DE1097514B - Fluessigkeits-Hochspannungsschalter - Google Patents
Fluessigkeits-HochspannungsschalterInfo
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- DE1097514B DE1097514B DEW16537A DEW0016537A DE1097514B DE 1097514 B DE1097514 B DE 1097514B DE W16537 A DEW16537 A DE W16537A DE W0016537 A DEW0016537 A DE W0016537A DE 1097514 B DE1097514 B DE 1097514B
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
- H01H33/72—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid having stationary parts for directing the flow of arc-extinguishing fluid, e.g. arc-extinguishing chamber
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Flüssigkeits-Hochspannungsschalter
mit einer Lichtbogenlöschung durch den vom Lichtbogen erzeugten und durch Auslaßkanäle
entweichenden Blasstrom eines Gases, Dampfes oder einer Flüssigkeit, mit ventilartig in Abhängigkeit
von dem Löschmitteldruck wirkenden Mitteln, z. B. Ventilen, in den Auslaßkanälen. Aufgabe der Erfindung
ist es, einen Schalter zu schaffen, der für das Abschalten von starken und schwachen Strömen über
einen weiten Stromstärkenbereich gleich gut und auch für hohe und höchste Spannungen verwendbar ist.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Auslaßkanäle an beiden Seiten der Trennungslinie der
Elektroden angeordnet und mindestens in einem Auslaßkanal ventilartige Mittel vorgesehen sind. Bei
Flüssigkeits-Hochspannungsschaltern, die verhältnismäßig schwache Ströme zu bewältigen haben, reicht
es aus, daß nur die Hälfte aller Auslaßkanäle mit ventilartigen Mitteln ausgestattet ist. Vorteilhafterweise
kann das in der Weise geschehen, daß nur diejenigen Auslaßkanäle mit Ventilen ausgerüstet werden, welche
auf einer Seite der Trennungslinie der Elektroden liegen, so daß die Löschmittel bei schwachen Strömen
auf der anderen Seite ohne jeglichen Widerstand frei austreten können. Eine weitere vorteilhafte Ausführung
der Anordnung nach der Erfindung besteht darin, daß mehrere Lichtbogenlöschvorrichtungen in
einem Schalter vorgesehen sind und als leicht auswechselbare, blockartig gestaltete Baueinheiten ausgebildet
werden können, die man in verschiedenen Lagen in das Schaltergehäuse einbauen kann.
Um ein sicheres und schnelles Arbeiten der Löschvorrichtung
auch bei stärksten Strömen zu gewährleisten, sind gemäß der weiteren Erfindung Mittel
vorgesehen, die erstens bewirken, daß das Löschmittel nur durch die Auslaßkanäle und nicht auf anderen
ungewollten Wegen in das Gehäuse gelangt, und zweitens dafür sorgen, daß noch außer den vom Lichtbogen
getriebenen Löschmittelmengen zusätzlich weitere Löschmittelmengen durch die Auslaßkanäle
getrieben werden.
Die Druckmittel können in einem oder in mehreren Ausblasekanälen angeordnet und z. B. als Federventile
ausgebildet sein. Während der Abschaltung von verhältnismäßig niedrigen Strömen kann der vom Lichtbogen
erzeugte Druck in der Lichtbogenlöschvorrichtung durch die ventilartigen Mittel, die in diesem
Fall geschlossen bleiben oder sich nur wenig öffnen, aufrechterhalten werden, wodurch die Abschaltung
solcher Ströme erleichtert wird. Während der Abschaltung von starken Strömen werden dagegen die
Ventile wegen des erhöhten Druckes weiter geöffnet, um den Überdruck der Lichtbogenlöschvorrichtung zu
begrenzen bzw. zu verringern.
Flüssigkeits-Hochspannungsschalter
Anmelder:
Westinghouse Electric Corporation,
East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)
East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)
Vertreter: Dr.-Ing. P. Ohrt, Patentanwalt,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika, vom 26. April 1954
V. St. v. Amerika, vom 26. April 1954
Benjamin J. Baker, Turtle Creek, Pa.,
und Winthrop M. Leeds, Pittsburgh, Pa. (V. St. Α.),
sind als Erfinder genannt worden
Die Erfindung ist besonders für Schnellschalter geeignet, bei denen mit großen Strombereichen gerechnet
werden muß, die sich z. B. von einigen wenigen bis zu 45 000 Ampere und mehr erstrecken
können und die eine Abschaltzeit von z. B. drei Perioden oder weniger für alle Ströme über den weiten
Stromstärkenbereich haben. Die Erfindung ist auch besonders für Hochspannungsschalter bis zu Spannungen
im Bereich von 330 bis 440 kV geeignet.
Gemäß der weiteren Erfindung werden ventilgesteuerte Schalteinheiten geschaffen, bei denen die
Ventile in Abhängigkeit von dem vom Lichtbogen erzeugten Druck gesteuert werden.
Zu diesem Zweck können biegsame Ventilteile in von aneinandergereihten isolierenden Platten oder
Plattenteilen der Lichtbogenlöschvorrichtung angeordnet sein. Die Ventilteile können auch durch eine
geeignete Formgebung des Isolierplattenmaterials aus diesem selbst gebildet werden. Dabei kann die dem
Isolierplattenmaterial innewohnende Elastizität zur Betätigung der Ventile ausgenutzt werden.
Weiter wird eine verbesserte Lichtbogenlöschapparatur einschließlich einer Mehrzahl von Stromunterbrechungsvorrichtungen
und Lichtbogenlöschvorrichtungen geschaffen, die in einem Gehäuse angeordnet sind. In dem Gehäuse ist eine Kolbenanordnung
untergebracht, die mit Hilfe der Ventile und der vom Gehäuse zu den verschiedenen Lichtbogenlöschvorrichtungen
führenden Kanäle bewirkt, daß weder Gas noch Löschflüssigkeit während der Abschaltung eines
starken Stromes in das Gehäuse zurückfließen kann.
