DE649979C - Loeschkammerschalter, insbesondere fuer leitende Loeschfluessigkeiten - Google Patents

Description

• Löschkammerschalter, insbesondere für leitende Löschflüssigkeiten Gegenstand der Erfindung ist ein Löschkammer;schalter, insbesondere für leitende Löschflüssigkeit, mit Löschung des Lichtbogens durch die von diesem an der Kammermündung bei der Kontakttrennung erzeugte Strömung, welche unter der Einwirkung des in der Löschkammer durch,den Lichtbogen gebildeten Überdrucks zustande kommt. Die Löschkammer selbst ist in einem Flüssigkeitsgefäß untergebracht. Es ist für einen derartig ausgebildeten Wasserschalter bereits vorgeschlagen, an der Löschkammer eine zu einem unter dem Flüssigkeitsspiegel endigenden Isolierrohr sich verengende, nach oben gerichtete Kontaktaustrittsöffnung vorzusehen, so daß die Schaltgase ins Wasser geleitet werden. Wenn man hierbei- die aus einem beweglichen Stiftkontakt und einem Tulpenkontakt bestehende übliche Kontaktanordnung benutzen wollte, so müßte das Wasser über der Öffnung der Kammer, durch die der Schaltstift austritt, verhältnismäßig hoch stehen, damit nicht bei hohen Schaltleistungen die entwickelten Gase :dem Schaltstift in Form eines dicken, sehr widerstandsfähigen Strahles nachfolgen und die Wasserschicht unbeeinflußt durchbrechen. Ein hoher Waisserspiegel über der Löschkammeröffnung des Schalters würde aber eine große Bauhöhe und einen sehr langen unbequemen Schaltweg für den beweglichen Kontald bedingen. Nach .der Erfindung wird der zum Durchlaß der Strömung dienende Querschnitt der Löschkammeröffnung während der ganzen Kontaktbewegung mindestens bis nach erfolgter Lichtbogenlöschung auf eine gleichbleibende Ringfläche beschränkt, die zwischen der Kammeröffnung und dem Schaltstift besteht. Hierbei ersetzt man zweckmäßig den Querschnitt des auftretenden Kontakts durch einen ungefähr gleichen Querschnitt eines anderen Konstruktionsteiles in der Weise, daß mit dem Schaltstift eine Verlängerung aus Isoliermaterial fest verbunden wird. Diese dient alsdann zur Bildung des ringförmigen Ausströmquersehnittes. Durch die erfindungsgemäße Regelung des Querschnittes der Löschkammeröffnung wird der durch den Lichtbogen erzeugte Dampfistrahl beim Austritt aus der Löschkammer nicht nur zerteilt, sondern auch so beeinflußt, daß er während des ganzen Unterbrechungsvorganges die günstigsten Verhältnisse zur Lichtbogenlöschung aufweist. Zugleich erzielt man hierdurch eine kleine Bauhöhe des Schalters.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.Abb. r. Darin ist t die Löschkammer, 2 der feste Kontakt, 3 eine Verlängerung der Löschkammer z, die zur Aufnahme dies verlängerten Schaltstiftes dient, q. der äußere Anschluß der Löschkammer, 5 die Wasserkammer, 6 der metallene Schaltstift, 7 eine Verlängerung desselben aus Isoliermaterial, S ein Abbrennstück aus schwer schmelzbaren: Metall wie Wolfram. Der Schalter ist in der Ausschaltstellung gezeichnet.
