Elektrischer Stromunterbrecher. Es sind elektrische Stromunterbrecher be kannt, bei denen die Kontakttrennung inner halb eines geschlossenen Raumes (Lieht- bogenraumes) vorgenommen wird. Die Wan dungen dieses Raumes werden dabei aus Isolierstoffen hergestellt, die vor den Ein wirkungen des Lichtbogens geschützt sein müssen oder aus solchen, die lichtbogen- beständig sind.
Es sind zu diesem Zwecke Stoffe vorgeschlagen worden, die unter der Einwirkung der Lichtbogenwärme Gase oder Dämpfe abgeben bezw. sich oberflächlich zu Gasen und Dämpfen zersetzen und durch die entstehende Gasschicht vor weiteren Zer störungen geschützt bleiben. Diese Gase oder Dämpfe können zur Lichtbogenlöschung her angezogen werden. Die bisher hierzu vorge schlagenen Stoffe besitzen jedoch verschie dene Nachteile, die ihre Verwendbarkeit ein schränken bezw. besondere Massnahmen er fordern, um diese Nachteile unschädlich zu machen.
Bei der Verwendung anorganischer Stoffe auf Metallbasis, wie zum Beispiel Borsäure, entstehen nach Abspaltung von Dämpfen bezw. Gasen feste Rückstände, zum Beispiel Borogyd, die keine Gase mehr abgeben kön nen und unter Umständen leitend werden.
Bei der Verwendung organischer Stoffe besteht tift die Gefahr der Brennbarkeit. Ferner zeigt sich in der Regel neben der Gasabscheidung die Bildung freien Kohlen stoffes. Durch diesen Kohlenstoff, der sich auf der Oberfläche des Isolierkörpers bildet, wird die Oberflächenisolation ausserordent lich verschlechtert. Ferner tritt Kohlenstoff als Russ in den abgeschiedenen Gasen auf, der sich auf dem Wege .der Gase abscheidet und auch dort die Oberflächenisolation zer stört.
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Stromunterbrecher, bei dem der Lichtbogen mit Isolierteilen in Berührung kommt, die unter der Einwirkung des Lichtbogens Gase oder Dämpfe abgeben.
Erfindungsgemäss bestehen die Isolier teile an den dem Lichtbogen ausgesetzten Stellen wenigstens teilweise aus solchen Kunstharzen, welche Stickstoff in chemi scher Bindung enthalten.
Vorzugsweise kommen solche .Stoffe in Betracht, bei denen der Stickstoff im Mole kül an Wasserstoff gebunden ist. Es sind dies zum Beispiel die sogenannten Carbamid- barze bezw. "Aminoplaste", für welche als Ausgangsprodukte Harnstoff, CO (NH2)?, bezw. Thioharnstoff, CS (NHZ)2, einerseits und Formaldehyd anderseits in Betracht kommen.
Derartige Kunststoffe werden bei spielsweise unter den Bezeichnungen Pollo- pas oder Resopal in den Handel gebracht.
Die bei der Herstellung dieser Stoffe ent stehenden chemischen Verbindungen, zum Beispiel Methylolharnstoffe und ihre Poly- merisationsprodukte, besitzen einen struk turellen Aufbau, der sie für die vorliegenden Aufgaben besonders geeignet macht. Die Bindung des Wasserstoffes mit dem Stick stoff zu Aminogruppen ergibt einerseits den Vorteil, dass diese Stoffe praktisch unbrenn bar sind.
Der geringe Kohlenstoffgehalt mit direkter Bindung an ,Sauerstoff ergibt an derseits eine praktische Russfreiheit. Ver suche zeigen, dass bei diesen Stoffen die Bil dung freien Kohlenstoffes vernachlässigbar gering ist. Ebenso behalten sie ihre Ober flächenbeschaffenheit und ihre Oberflächen isolation auch nach der Beanspruchung durch den Lichtbogen unverändert bei.
Die .durch den Lichtbogeneinfluss entstehenden Gase sind im wesentlichen Wasserstoff, .Stickstoff und Kohlenoxyde. Diese Gase eignen sich besonders gut zur Lichtbogenlöschung. Wei tere günstige Eigenschaften dieser Stoffe sind ihre Widerstandsfähigkeit gegen die atmosphärischen Einflüsse, insbesondere ge gen Feuchtigkeit, ihre günstigen mechani schen Eigenschaften und leichte Bearbeitbar- keit.
