Elektrischer Schalter mit stromleitender Schaltflüssigkeit. Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schalter, der mit stromleitender Schaltflüssigkeit arbeitet. Bei einem der artigen, beispielsweise als Expansionsschalter ausgebildeten Flüssigkeitsschalter ist am Bo den eines zum Teil mit Schaltflüssigkeit, zum Beispiel Wasser, gefüllten Expansionsraumes ein festes Schaltstück angeordnet, und das bewegliche Schaltstück in Form eines Schalt stiftes ragt von oben durch eine Öffnung im Deckel der Expansionskammer in diese hin ein. Sobald sich beim Ausschaltvorgang die Schaltstücke trennen, wird ein Lichtbogen gezogen, der die Entwicklung von Dampf veranlasst.
Wenn der Schaltstift beim end gültigen Öffnen des Schalters die Öffnung im Deckel der Expansionskammer verlässt, so expandiert der Dampf und löscht beim Kondensieren den Lichtbogen rasch. und sicher.
Da beim jedesmaligen Öffnen des Schal ters eine kleine Menge Schaltflüssigkeit ver- dampft, so sinkt allmählich der Flüssigkeits stand in der Expansionskammer, so da.ss schliesslich die feste Elektrode nicht mehr von der Flüssigkeit bedeckt wird, und der Schalter nicht mehr als Expansionsschalter wirken kann.
Die Schaltflüssigkeit kann nicht einfach aus einer Wasserleitung oder einem Flüssig keitsbehälter ersetzt werden, weil die Schalt stücke und ebenso die Expansionskammer dauernd an Spannung liegen.
Gemäss der Erfindung sind Mittel vor gesehen, um bei Schaltern mit den Strom leitender Schaltflüssigkeit die Ergänzung der verdampften Schaltflüssigkeit während des Betriebes zu ermöglichen.
Beispielsweise ist ein isoliert aufgestell ter Flüssigkeitsbehälter vorgesehen, der mit dem Schaltapparat durch eine Rohrleitung verbunden ist, in der ein Abschlussorgan vor gesehen ist. Das Abschlussorgan kann über ein isolierendes Gestänge geöffnet und ge- schlossen werden, oder es kann in Abhängig keit vom Flüssigkeitsstand im Schaltapparat selbsttätig in Tätigkeit gesetzt werden.
Weitere Ausführungsbeispiele des Erfin dungsgegenstandes sind beispielsweise für einen Expansionsschalter in der beiliegenden Zeichnung dargestellt.
In Abb. 1 ist 12. die auf einem Stütz isolator 1,4 befestigte Expansionskammer des Schalters, 11 der bewegliche Schaltstift und 13 sein festes Gegenschaltstück. Auf einem Stützisolator 118 ist der Flüssigkeitsbehälter 17 aufgestellt, der durch die Rohrleitung 15 mit der Expansionskammer 12 verbunden ist. In der Rohrleitung 1.5 ist als Abschlussorgan der Hahn 16 angeordnet.
Ist der Flüssig keitsstand in der Expansionskammer unter ein zulässiges Mass gesunken, so kann der Hahn 16 mittelst eines isolierenden Gestänges so lange geöffnet werden, bis der gewünschte Flüssigkeitsstand wieder erreicht ist, was an einem Wasserstandsglas oder einem Fenster in der Expansionskammer überprüft werden kann. Abb. 2 zeigt eine selbsttätig wirkende Nachfüllvorrichtung. Der Raum der Expan sionskammer 12 mit Schaltstift 11 und Gegenstück 13' ist durch die Rohrleitung 15 mit dem Trichter 19 verbunden. 20 ist eine mit ihrer Mündung nach unten gerichtete, flüssigkeitsgefüllte Flasche, die an dem Iso lator 18 befestigt ist, also gegen Erde isoliert ist.
Sie taucht mit ihrem untern Rand etwas unter den Spiegel der Schaltflüssigkeit im Trichter 19. Sinkt der Spiegel in der Expan sionskammer und im Trichter durch Ver dampfen von Flüssigkeit, so tritt Luft in die Flasche 20 ein, und es ergiesst sich so lange Flüssigkeit aus der Flasche in den Trichter, bis der untere Rand der Flasche wieder in die Flüssigkeit eintaucht und die Flasche abschliesst.
Bei einer Nachfüllvorrichtung nach Abb. 3 wird eine beliebige, geerdete Flüssig keitsquelle ohne Gefahr für das Bedienungs personal verwendet. Die Flüssigkeit wird der Expansionskammer in räumlich voneinander getrennten, also elektrisch voneinander iso lierten Mengen zugeführt, so -dass während des Ergänzens der Schaltflüssigkeit keine elektrisch leitende Verbindung zwischen .der spannungsführenden Expansionskammer und der geerdeten Flüssigkeitsquelle (Wasser leitung oder Flüssigkeitsgefäss) besteht.