• Diese Anordnung bietet neben der guten Durchinischung der Schaltgase mit dein Wasser den Vorteil, daß der Lichtbogen in dem engen Kanal zwischen der Verlängerung 7 des Schaltstiftes und der Kammer der Blas-,virkung der aus der Kammer austretenden Gase sehr viel weniger ausweichen kann, als wenn die ganze Kammeröffnung freiliegt. Es kommt auch durch die Kanalwandungen eine starke Kühlung zustande. Ferner ist in dem engen Kanal die Geschwindigkeit der Schaltgase sehr viel höher als sie in der gänzlich freigegebenen Üffnung sein würde, auch dauert die Strömung länger an, alles Umstände, die die Lichtbogenlöschung begünstigen. Zwar wird die Löschkammer durch größere Höhe und längerer Dauer des inneren Überdruckes stärker beansprucht und muß dementsprechend fest gebaut werden. Man kann aber durch besondere Öffnungeng diesen Druck nach'Belieben herabsetzen, wobei diese Öffnungen, wie bereits vorgeschlagen, durch weitgehende Unterteilung und Schrägstellung so angeordnet -,verden, daß sich die Gase mit dem Wasser gut mischen. Für die Abschaltung kleiner Ströme erweist sich die erfindungsgemäße Anordnung besonders günstig, weil infolge des geringen Wasserquerschnitts, den der Strom auf dem Wege vom Schaltstift zum festen Kontakt durchfließen muß, ein sehr großer Widerstand eingeschaltet wird, durch den der Strom vor der eigentlichen Unterbrechung weit herabgedrückt wird. Ein Lichtbogen kommt hierbei nicht zustande, solange der bewegliche Leiter sich noch im Wasser befindet. Erst beim Verlassen desselben entsteht ein kleiner Unterbrechungsfunke. Eine nennenswerte Wasserverdampfung tritt bei kleinen Abschaltleistungen überhaupt nicht auf. Auch für mittlere Abschaltleistungen ist die Anordnung nach der Erfindung günstig. Bei den bekannten Anordnungen wird in diesein Falle die entstehende Dampfmenge nur einen mäßigen Druck in der Innenkannner erzeugen, da ihre Öffnung sofort nach dein Austritt des Schaltstiftes ganz freigegeben wird. Bei dem Gegenstand der Erfindung wird hingegen einerseits mehr Dampf erzeugt, da der stromdurchflossene Wasserquerschnitt kleiner ist, andererseits erzeugt die gleiche Dampfmenge einen höheren Druck, da der Austrittsquerschnitt für den Dampf kleiner ist.
• Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die besondere Ausbildung des Schaltstiftes. Als Material für die Isolation der Verlängerung eignet sich Hartgummi, auf dessen Oberfläche sich praktich keine Lichtbogenkanäle bilden und welches sich im Wasser bzw. Dampf bei den kurzzeitigen Beanspruchungen durch den Lichtbogen während des Schalteis wenig abnutzt. Als geeignet sind auch hochwertige Isolierpreßniaterialien befunden worden, z. B. das aus Glas und Glimmer hergestellte Isolierpreßmaterial. Ferner hat sich Quarz als gut verwendbar erwiesen.
• Da die Schaltstiftverlängerung im wesentlichen die Isolation zwischen dem Anschluß .I und dein metallenen Schaltstift 6 zu übernehmen hat, so ist es zweckmäßig, die Oberfläche des Schaltstiftes durch Rillen zu vergrößern. Diese Rillen können, wie in Abb. 2 dargestellt, bis in den Teil fortgesetzt werden, der in der Kammeröffnung verbleibt, und bev irken dort durch Bildung eines Labyrintes eine mehrfache Expansion der Schaltgase, wodurch die Lichtbogenlöschung ebenfalls begünstigt wird. Im übrigen bedeutet in dieser Abbildung wieder r die Löschkammer, 6 den Schaltstift; 7 ist die erfindungsgemäße gerillte Isolierverlängerung.