Die Eigenschaften dieser beispielsweise angeführten Aminoplaste können durch .ge eignete Zusätze dem gewünschten Anwen dungsgebiet angepasst werden. So ist es ins besondere möglich, die Gasabgabe durch ge- eignete Füllstoffe zu steigern. Besonders günstig sind. Füllstoffe, die selbst Wasser- stoff, Stickstoff und Kohlendioxyd abgeben.
Ammoniumverbindungen, zum Beispiel Am moniumkarbonat, Ammoniumacetat, Ammo- niumalaun, sowie Hydrazinverbindungen sind besonders zur Abgabe von Stickstoff und Wasserstoff geeignet. Ferner kann Harnstoff hinzugefügt werden, der Kohlen oxyd, Stickstoff und Wasserstoff ,liefert. Am moniumkarbonat wie auch andere Karbonate liefern Kohlensäure.
Derartige Zusatzstoffe können in dem Kunstharz gelöst, kolloidal oder auch als kleine Körner oder dergleichen hineinge mischt sein. Ist eine zu weitgehende Ver gasung nicht erwünscht, so können bestän dige Metalloxyde (zum Beispiel der Erd- und der Erdalkalimetalle) als Füllstoffe .dienen.
Zur Erhöhung der Elastizität und dei mechanischen Festigkeit können faserartige Stoffe dienen, wie organische Fasern, zum Beispiel Zellulose oder auch Asbestfasern und dergleichen.
Die Aminoplaste können sowohl durch Pressen mit darauffolgender Erhitzung, als auch durch Giessen hergestellt werden.
Ferner ist auch eine nachträgliche Kalt bearbeitung möglich.
Die Isolierteile, die mit dem Lichtbogen in Berührung kommen, können zum Beispiel Hohlkörper von elektrischen Stromunter brechern sein, in deren Innerem der Licht bogen brennt. Diese können aus widerstands fähigen Isolierstoffen bestehen, zum. Bei spiel aus Hartpapier, Hartgewebe, Fiber, keramischen Stoffen usw., -die mit einer Haut aus Kunstharz ganz oder teilweise umkleidet sind, die ausreichend fest und dick ist, um sie vor dem Lichtbogenangriff zu schützen.
Es ergibt sich hierbei der weitere Vorteil, dass die Umkleidung mit Kunstharz den Iso- lierkörper vor dem Einfluss der Luftfeuch tigkeit schützt, so dass er auch aus hygrosko pischen Stoffen bestehen kann. Derartig aus gebildete Isolierkörper können ohne einen weiteren Schutz in. Freiluftanlagen verwandt werden.
Der Zusammenhang des Isolierkör- pers mit dem Oberflächenschutz wird dann besonders innig, wenn beide miteinander be- reits vor der Härtung des Kunstharzes ver einigt werden. Zum Beispiel können Ein sätze usw. in die Giess- oder Pressform ein gelegt werden, so dass .das Kunstharz sich fugenlos an den Isolierkörper anschliesst.
Be sonders günstig ist es, wenn bei Verwendung eines Isoliertragkörpers dieser aus Faser stoff besteht, der durch das gleiche oder ein ähnliches Kunstharz zusammengehalten wird, zum Beispiel Hartpapier auf Carbamidharz- grundlage. Hierdurch ergibt sieh ein homo gener Körper insbesondere, wenn die Här tung gemeinsam vorgenommen wird.
In der Zeichnung sind Ausführungsbei spiele der Erfindung dargestellt.
Die Fig. 1 bis 4 zeigen Röhrenschalter im Schnitt; Fig. 5 veranschaulicht einen Unterbrecher an einer Überspannungsschutzvorrichtung; in Fig. 6 bis 8 sind Einzelheiten für den Aufbau von Isolierröhren dargestellt; Fig. 9 zeigt eine Schmelzsicherung; die Fig. 10 bis 12 zeigen weitere Röhren schalter; in Fig. 13 und 14 sind Flüssigkeitsschalter dargestellt.
In Fig. 1 ist der feststehende Kontakt mit 1 bezeichnet, und 2 ist der rohrförmige bewegliche Kontakt. 5 ist eine Schaltröhre, die ebenso wie der Isolierfüllstift 7 aus Stickstoff in chemischer Bindung enthalten dem Kunstharz, zum Beispiel Aminoplast, besteht. Der Unterbrechungslichtbogen wird bei der Kontakttrennung in den engen Ring raum zwischen .der Röhre 5 und dem Füll stift 7 gezogen und erzeugt dort aus den Wandungen dieser Teile die zur Lichtbogen löschung erforderlichen Gase.
