verhältnis der Drücke in beiden Behältern gesorgt, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Gases bis zum Löschen des Lichtbogens über der kritischen Geschwindigkeit liegt.

B ? i Abnahme des Druckunterschiedes zwischen dem Hochdruckbehälter 11 und dem Nieder- druekbehälter 70 spricht ein nicht besonders dargestellter Druckregelschalter an, der den Antriebsmotor 27 des Kompressors 26 einschaltet. Der Kompressor pumpt das Gas durch das Rohr 28 in den Hochdruckbehälter 11 zurück, der durch das Ventil 29 wieder gegen das Schaltrohr und den Nieder- druekbehälter abgeschlossen ist. Beim Einschalten wird die Einschaltspule 24 erregt und bewegt den Betätigungskolben19 aufwärts, wobei der Schaltstift 20 wieder in das hohle Schaltstück 18 hineingeschoben wird.

In Fig. 2 ist der Hochdruckbehälter 11 in den Niederdruckbehälter 10 eingebaut, so dass der Hochdruckbehälter besonders geschützt ist. Das am Hochdruekbehälter befindliche Rohr 15 ist durch die Wand des Niederdruckbehälters 10 hindurchgeführt. Das Rohr 15 trägt einen Hohlisolator 30, auf dem ein Kniestück 31 befestigt ist. 32 ist ein am Niederdruckbehälter 70 angesetzter Hohlisolator, auf dem ein Kniestück 33 befestigt ist. Zwischen den Kniestücken ist das aus Isoliermaterial bestehende Schaltrohr 17 angeordnet, das die Unterbrechungsstrecke des Schalters umgibt. Das hohle, feste Schaltstück 18 befindet sich im Kniestück 33.

Das Kniestück 31 bildet einen Zylinder 34 für den Betätigungskolben 19 des Schaltstiftes 20.24 ist die Einschaltspule.

Beim Ausschalten wird das im Rohr 15 angeordnete Ventil 29 geöffnet. Das gespannte Löschmittel tritt dann aus dem Hoehdruekbehälter 11 in das Schaltrohr 17 ein und drückt den Betätigungskolben 19 des Schaltstiftes 20 nach links bis an das Ende des Zylinders 34. Dabei wird der Schaltstift 20 aus dem hohlen, festen Schaltstück 75 herausgezogen und das Gas strömt dann bei gleichzeitiger Entspannung durch das hohle Schaltstück 18, löscht den Lichtbogen aus und gelangt durch das weite Kniestück 33 und den weiten Isolator 32 in den Niederdruckbehälter 10.

Am Niederdruckbehälter ist ein Dom 35 angeordnet, in dem der Kompressor 26 und sein Antriebs-
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deren Ende, wie auch in Fig. 1, duich ein Rückschlagventil 36 abgeschlossen ist. Das Einschalten geschieht, wie in Fig. 1, dadurch, dass die Einschaltspule 24 erregt wird und den Kolben 19 bis zu einem Anschlag 37 nach rechts bewegt. Dabei wird der Schaltstift 20 in den Hohlkontakt 18 hineingei-choben.

Um den durch Undichtigkeiten verlorengehenden Teil der eingeschlossenen Gasmenge zu ersetzen, ist an den Niederdruekbehälter eine nicht gezeichnete Nachfüllvorrichtung angeschlossen, die in Ab-
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betrieben, so kann die Nachfüllvorrichtung ein Kippscher Apparat oder ein elektrolytischer Apparat sein, der, wie der erstgenannte Apparat, bei Abnahme des Druckes Wasserstoff entwickelt. Die Erzeugung und Zuleitung des Wasserstoffes von der Nachfüllvorrichtung in den Niederdruckbehälter hört auf, wenn der Anfangsdruck im Niederdruckbehälter wieder erreicht ist.

Man kann den Wasserstoff zum Nachfüllen aber auch aus einer mit Wasserstoff gefüllten Flasche entnehmen, die über ein auf konstanten Druck regelndes Mindestdruckventil an dem Niederdruekbehälter angeschlossen ist.