009 699/366
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Die Lichtbogenlöschvorrichtungen können weiterhin Fig. 5 ist eine Stirnansicht der in den Fig. 3 und 4
mehrere in Abständen voneinander angeordnete Aus- dargestellten Löschvorrichtung;
blase- oder Auslaßkanäle haben, von denen einer oder Fig. 6 zeigt eine Ansicht eines V-förmigen Steuer-
blase- oder Auslaßkanäle haben, von denen einer oder Fig. 6 zeigt eine Ansicht eines V-förmigen Steuer-
mehrere ventilgesteuert sind, aber wenigstens einer ventilteiles, der bei verschiedenen Ausführungsformen
nicht ventilgesteuert ist. Hierdurch wird erreicht, daß 5 des Erfindungsgegenstandes verwendet werden kann;
die Löschflüssigkeit in axialer Richtung längs des Fig. 7 ist eine Draufsicht auf den Steuerventilteil
Lichtbogenwegs fließt, wodurch sie mit dem Licht- nach der Fig. 6;
bogen in innige Berührung kommt und das Abschalten Fig. 8 ist ein senkrechter Teilschnitt durch eine
von kleinen Strömen erleichtert. Lichtbogenlöschvorrichtung mit Steuerventilen in
Es können aber auch alle Ausblase- oder Auslaß- ίο allen Lichtbogenaustrittskanälen;
kanäle der Lichtbogenlöschvorrichtung ventilgesteuert Fig. 9 ist ein senkrechter Teilschnitt durch eine
sein, wenn es für bestimmte Fälle nötig erscheint. Je Lichtbogenlöschvorrichtung mit ständig offenen Lichtnach
Bedarf können aber auch eine oder mehrere bogenaustrittskanälen;
Lichtbogenlöschvorrichtungen ventilgesteuerte Aus- Fig. 10 bis 14 zeigen Platten für Lichtbogenblasekanäle
und eine oder mehrere Lichtbogenlösch- 15 löscheinrichtungen, die bei den in Fig. 2 dargevorrichtungen
freie, d. h. offene Ausblase- oder Aus- stellten Lichtbogenlöschvorrichtungen verwendet werlaßkanäle
haben. den können;
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, Fig. 15 ist ein senkrechter Schnitt durch eine Licht-
daß einige der Ventile schwerer als andere Ventile zu bogenlöschvorrichtung, die an die Stelle der in Fig. 2
öffnen sind. Dabei können die schwerer zu öffnenden 20 gezeigten Lichtbogenlöschvorrichtungen treten kann;
Ventile einer oder mehreren Lichtbogenlöschvorrich- Fig. 16 und 17 zeigen Platten für Lichtbogenlöschtungen
zugeordnet sein. Gemäß der weiteren Erfin- vorrichtungen, die bei der Lichtbogenlöscheinheit
dung sind mindestens zwei Lichtbogenlöschvorrich- nach der Fig. 15 verwendet werden können;
tungen mit verschieden starken Ventilen angeordnet. Fig. 18 zeigt eine Lichtbogenlöschvorrichtungs-
tungen mit verschieden starken Ventilen angeordnet. Fig. 18 zeigt eine Lichtbogenlöschvorrichtungs-
Man kann aber auch mindestens zwei Lichtbogenlösch- 25 platte, die an die Stelle der Lichtbogenlöschvorrichvorrichtungen
anordnen, von denen eine Ventile und tungsplatte der Fig. 16 in der Lichtbogenlöschvordie
andere keine Ventile hat. Die vorgeschlagenen richtung nach der Fig. 15 verwendet werden kann;
Ventilteile sind biegsam, billig herzustellen, leicht ein- Fig. 19 zeigt eine Platte, die an die Stelle der Platte
Ventilteile sind biegsam, billig herzustellen, leicht ein- Fig. 19 zeigt eine Platte, die an die Stelle der Platte
zubauen und nicht bruchempfindlich. Sie haben eine nach der Fig. 17 in den unteren Lichtbogenlöschvorlange
Lebensdauer. 30 richtungen der Fig. 2 und der Lichtbogenlöschvorrich-
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, tung nach der Fig. 15 treten kann; in
daß in ein und derselben Lichtbogenlöschvorrich- Fig. 20 ist eine Lichtbogenlöschvorrichtung darge-
daß in ein und derselben Lichtbogenlöschvorrich- Fig. 20 ist eine Lichtbogenlöschvorrichtung darge-
tung die Ausblase- oder Auslaßkanäle nur auf einer _ _ stellt, die von den anderen Lichtbogenlöschvorrich-Seite
des Lichtbogens mit Ventilen ausgerüstet tungen abweicht.
sind und daß die Auslaßkanäle auf der anderen Seite 35 In Fig. 1 bezeichnet 1 den Behälter, der bis zur
des Lichtbogens frei, also offen sind. Dadurch er- Höhe 2 mit einer Lichtbogenlöschflüssigkeit 3, z. B.
hält man eine Blaswirkung-quer zum Lichtbogen wäh- mjt Schalteröl, gefüllt ist. Der Deckel 4 des Behälters 1
rend des Abschaltens von verhältnismäßig kleinen trägt Durchführungen 5 und 6, an deren unteren
Strömen. ' inneren Enden durch eine leitende Querstange 9 elek-
Ein wesentliches Erfindungsmerkmal besteht schließ- 40 trisch verbundene Schaltapparaturen 7 und 8 angelich
noch darin, daß metallische Ventile in den Licht- ordnet sind. Die Querstange 9 kann in an sich bebogenlöschvorrichtungen,
und zwar derartig ange- kannter Weise durch eine Betätigungsstange 10 in ordnet sind, daß sie im wesentlichen längs von oder in senkrechter Richtung auf und ab bewegt werden. Die
Flächen von gleichem Potential liegen, so daß sie Schaltapparatur 7 ist in nicht näher dargestellter
die geringstmögliche Verzerrung der Spannungs- 45 Weise an dem unteren Ende des Leiters 11 der linken
gradienten in der Lichtbogenlöschvorrichtung hervor- Durchführung 6 mit Hilfe des oberen Gußstückes 12
rufen. und mit Bolzen (Fig. 2), das Gußstück 12 durch
Ein besonderer Vorteil der Erfindung sind die ver- mehrere Bolzen an einem ringförmigen Klemmflansch
besserten Ventile, die besonders günstige Lösch- 13 (Fig. 2) und der Klemmflansch 13 an dem oberen
flüssigkeitsströmungsverhältnisse schaffen. 50 Ende eines Gehäuses 14 durch einen Klemmring 15
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung starr befestigt. Der Klemmring ist in einer ringsind
der folgenden Beschreibung einiger Ausführungs- förmigen Nut 16 am oberen Ende des Gehäuses 14
beispiele der Erfindung und den Fig. 1 bis 20 der Zeich- (Fig. 2) angeordnet,
nungen zu entnehmen. Im Gehäuse 14 der Schaltapparatur 7 ist eine Mehr-
nungen zu entnehmen. Im Gehäuse 14 der Schaltapparatur 7 ist eine Mehr-
Fig. 1 zeigt eine zum Teil im senkrechten Schnitt 55 fachunterbrechereinrichtung 17 angeordnet,
dargestellte Seitenansicht eines Pols eines Schalters Zu der Mehrfachunterbrechereinrichtung 17 gehören
dargestellte Seitenansicht eines Pols eines Schalters Zu der Mehrfachunterbrechereinrichtung 17 gehören
in der eingeschalteten Stellung; zwei isolierende Betätigungsstangen 18, an deren
Fig. 2 ist ein vergrößerter, senkrechter, in Pfeil- Enden eine Querstange 19 mit Hülsen 20 und
richtung nach der Fig. 1 gesehener teilweiser Schnitt Schrauben 21 starr befestigt ist.
einer Schaltvorrichtung mit Lichtbogenlöschvorrich- 60 Längs den Betätigungsstangen 18 sind in Abständen
tungen, die gegenüber den Lichtbogenlöschvorrichtun- voneinander mehrere mit den Stangen zusammen begen
in Fig. 1 etwas abgeändert sind, und zwar längs wegliche Kontaktstifte 22 angeordnet, die vorzugsder
Linie II-II in der eingeschalteten Stellung des weise von an den Enden gegabelten Querstücken 23
Schalters; getragen werden. Die Zinken der Gabeln greifen um
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf eine noch anders 65 die Betätigungsstangen 18, an denen die Querstücke
ausgebildete Lichtbogenlöschvorrichtung, die an Stelle 23 auf diese Weise befestigt sind,
der beiden in Fig. 2 gezeigten Lichtbogenlöschvorrich- Im Gehäuse 14 der Schaltapparatur 7 sind fest-
der beiden in Fig. 2 gezeigten Lichtbogenlöschvorrich- Im Gehäuse 14 der Schaltapparatur 7 sind fest-
tungen treten kann; stehende Zwischenkontaktvorrichtungen 24 (Fig. 2)
Fig. 4 ist ein senkrechter Schnitt nach der Linie übereinander angeordnet. Diese bestehen aus mehreren
IV-IV der Fig. 3; 70 in Abständen an den isolierenden Stangen 26 überein-
Druckfedern 56 eine Abwärtsbewegung des Federtellers 53 und nach einer vorherbestimmten durch die
Strecke Ji in Fig. 2 gegebenen Zeitverzögerung eine Mitnahme des Kolbens 49. Da der Kolben 49 von dem
5 Federteller 53 also nicht eher mitgenommen wird, als bis der Federteller 53 die Strecke 6" durchlaufen hat,
so werden die Kräfte der Federn 56 während dieser Zeitverzögerung 5" für die Anfangsbeschleunigung der
beweglichen Kontakte 22 ausgenutzt.