Diese werden zum Teil in dem Raum 8 aufgespeichert, bis der Kontakt 2 die Röhre 5 oben verlässt, und strömen dann plötzlich aus, wodurch die Stromunterbrechung zustande kommt. Fol gende Abmessungen haben sich als günstig erwiesen: Länge der .Schaltröhre 5 zirka 150 mm, lichter Durchmesser 21 mm, Durch messer des Füllstiftes 7 zirka 15 mm, Durch messer des rohrförmigen Kontaktstückes 2, 16/20 mm.
Ströme von 0 bis 4 kA sind mit einem derartigen Schalter bei 10 kV an standslos abzuschalten. Der Raum 8 darf bei Verwendung von Aminoplasten mit nicht mehr als 100 cm' Volumen ausgeführt wer den, da sonst bei kleinen Strömen die Druck bildung zur Lichtbogenlöschung zu gering wird. Der Füllstift 7 kann mit einer metalli schen Seele 9 oder einer Einlage aus wider standsfähigem Isolierstoff ausgestattet wer den. Die Schaltröhre 5 ist durch eine Metall einlage 10 versteift.
In Fig. 2 ist eine andere Ausführungs form der Schaltröhre dargestellt, bei der ein Kunstharzeinsatz 11 von einer Röhre 12 aus mechanisch widerstandsfähigem Isolierstoff umgeben ist. :Statt dessen kann man auch eine Kunstharzröhre mit Papier, Geflecht, Band oder dergleichen bewickeln und ge gebenenfalls diese Bewicklung mit Kunst harz überziehen.
Fig. 3 stellt einen Schalter für grosse Lei stungen dar. Der Füllstift 7 ist im Gegen satz zur Fig. 1 mit dem Schaltstück 2 ver bunden und wird mit ihm zusammen bewegt. Dieser .Schalter kann, da der Schaltstift im Einschaltzustand die Röhre angenähert aus füllt, bei gleichem Röhrenquerschnitt einen höheren Strom führen.
Die als vorteilhaft ge fundenen Abmessungen sind etwa 130 mm Röhrenlänge für 10 kV, 23 mm lichter Röhrendurchmesser, 22 mm Schaltstiftdurch- messer, 21 mm Füllstiftdurehmesser. Wird der Schalter als Leistungsschalter benutzt, so kann im Ausschaltzustand der Füllstift in der Schaltröhre stehen bleiben, ohne dass un bedingt zur Aufrechterhaltung der Isolier- fähigkeit des Schalters eine in Reihe geschal tete Lufttrennstrecke erforderlich wird,
da die Aminoplaste im Gegensatz zu den bisher bekannten und verwandten andern organi schen Wandungsstoffen einen hohen Ober flächenwiderstand besitzen und beibehalten.
In Fig. 4 ist ein Druckgasschalter darge stellt, bei dem zum Ausschalten der Schalt stift 2 durch eine Düse 16 aus Stickstoff in chemischer Bindung enthaltendem Kunstharz entgegengesetzt zur .Strömungsrichtung des Druckgases bewegt wird. Durch das aus dem stickstoffhaltigen Kunstharz entstehende Gas wird die Lichtbogenlöschung, insbesondere beim Abschalten von grossen iStrömen, unter stützt.
Da der Lichtbogen an die Wandungen der Düse 16 gelangt, ist mit Rücksicht auf die Sicherheit vor Rückzündungen die Eigen schaft der Aminoplaste, ihre Oberflächen- isolierfähigkeit beizubehalten, von Vorteil. Die mechanische Festigkeit kann durch einen mit der Düse verbundenen Isolierkörper 17 erzielt werden. Es ist ferner zweckmässig, alle isolierenden Druckgasleitungen mit einem Überzug aus, derartigem Kunstharz zu schützen, da hierdurch die Kriechstrecken bildung infolge des Feuchtigkeitsnieder schlages an den Wandungen und die sich da bei ergebende Zerstörung ihrer Oberfläche verhindert werden.
Zur Erreichung einer vor übergehenden Speicherung der Gase kann dem Schaltstück 2 ein Füllfortsatz, ähnlich dem in Fig. 3 gezeigten, gegeben werden, so dass der Lichtbogen in der Düse eingeengt brennen muss, wodurch eine besonders inten sive Gashildung erfolgt. Es ist ferner mög lich, durch Ventile, .Schieber und dergleichen die Gasausströmung aus dem Blasraum 18 so lange zu verhindern, bis ein, bestimmter Schaltweg zurückgelegt ist.
Es kann auch zweckmässig sein, den Beblasungssinn umzu kehren, wobei sich dann der Kontakt 1 in einer Löschkammer ähnlich der in Fig. 3 ge zeigten befindet, zu der Druckgas zugeführt wird, und die er bei seiner Bewegung frei gibt.