Nach Fig. 3 besteht der Schalter aus einem Hochdruckbehälter 110 und einem Niederdruckbehälter 111, die nebeneinander auf einem Sockel 112 angeordnet sind. Die beiden Behälter 110 und 111 sind über eine Leitung 113 mit einem Kompressor 114 miteinander verbunden. Jeder Behälter trägt pro Pol einen Hohlisolator 115,116. Die Hohlisolatoren 115 und 116 eines jeden Pols sind durch ein die Unterbrechungsstrecke umgebendes isolierendes Schaltrohr 117 miteinander verbunden. Zwischen den Hohlisolatoren 115 und 116 und dem Schaltrohr 117 sind metallene Kniestücke 118 und 119 angeordnet, die Anschlussstücke 120 und 121 tragen.

Das Schaltrohr 117 ist zwischen den Kniestücken 118 und 119 auswechselbar angeordnet.

Damit beim Auswechseln des Schaltrohres von der im Hochdruckbehälter 110 und Niederdruck-
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Hand oder elektromagnetisch zu betätigendes Ventil 122 und der Niederdruckbehälter 111 durch ein Rückschlagventil 123 gegen jedes Sehaltrohr 117 abschliessbar.

Bei dem Schalter kommt es zur Vermeidung von Gasverlusten ganz besonders darauf an, dass alle Teile miteinander absolut dicht verbunden sind. Um eine absolut dichte Verbindung zwischen dem auswechselbaren Schaltrohr 117 und den Kniestücken 118 und 119 zu ermöglichen, sind entweder der Hochdruckbehiilter und der Niederdruckbehälter nachgiebig gegeneinander gelagert, damit beim Zusammenschrauben der Teile 117, 118 und 119 ihre Befestigungsflansche sieh auf der ganzen Fläche berühren und die zwischen den Befestigungsflanschen befindlichen Dichtungsringe 124 und 125 gleichmässig zusammengedrückt werden. Anstatt die Behälter 110 und 111 gegeneinander nachgiebig zu lagern, kann aber auch, wie in Fig. 3 dargestellt ist, das Schaltrohr über ein als Wellrohr ausgebildetes nachgiebiges Verbindungsstück 126 angeschlossen sein.

Die Befestigungsstellen zwischen den Hohlisolatoren 115 und 116 und den Behältern 110 und 111 sowie den Kniestücken 118 und 119 werden dadurch dicht gemacht, dass Hohlisolatoren aus einem keramischen Material verwendet werden und mittels an ihren Befestigungsstellen vorgesehenen Metallglasuren mit den Behältern und den Kniestücken durch eine metallische Schmelzverbindung, d. i. Lötung oder Sehweissung, fest verbunden sind.

Das Schaltrohr 117 und die Hohlisolatoren 115 und 116 können zum Zwecke eines Splitterschutzes mit Rohren aus Hartpressstoff, wie Hartpapier oder Hartgewebe, umgeben werden. Das Schaltrohr 117 wird in besonders zweckmässiger Weise aus einem durchsichtigen Isoliermaterial, z. B.

Glas, Quarz oder Cellophan, hergestellt, um die Unterbrechungsstrecke des Schalters beobachten zu können. Bei Umkleidung des Schaltrohres mit einem Schutzrohr aus Hartpapier oder Hartgewebe wird dann in das Schutzrohr ein Fenster eingeschnitten.

Das metallene Kniestück 118, das pro Pol auf dem zum Hochdruckbehälter 110 gehörenden Hohlisolator 115 befestigt ist, ist als Behälter 127 für den Betätigungskolben 128 des schaltstift- förmigen beweglichen Schaltstückes 129 ausgebildet. Das metallene Kniestück 119, das pro Pol auf dem zum Niederdruckbehälter 111 gehörenden Hohlisolator 116 befestigt ist, enthält ein als Hohlkontakt ausgebildetes festes Schaltstück 130. Der Betätigungskolben 128 ist ein Hohlkolben und wird in der gezeichneten Einschaltstellung durch eine in ihm liegende Einschaltfeder 131 gegen einen im Behälter 127 befindlichen Anschlag 132 gedrückt.

Die Hohlisolatoren 115 des Hoehdruckbehälters sitzen je auf einem Zwischenbehälter 133, der über ein durch das Ventil 122 verschliessbares Rohr 134 mit dem Hochdruckbehälter 110 verbunden ist. Beim Öffnen des Ventils 122 tritt das Löschmittel durch die Hohlisolatoren 115 in das Schaltrohr 117 jedes Pols ein. Durch das hochgespannte Löschmittel wird der Betätigungskolben 128 jedes Schaltstiftes 129 gegen seine Einschaltfeder 131 nach links bewegt und dabei der Schaltstift 129 aus dem Hohlkontakt 130 herausgezogen und von diesem entfernt.