Mit 12 ist in Abb. 3 die Expansionskam mer bezeichnet, in welcher das feste Schalt stück 13 angeordnet ist. Der bewegliche Schaltstift 11 ragt von oben in den Schalt raum hinein. An die von dem Isolator 14 getragene Expansionskammer schliesst sich .die Rohrleitung 15 mit dem Trichter 19 an, der ein mit .dem Schaltraum kommunizieren des Gefäss bildet. An der geerdeten Wand 22 ist etwa auf einer Konsole 21 der mit Schaltflüssigkeit gefüllte Behälter 17 ange bracht, in dessen Ausflussleitung ein Hahn 16 angeordnet ist.
Wenn die Schaltflüssig keit in. der Expansionskammer unter ein zu lässiges Mass gesunken ist, so wird der Hahn 16 so weit aufgedreht, dass die Schaltflüssig keit sich in Tropfen in den Trichter 19 er giesst. Zweckmässig wird die Bohrung des Hahnkükens so klein gewählt, .dass auch bei vollständig offenem Hahn die Flüssigkeit aus der Ausflussleitung nur tropfenweise aus treten kann.
Da das Gefäss 17 geerdet ist, kann es jederzeit aus einer Wasserleitung oder auf eine andere Weise nachgefüllt werden.
Das Ergänzen der Schaltflüssigkeit in voneinander getrennten Mengen kann bei spielsweise auch dadurch erreicht werden, dass ein Gefäss nach Erreichen einer gewissen Füllung umkippt und seinen Inhalt in den Schaltraum des Schaltapparates ergiesst. Das Nachfüllen erfolgt also periodisch, so lange das Gefäss mit Flüssigkeit beschickt wird.
Eine andere Einrichtung zum Nachfüllen der Schaltflüssigkeit besteht in einem Becherwerk, welches den Inhalt seiner Be cher periodisch in den Schaltraum des Schalt apparates ergiesst.
Die Zufuhr der Ersatzflüssigkeit kann auch in Abhängigkeit. vom Flüssigkeitsstand im Schaltapparat etwa durch einen Schwim mer geregelt -werden.
Bei einer andern Nachfüllvorrichtung wird der im Schalter erzeugte gespannte Dampf dazu benutzt, um die Ergänzung der Schaltflüssigkeit in die Wege zu leiten. Die Schaltflüssigkeit wird hierbei durch den Dampf aus einem mit der Schaltflüssigkeit gefüllten Behälter in die Expansionskammer gedrückt und je nachdem, ob der Behälter die Spannung .des Schalters führt oder span nungslos ist, unterscheidet man isoliert auf gestellte und geerdete Behälter.
Für .den ersten Fall eignet sich eine An ordnung, wonach der mit der Schaltflüssig keit gefüllte Behälter mit der Expansions kammer einerseits durch ein in die Flüssig keit reichendes Druckrohr, anderseits durch ein mit einem Rückschlagventil ausgerüstetes Dampfrohr in Verbindung steht .
In der Abb. 4 ist eine solche Anordnung dargestellt. 12 ist die Expansionskammer mit dem Deckel 10 und dem Zwischenboden 23, welcher den Dampfraum von dem-Raum für die Schaltflüssigkeit trennt. 11 ist der bewegliche Schaltstift, 13 das feste Schalt stück, 14 der die Expansionskammer tragende Isolator. Mit 17 ist der Behälter für die Schaltflüssigkeit bezeichnet. Dieser ist eben falls auf einem Isolator 18 aufgestellt.<B>15</B> ist das Druckrohr für die Schaltflüssigkeit, 2..1 das Dampfrohr, 25 ein Rückschlagventil, welches nur im Sinne der Einströmung in den Behälter 17 öffnet.
Mit 26 und 27 ist der Spiegel der Schaltflüssigkeit in der Expan sionskammer 12 und im Behälter 17 be zeichnet. 28 ist ein Ausgleichsrohr, welches den Behälter 17 mit der freien Atmosphäre in Verbindung setzt, und in dem ein, Hahn 29 angeordnet ist, mit dem das Ausgleichs rohr zwecks Regulierung ganz oder teilweise abgeschlossen werden kann.
Die Einrichtung wirkt wie folgt Sobald der Schaltstift 11 das feste Schalt stück 13 verlässt, entsteht ein Lichtbogen, welcher die Schaltflüssigkeit in der Expan sionskammer 12 verdampft. Der sich im obern Teil der Expansionskammer 12 bil- dende Dampf strömt durch die Dampfleitung 24 in den Behälter 17 über. Auf den Flüs sigkeitsoberflächen 26 und 27 herrscht. nun der gleiche Dampfdruck, so dass Flüssigkeit weder in die Expansionskammer 12, noch in den Behälter 17 überströmt. Sobald nun der Schaltstift 11 in die gezeichnete Lage kommt, beginnt die Expansion des Dampfes, der durch die obere Öffnung im Deckel IL) der Expansionskammer 12 ausströmt.