Fig. 5 zeigt einen Überspannungsableiter mit Stromunterbrecher. Bei Funkenstrecken für Überspannungsschutz ist nämlich unter Umständen die Lichtbogenlänge, die durch die Überschlagsspannung des Überspannungsab- leiters gegeben ist, zur Löschung des Nenn- spannungslichtbogens zu gering. Daher ist entsprechend Fig. 5 eine Elektrode 2 beweg lich angeordnet.
Durch ,das beim Auftreten eines Lichtbogens entstehende Gas wird sie gegen die Kraft der Feder 3 nach oben be wegt. Nach Freigabe der Öffnung 4 wird der Lichtbogen, dessen Länge inzwischen ausreichend gross geworden ist, durch die Gase ausgeblasen.
Um einen ungünstigen Ab brand zu verhindern, bestehen die Elektro den vorteilhafterweis.e aus schwer schmelz baren Stoffen, zum Beispiel Wolframlegie- rungen. 5 ist die gasabgebende Wandung aus Aminoplast-Kunstharz, $ ist der Tragkörper, .der auch mit dem Teil 5 vereinigt sein kann. 13 ist die Übers.chlagsstrecke, deren Feld durch .Schirme 14 und 15 zur Verminderung der Überschlagverzögerung vergleichmässigt wird.
Anstatt die Aminoplastteile, die an sich eine zu geringe mechanische Festigkeit be sitzen, durch Unterlagen zu versteifen, kann man zweckmässig auch die Festigkeit durch Mischung geeigneter Füllmassen mit dem Kunststoff erhöhen. Als Füllstoffe können solche tierischer Herkunft verwendet werden, die in der Lichtbogenwärme ähnlich wie Harze vergasen, ohne wesentliche Rückstände zu hinterlassen. Derartige Stoffe sind zum Beispiel Haare,Wolle, Seidenfasern, Leder, Haut, Horn usw.
Diese Stoffe müssen für den vorliegenden Zweck rein sein und nicht, wie es bei Handelsprodukten oft der Fall ist, anorganische Salze zwecks Beschwerung usw. enthalten. Diese Füllstoffe können, ins besondere wenn es sich um Faserstoffe han delt, unmittelbar an der Oberfläche der Iso lierkörper im Harnstoffharz eingeschlossen sein.
Besonders günstig sind @Schichtenstoffe nach Art des bekannten Hartpapiers und Hartgewebe, bei denen dünne, möglichst völlig vergasende .Schichtstoffe, zum Beispiel Papier aus tierischen Fasern (zum Beispiel Wolle oder .Seide), bezw. dünne wollene, bezw. seidene Gewebe mit Harnstoffharzen getränkt und als Rohre, Platten oder Form- stücke gepresst sind.
Die eingebrachten Haare oder andern tierischen Stoffe sollen vorher präpariert und aufgeschlossen werden, so dass sie sich mit dem Harz fest verbinden und es gegebenenfalls so aufsaugen, dass auch Harzteile in das Innere der Haare und der gleichen eindringen.
In ähnlicher Weise können auch tierische Häute, die soi aufgeschlossen sind, dass im wesentlichen das Gewebe (Fasern) allein bleibt als Füllmaterial bezw. Traggewebe für das Harz, verwendet werden.
Bei den in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Beispielen sind Aminoplastkörper in Röhren- oder Stiftform verwendet. Das Herstellungs verfahren dieser Kunststoffe, bei dem ein Härtungsvorgang bei ganz bestimmter Tem peratur eine wesentliche Rolle spielt, bringt es jedoch;
mit sich, dass sich einerseits die beste Stoffqualität bei Platten begrenzter Stärke ergibt und anderseits, Rohre, deren Dicke ein bestimmtes Mass überschreitet, sich nicht in der erwünschten Güte herstellen lassen. Es ist daher zweckmässig, die rohrför- migen Aminoplastkörper aus Einzelteilen von solchen Abmessungen zusammenzusetzen, in welchen Aminoplastkörper günstig herge stellt werden können.
Man kann zum Beispiel, wie aus Fig. 6 und 7 zu ersehen, eine derartige Harnstoff harzröhre aus Lochscheiben 21 zusammen setzen, die aus Platten ausgeschnitten oder ausgestanzt sind. Die Lochscheiben 21 sind in Fig. 6 in ein isolierendes Tragrohr 22 ein gesetzt, das aus mechanisch festem Material, zum Beispiel Hartpapier, Hartgewebe, Hart gummi, Mikaleg oder keramischen. Stoffen be steht. Die .Scheiben können darin durch Nasen oder besondere Formgebung (zum Bei spiel Sechseckgestalt) gegen Verschiebung gesichert werden.