Die Löschung des dabei gezogenen Lichtbogens erfolgt durch das durch den Hohlkontakt 130 aus dem Schaltrohr ausströmende und sich dabei entspannende Löschmittel, das durch das Kniestück 119 und den Hohlisolator 116 in den Niederdruckbehälter 111 gelangt. Dabei öffnet sich das Rückschlagventil 123. Damit sich das hochgespannte Löschmittel beim Ausströmen aus dem zweckmässig düenförmigen Hohlkontakt 130 entspannen kann, hat der Hohlisolator 116 und das Kniestück 119 eine bedeutend grössere lichte Weite als der Hohlisolator 115. Im Kniestück 119 sind Einrichtungen zum Kühlen des durch den Lichtbogen erhitzten Löschmittels vorgesehen, um Beschädigungen des Hohlisolators 116 und des Rückschlagventils 123

zu vermeiden.

Die Einrichtungen bestehen z. B. aus mehreren parallelen Wänden 135, die den Hohlraum des Kniestückes 119 in seiner Längsrichtung unterteilen.

Zum Festhalten des Betätigungskolbens 128 jedes Pols in der Ausschaltstellung dient ein im Kniestück 118 drehbar gelagerter Sperrhebel 136, an den eine Isolierstange 137 angelenkt ist. Die Isolierstangen 1. 37 der Sperrhebel 136 erstrecken sich durch die zwischen den Kniestücken 118 und dem Behälter 133 befindlichen Hohlisolatoren hindurch und sind im Zwischenbehälter 133 durch eine Traverse 138 miteinander verbunden. An der mittleren Isolierstange 137 ist ein doppelarmiger
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drehbar gelagert ist.

An dem Hebel 139 greift ein im senkrechten Teil des Rohransatzes 140 geführter Magnetkern 141 an. 142 ist eine auf den Rohransatz 140 aufgeschobene Magnetspule. Über dem Magnetkern 141 befindet sich eine Feder 143, die über den Hebel 139 und die Isolierstangen 137 die
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schalten vor die Kolben bringt, sobald sich die Stirnfläche der Kolben über das Ende der Sperrhebel hinaus bewegt. Die Betätigungskolben werden dann durch die Sperrhebel in der Ausschaltstellung festgehalten. Der Schalter wird dadurch eingeschaltet, dass die Magnetspule 142 erregt wird. Es
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Hebel 139 und die Isolierstangen 137 in die gezeichnete Stellung zurückgebracht, in der sie die Be- tätigungskolben IM freigeben.

Die Betätigungskolben 128 werden dann durch die Einschaltfedern 737 bis an die Anschläge 132 bewegt und schieben dabei die Schaltstifte 129 in die Hohlkontakte 130 ein.

Im Zwischenbehälter 133 sind Meldekontakte 144 für die Einschaltstellung und Meldekontakte 145 für die Ausschaltstellung des Schalters angeordnet. Die Meldekontakte werden durch an den Isolier- stangen 737 befindliche Sehaltbrücken 746 geöffnet und geschlossen. Die nicht besonders dargestellten Anschlussleitungen der Meldekontakte sind gut abgedichtet aus dem Zwischenbehälter 733 herausgeführt.

Der Kompressor 114, der das entspannte Löschmittel aus dem Niederdruckbehälter 111 über die Leitung 113 in den Hochdruckbehälter 110 zurückpumpt, ist mit seinem Antriebsmotor 147 in einem am Niederdruckbehälter 111 angesetzten Dom 148 angeordnet. Der Motor 147 wird mit Hilfe
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der Druckunterschied zwischen Hoch-und Niederdruckbehälter verringert. 149 ist der abnehmbare Abschlussdeckel des Domes, der gleichzeitig das eine Lagerschild des Antriebsmotors 147 bildet. Der Dom 148 steht mit dem Niederdruckbehälter 111 über ein Ventil 150 in Verbindung, das durch eine Feder 151 geschlossengehalten wird. Das Ventil 150 wird gegen die Feder 151 erst dann geöffnet, wenn der Antrieb3motor 147 anläuft.

