CH632609A5 - Stromunterbrecher mit lichtbogenloeschendem gas. - Google Patents

Description

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PATENTANSPRÜCHE dann zu dem Lichtbogen hin aufgeblasen wird, um ihn zu

1. Stromunterbrecher mit einem ein lichtbogenlöschendes löschen. Dabei wird ein komprimiertes Gas mit einem Druck Gas einschliessenden Gehäuse, einem Paar von in dem verwendet, der niedriger ist als bei dem zuvor erwähnten Dop-Gehäuse angeordneten, voneinander trennbaren Kontakten (2, peldrucktyp, so dass die Konstruktion eines Gehäuseaufbaues 9), einer Lichtbogenkammer (A) für die Aufnahme eines bei 5 einfacher ist. Der Stromunterbrecher erfordert jedoch eine Trennung der Kontakte ausgebildeten elektrischen Lichtbo- mechanische Einrichtung zur Druckerzeugung, wie z. B. eine gens (a), einer ersten Druckkammer (4) für die Speicherung des auf die Unterbrechungsbewegung ansprechende Druckgas-lichtbogenlöschenden Gases, dessen Druck durch die Energie Blaseinrichtung. Diese Einrichtung erfordert eine grössere des Lichtbogens in der Lichtbogenkammer (A) erhöht wird, mit Antriebskraft bei grösserer elektrischer Leistung und höherem weiteren Druckkammern (5,7), die über einen im bewegbaren io Unterbrechungsstrom.

Kontaktstück (2) ausgebildeten Kanal (8) mit dem Lichtbogen- Es wurde auch vorgeschlagen, den grossen Arbeitsmecha-entstehungsbereich verbindbar sind und in die das Löschgas nismus durch eine elektromagnetisch angetriebene Druckgasaus der ersten Druckkammer (4) während des Löschvorganges Blaseinrichtung zu unterstützen, jedoch ist ein solcher Arbeitsströmen kann, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Druck- mechanismus aufgrund seiner Grösse und seines komplizierten kammer (4) in Trennbewegungsrichtung des beweglichen Kon- 15 Aufbaues unwirtschaftlich und unpraktisch.

taktstückes (2) vor der Lichtbogenkammer (A) angeordnet ist, Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,

dass der Kanal (8) in dem beweglichen Kontaktstück (2) in seit- einen Stromunterbrecher zu finden, der bei einfacher Konlichen Öffnungen (2b) mündet, die an einer solchen Stelle des struktion eine gute Lichtbogen-Löschwirkung hat. Diese Aufbewegbaren Kontaktstückes (2) ausgebildet sind, dass bei nicht gäbe wird gelöst durch Stromunterbrecher gemäss der Defini-voneinander getrennten Kontaktstücken (1,2) der Kanal mit 20 tion im Anspruch 1. Die abhängigen Ansprüche definieren vor-einer zweiten Druckkammer (6) strömungsmässig in Verbin- teilhafte Ausführungsformen.

dung steht, und bei Trennung der Kontaktstücke (1,2) weitere Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeich-

Druckkammern (5,7) einzeln und nacheinander mit dem Kanal nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die (8) in Strömungsverbindung gelangen. Zeichnung zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung

2. Stromunterbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 25 des Hauptteiles eines Stromunterbrechers.

zeichnet, dass die erste Druckkammer (4) durch eine Zwischen- Die Figur zeigt einen Stromunterbrecher in einer Position wand in zwei Kammern (4b, 4c) derart aufgeteilt ist, dass der unmittelbar nach dem Entfernen der Kontakte voneinander. Er aus der Lichtbogenkammer kommende Gasstrom asymme- hat einen stationären Kontakt 1 und einen beweglichen Kon-trisch aufgeteilt wird. takt 2, der durch einen nicht dargestellten üblichen Betäti-

3. Stromunterbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 30 gungsmechanismus gegenüber dem stationären Kontakt zeichnet, dass eine der weiteren Druckkammern (7) mit einer bewegbar ist, um mit ihm in Kontakt zu gelangen oder von ihm der vorangehenden Druckkammern (5) strömungsmässig ver- getrennt zu werden. Die Kontakte 1 und 2 sind in einem Gebindbar ist. häuse angeordnet, dessen Innenraum 10 mit einem lichtbogenlöschenden Gas, wie z. B. SFó-Gas, gefüllt ist. Wenn der beweg-