Sie können auch gegen seitig durch Rillen, Vorsprünge und derglei chen festgelegt werden, die auch günstige Dichtung ergeben. Sie können ferner durch Gewinde untereinander und mit dem Trag rohr zusammengehalten werden. .Schraubver bindung nach Fig. 7 ergibt gute Gasdichtig keit der Gemmtröhre. Die Scheiben können ausser der formschlüssigen Festhaltung auch durch geeignete Kitte bezw. Leime unterein ander und mit dem Rohr dicht verbunden werden. Es können auch fertig aufgebaute Rohre aus Aminoplasten mit Schichtstoffen oder Geweben, zum Beispiel Papier, Leinen, Asbestgespinst, Wolle oder Haaren, . um wickelt und dann gehärtet werden.
Im fertig aufgebauten Zustand kann das Innere der Röhre mit einer dickeren Aminoplastschicht versehen sein. In ähnlicher Weise lassen sich Isolierstifte aus Aminoplasten wickeln bezw. aufbauen. An .Stelle eines umgebenden Trag rohres tritt jedoch dabei ein hindurchgeführ ter Tragbolzen. Bei einigen Schalterformen besteht dieser Bolzen zweckmässig aus Me tall, während der Isolierstoff ihn becher- artig umgibt.
In diesem Falle kann über den Bolzen ein ein- oder mehrteiliges Rohr aus Kunstharz gezogen werden, in das von einer Seite ein Pfropfen aus Kunstharz eingepresst, eingekittet oder eingeschrumpft wird.
Die Lochscheiben brauchen nicht aus Platten herausgearbeitet zu werden. Sie kön nen auch in besonderen Formen gepresst oder gegossen werden, wobei der Vorteil der opti malen Vergütung des Materials bei gleich mässig verlaufendem Härteprozess erhalten bleibt, wenn die für die Platten günstigen Dicken eingehalten werden.
Die einzelnen Lochscheiben können. zur Verfestigung Einlagen enthalten, zum Bei spiel aus Faserstoffen, wie Asbest, Baum wollen- oder Leinengewebe, Papier, ferner Haare, Wolle oder Seite eventuell in Schnur form. Bei Verwendung anorganischer Fasern, wie Asbest, und bei Fasern auf Zellulose grundlage ist es: nicht erwünscht, dass diese Stoffe in Berührung mit dem Lichtbogen kommen, vor allem, nachdem die obern Schichten des Kunstharzes nach mehreren Schaltungen abgebrannt sind.
Es muss des halb an den vom Lichtbogen getroffenen Stellen, abgesehen von dem für den Aufbau an sich erforderlichen, ein ausreichend star ker Überzug von Aminoplasten vorgesehen werden.
Fig. 8 zeigt eine weitere Möglichkeit zum Aufbau von Isolierröhren, wobei mehrere, zum Beispiel aus Platten herausgearbeitete, Streifen 23 und 24 in Achsrichtung des Rohres zusammengesetzt und durch ein Trag rohr 22 radial zusammengepresst sind. 25 ist der lichte Raum der Röhre. Durch die Ver wendung eines rechteckigen Querschnittes wird die Ausführung besonders einfach. Die flachen Streifen 23 sind schwach keilförmig geformt und in das Tragrohr unter Aus nutzung der Keilwirkung eingepresst.
Fig. 9 zeigt einen .Stromunterbrecher in Form einer Schmelzsicherung mit vier pa rallel geschalteten Drähten 26, die zwischen zwei Aminoplastplatten angeordnet sind. 27 sind Löcher für die Schrauben, die die Plat ten zusammenhalten, gegebenenfalls unter Verwendung fester äusserer Druckplatten.
Fig. 10 stellt die Schaltteile eines Schal ters dar, dessen tulpenförmiger Kontakt 31 sich in einem durch eine Schaltröhre 33 ab geschlossenen Gasraum .35 befindet. Der be wegte Kontakt 32 ist rohrförmig ausgebildet.
In der .Schaltröhre ist ein feststehendes Füll- stück 34 angeordnet. Die Schaltröhre und der Füllstift bestehen vorzugsweise aus Amino- plasten. Nach der Kontakttrennung entsteht der Lichtbogen zwischen dem Rohrkontakt 32 und dem Abbrennring 36. Bei grossen Strömen erfolgt die Löschung infolge hoher Energieabgabe verhältnismässig rasch, etwa bevor .der Rohrkontakt die halbe Länge der Röhre 33 durchlaufen hat.