Das Öffnen des Ventils 150 kann etwa durch eine durch Fliehkraft betätigte Einrichtung erfolgen. l\1uss also zur Vornahme von Ausbesserungen der Antriebsmotor oder der Kompressor ausgebaut werden, so kann dies ohne weiteres geschehen, da der Dom 148 durch das Ventil 150 gegen den Niederdruckbehälter 111 abgeschlossen ist. Die vom Kompressor 114 in den Hochdruckbehälter 110 führende Druckleitung 773 ist an ihrem Ende mit einem Rückschlag- vent, 11 152 abgeschlossen. ist ein in den Niederdrnckbehälter 777 hineingeführtes und durch ein Rückschlagventil 154 abgeschlossenes Rohr, das mit einer nicht dargestellten Nachfiillvorrichtung verbunden ist.

Um zu verhindern, dass ein Lichtbogen bei Zerstörung des Sehalters auf dem Hoch-oder Niederdruckbehälter Fuss fasst und in diese Löcher einbrennt, durch die die in den Behältern enthaltene Gasmenge entweicht, ist über beiden eine Abdeckung 155 angeordnet. Die Abdeckung kann aus Metall bestehen und bildet dann ein die Behälter einschliessendes geerdetes Gehäuse.

Da der Schalter nach der Erfindung ein geschlossener Schalter ist, eignet er sich ohne weiteres gleich gut für Freiluftaufstellung und für schlagwettergefährdete Betriebe. Durch den Schalter nach der Erfindung lässt sich auch vorteilhaft ein Ölschalter in einer Schaltanlage ersetzen, wenn der Schalter nach Fig. 3 aufgestellt wird und die Ansehlussstüeke 120 und 121 an den Kniestüeken 118 und 119 nach oben gehend angeordnet werden. Der Schalter lässt sich aber auch ohne jede Änderung bloss um 900 gedreht als Wandschalter anwenden. Die Anschlussstücke 120 und 121 werden dann so an den Kniestücken 118 und 119 angeordnet, dass der Schaltstift 129 im Zuge der Leitung liegt.

Vorteilhaft werden die Hohlisolatoren mit einer metallischen Innenauskleidung versehen und als Durchführungen in der Behälterwand angeordnet. In besonders zweckmässiger Weise besteht die metallische Innenauskleidung der Hohlisolatoren aus Metallrohren, die aus den Isolatoren herausragen und mit dem Schaltrohr verbunden sind. Durch die metallische Innenauskleidung der als Durchführungen verwendeten Hohlisolatoren ergibt sich der Vorteil, dass ein Niederschlag im Löschmittel enthaltener Feuchtigkeit und vom Kontaktabbrand herrührenden Metallstaubes und Metalldampfes im Innern die Isolierfähigkeit der Isolatoren nicht herabsetzt. Die Hohlisolatoren des Nieder- druckbehälters sind ausserdem dem unmittelbaren Einfluss des durch den Lichtbogen erhitzten Gases entzogen, so dass sie nicht beschädigt werden.

In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem nur die am meisten gefährdeten Hohlisolatoren des Niederdruckbehälters mit einer Metallauskleidung versehen sind. Soweit einzelne Teile des in Fig. 4 dargestellten Schalters solchen des in Fig. 3 dargestellten entsprechen, sind sie mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Auf den Hochdruckbehälter 110 ist oben ein Metallrohr 163 mit einem Ventil 122 aufgesetzt.

Das Rohr 163 verzweigt sich oberhalb des Ventils 122 der Polzahl des Schalters entsprechend. Jeder
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Hohlisolator 164 als Durchführung für ein Metallrohr 170 eingesetzt. Das Schaltrohr 117 ist auf der einen Seite mit dem Metallrohr 170 und auf der andern Seite mit einem im Hohlisolator 115 eingesetzten metallischen Kniestück 118 verbunden. Das hohle Gegenschaltstück 130 des Schaltstiftes 129 ist in dem Metallrohr 170 befestigt. Auf dem Behälter 127 befindet sich eine Membrankapsel 167, an deren Boden ein durch die Behälterwand hindurchgehender Stift 168 befestigt ist. Der Stift 168 wird in der gezeichneten Einschaltstellung durch eine Feder 169 gegen den Kolben 128 gedrückt.