35 liehe Kontakt 2 durch den Betätigungsmechanismus von der eingeschalteten Position in der Richtung des Pfeiles 3 in die dargestellte ausgeschaltete Position bewegt wird, in der die Kontakte 1 und 2 voneinander getrennt sind und in der Lichtbo-Die Erfindung betrifft einen Stromunterbrecher nach dem genkammer A ein elektrischer Lichtbogen a gebildet wird, Oberbegriff des Patentanspruchs 1. 40 steigt der Druck in der ersten Druckkammer 4 schnell mit

Bei einem bekannten Stromunterbrecher mit guter Lösch- hoher Fortpflanzungsgeschwindigkeit aufgrund der thermi-wirkung durch ein Gas, wie z. B. S Fs-Gas, wird durch geeignete sehen Ausbreitung und expandiertenden Wirkung des elektri-Mittel in dem Gas eine Druckdifferenz erzeugt, so dass unter sehen Lichtbogens a.

hohem Druck stehendes Gas in den elektrischen Lichtbogen Der bewegliche Kontakt 2 hat einen hohlen Abschnitt 8 mit geblasen werden kann, um ihn zu löschen und damit den Strom 45 einer ersten Öffnung 2a und einer zweiten Öffnung 2b. Unmit-zu unterbrechen. Für die Herstellung der Druckdifferenz sind telbar nach der Öffnung der Kontakte öffnet sich die erste Öff-zwei Arten von Mitteln bekannt. nung 2a zu der Druckkammer 4 hin, und die zweite Öffnung 2b

Der sogenannte Doppeldrucktyp eines Stromunterbre- öffnet zu einer weiteren Druckkammer 5, wobei die Druckkam-chers ist ein getrennter, druckerzeugender Apparat für die mern 4 und 5 durch den hohlen Abschnitt des beweglichen

Erzeugung eines hohen Druckes und damit der erforderlichen 50 Kontaktes 2 miteinander verbunden werden. Daraus ergibt Druckdifferenz, und in einem Gehäuse ist unter vorgegebenem sich, dass unmittelbar nach der Öffnung der Kontakte bei Druck das Gas eingefüllt. Soll der Strom unterbrochen werden, Ansteigen des Druckes in der ersten Druckkammer 4 der so wird ein Ventil zwischen dem Hochdruckgas und dem unter Druck in der weiteren Druckkammer 5 ebenfalls entlang einem niedrigem Druck stehenden Gas, abhängig von der Kontakt- Druckweg durch die erste Öffnung 2a und die zweite Öffnung trennbewegung, geöffnet, so dass das Hochdruckgas zu dem 55 2b des beweglichen Kontaktes 2 ansteigt. Die Temperatur des Lichtbogen strömen kann und ihn ausbläst. Bei diesem Strom- unter hohem Druck stehenden Gases breitet sich in den Druckunterbrecher sind der druckerzeugende Apparat und die zwei kammern 4 und 5 durch Konvektion mit einer geringen Drucksysteme für Gas mit hohem und niedrigem Druck Geschwindigkeit aus, so dass die Temperatur in den Druckkam-

getrennt voneinander gestaltet, so dass der Gesamtaufbau des mern 4 und 5 nur gering erhöht wird. Wenn sich somit der Stromunterbrechers äusserst kompliziert und gross ist, bei ent- 6o bewegliche Kontakt weiter abwärts bewegt, um die erste sprechender UnWirtschaftlichkeit. Ausserdem ist die Wartung Druckkammer 4 mit einer zweiten bzw. Hilfsdruckkammer 6 zu dieses Stromunterbrechers unpraktisch, jedoch erforderlich, da verbinden, strömt das Hochdruckgas in der ersten Druckkam-ständig ein hoher Druck des Gases aufrecht erhalten werden mer 4 in die Hilfsdruckkammer 6, in der sich ein Gas unter nied-muss. rigem Druck und niedriger Temperatur befindet. Die Strömung

Bei dem zweiten Typ eines bekannten Stromunterbrechers 65 verläuft dabei durch die Lichtbogenkammer A, wenn sich der wird eine Druckgas-Blaseinrichtung während der Stromunter- elektrische Strom des Lichtbogens auf Null verringert, und das brechung betätigt, bei der in einem abgedichteten Gehäuse ein Lichtbogengas wird gekühlt und zerstreut, um den Lichtbogen Gas unter einigen Atmosphären Druck eingeschlossen ist und a zu löschen. Die Hilfsdruckkammer 6 hat ein ausreichend gros-

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ses Volumen, um den Strom des Hochdruckgases von der ersten Druckkammer 4 in die Hilfsdruckkammer 6 während eines vorgegebenen Zeitabschnittes aufrecht zu erhalten, der erforderlich ist, um den Lichtbogen a auszulöschen.