Sowohl die Röhre 33, als auch der .Stift 34 sind deshalb im untern Teil besonders für Grossstromlöschung eingerichtet. Zur Verminderung der Gasbil dung und des Abbrandes ist die Schaltröhre 33 im untern Teil erweitert und der Stift 34 in dem Teil 40 verjüngt. In manchen Fällen genügt es, wenn entsprechende Massnahmen nur an der Röhre 33, oder nur am Stift 34 getroffen werden. Kleine Ströme werden an der Grossstromstelle nicht gelöscht.
Ihre Lö schung erfolgt erst bei der Weiterbewegung des Rohrkontaktes an der Klein.stromstelle zwischen dem -Stiftteil 38 bezw. dem Röhren teil 39. Hier wird eine intensive Löschwir- kung erzielt, indem der Schlitz zwischen den Teilen 38 und 39 möglichst eng gemacht wird. Eine weitere Vervollkommnung der Löschwirkung lässt sich dadurch erreichen, dass für die Wandungsteile 38 und 40 bezw. 39 und 41 Stoffe verschiedener mechanischer Eigenschaften und verschiedener Vergasungs fähigkeit verwendet werden.
Besonders gün stig ist es, die Wandungsteile 39 und 41 der Schaltröhre aus gar nicht oder wenig gas- abgebenden Stoffen herzustellen, die auch nicht abbrennen, während die Füllstiftteile 38 und 40 aus gasabgebenden, sich auf brauchenden .Stoffen, nämlich Aminoplasten bestehen.
Dabei ist es günstig, für 38 einen stark gasabgebenden .Stoff, also Aminoplaste mit wenig Füllstoffen zu wählen, während für 40 ein mechanisch widerstandsfähiger Stoff mit verhältnismässig geringer Gasab gabe, also Aminoplaste mit höherem Füll stoff gehalt, vorteilhaft ist. Diese Ausbildung trägt den Erfordernissen für die Lichtbogen löschung Rechnung, die für Gross- und Kleinstromlöschung wesentlich verschieden sind, nämlich für die Grossstromlöschung:
1. hohe mechanische Festigkeit, 2. hohe thermische Festigkeit, insbeson dere mit Rücksicht auf grosse Temperatur differenzen in der Lichtbogennähe, 3. mässige Abnutzung infolge Vergasung usw., 4. mässige Gasentwicklung, damit keine unnötig hohen Drücke auftreten.
Die Erfordernisse zur Kleinstromlöschung sind dagegen: 1. starke Gasbildung, um auch bei klei nen Strömen einen zur wirksamen Blasung ausreichenden Druck zu schaffen, 2. hohe Oberflächenisolation, da die gleinstromstelle in der Regel zur Abriege lung der wiederkehrenden Spannung dient. Durch eine hohe Oberflächenisolation wird die Einleitung einer Rückzündung durch Kriechströme verhindert.
Zwischen dem Grossstrom- und dem Kleinstromgebiet kann ein Zwischengebiet angeordnet werden, das etwa mittlere Eigen schaften beider Gebiete besitzt, so -dass es einen gewissen Übergang darstellt. Die Ei genschaften können sich längs des Über gangsgebietes auch allmählich ändern, zum Beispiel das Mass der Lichtbogenverengung.
In Verbindung mit der Abstufung der Aminoplastteile ist auch eine Benetzung ihrer Oberflächen mit geeigneten Flüssig keiten von Vorteil.
Bei der Grossstromstelle ergibt die Ver wendung einer Flüssigkeitsschicht an der Wandung des Lichtbogenraumes, einen guten Schutz der Wandung vor der Lichtbogen wärme. Der Abbrand wird hierdurch auf ein Minimum herabgesetzt.
An der Kleinstromlöschstelle ist die zu sätzliche Druckerhöhung, die die Verdamp fung der Flüssigkeit bewirkt, erwünscht. Die Lichtbogendauer wird herabgesetzt. Die Ab nützung bleibt auch bei vielen aufeinander folgenden Schaltungen gering.
Der Stromunterbrecher nach Fig. 11 un terscheidet sich von dem nach Fig. 10 da durch, dass der aus den Teilen 38 und 40 bestehende Füllstift ähnlich wie in Fig. 3 mit dem bewegten Kontakt 32 verbunden ist. Fig. 11 zeigt den Schalter in einer Stel lung, die etwa dem Moment der Grossstrom löschung entspricht. Der Lichtbogen brennt in dem Ringraum zwischen 40 und 41, der verhältnismässig weit ist. Die Wandung 41 ist wenig oder überhaupt nicht gasabgebend.