An dem
Boden der Membrankapsel 167 befindet sich die Isolierstange 1. 37, die in das den Hoch-und den Nieder- druckbehälter 111 umgebende Gehäuse 155 hineingeführt ist und den Kern 141 für die im Gehäuse 155 angeordnete Magnetspule 142 trägt. Am unteren Ende der Isolierstange 137 befindet sich die Kontakt- brücke 146, die in der gezeichneten Einschaltstellung die Meldekontakte 144 verbindet. 145 sind die
Meldekontakte für die Aussehaltstellung des Schalters.

Die Wärme des vom Lichtbogen erhitzten Gases wird von dem in den Hohlisolatoren 164 des
Niederdruckbehälters 111 angeordneten Metallrohr 170 aufgenommen, dessen Oberfläche zu diesem
Zweck durch mehrere innere Längswände 166 vergrössert ist, die den Querschnitt der Rohre 170 unterteilen. Zur Wärmeabgabe nach aussen hin sind die Metallrohre 170 mit äusseren Kühlrippen 171 ver- sehen. In dem Ende des in den Niederdruckbehälter 111 hineinragenden Metallrohres 170 und dem umgebenden Isolator 116 befinden sich seitliche Öffnungen 160, die durch einen im Rohr 170 befindlichen, durch eine Feder 161 gegen die Längswände 166 gedrückten Kolben 162 abgeschlossen sind.

Das beim Ausschalten in das Rohr 170 hineinströmende Löschmittel hat noch einen genügend hohen Druck, um den Kolben 162 gegen die Feder 161 nach unten zu bewegen. Dabei gibt der
Kolben 162 die Öffnungen 160 frei, so dass das Löschmittel aus dem Rohr 170 in den Niederdruckbehälter 111 hineinströmt, wobei es sieh weiter entspannt. Nach Ausströmen des Lösehmittels aus dem Rohr 170 wird der Kolben 162 wieder durch die Feder 161 nach oben bewegt, bis er auf die Längswände 166 trifft. In dieser Stellung schliesst der Kolben wieder die Öffnungen 160 ab.

Bei einer vorteilhaften weiteren Ausbildung eines Schalters für Mehrfachunterbrechung verzweigt sich der Strom der beim Ausschalten aus einem Hochdruckbehälter ausströmenden Gasmenge an den zusammenliegenden Unterbrechungsstellen in mehrere, der Zahl der Unterbrechungsstellen entsprechende Teilströme, die nach Durchströmen der Unterbrechungsstrecken in einen mit dem Hochdruckbehälter durch eine Leitung mit Kompressor verbundenen Niederdruckbehälter geleitet werden. Um die Unterbrechungsstellen dort, wo die Verteilung des aus dem Hochdruekbehälter austretenden Gasstromes stattfindet, zusammenliegend anzuordnen, wird für alle Unterbrechungsstellen ein gemeinsames festes Schaltstück vorgesehen.

Die durch Strömung und Expansion des Löschmittels erfolgende Licht- bogenlöschung wird dadurch besonders günstig gestaltet, dass die beweglichen Schaltstücke der Unter- brechungsstellen als Hohlkontakte ausgebildet sind, durch die das Gas nach dem Niederdruckbehälter hin abströmt. Die Bewegung der beweglichen Schaltstücke beim Ausschalten erfolgt durch den Druck des hochgespannten Gases auf Betätigungskolben, die mit den beweglichen Schaltstücken verbunden sind. Bei eingeschaltetem Schalter werden die Betätigungskolben durch eine aufhebbar Verriegelung festgehalten. Hiebei ist der Hochdruckbehälter gegen den Niederdruckbehälter abgeschlossen. Ihre gegenseitige Anordnung kann beliebig sein.

Ein besonders zweckmässiger Aufbau des Schalters ergibt sich, wenn der Niederdruckbehälter in zwei Behälter unterteilt ist, die auf beiden Seiten des Hoch- druckbehälters liegen und durch eine Rohrleitung miteinander verbunden sind. Um hiebei die erforderliche Verbindung zwischen Nieder- und Hochdruckbehälter zu schaffen, wird in die zwischen den Niederdruckbehältern befindliche Rohrleitung ein an ersterem befindlicher, gegen ihn abgeschlossener Dom für den Kompressor mit seinem Antriebsmotor eingeschaltet.