Die erwähnte zweite Druckkammer 5 und eine andere wei- 5 tere Druckkammer 7, die in Richtung der Bewegung des Kontaktes 2 nebeneinander angeordnet sind, werden unter Umständen benötigt, in denen schwierigere elektrische Strombedingungen vorhanden sind, wie z. B. bei einem schnellen Ansteigen einer nicht stationären Wiederkehrspannung. Das innere i o Hochdruckgas wird gekühlt und deionisiert mit einer Verzögerung der Druckanstiegszeit, während der der Lichtbogen a den Gasdruck erhöht, bevor der hohle Abschnitt 8 des beweglichen Kontaktes 2 mit dem Innenraum 10 des Gehäuses durch die zweite Öffnung 2b in Verbindung steht. Unter diesen Umstän- 15 den, wenn sich die Öffnung 2a zuerst zu der Druckkammer 5 hin öffnet, wirkt ein Hochdruckgas, das angenähert den gleichen Druck hat wie das deionisierte neue Gas in der Druckkammer 5, auf den Lichtbogen a und wird zu dem Innenraum 10 des Gehäuses durch die Öffnungen 2a und 2b freigegeben, wenn die Stromstärke des Lichtbogens auf Null absinkt. Dies bedeutet, dass der hohle Abschnitt 8 mit den Öffnungen 2a und 2b einen Strömungsweg für die Freigabe des Hochdruckgases bildet und dass die Druckkammern 4,5 und 6, die das Hochdruckgas enthalten, eine Hochdruckgasquelle für den Strömungsweg25 oder den hohlen Abschnitt a bilden.

Eine ähnliche Wirkung ergibt sich, wenn die Öffnung 2a bei weiterer Öffnungsbewegung zu der anderen zweiten Druckkammer 7 sich verschiebt, und selbst, wenn die Lichtbogenzeit lang ist, wird die erforderliche Löschwirkung für eine ausrei- 30 chende Zeit aufrecht erhalten. Die weiteren Druckkammern 5 und 7 können zusätzliche ähnliche Öffnungen aufweisen, und axial angeordnete zusätzliche Öffnungen ähnlich der Öffnung 2a können vorteilhaft vorgesehen sein.

Wenn der nicht dargestellte Betätigungsmechanismus den Kontakt 2 abwärts bewegt, so trennen sich die Kontakte 1 und 2 nach Durchlauf einer bestimmten Kontaktstrecke und bilden in der Lichtbogenkammer A einen Lichtbogen a. Der Lichtbogen a verlagert sich dann zu der Position zwischen dem Lichtbogenkontakt 9 und dem beweglichen Kontakt 2, wie die Fig. 1 zeigt. Der Lichtbogen a in der Lichtbogenkammer A erhöht den Druck in den Druckkammern 4 und 5 auf einen für die Unterbrechung ausreichenden Wert, bis sich die Öffnung 2a zu der Hilfsdruckkammer 6 hin öffnet, um eine Verbindung zwischen der Druckkammer 4 und der Hilfsdruckkammer 6 herzustellen. Das unter hohem Druck stehende lichtbogenlöschende Gas in der Druckkammer 4 wird zu der Hilfsdruckkammer 6 freigegeben, wenn der elektrische Strom des Lichtbogens auf Null abfällt, um den Lichtbogen zu löschen.

Unter erschwerten Bedingungen, in denen der elektrische Lichtbogen auf eine grössere Länge ausgedehnt werden kann, lässt sich der Druck in der Druckkammer 7 und der Hilfsdruckkammer 6 durch eine weitere Abwärtsbewegung des Kontaktes 2 erhöhen. Da der Druck in der Druckkammer 7 bei einer Vergrösserung der Lichtbogenlänge sich erhöht, ist der Druck in der Druckkammer 7 höher als in der Druckkammer 5 und bereit, durch die Öffnung 2a in die Druckkammer 5 freigegeben zu werden. Die Öffnung 2b öffnet sich dann zu dem Innenraum 10 des Gehäuses, um den hohen Druck in den Druckkammern 4 und 5 freizugeben, wenn der elektrische Strom des Lichtbogens auf Null abfällt, und wenn die Druckkammern 5 und 6 sich nacheinander zu der Lichtbogenkammer A hin öffnen, sperrt das unter niedriger Temperatur und hohem Druck stehende Löschgas den elektrischen Lichtbogen a in dem hohlen Abschnitt 8 ab, so dass gewährleistet ist, dass der Lichtbogen beim Nullpunkt des Stromes schnell ausgelöscht wird. In der Zeichnung geben Pfeile die Strömungsrichtung des lichtbogenlöschenden Gases an.

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1 Blatt Zeichnungen