Bei kleineren Strömen brennt der Lichtbogen noch, wenn der verdickte Teil 38 in die Aminoplaströhre 39 gelangt. Die Löschung erfolgt dabei in der Hauptsache in dem Ring raum zwischen 38 und 39. Der Wandungs- teil 39 wird stark gasabgebend gewählt. Er ist auswechselbar. Die Löschung wird ferner durch den Lichtbogenraum zwischen den Teilen 38 und 41 wirksam unterstützt, da der Stiftteil 38 gleichfalls stark gasabgebend ist und der Schlitz zwischen 38 und 41 aus reichend eng ist.
F'ig. 12 zeigt die Ausbildung des Füll stiftes. 38, 40 gemäss Fig. 10 und 11 im ein zelnen. Hierbei dient ein Stab 42 aus mecha nisch widerstandsfähigem Isolierstoff, zum Beispiel Hartpapier oder Hartgewebe, als Tragkörper. Über diesen Stab sind zwei Rohrstücke 40 und 3.8 aus gasabgebenden Stoffen, zum Beispiel Aminoplasten, gescho ben. Es können verschiedene Stoffe verwen det werden oder auch der gleiche Stoff, wo bei dann an der Grossstromstelle 40 eine über mässige Gasbildung durch Verringerung des Schaltstiftdurchmessers gegenüber der Klein stromstelle 38 vermieden wird.
Die Röhren 38 und 40 können auch mehrfach quer unter- teilt sein, wodurch Risse in Achsrichtung be grenzt werden. Es können auch Bandagen aus Metall oder festen, nicht gasabgebenden Stoffen in die Oberfläche der Röhren 38 und 40 eingelassen werden, die bei eventuell auf tretenden Sprüngen den Zusammenhang der Teile sichern. Die Röhren 38 und 40 sind an dem Isolierstab 42 durch eine Mutter 43 be festigt.
Die Verwendung von Aminoplastteilen kann auch bei Flüssigkeitsschaltern, und zwar sowohl bei solchen mit isolierender Schaltflüssigkeit, z. B. Ölschaltern, als auch bei Schaltern mit leitender Flüssigkeit, ins besondere Wasser vorteilhaft sein. Bei Öl- schaltern trägt der -Stickstoff, der durch die Einwirkung des Lichtbogens auf die Amino- plaste frei wird, zur Verbesserung und Kon- servierung des Öls bei.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass man die Aminoplastteile nahe an den Lichtbogen heranbringen kann, ohne dass durch den Lichtbogen eine Zer störungder Oberflächen durch Springen oder Einbrennen leitender Bahnen hervorgerufen wird. Bei Wasserschaltern wird durch den Stickstoff, dessen Ionisationstemperatur be sonders hoch liegt, die Isolierfähigkeit des Löschmediums bedeutend erhöht und ferner sein Gefrierpunkt erniedrigt. Um diese Wir kungen zu erreichen, ist es zweckmässig, die konstruktiven Teile der Lichtbogenlöschein- richtung des.
Flüssigkeitsschalters, insbeson dere Löschkammern, Schaltröhren, Füllstifte usw. entweder aus Aminoplasten herzustellen oder ihre Oberflächen mit diesen Stoffen zu bedecken.
Die Wirkung dieser Aminoplastteile kann unterstützt werden, wenn iStoffe mit hohem Stickstoffgehalt in der Schaltflüssigkeit ge löst bezw. emulgiert sind. Von metallfreien Salzen sind zu diesem Zwecke Ammonium und Hydrazinverbi_ndungen, zum Beispiel Ammoniumcarbonat oder Ammoniumnitrat verwendbar. Diese Salze können an sich ex plosiv sein; denn da sie nur in flüssiger ins besondere wässeriger Lösung verwendet wer den, wird jede Explosionsgefahr ausgeschlos sen.
Die hohe Zerfallgeschwindigkeit dieser Stoffe ist sogar erwünscht, da eine intensive und schlagartige Gasbildung gewährleistet wird.
An Stelle der metallfreien Salze können auch organische Substanzen verwendet wer den, zum Beispiel solche, die möglichst wenig, Kohlenstoff enthalten, da sonst die Gefahr .der Russbildung besteht, dagegen einen hohen .Stickstoffgehalt aufweisen, zum Beispiel Acetamid, Acetylendiamin, Form- amid, Methylnitrat, und vor allem Harnstoff und dessen Derivate, wie Thioharnstoff,
Me- thylthioharnstoff usw. Diese organischen Stoffe habenden Vorzug vor den Salzen, dass sie die Leitfähigkeit des. Wassers nicht oder nur wenig erhöhen. Vorteilhaft ist ferner die Verwendung von Stoffen, die an sich flüssig sind, da hierdurch ein Auskristallisieren bezw. Abscheiden der zusätzlichen Stoffe unmöglich gemacht wird. Ausser der Er höhung der Löschfähigkeit können diese Stoffe den Gefrierpunkt der Schaltflüssig keit herabsetzen.