Die Kolbenanordnung 48 ist zunächst so lange unwirksam, wie im Raum 59 ein hoher vom Lichtbogen
erzeugter Druck herrscht, also z. B. während des Abschaltens von starken Last- oder Überlastströmen.
Entsprechend dem Nachlassen des Druckes im Raum
ander angeordneten Kontaktstücksätzen 25. Zu den Kontaktstücksätzen 25 gehören Kontaktstückträger 27
und Kontaktstücke 28. Dabei arbeiten einander gegenüberstehende Kontaktstücke 28 einer Zwischenkontaktvorrichtung
24 zusammen (s. Fig. 2).
Der obere Teil 29 des Kontaktstückes 28 wird durch
eine Feder 30 nach innen gedrückt, wodurch eine nachgiebige Berührung mit dem beweglichen Kontaktstift
22 erzielt wird. Der untere Teil 31 eines jeden Kontaktstückes 28 arbeitet mit dem Kontaktstift 22 io
der benachbarten, also darunterliegenden Zwischenkontaktvorrichtung 24 zusammen, um einen Lichtbogen zu ziehen. Am oberen Ende eines jeden Kontaktstücksatzes 25 tritt kein Lichtbogen auf, dort ist
lediglich eine gleitende Kontaktwirkung vorhanden. 15 59 wird die Kalbenanordnung 48 jedoch wirksam Jedes Kontaktstück 28 leitet den Strom vom oberen und einen reichlichen Löschflüssigkeitsstrom durch die Kontaktstift 22 zum darunterliegenden Kontaktstift Austrittsöffnungen 60 der Lichtbogenlöschvorrich-22 (Fig. 2). Die Kontaktstückträger 27 sind mit iso- tungen 47 und 61 herausdrücken, was weiter unten lierenden Schrauben 32 an "dem" Gehäuse 14 befestigt. noch näher erläutert werden soll. Während des Aus-Arn oberen Ende eines jeden aus mehreren über- 20 Schaltens von Strömen von verhältnismäßig geringer einander angeordneten Zwischenkontaktvorrichtungen Amperezahl, wobei ein geringer vom Lichtbogen er-24 bestehenden Mehrfachunterbrechers ist eine Strom- zeugter Druck herrscht, wird die Kolbenanordnung 48 zuführung 34 vorgesehen. Sie besteht aus einem nach dem Durchlaufen der Strecke JT nicht durch einen kastenähnlichen Gußstück 35 mit Seitenwänden 36, die hohen Druck erst noch in ihrer Wirkung verzögert durch Streben 37 miteinander verbunden sind. Das 25 und gleich einen Löschflüssigkeitsstrom in die verGußstück 35 dient als Widerlager für paarweise ange- schiedenen Lichtbogen und durch die Austrittsordnete Fingerkontaktstücke 38 und 39, die von einer öffnungen 60 der Lichtbogenlöschvorrichtungen 47 Feder 40 auseinandergespreizt werden (s. Fig. 2). Das und 61 drücken.
eine Feder 30 nach innen gedrückt, wodurch eine nachgiebige Berührung mit dem beweglichen Kontaktstift
22 erzielt wird. Der untere Teil 31 eines jeden Kontaktstückes 28 arbeitet mit dem Kontaktstift 22 io
der benachbarten, also darunterliegenden Zwischenkontaktvorrichtung 24 zusammen, um einen Lichtbogen zu ziehen. Am oberen Ende eines jeden Kontaktstücksatzes 25 tritt kein Lichtbogen auf, dort ist
lediglich eine gleitende Kontaktwirkung vorhanden. 15 59 wird die Kalbenanordnung 48 jedoch wirksam Jedes Kontaktstück 28 leitet den Strom vom oberen und einen reichlichen Löschflüssigkeitsstrom durch die Kontaktstift 22 zum darunterliegenden Kontaktstift Austrittsöffnungen 60 der Lichtbogenlöschvorrich-22 (Fig. 2). Die Kontaktstückträger 27 sind mit iso- tungen 47 und 61 herausdrücken, was weiter unten lierenden Schrauben 32 an "dem" Gehäuse 14 befestigt. noch näher erläutert werden soll. Während des Aus-Arn oberen Ende eines jeden aus mehreren über- 20 Schaltens von Strömen von verhältnismäßig geringer einander angeordneten Zwischenkontaktvorrichtungen Amperezahl, wobei ein geringer vom Lichtbogen er-24 bestehenden Mehrfachunterbrechers ist eine Strom- zeugter Druck herrscht, wird die Kolbenanordnung 48 zuführung 34 vorgesehen. Sie besteht aus einem nach dem Durchlaufen der Strecke JT nicht durch einen kastenähnlichen Gußstück 35 mit Seitenwänden 36, die hohen Druck erst noch in ihrer Wirkung verzögert durch Streben 37 miteinander verbunden sind. Das 25 und gleich einen Löschflüssigkeitsstrom in die verGußstück 35 dient als Widerlager für paarweise ange- schiedenen Lichtbogen und durch die Austrittsordnete Fingerkontaktstücke 38 und 39, die von einer öffnungen 60 der Lichtbogenlöschvorrichtungen 47 Feder 40 auseinandergespreizt werden (s. Fig. 2). Das und 61 drücken.
Fingerkontaktstück 38 steht mit dem unteren Ende 41 Bei der in Fig. 2 gezeigten Konstruktion wird der
des Stromzuführungsstückes 42 in Verbindung, dessen 30 Kolben 49 nicht eher mitgenommen, als bis etwa zur
oberes Ende durch eine oder mehrere Schrauben 43 an gleichen Zeit die beweglichen Kontaktstifte 22 Lichtdem
Gehäuse 12 der Schaltapparatur 7 befestigt ist. bögen an den unteren Enden der Überbrückungs-Der
innere Fingerkontakt 39 drückt gegen das obere kontakte 28 ziehen. Durch Veränderung des Ab-Ende
des obersten Kontaktstiftes 22, welches an dem Standes 5" ist es jedoch möglich, einen Löschflüssig-Fingerkontaktstück
39 einen Lichtbogen während des 35 keitsstrom vor oder auch nach dem Entstehen eines
Ausschaltvorganges zieht. Ein biegsames Kupferband Lichtbogens zu erzeugen, z. B. dann, sobald die Licht-44
aus dünnen Kupferblechen ist an die Kontaktfinger bögen schon eine vorher bestimmte Länge haben.
38 und 39 genietet und verbindet sie elektrisch mit- Der elektrische Strom fließt durch den Schalter auf
einander. dem Weg über die Durchführungsbolzen 11, das obere
Das Gußstück 35 hat nicht dargestellte, mit Ge- 40 Gußstück 12, die Kontaktstückteile 42, 41, die Kon-·
winde versehene öffnungen für Schrauben 45, die taktfmger 38, das Band 44, die Kontaktfinger 39, den
oberen Kontaktstift 22, die oberen Kontaktstücke 28, den mittleren Kontaktstift 22, die nächsten unteren
Kontaktstücke 28 usw. über den untersten Kontakt-45 stift 22, von dort durch nicht dargestellte leitende
Teile über die leitende Querstange 9 der Fig. 1 und in ähnlicher Weise durch die rechte Schaltapparatur 8
über den rechten Durchführungsbolzen 62 in der Durchführung 5 aus dem Schalter heraus.
Während des Ausschaltvorganges bewirken geeignete Mittel entweder in Abhängigkeit von durch
den Schalter fließenden Überlastungsströmen oder infolge des Kommandos eines Schaltwärters, daß die
isolierende Betätigungsstange 10 abwärts bewegt wird.
durch die Wände des Gehäuses 14 hindurchgreifen. Die Mehrfachunterbrechereinrichtung 17 ist bei ihrer
senkrechten Bewegung zum Teil auch durch die Zwischenkontaktvorrichtungen 24 mitgeführt.