In den Fig. 5 und 6 ist als Ausführungsbeispiel ein mehrpoliger Schalter mit Zweifaehunter- brechung dargestellt. 270 ist ein Hochdruckbehälter, 277 und 272 zwei zu dessen beiden Seiten und mit ihm auf einem gemeinsamen Sockel 213 angeordnete Niederdruekbehälter. Ersterer trägt pro Pol einen Hohlisolator 214, der oben zu einem Schaltrohr 215 ausgebildet ist. An beiden Enden des Sehaltrohres 215 sind Metallrohre 216 und 217 befestigt, die, von Durchführungsisolatoren 218 und 219 umgeben, in die Niederdruckbehälter 277 und 272 hineingeführt sind. In dem Schaltrohr 275 ist ein zylindrisches Sehaltstüek 220 mit konischen Enden befestigt.

Auf die konischen Enden des festen Schaftstückes 220 sind bei eingeschaltetem Schalter bewegliche Hohlschaltstücke 221 und 222 aufgeschoben. Diese haben Kolben 223 und 224, die zu ihrer Führung in dem waagrechten Teil der Rohre 216 und 217 dienen. 225 und 226 sind die Einschaltfedern für die beweglichen Sehaltstücke 221 und 222.

An den Metallrohren 216 und 217 sind Membrankapseln 227 und 228 angeordnet, in denen sieh Stifte 229 befinden, die am Boden der Kapseln befestigt und durch die Wand der Metallrohre 216 und 217 hindurchgeführt sind. Mittels Federn230 werden die Stifte 229 so weit in die Rohre 216 und 217 hineingedrückt, dass sie hinter die Kolben 223 und 224 der beweglichen Hohlschaltstüeke 221 und 222 greifen. Die Stifte 229 verhindern, dass die Hohlschaltstücke durch den auf die vordere Ringfläche der Kolben 223 und 224 ausgeübten Druck des hochgespannten Löschmittel, das in dem mit dem

Hochdruckbehälter 210 durch den Hohlisolator 214 in Verbindung stehenden Sehaltrohr 215 vor- handen ist, in die Aussehaltstellung bewegt werden.

Aussen sind an den Boden der Membrankapseln 227 und 228 Isolierstangen 231 und 232 befestigt, die die Kerne 233 und 234 von Magnetspulen 235 und 236 tragen. Die Magnetspulen 235 und 236 sind an den Niederdruekbehältern 211 und 212 angeordnet.

An dem Hochdruckbeh lter 210 ist ein Dom 243 zur Aufnahme des Kompressors angeordnet, der gegen den Hochdruckbehälter abgeschlossen ist und mit den Niederdruckbehältern durch Rohre 244 und 245 in Verbindung steht. An den Enden der in die Niederdruckbehälter 211 und 212 hineinführenden Rohre 244 und 245 befinden sieh Rückschlagventile 250 und 251. Die Rückschlagventile 250 und 251 sind so ausgebildet, dass sie sich öffnen, wenn der Kompressor 246 ansaugt. Das Rückschlag- ventil 249 des Rohres 248 öffnet sich dagegen unter dem Druck des vom Kompressor in den Hochdruek- behälter 210 hineingedrückten Gases.

Beim Ausschalten werden die Hohlkontakte, wie bei Fig. 4 beschrieben, freigegeben. Sie werden dann durch den Druck des hochgespannten Löschmittels, der auf die vordere Ringfläehe der Kolben 223 und 224 wirkt, nach links und rechts in die Aussehaltstellung bewegt. Dabei werden die Einsehalt- federn 225 und 226 gespannt. In der Ausschaltstellung werden die Sperrstifte 229 durch die Federn 230 vor die vordere Ringfläche der Kolben 223 und 224 gedrückt und halten die Kolben gegen die gespannten Einsehaltfedern 225 und 226 fest.

Beim Trennen der Hohlkontakte 221 und 222 von dem gemeinsamen festen Sehaltstück 220 werden Lichtbogen gezogen, die durch das durch die Hohlkontakte in die Metallrohre 216 und 217 hineinströmende und dabei expandierende Lösehmittel gelöscht werden.

Die Abführung des erhitzten Löschmittels, seine Zurückführung in den Hochdruckbehälter und die Einschaltung erfolgen wie bei Fig. 4 beschrieben.

PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schalter mit Lichtbogenlöschung durch strömende oder expandierende Gase oder Dämpfe, die der Unterbrechungsstelle unter erhöhtem Druck zugeführt und in einen Niederdruckbehälter abgeleitet werden, dem sie entnommen, und nach Kompression erneut für Löschzwecke verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter, um wiederholte Verwendung desselben Löschmittels im gleichen Schalter zu ermöglichen, neben dem Niederdruckbehälter einen mit diesem über einen Kompressor in Verbindung zu setzenden eigenen Hoehdruekbehälter hat.

Claims

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende Gasmenge im wesentlichen nicht grösser ist, als für eine Löschung ausreicht.

3. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Löschmittel noch während des Schaltens aus dem Niederdruckbehälter in den Hoehdruckbehälter rückgeführt wird, so dass es im geschlossenen Kreislauf strömt.

4. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrechungsstrecke in einem Schaltrohr zwischen dem Niederdruckbehälter und dem Hoehdruckbehälter angeordnet ist.

5. Schalter nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsweg für das Löschmittel von der Eintrittsstelle (29) in die Sehaltsäule (15, 17, 16) über die Unterbrechungsstelle bis in den Niederdruckbehälter (10) im wesentlichen geradlinig ist.

6. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruckbehälter und der Niederdruckbehälter auf Isolatoren angeordnet sind, die vorzugsweise hohl sind und Teile der vom Niederdruckbehälter zum Hoehdruckbehälter führenden Druckleitung bilden.

7. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor mit seinem Antriebsmotor in den gegen aussen abgeschlossenen Niederdruckraum eingebaut ist.

8. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck im Niederdruekteil des Schalters grösser ist als der Luftdruck im Aussenraum.

9. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Gas ein Riechstoff zugesetzt ist.

10. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Drücke im Hochdruckbehälter und Niederdruekbehälter beim Ausschalten bis zum Löschen des Lichtbogens so gross ist, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Gases über der kritischen Geschwindigkeit liegt.

11. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor des Kompressors durch einen Druekregelschalter eingeschaltet wird, der bei Abnahme des Druckunterschiedes zwischen Hochdruck- und Niederdruckbehälter anspricht.

12. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruckbehälter im Niederdruckbehälter angeordnet ist und das Schaltrohr mit jedem Behälter über einen Hohlisolator verbunden ist.

13. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausschalten durch Öffnen des Hoehdruekbehälters gegen das Schaltrohr erfolgt, wobei das Gas einen mit dem beweglichen Schaltstück verbundenen Kolben in die Ausschaltstellung bewegt.

14. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederdruckbehälter mit einer Nachfüllvorrichtung in Verbindung steht, die in Abhängigkeit vom Druck im Niederdruckbehälter selbsttätig arbeitet. <Desc/Clms Page number 7>

15. Mehrpoliger Schalter nach Anspruch 1 mit für alle Pole gemeinsamen Druckbehältern, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruckbehälter und der Niederdruckbehälter nebeneinander auf einem Sockel angeordnet sind und pro Pol je einen Hohlisolator tragen und dass die Hohlisolatoren jedes Pols durch ein die Unterbrechungsstrecke umgebendes Schaltrohr miteinander verbunden sind.

16. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltrohr über nachgiebige Verbindungsstücke angeschlossen ist.

17. Schalter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die aus keramischem Material bestehenden Hohlisolatoren mittels einer Metallglasur mit den Behältern und den zu den Schaltrohren führenden Kniestücken durch eine metallische Schmelzverbindung fest verbunden sind. t 18. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltrohre aus einem durch- sichtigen Isoliermaterial, vorzugsweise Glas, bestehen.

19. Schalter nach den Ansprüchen 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlisolatoren und die Schaltrohre mit Rohren aus Hartpressstoff umgeben sind.

20. Schalter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das metallene Kniestück, das pro Pol auf dem zum Hochdruckbehälter gehörenden Hohlisolator angeordnet ist, als Zylinder für den Betätigungskolben des beweglichen Schaltstückes ausgebildet ist.

21. Schalter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein an das Schaltrohr auf der Niederdruckseite angeschlossenes metallenes Kniestück mit zusätzlichen Kühleinrichtungen versehen ist.

22. Schalter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die auf dem Niederdruckbehälter angeordneten Hohlisolatoren einen grösseren Querschnitt haben als die Hohlisolatoren des Hoch- druckbehälters.

23. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederdruckbehälter gegen jedes Schaltrohr durch ein Rückschlagventil abgeschlossen ist.