Bei der Wahl der :Stoffe ist darauf zu achten, dass weder sie ,selbst noch ihre Zersetzungsprodukte die Isolation oder das Kontaktmaterial angreifen.
Für Ölschalter ist es wertvoll, wenn die Zusatzstoffe bei wesentlich niedrigeren Tem peraturen zerfallen als das Öl. Dann entsteht um den Lichtbogen herum eine Gasblase, die von den vergasenden Stoffen herrührt, und das Öl vor der Berührung mit dem Licht bogen schützt. Das 01 dient dann im wesent lichen als Isolation, während die Lösch- blasung von einem vergasenden Stoff, zum Beispiel dem Aminoplast oder dem zugesetz ten flüssigen .Stoff bezw. beiden bestritten wird.
Fig. 13 zeigt einen derartigen Flüssig keitsschalter, und zwar befindet sich der feste Kontakt 1 in einem löschkamTnerarti- gen Behälter 53 aus Isoliermaterial, dessen einzige Öffnung 54 als Düse ausgebildet ist. Durch diese Öffnung, sie angenähert ver schliessend, ist der Schaltstift 2 eingeführt. In der Kammer 53 befindet sich die leitende oder nichtleitende Schaltflüssigkeit 55, die die Kontaktstelle umspült. Um die Einwir- kung des Lichtbogens auf die Schaltflüssig keit zu konzentrieren, wird der Lichtbogen in einer Isolierröhre 56 gezogen.
In dieser Röhre befindet sich beim .Schaltvorgang eine gewisse geringe Flüssigkeitsmenge, die durch die Kanäle 57 eingedrungen ist. Diese Flüs sigkeit wird beim Abschalten vergast bezw. verdampft und erhöht den Gasdruck im Raum 58. Das im Raum 58 gespeicherte, un ter Druck stehende Gas bezw. Gas-Dampf- Gemisch bläst durch die Düse 54 hindurch und löscht dabei den Lichtbogen. Die Schalt röhre .56 besteht aus Aminoplasten. Infolge dessen entstehen aus den Wandungen der.
Röhre durch die Lichtbogenwärmegleichfalls Gase, wodurch .die Löschung unterstützt wird. Es, ist vorteilhaft, auch die Wandun gen der Löschkammer 53 mit Aminoplasten auszukleiden. Es. ist möglich, die Schaltröhre porös zu machen, wodurch besondere Öffnun gen 57 entbehrlich werden. Der Lichtbogen verdampft dann die in den Poren befindliche Flüssigkeit. Die dabei entstehenden Gase und Dämpfe schützen die Oberfläche der ,Schalt röhre.
Ein besonderer Vorteil der Anwen dung einer porösen oder benetzten ,Schalt röhre liegt in der Dosierung der beim,Schalt- vorgang entstehenden Gase und Dämpfe, so @dass keine unbegrenzte Drucksteigerung mög lich ist.
Einen ähnlichen Flüssigkeitsschalter zeigt Fig. 14. Der bewegte Kontakt 2 ist wie in Fig. 1 und 10, rohrförmig ausgebildet und bewegt sich in einem ringförmigen Licht- bogenraum, der durch die Röhre 59 und einen Isolierfüllstift 60 gebildet wird. Der Lichtbogen wird zunächst zwischen den Kontakten 1 und 2 in der Löschflüssigkeit 55 gezogen.
Dabei entstehende Gase und Dämpfe erhöhen den Gasdruck im Raum 58. Dann wird der Lichtbogen in den ringförmi- gen Uchtbogenraum hineingezogen. Die Wandungen dieses Raumes bestehen aus ga-g- abgebenden .Stoffen, nämlich Aminoplasten. Sowohl die .Schaltröhre, als auch der Füll stift können porös ausgebildet und mit der Schaltflüssigkeit getränkt sein, so dass auch in diesem Raum ein Verdampfen der Flüssig- keit stattfindet.
Der Lichtbogen wird bei die ser Anordnung also einerseits durch seine Verengung in dem Ringlöschraum, ander seits durch seine intensive Beblasung durch diesen Raum hindurch aus dem Raum 58 gelöscht.