Am oberen Ende der Schaltapparatur 7 ist eine Kolbenanordnung 48 vorgesehen, zu der der Kolben
49 gehört, der von einem nach unten reichenden zylindrischen Teil 50 des Gußstückes 12 geführt wird. Der
Kolben 49 hat eine Bohrung 51 zur Aufnahme eines 50 Schaftes 52 eines Federtellers 53. Das untere Ende
des Schaftes 52 ruht auf einer kreisförmigen, federbelasteten Platte 54, die während des Einschaltvorganges
dem sich nach· unten bewegenden Querbalken
19 folgt. Die Platte 54 wird durch eine Druckfeder 55 55 Diese nimmt die Querstange 9 mit nach unten, so daß
(Fig. 2) nach unten gedrückt. Dadurch werden auch die Druckfeder 55 die Federplatte 54 und damit die
alle Kontaktstifte 22 nach unten gedrückt. Der Feder- Kontaktvorrichtung 17 abwärts bewegen kann. Hierteller
53 wird durch mehrere Druckfedern 56 nach bei entstehen Lichtbogen zwischen dem oberen Konunten
gedrückt, die sich oben gegen eine Platte 57 ab- taktstift 22 und den Kontaktfingern 39 sowie zwischen
stützen, die durch Schrauben 58 an dem oberen Guß- 60 jedem der unteren Kontaktstifte 22 und jedem unteren
stück 12 befestigt ist. Ende 31 eines jeden Kontaktstückes 25.
Die Feder 55 bewirkt, solange der durch den Licht- Zur Lichtbogenunterbrechung sind mehrere, in die-
bogen erzeugte hohe Druck in dem Raum 59 in dem sem Fall vier Lichtbogenlöschvorrichtungen 47 und 61
Gehäuse 14 vorhanden ist, unabhängig von den Druck- vorgesehen, die im wesentlichen blockförmig ausgebilfedern
56 eine nach unten gerichtete Trennbewegung 65 det sind, wie es in den Fig. 2 bis 5, 8, 9, 15 und 20
der beweglichen Kontaktstücke 22, obwohl der vom dargestellt ist. Vorzugsweise gehören zu jeder Licht-Lichtbogen
hervorgerufene Druck im Raum 59 den bogenlöschvorrichtung mehrere isolierende Fiber-Kolben
49 an einer Bewegung nach unten hindert. Nur platten, die durch sie hindurchgehende Dübelstifte 63
wenn der vom Lichtbogen hervorgerufene Druck im haben und zusammengekittet sind. Durch die VerRaum
59 verhältnismäßig niedrig ist, bewirken die 7° kittung werden die Platten fest zusammengehalten,
wodurch sich eine kräftigere Konstruktion ergibt, die sich bei der Unterstützung und Kontrolle bequem handhaben läßt und Flüssigkeitsleckverluste durch zwischen
den Platten heraustretende Schaltflüssigkeit verhindert.
Solche Vielfachunterbrecher oder Lichtbogenlöschvorrichtungen sind schon für Schalter bis zu 330 kV
Nennspannung gebaut worden. Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Ausführung mit vier Unterbrechungsstellen. Quer zum Hauptisolatorrahr 14 sind aus Fiber
bestehende Lichtbogenlöschvorrichtungen 47 und 61 angeordnet (Fig. 2), die aus zusammengeketteten
Fiberplatten hergestellt sind. Diese Lichtbogenlöschvorrichtungen 47 und 61 haben ölein- und Ölauslaßkanäle
für das von dem Kolben 49 zu jedem Unterbrecher gelieferte Öl.
Ausschaltversuche haben gezeigt, daß feste Abmessungen der Ölaustrittsöffnungen 60 der Lichtbogenlöschvorrichtungen 47 und 61 nur einen Kompromiß
zwischen den kleinen Öffnungen darstellen können, die sich am besten für die Unterbrechung von
geringen Strömen von etwa 100 Ampere, z. B. von Fernleitungsladeströmen, eignen, und den großen öffnungen, die erforderlich sind, um die Drücke innerhalb
des Schalters beim Unterbrechen der stärksten Kurzschlußströme von 50 000 Ampere und mehr in
tragbaren Grenzen zu halten.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Steuerung der Austrittsöffnungen, so daß sich sowohl
für hohe als auch für niedrige Ströme die günstigsten Betriebsbedingungen ergeben. Diese Steuermittel für
die Austrittsöffnungen können, wie weiter unten ausführlicher angegeben werden wird, je nach den Erfordernissen
entweder aus Fiberteilen oder Metall- _ _ gliedern hergestellt werden.
Die oberste isolierende Platte 64 der Lichtbogenlöscheinheit 47 hat vorzugsweise eine Form entsprechend
den ausgezogenen Linien in Fig. 3. Obwohl die Fig. 4 eine andere Ausführung einer Lichtbogenlöschvorrichtung
65 zeigt, so sind die oberste und die unterste Platte in beiden Löschvorrichtungen 47 und
61 identisch. Die Platte 64 hat in der Mitte ein Loch 66 für den Durchgang des Kontaktstiftes 22 und
mehrere Löcher 67 für die Fiberdübelstifte 63.
Unterhalb der Platte 64 der Lichtbogenlöschvorrichtung 47 befindet sich eine isolierende Platte 68 mit
Austrittsöffnungen 60 (Fig. 11). Sie besteht aus zwei
seitlich auseinandergerückten isolierenden Streifen 69/ von denen jeder zwei vorspringende Teile 70 hat, um
den Druck in der Lichtbogenlöschvorrichtung 47 etwas aufrechtzuerhalten und den Abfluß der Löschflüssigkeit
nach außen, wie er durch die Pfeile 71 angedeutet ist, einen gewissen Widerstand zu bieten.
Unterhalb der Platte 68 befindet sich eine isolierende Platte 72, die in Fig. 13 dargestellt ist. Sie
hat in der Mitte ein Loch 73, das etwas kleiner als das' Loch 66 der Platte 64 ist. Auch hat sie ausgesparte
Enden 74 zur Unterbringung eines im wesentlichen V-förmigen metallischen Federventilgliedes 75, das in
den Fig. 6 und 7 dargestellt und in diesem besonderen Fall vorzugsweise aus rostfreiem Stahl und 0,02OZoIl
(0,508 mm) dick ist. Man erhält durch die Verwendung eines solchen metallischen Streifens mit der in
den Fig. 6 und 7 abgebildeten Form eine veränderliche Austrittsöffnung, deren Größe von dem inneren Druck
in der Lichtbogenlöschvorrichtung abhängig ist. Es können ein oder mehrere solcher metallischen Federventilglieder 75 zusammen verwendet werden, was davon
abhängig ist, mit welcher Kraft das Ventil geöffnet werden soll. Man kann, wenn es erwünscht ist,J
einige bestimmte Lichtbogenlöschvorrichtungen mit Ventilen versehen, die sich schwerer als die Ventile
anderer Lichtbogenlöschvorrichtungen öffnen. Die Lichtbogenlöschvorrichtung 61 der Fig. 2 zeigt eine
solche Ausführung, bei der zwei übereinanderliegende metallische Federventilglieder 75 verwendet werden.
Diese ergeben Ventile, welche einen größeren Öffnungsdruck benötigen als die Ventile 75 der zweiten
Lichtbogenlöschvorrichtung 47, die nur aus je einem Federventilglied 75 bestehen.
Wie aus der Fig. 2 hervorgeht, sind die Ventile 75 in den Aussparungen 74 der Platten 72 (Fig. 3) angeordnet,
welche noch Dübelöffnungen 67 haben.