Das Rückschlagventil 25 schliesst sofort zu Be ginn der Expansion, so dass im Behälter<B>1</B>1 ein Überdruck entsteht, welcher Schaltflüs sigkeit durch das Rohr 15 in die Expansions kammer drückt. Das Rohr 15 ist gleichzeitig Überlaufrohr und so angeordnet, .dass die Ex pansionskammer gerade bis zur vorgeschrie benen Höhe mit Schaltflüssigkeit nachgefüllt wird. Die überflüssige Schaltflüssigkeit läuft durch das Rohr 15 wieder in den Be hälter 17, sobald der Überdruck im Behälter 17 zurückgegangen ist. Durch das Aus gleichsrohr 28 mit. dem Hahn 29 kann die Vorrichtung reguliert werden, so dass die Schaltflüssigkeit in der erforderlichen Menge ergänzt wird.
Eine zweite Ausführungsmöglichkeit der Vorrichtung für die Ergänzung der Schalt flüssigkeit ist die, dass der Vorratsbehälter 17 geerdet aufgestellt ist. In. diesem Fall muss dafür gesorgt werden, dass die Isolie rung des .Behälters von der Expansion"- kammer durch den Übergang der Flüssigkeit bezw. das Überströmen des Dampfes nicht unterbraehen wird.
Die Anordnung kann derart gewählt werden, dass .das mit dem Vor ratsbehälter verbundene Druckrohr für die Schaltflüssigkeit seinen Inhalt in eine an der Expansionskammer aussen angebrachte Napli- füllvorrichtung frei ausgiesst.
Eine. solche Ausführung ist in Abb.5 dargestellt.
1.2 ist die auf dem Isolator 14 isoliert aufgestellte Expansionskammer, 17 ist der geerdete Behälter für die Schaltflüssigkeil-. An der Expansionskammer 12 ist seitlich ein Nachfülltrichter 19 angebracht, vor dessen Verbindungsleitung 1.5 ein Rückschlagventil 30 angebracht ist, welches das Ausströmen des Dampfes verhindert. 31 ist das am Be hälter 17 angebrachte Druckrohr für die Schaltflüssigkeit, und 24 ist das Dampfrohr, welches den Behälter mit der Expansions kammer in Verbindung setzt. Dieses besteht aus Isoliermaterial. 28 ist wieder ein Aus gleichsrohr, das den Behälter 17 mit der freien Atmosphäre in Verbindung setzt, 29 ist ein Regulierhahn.
Diese Einrichtung wirkt auf folgende Weise: Der in der Expansionskammer 12 ent wickelte gespannte Dampf strömt durch das Rohr 24 nach dem Behälter 17 über. Der auf dem Spiegel 27 der Schaltflüssigkeit lastende Überdruck drückt die Flüssigkeit durch das Rohr 31 in die Höhe, und die Flüs6igkeit wird in ,den Trichter 19 aus gegossen. Sobald. nach eingetretener Expän- si.on der Dampfdruck in der Expansions kammer 12 nachlässt, öffnet sich das Rück. schlagventil 30.
Die in dem Trichter 19 und im Rohr 15 stehende Ergänzungsflüssigkeit fliesst in die Expansionskammer. Durch Ein stellen des Hahnes 29 im Ausgleichsrohr 28 muss hierbei der Druck, der im Behälter 17 bei jedesmaligem Arbeiten des Schalters ent steht, so eingestellt werden, dass die erfor derliche Menge von Ergänzungsflüssigkeit durch das Rohr 31 gedrückt wird. Der Quer schnitt dieses Rohres und die Entfernung der Auslaufmündung des Rohres 31 vom Trich ter 19 müssen so bemessen sein, dass die Flüssigkeit beüm Nachfüllen keine zusam menhängende leitende Verbindung zwischen dem Expansionsschalter- und dem Behälter herstellt.
Um die dauernde Isolierung zu gewähr leisten, kann, wie in der Abb. 5 dargestellt ist, in das Rohr 31 ein Vorratsbehälter 32 eingeschaltet sein, der seinen Inhalt durch .die düsenförmige Öffnung 33 sehr langsam, etwa in Tropfenform, in den Trichter 19 ab gibt. Der Dampf im Rohr 24 hat selbst gut isolierende Eigenschaften, so dass also der Behälter 17 tatsächlich nicht die Spannung der Expansionskammer annimmt.