24. Schalter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlisolatoren des Hoch- druckbehälters auf einem Zwischenbehälter sitzen, der über ein durch ein Ausschaltventil verschliess- bares Rohr mit dem Hochdruckbehälter verbunden ist.

25. Schalter nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben jedes Schaltstiftes, der durch das beim Öffnen des Aussehaltventils in das Schaltrohr eintretende gespannte Lösehmittel gegen eine Feder in die Ausschaltstellung bewegt wird, in dieser Stellung durch einen im zugehörigen Kniestück drehbar gelagerten und mittels einer Feder vor den Kolben gebrachten Sperrhebel fest- gehalten wird.

26. Schalter nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass an den Sperrhebel Isolierstangen angelenkt sind, die sich durch die zwischen den Kniestücken und den Zwisehenbehältern befindlichen Hohlisolatoren hindurch erstrecken, im Zwischenbehälter miteinander durch eine Traverse und über ein Hebelgestänge mit einem Magnetkern verbunden sind, der sich in einem am Zwischenbehälter befindlichen und mit einer aufgeschobenen Einschaltspule versehenen Rohransatz befindet.

27. Schalter nach den Ansprüchen 24 und 26, dadurch gekennzeichnet, dass im Zwischen- behälter durch die Isolierstangen betätigte Meldekontakte für die Ein-und Aussehaltstellung des Se, halters angeordnet sind.

28. Schalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederdruckbehälter einen Dom hat, in dem der Kompressor mit seinem Antriebsmotor eingebaut ist.

29. Schalter nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Dom mit dem Niederdruck- behälter über ein Ventil in Verbindung steht, das beim Anlaufen des Motors etwa mittels einer durch Fliehkraft betätigten Einrichtung geöffnet wird.

30. Schalter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich über dem Hochdruck-und dem Niederdruckbehälter eine lichtbogenfeste Abdeckung befindet, z. B. ein die Behälter einschliessendes metallenes und geerdetes Gehäuse.

31. Schalter nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine metallische Innenauskleidung der Hohlisolatoren und Anordnung der Hohlisolatoren als Durchführungen in der Behälterwand.

32. Schalter nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch Anordnung von Metallrohren in den Hohlisolatoren, die aus den Hohlisolatoren herausragen und mit dem Schaltrohr verbunden sind.

33. Schalter nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass jedes in den Niederdruckbehälter isoliert eingesetzte Metallrohr innen durch Längswände unterteilt ist und aussen Kühlrippen hat.

34. Schalter nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass sich in dem Ende jedes in den Niederdruckbehälter hineinragenden Metallrohres ein als Rückschlagventil dienender Kolben befindet, der gegen eine Feder beweglich ist und seitliche Öffnungen in der Rohrwand abschliesst.

35. Schalter nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrvorrichtung, die den Betätigungskolben des beweglichen Schaltstückes in der Ausschaltstellung gegen die gespannte Einschaltfeder festhält, aus einem Stift besteht, der in einer am Behälter des Betätigungskolbens befestigten Membrankapsel angeordnet ist und federnd in den Behälter hineingedrückt wird.

36. Schalter nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine an der Membrankapsel angreifende isolierende Zugstange, die zur Betätigung der Vorrichtung dient, gleichzeitig die Einschalt-und Ausschaltmeldekontakte betätigt werden. <Desc/Clms Page number 8>

37. Schalter nach Anspruch 1 mit Mehrfachunterbrechung, dadurch gekennzeichnet, dass sieh der Strom der beim Ausschalten aus dem Hochdruckbehälter ausströmenden Gasmenge an den zusammenliegenden Unterbrechungsstellen in mehrere, der Zahl der Unterbreehungsstellen entsprechende Teilströme verzweigt, die nach Durchströmen der Unterbrechungsstreeken vereinigt über den Kompressor in den Niederdruckbehälter geleitet werden.

38. Schalter nach Anspruch 37, gekennzeichnet durch ein gemeinsames festes Schaltstiick der Unterbrechungsstellen.

39. Schalter nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass die beweglichen Sehaltstücke als Hohlkontakte ausgebildet sind.

40. Schalter nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederdruckbehälter in zwei zu beiden Seiten des Hochdruckbehälters angeordnete, durch eine Rohrleitung verbundene Behälter unterteilt ist. EMI8.1