Die Zwischenplatte 76 (Fig. 2) in der Löschvorrichtung 47 ist in Fig. 17 dargestellt. Sie kann als isolierende
Einlaßplatte bezeichnet werden, da sie Öffnungen 90 hat, die eine Verbindung zwischen dem
Raum 59 im Gehäuse 14 zum Lichtbogenkanal 77 in der Löschvorrichtung 47 herstellen. Der Lichtbogenkanal
77 wird durch die Löcher 66 und 73 in den Platten gebildet, in denen sich der Kontaktstift 22 bewegt.
Wie die Fig. 17 zeigt, besteht die Einlaßplatte 76 aus zwei getrennten Teilen 78, von denen ein jeder
eine Aussparung 79 zur Aufnahme des Federventilgliedes 75 hat (s. Fig. 2). Außerdem hat jeder Teil 78
einen als Ventil ausgebildeten biegsamen Streifen 80. Die Streifen 80 liegen in ihren Ruhestellungen an
Ventilsitzen 81 des daneben angeordneten Teils 78. Wenn sie. infolge des von dem Kolben 49 ausgeübten
Druckes geöffnet werden, nehmen sie die punktiert gezeichneten Stellungen 82 (Fig. 17) ein. Unterhalb der
isolierenden Einlaßplatte 76 befindet sich eine isolierende Platte 83, die in Fig. 10 dargestellt ist. Sie besteht
aus Fiber und hat in der Mitte ein Loch 73, das denselben Durchmesser wie das Loch 73 der Platte 72
(Fig. 13) haben kann. Mit 67 sind Dübelöffnungen bezeichnet.
Die nächste Zwischenplatte der Löschvorrichtung 47 ist die Platte 84. Sie ist in Fig. 12 dargestellt und
der Platte 68 (Fig. 11) ähnlich. Sie hat nach Innen vorspringende Teile 85. Beide Streifen 86 bilden die
Platte 84. Die Vorsprünge 85 haben den gleichen Zweck wie die Vorsprünge 70 bei der Platte 68; sie
verhindern, daß der Druck zu schnell abfällt.
Die Platten 68 und 84 gestatten dem Öl freien Umlauf zur Kühlung der in der Einschaltstellung Strom
führenden Kontaktstücke. Die Platten unter der in der Mitte liegenden Austrittsplatte 84 sind identisch mit
den vorher beschriebenen Platten und zu diesem spiegelbildlich angeordnet. Sie sind, wie aus Fig. 2 ersichtlich,
angeordnet. Die Lichtbogenlöschvorrichtung 47 bildet einen Bauteil für sich, der als ein Ganzes aus
der Schaltapparatur 7 herausgenommen werden kann. Er kann nach der Inspektion oder Reparatur oder
Reinigung nach einer Drehung um 180° um seine waagerechte Achse wieder eingesetzt werden. Das hat
den Vorteil, daß verbrauchte Platten mit z. B. durch den Lichtbogen verbrannten Löchern 66 und 73 leicht
ausgewechselt werden können. Wie in Fig. 2 gezeigt, werden Isolierverschlußstangen 87 in ihren Stellungen
durch die Schrauben 32 festgehalten. Die Enden der Verschlußstangen 87 sind bogenförmig gestaltet. Sie
können in den Aussparungen 88 der oberen und unteren Platten 64, wie in Fig. 5 angedeutet, gedreht
werden. Daher können lediglich durch Lösen der Schrauben 32 die Verschlußstangen 87 ein wenig in
die waagerechte Richtung gedreht werden, wodurch der Ausbau der Lichtbogenlöschvorrichtung 47 ermöglicht
wird. Nachdem sie nachgesehen sind, können sie in der gleichen oder in der umgekehrten Lage wie
oben beschrieben wieder eingesetzt werden, worauf
die Verschlußstangen 87 wieder in ihre senkrechten Stellungen gedreht und die Schrauben 32 wieder angezogen
werden können.
Daß die mittleren Austrittsöffnungen 60 der Platte 84 keine Federventilglieder 75 haben, hat außer der
Verbesserung der Strömung noch einen anderen Vorteil. Während des Unterbrechens von schwachen
Strömen wird ein Flüssigkeitsstrom durch die Kolbentätigkeit erzeugt. Dabei bleiben die Ventile 75 geschlossen,
oder sie werden nur zum Teil geöffnet. Dies hat den Vorteil, daß öl und Gas auf dem Weg aus den
Löschvorrichtungen 47 und 61 an den oberen und unteren ventilgesteuerten Austrittsöffnungen 60 nur
beschränkt austreten können und gezwungen sind, senkrecht durch den Lichtbogenkanal 77 zu fließen,
um durch die mittleren, vollkommen geöffneten Austrittskanäle 60 der Platte 84 ins Freie treten zu
können. Man hat gefunden, daß die Ausschaltung von schwachen Strömen durch eine solche Konstruktion
verbessert wird. Außerdem werden die dielektrischen Verhältnisse durch das Fortlassen des mittleren
metallischen Ventils 75 verbessert, indem das oberste und das unterste Ventil elektrisch betrachtet weiter
auseinander liegen. Wie ein Vergleich zwischen den Fig. 11 und 12 zeigt, sind zum Ausgleich für den
Wegfall der Ventiltätigkeit die mittleren Teile der Austrittsöffnungen Löcher 60 der Platte 84 enger infolge
der vorspringenden Teile 85 im Vergleich zu den weniger vorspringenden Teilen 70 der Platte 68
(Fig. 11). Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, daß der Ersatz der Flüssigkeit längs des Lichtbogenkanals
77 durch frische Flüssigkeit in der Einschaltstellung des Schalters dadurch erleichtert wird, daß die mittleren
öffnungen 60 nicht geschlossen sind.
Die erste und die dritte Lichtbogenlöschvorrichtung 61 der Fig. 2 sind bezüglich der Plattenkonstruktion
in der gleichen Weise wie die zweite und die vierte Lichtbogenlöschvorrichtung 47j jedoch mit der Ausnahme
aufgebaut, daß Einlaßplatten 91 mit freien öffnungen 90 (s. Fig. 14) an Stelle der ventilgesteuerten
Einlaßplatten 76 der Fig..17 verwendet werden. Dadurch ist zu allen Zeiten eine freie Verbindung
zwischen dem Lichtbogenkanal 77 der Lichtbogenlöschvorrichtung 61 der Fig. 2 und dem Raum 59 vorhanden.
Es kann für gewisse Anwendungsfälle und unter etwas anderen Verhältnissen wünschenswert sein, die
metallischen Ventilfederglieder 75 in jedem Austrittskanal 60 anzuordnen, wie es z. B. in der abgeänderten
Löschvorrichtung 89 der Fig. 8 dargestellt ist.
Bei einer besonderen Konstruktion ist vorgesehen, daß die erste und die dritte Lichtbogenlöschvorrichtung
61 schwer öffnende Ventile 75 haben, was durch das Aufeinanderlegen von zwei metallischen Ventilstreifen
75 erreicht werden kann. Die zweite und die vierte Löschvorrichtung 47 haben dagegen verhältnismäßig
leicht öffnende Ventile 75, was durch die Verwendung von nur einem einzigen Federventilglied 75
in dem ersten und dem letzten Auslaß- oder Austrittskanal 60 erreicht werden kann. Die ungleichen Druckverhältnisse
neigen dazu, einen zusätzlichen Ölfluß zur zweiten und vierten Löschvorrichtung 47 hinzutreiben,
der zu dem vom Kolben erzeugten Ölfluß beim Unterbrechen von Strömen mittleren Wertes dazu kommt.
Diese Konstruktion ist in Fig. 2 gezeigt, bei der der Rückfluß durch die freien und offenen Einlaßkanäle 90
der Einlaßplatten 91 der Löschvorrichtung 61 ermöglicht ist.
Die Verwendung von ungleich starken Ventilen bei den Löschvorrichtungen 47 und 61 ist besonders wertvoll
bei der Unterbrechung von Strömen mittleren Wertes. Der innere Druck verursacht dabei, daß die
Kolbenwirkung schwächer und damit der vom Kolben kommende ölfluß zu den Löschvorrichtungen 47 verringert
wird. Hierbei dienen wegen der starken Federn 75 in den Löschvorrichtungen 61 diese als
Druckerzeuger. Sie verursachen den Rückfluß durch die offenen Einlaßkanäle in den Raum 59 und durch die
ventilgesteuerten Einlaßkanäle 90 der Löschvorrichtungen 47. Dadurch wird die Unterbrechung von
Strömen mittleren Wertes unterstützt.
Die Fig. 3 bis 5 stellen eine andere Ausführungsform einer Lichtbogenlöschvorrichtung 65 dar, bei der
Einlaßkanäle 90 eine freie Verbindung zwischen den Lichtbogenkanälen 77 und dem Raum 59 zu allen
Zeiten gestatten. Bei ihr sind verhältnismäßig schwache Ventile 75 verwendet. Der einzige Unterschied
zwischen der Löschvorrichtung 65 der Fig. 3 bis 5 und der oberen Löschvorrichtung 61 der Fig. 2
besteht in der schwachen Ventilkonstruktion der Löschvorrichtung 65. Bei der in den Fig. 3 bis 5 dargestellten
Löschvorrichtung 65 werden offene Einlaßplatten 91 (Fig. 14) verwendet, wie sie auch bei den
Löschvorrichtungen 61 (Fig. 2) verwendet werden.
Wie aus der Fig. 14 zu ersehen ist, besteht die offene Einlaßplatte 91 aus einem Paar seitlich auseinandergerückter
Teile 92, zwischen denen offene Einlaßkanäle 90 vorgesehen sind, die zu einem erweiterten
Teil 93 führen, der zusammen mit den entsprechenden Teilen der Platten 72 der Fig. 13 und der Platten 83
der Fig. 10 Räume bildet, die zusätzliche Löschflüssigkeit neben dem Lichtbogen aufspeichern.
Die Fig. 9 zeigt noch eine andere Ausführungsform einer Löschvorrichtung 95, deren Konstruktion beinahe
identisch mit der der Löschvorrichtung 65 der Fig. 3 bis 5, jedoch mit der Ausnahme ist, daß die
Ventilglieder 75 weggelassen sind. Die Löschvorrichtung 95 der Fig. 9 hat also Austrittskanäle 60 und
Einlaßkanäle 90, die zu allen Zeiten offen sind.
Für gewisse Anwendungsfälle kann es erwünscht sein, die offene Art der Lichtbogenlöschvorrichtung 95
der Fig. 9 mit der mit Ventilen versehenen Lichtbogenlöschvorrichtung 65 der Fig. 3 bis 5 zu verbinden.
Diese Konstruktion ist in Fig. 1 angedeutet. Die erste und die dritte Lichtbogenlöschvorrichtung hat
Ventile wie die Löschvorrichtung 65 nach den Fig. 3 bis 5. Die zweite und vierte Löschvorrichtung hat hingegen
keine Ventile. Sie ist von der offenen Bauart 95 der Fig. 9. Dies hat den Vorteil, daß während der
Unterbrechung von mittelstarken Strömen, bei der der Kolben nicht hinreichend wirksam ist, die mit Ventilen
versehenen Löschvorrichtungen 65 einer jeden Schaltapparatur 7 und 8 als Druckerzeuger dienen, um die
Löschflüssigkeit in umgekehrter Richtung (s. die Pfeile 96 der Fig. 3) aus der Löschvorrichtung 65 in den
Raum 59 und nach innen durch die offenen Einlaßkanäle 90 der verhältnismäßig offenen Löschvorrichtung
95 zu drängen. Diese Löschvorrichtungen werden als Lichtbogenunterbrechungszentren dienen, bei denen
das öl frei aus der Löschvorrichtung 95 in der von den Pfeilen 97 der Fig. 9 angedeuteten Richtung treten
kann.
Die Fig. 1 stellt eine besondere Konstruktion dar, bei der eine oder mehrere verhältnismäßig offene
Löschvorrichtungen 95 in Zusammenhang mit einem oder mehreren mit Ventilen versehenen Löschvorrichtungen
65 verwendet werden, von denen beide freie offene Einlaßkanäle 90 haben.
Versuchsergebnisse haben gezeigt, daß, wenn Ventile in den Ausblaseöffnungen 60 angeordnet werden,
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ein erhöhter Druck in der Unterbrechungsvorrichtung
während der Unterbrechung von niedrigen Strömen aufrechterhalten wird. Dagegen kann sich das Ventil
75 während der Unterbrechung von hohen Strömen frei öffnen, um dem Gas und öl ein freies Herausströmen
während einer solchen Unterbrechung von hohen Strömen zu gestatten. Versuche haben auch gezeigt,
daß durch diese Steuerung des Drucks innerhalb der Löschvorrichtungen eine verbesserte Leistung bei
niedrigeren Stromwerten erzielt wird, ohne den Betrieb bei hohen Stromwerten zu beeinflussen. Die Ventile
75 aus Federstahl in der Nähe der Austrittsenden der Auslaßkanäle 60 sind so bemessen, daß sie in
Äquipotential ebenen liegen. Sie sind so flach, daß sie nur wenig aus dem Bereich der Äquipotentialebene
heraus und in die benachbarte Ebene hineinragen. Eine Ausführung mit metallischen Ventilen 75 ergab
zufriedenstellende Ergebnisse bei Unterbrechungsversuchen bei sowohl hohen wie niedrigen Strömen.
Diese Ausführungen wurden mit Hochspannung bei oOperiodigen Dauerversuchen bis 600 000 Volt und
Stoßversuchen bis über 2 000 000VoIt mit Wellenstirnsteilheit
von mehr als 1 500 000 Volt je Mikrosekunde geprüft.
Wie in den Fig. 2 und 3 bis 5 und 15 angedeutet ist, sollten bei gewissen Anwendungsfällen die Ve'n
tile vorzugsweise in nur vier von den sechs Auslaßöffnungen je Löschvorrichtung untergebracht werden.
Man hat beobachtet, daß bei niedrigen Strömen verbesserte Leistungen erzielt werden, wenn man allgemein
das Entweichen von Öl und Gas bei gewissen Ebenen, also bei gewissen Platten, allgemein einschränkt.
Dadurch wird das öl bzw. Gas gezwungen, - -sich senkrecht längs des Lichtbogens und durch im
Querschnitt eingeschränkte Kanäle zu bewegen. Es kann dann frei nach außen durch die mittleren ventillosen
Austrittsöffnungen 60 entweichen. Außerdem gestatten die ventillosen Austrittsöffnungen 60 einen
Ölumlauf zur Verstärkung der Kühlung, wenn der Schalter eingeschaltet ist und wenn zur Verbesserung
der dielektrischen Verhältnisse metallische Ventile 75 verwendet werden.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform, bei der die offenen Löschvorrichtungen 95 der Fig. 9
in Verbindung mit den mit Ventilen versehenen Löschvorrichtungen
65 der Fig. 3 bis 5 verwendet werden, hat man gefunden, daß Gas und öl aus den mit Ventilen
versehenen Löschvorrichtungen bei der Unterbrechung von niedrigen Strömen mit dem Ergebnis
nicht entweichen können, daß diese mit Ventilen versehenen Löschvorrichtungen 65 druckerzeugende
Lichtbogen bilden, um einen öl- und Gasfluß durch die mit Austritts- oder Auslaßöffnungen versehenen
Löschvorrichtungen 95 der Fig. 9 zu erzeugen. Dieser Vorgang ist unabhängig von der Kontaktbewegung
und wird daher bis zu einem Stromdurchgang durch Null aufrechterhalten, bei dem eine Unterbrechung
stattfindet.
Ziemlich der gleiche Vorgang findet während der Unterbrechung von niedrigen und von mittleren Strömen
statt, wenn bei der Konstruktion der Fig. 2 stärkere Ventile 75 in der ersten und der dritten Löschvorrichtung
61 verwendet werden, wohingegen verhältnismäßig schwache Ventile 75 bei den zweiten und
vierten Löschvorrichtungen verwendet werden.
Beim Unterbrechen hoher Ströme kann der vom Lichtbogen erzeugte Druck den vom Kolben erzeugten
Druck übersteigen. Infolgedessen kann sich das Gas in die Einlaßkanäle 90 hinein ausdehnen und dabei
den Kolben 49 hinaufdrücken. Dieser Rückfluß stört. Daher bezieht sich die Erfindung auch auf Absperrventile,
um diesen Rückfluß des Öles zu verhindern oder zu sperren.
In Fig. 15 ist eine andere Ausführungsform einer Löschvorrichtung 98 dargestellt, bei der an Stelle der
Platten mit metallischen Ventilen 75 andere Platten 99 mit anderen Ventilen verwendet werden. Die Platten
99 bestehen aus Streifen 100 (Fig. 16) mit Ventilteilen ΙΟΙ, welche in der normalen Stellung dicht
zusammenliegen, um die Austrittskanäle 60 zu schließen. Bei hohem Druck im Lichtbogenkanal 77 werden
die Ventiiteile 101 dagegen die gestrichelten Stellungen 102 einnehmen, wodurch die Auslaßkanäle 60
geöffnet werden. Man nutzt dabei zur Erzielung der Federwirkung die der Fiberplatte innewohnende
Elastizität aus. Diese Platten 99 werden in dem obersten und untersten Austrittskanal 60 der Löschvorrichtung
98 benutzt.
Außerdem werden, um den Rückfluß aus der Löschvorrichtung heraus durch die Einlaßkanäle 90 (was
den Rückwärtslauf des Kolbens 49 verursacht) zu verhindern, Platten 76 (Fig. 17) vorgesehen. Diese verursachen
ein Schließen der Einlaßkanäle 90 während der Unterbrechung von Strömen hohen Wertes, denn
sonst würden Gas und Flüssigkeit aus der Löschvorrichtung heraus in den Raum 59 strömen und einen
nach oben gerichteten umgekehrten Lauf des Kolbens 49 bewirken. Die Einheiten 47 der Fig. 2 sind
auch mit den Ventilen 80 in den Einlaßkanälen ausgestattet, um einen solchen Ölrückstrom zu verhindern.
Bei besonderen Anwendungsfällen kann es erwünscht sein, statt der Platten 99 der Fig. 16 andere
Platten 104 (s. Fig. 18) zu verwenden. Bei dieser ist ein Paar isolierender gabelförmiger Fiberventilteile
105 angeordnet, die mit Fiber- oder Isolationsstiften
106 befestigt sind. Diese Ventile 105 ergaben bei Versuchen
zufriedenstellende Erfolge. Man kann auch die isolierende Ventilkonstruktion nach den Fig. 16 und
18 an Stelle der metallischen Ventilglieder 75 der Fig. 6 und 7 verwenden.
Die Fig. 19 veranschaulicht eine weitere, mit Ventilen versehene Einlaßplattenkonstruktion, bei der
Klappen 109 als Ventile dienen. Diese Klappen können aus Metall sein. Vorzugsweise werden sie aus Isolierstoff
hergestellt. Die Ventilklappen 109 besitzen Achsen 110, die in entsprechenden Erweiterungen 111
der Einlaßplattenteile 112 geführt sind. Die sich daraus ergebende, mit Ventilen versehene Einlaßplatte
113 kann an Stelle der mit Ventilen versehenen Einlaßplatte 76 der Fig. 17 verwendet werden, weil beide
Konstruktionen den umgekehrten Fluß von Öl und Gas aus den Einlaßkanälen 90 heraus in das Gehäuse
14 während der Unterbrechung von hohen Strömen verhindern. Während der Unterbrechung von niedrigen
Strömen ist natürlich der Kolben 49 stark genug, um die Ventilteile 80 und 109 zu öffnen, was einen
Einlauf von Flüssigkeit in die Lichtbogenlöschvorrichtung hinein gestattet und die Lichtbogenlöschung bewirkt.
Fig. 20 zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine andere Ausführungsform einer Lichtbogenlöschvorrichtung
115; bei der eine Querblaswirkung bei niedrigen
und mittleren Strömen erzielt werden kann, indem man Ventile 75 nur auf einer Seite des Lichtbogens
anordnet und dabei die Auslaßkanäle 60 auf der anderen Seite zum Auslassen frei läßt. So kann
Löschflüssigkeit, z. B. Öl, das nach innen durch die Einlaßkanäle 90 der Einlaßplatten 91 geht, auf den
Lichtbogen 116 treffen und ihn dabei nach rechts, wie
in Fig. 20 angedeutet, gegen die Plattenkanten 66 und 73 drängen. Dabei wird eine Querblaswirkung bei der
Unterbrechung von niedrigen und mittleren Strömen erzielt. In gewissen Anwendungsfällen kann die Verwendung
von solchen Löschvorrichtungen 115 erwünscht sein.
Aus der vorstehenden Beschreibung von verschiedenen Ausführungsbeispielen ist zu entnehmen, daß
ein verbesserter Schalter geschaffen wurde, der besonders für die Unterbrechung von Strömen in einem
weiten Bereich geeignet ist. Die Löschvorrichtungen sind insofern druckempfindlich, als sich die Ventilglieder
75, 101 und 105 bei hohen Drücken öffnen werden, um einen verhältnismäßig freien Ausgang
während der Abschaltung hoher Ströme zu schaffen. Dies begrenzt den inneren Druck, der innerhalb
der Lichtbogenlöschvorrichtungen erreicht werden kann.
Es wurde gezeigt, wie die Ventile 80 und 109 verwendet werden können, um den Rückfluß von Flüssigkeit
und Gas aus den Löschvorrichtungen heraus in das Innere 59 des Gehäuses 14 zu verhindern, was
einen Rücklauf des Kolbens 49 verursachen würde. Gemäß der Erfindung können Ventile 75 in allen Auslaßöffnungen
vorgesehen sein, oder man kann die isolierenden Ventilteile 101 und 105 in allen Auslaßöffnungen
anordnen (s. Fig. 8). Es ist während der Unterbrechung von verhältnismäßig niedrigem Strom
eine freie, d. h. offene mittlere Auslaßöffnung 60 in gewissen Anwendungsfällen erwünscht, um einen
senkrechten Löschflüssigkeitsstrom längs des Lichtbogenkanals 77 zu erzielen.
Außerdem können gemäß der Erfindung Ventile als indirekt druckerzeugende Mittel im Zusammenhang
mit verhältnismäßig offenen Löschvorrichtungen der in Fig. 9 mit 95 bezeichneten Art verwendet werden.
Ferner können gewisse erfindungsgemäße Anordnungen untereinander ausgetauscht werden. So können
z. B. die mit Isolierstoffventilen versehenen Auslaßplatten 99 und 104 an Stelle der Auslaßplatten mit
metallischen Ventilen 75 verwendet werden, oder die Einlaßplatten 76 und 113 können gegeneinander ausgewechselt
werden. Die metallischen Ventile 75 sind in den Austrittskanälen 60 der Löschvorrichtungen in
einer solchen Weise untergebracht, daß sie innerhalb der Löschvorrichtungen den Druck während der
Unterbrechung von schwachen Strömen aufrechterhalten und freien Auslaß während der Unterbrechung
von hohen Strömen gestatten. Die metallischen Ventile sind im wesentlichen in Ebenen
gleichen Potentials untergebracht, aus denen sie nur wenig herausragen. Die Ventile 75 können in einer
oder mehreren der Auslaßöffnungen der Löschvorrichtungen verwendet werden, um einen Ölfluß längs des
Lichtbogens und durch Einengungen zu erzwingen, um die Unterbrechung bei niedrigen Strom werten zu
erleichtern. Es können Druckventile 75 in einer oder mehreren Löschvorrichtungen eines Schalters mit vielen
Löschvorrichtungen verwendet werden, wodurch sie als Druckregler für die mit freieren Auslaßöffnungen
versehenen Löschvorrichtungen wirken (s. Fig. 1). Schließlich können auch Ventile ungleicher Stärke in
einer Lichtbogenlöschvorrichtung verwendet werden, um den Druck und den Fluß von öl und Gas zwischen
den Löschvorrichtungen beim Unterbrechen von mittleren Strömen zu steuern (s. Fig. 2).
Die Erfindung ist an die beschriebenen Ausführungsbeispiele nicht gebunden. Es können Änderungen
vorgenommen werden, ohne vom Sinn und Bereich der Erfindung abzuweichen.
Claims (24)
1. Flüssigkeits-Hochspannungsschalter mit einer Lichtbogenlöschung durch den vom Lichtbogen
erzeugten und durch Auslaßkanäle entweichenden Blasstrom eines Gases, Dampfes oder einer
Flüssigkeit, mit ventilartig in Abhängigkeit von dem Löschmittel druck wirkenden Mitteln (Ventilen)
in den Auslaßkanälen, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßkanäle (60) an beiden Seiten
der Trennungslinie der Elektroden (22) angeordnet und mindestens in einem Auslaßkanal (60)
ventilartige Mittel (75) vorgesehen sind (Fig. 1).
2. Flüssigkeits-Hochspannungsschalter nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß nur die Hälfte aller Auslaßkanäle (60) mit Ventilmitteln
ausgestattet ist (Fig. 20).
3. Flüssigkeits-Hochspannungsschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nur die
Auslaßkanäle (60) mit Ventilen (75) ausgerüstet sind, welche auf einer Seite der Trennungslinie
der Elektroden (22) liegen (Fig. 20).
4. Flüssigkeits-Hochspannungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere
Lichtbogenlöschvorrichtungen (47, 61) angeordnet sind (Fig. 2).
5. Flüssigkeits-Hochspannungsschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Lichtbogenlöschvorrichtung
(47, 61) einen auswechselbaren Bauteil für sich bildet, der aus dem Schalter (7) herausgenommen und in gleicher oder in
umgekehrter Lage wieder eingesetzt werden kann (Fig· 2).
6. Flüssigkeits-Hochspannungsschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere
Stromunterbrechungsvorrichtungen (17, 24) und Lichtbogenlöschvorrichtungen (47., 61) in einem
gemeinsamen Gehäuse (14) angeordnet sind.
7. Flüssigkeits-Hochspannungsschalter nach den Ansprüchen 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß
in dem Gehäuse (14) eine Kolbenanordnung (48) untergebracht ist, welche mit Hilfe der Ventile
(75) und der verschiedenen Lichtbogenlöschvorrichtungen (47, 61) bewirkt, daß weder Gas noch
Flüssigkeit während der Abschaltung in das Gehäuse (14) zurückfließen kann, in dem zusätzlich
zu dem vom Lichtbogen getriebenen Löschmittel weiteres Löschmittel durch die Kanäle (60, 80) gespritzt
wird.
8. Flüssigkeits-Hochspannungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilmittel
derart verschieden stark ausgebildet sind, daß sich einige von ihnen schwer und andere leicht
öffnen lassen.
9. Flüssigkeits-Hochspannungsschalter nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ventilmittel aus V-förmig gebogenen elastischen Stahlplättchen (75) bestehen, die sich
federnd gegen die Ausblasekanalwände legen (Fig. 4 bis 7).
10. Flüssigkeits-Hochspannungsschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die leicht
zu öffnenden Ventilmittel aus einem (Position 75 in Teil 47; Fig. 2) und die schwer zu öffnenden
Ventilmittel aus zwei (Position 75 in Teil 61; Fig. 2) V-förmig gebogenen Stahlplättchen (75)
bestehen.
11. Flüssigkeits-Hochspannungsschalter nach den
Ansprüchen 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilmittel aus dem gleichen Werkstoff be-
stehen (Fig. 15 bis 19), aus dem die aus Platten zusammengesetzte Löschvorrichtung hergestellt ist.
12. Flüssigkeits-Hochspannungsschalter nach Anspruch
11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilmittel aus biegsamen Teilen (80,101) der isolierenden
Platten (76, 99) bestehen (Fig. 16 und 17).
13. Flüssigkeits-Hochspannungsschalter nach Anspruch
11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilmittel aus Ventilklappen (109) bestehen, die in
den isolierenden Platten (112) drehbar gelagert sind.
14. Flüssigkeits-Hochspannungsschalter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilmittel
aus gabelförmigen elastischen Teilen (105) bestehen, die sich gegen die Wände der Ausblasekanäle
(104) legen (Fig. 18).
15. Flüssigkeits-Hochspannungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Lichtbogenlöschvorrichtungen
mit mehreren Ausblasekanälen (60) Ventilmittel (75) in den Kanälen angeordnet sind und daß aber mindestens ein Kanal
(z. B. der mittlere) kein Ventilmittel enthält (Teile 61 und 47; Fig. 2).
16. Flüssigkeits-Hochspannungsschalter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausblasekanäle
(68, 84) ohne Ventilmittel an den Wänden mit Vorsprüngen (70, 85) versehen sind
(Fig. 2, 11 und 12).
17. Flüssigkeits-Hochspannungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Lichtbogenlöschvorrichtungen
(115) mit einander gegenüberliegenden Ausblasekanälen nur die auf der einen Seite des Lichtbogens liegenden Ausblase- --kanäle
Ventilmittel enthalten (Fig. 20).
18. Flüssigkeits-Hochspannungsschalter nach An-Spruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schalteinheiten (22, 39; 22, 31 usw.) mit Lichtbogenlöschvorrichtungen
(61; 47 usw.) hintereinandergeschaltet und in einem isolierenden Gehäuse (14) untergebracht sind und daß eine Lichtbogenlöschvorrichtung
(61) starke und die andere (47) schwache Ventilmittel (75) und jede Lichtbogenlöschvorrichtung
mindestens einen Ausblasekanal (60) hat, der frei von Ventilmitteln ist (Fig. 2).
19. Flüssigkeits-Hochspannungsschalter nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß in dem
Gehäuse (14) Druckmittel (49) angeordnet sind, welche das Löschmittel unter Druck setzen.
20. Flüssigkeits-Hochspannungsschalter nach Anspruch
19, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmittel aus einem von Federn (56) belasteten
Kolben (49) besteht (Fig. 2).
21. Flüssigkeits-Hochspannungsschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilmittel
flach ausgebildet und so in Äquipotentialflächen angeordnet sind, daß sie aus diesen
Flächen möglichst wenig herausragen.
22. Flüssigkeits-Hochspannungsschalter nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schalteinheiten mit Lichtbogenlöschvorrichtungen
in Reihe geschaltet sind und daß die ungradzahligen Ventile, die gradzahligen keine Ventile
in den Ausblasekanälen haben.
23. Flüssigkeits-Hochspannungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Lichtbogenlöschvorrichtungen
mit sechs Ausblaseöffnungen Ventile nur in vier Ausblaseöffnungen enthalten.
24. Flüssigkeits-Hochspannungsschalter nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß in ein und derselben Löschvorrichtung Ventile ungleicher
Stärke angeordnet sind.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 690 372, 639 300,, 404, 671502, 660 677, 613 833, 606 862;
britische Patentschrift Nr. 668 650.
Deutsche Patentschriften Nr. 690 372, 639 300,, 404, 671502, 660 677, 613 833, 606 862;
britische Patentschrift Nr. 668 650.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
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