• Um die Isolation zwischen dem beweglichen und festen Kontakt nach der Abschaltung noch weiter zu verbessern bzw. mit einem kurzen Isolierstück 7 auszukommen, wird der Schaltstift 6 so weit gehoben, daß die Isolierverlängerung völlig aus der äußeren Kammer 5 heraustritt. Dies geschieht aber erst dann, wenn der Lichtbogen erloschen ist. Um dies zu erreichen, werden Schaltgeschwindigkeit und Isolierstück entsprechend bemessen. Um eine allzu große Abhängigkeit von der Schaltgeschwindigkeit zu vermeiden und den Veränderungen Rechnung zu tragen, die die Schaltgeschwindigkeit durch den mit der Abschaltleistung veränderlichen Gasdruck erleidet, wird hierbei der Schaltstift derart bewegt, dal) seine Bewegung von der Berührung mit dein Gegenkontakt bis zu der Stelle, in der die isolierende Verlängerung mit dem unteren Ende der Kammerbohrung ungefähr abschneidet, zunächst schnell und von da ab langsam erfolgt. Dies kann durch einen Antrieb erreicht werden, der irgendeine, z. B. durch eine Schwungmasse gesicherte, annähernd gleichförmige Bewegung macht, die durch bekannte Übersetzungsglieder, z. B. Kurbelgetriebe, unrunde Räder o. dgl., so auf den Schaltstift übertragen wird, daß seine Geschwindigkeit von Null bis zu einem bestimmten Wert zunimmt, nach einem bestimmten Weg rasch auf einen geringeren Wert absinkt und auf diesem bis gegen das Ende der Bewegung beharrt.
• Diese Bewegung des Schaltstiftes kann auch durch einen Antrieb erzeugt werden, der sich nicht gleichförmig bewegt, z. B. einen Federpuffer, in dein nach Erreichung einer bestimmten Stellung eine Bremse zur Wirkung gelangt, die nur eine langsame Weiterbewegung zuläßt. Hierzu eignet sich beispielsweise eine Um mit Sicherheit zu erreichen, daß fder Isolierstift nicht eher aus der Kammer herausgezogen wird, bis der Lichtbogen abgerissen ist, wird zweckmäßigerweise eine Sperrung angeordnet, die vom Strom derart gesteuert wird, daß sie den Kontaktstift erst freigibt, wenn der Effektivwert ,des Stromes Null oder sehr klein geworden ist. Der Umstand, daß die Sperrung dann bei kleinen Abschaltströmen gar nicht in Wirksamkeit tritt, ist vorteilhaft, da in diesem-Fall der Lichtbogen sicher abreißt, auch wenn der Schaltstift sich kontinuierlich in die Endstellung bewegt.
• Eine Ausführungsform der Sperrung zeigt Abb. 3. Darin ist i die Löschkammer, welche von dem Wassergefäß 5 umgeben und von einer Durchführung 16 mit dem Anschluß ¢ getragen wird. Der Schaltstift 6 mit dem Abbrenn!stück 8 und der Isolierverlängerung 7 wird durch eine Feder IS aus beiden Kammern herausgezogen. In der gezeichneten Stellung wird er während der Ausschaltung durch eine Klinke io aufgehalten, die er mittels des Konus i i zur Seite zu drücken sucht. Die Bewegung der Klinke wird zunächst durch einen @Magneten 12 verhindert, der durch den abzuschaltenden Strom errregt wird. Sobald dieser unterbrochen oder auf einen sehr kleinen Wert gesunken ist, kann .die Klinke ausweichen und der Schaltstift in die Endstellung gehen. Um zu verhindern, d aß während des Durchganges des Wechselstromes, .durch Null ein Loslassen der Klinke eintritt, wird sie erfindungsgemäß mit einer Dämpfung versehen. Hierfür eignet sich wegen ihrer Einfachheit und Sicherheit eine Massendämpfung, die durch ein Gewicht 13 angedeutet ist, das gleichzeitig das Einlegen der Klinke nach dem Einschalten des Schaltstiftes 6 bewirkt.
• Anstatt den Schaltstift mit einer Isolierverlängerung zu versehen, kann man den Zweck der Erfindung auch dadurch erreichen, daß man in die Kammeröffnung von unter her ein Isolierstüdk einschiebt, das dem Schaltstift bei :seiner Aufwärtsbeweg ung folgt und beider Abwärtsbewegung niedergedrückt wird.
• Ein Ausführungsbeispiel hierfür zeigt Abb. q.. Darin ist i die Löschkammer, 5 das Wassergefäß, 6 der Schaltstift, 7 der Isolierkörper, der in der Verlängerung 3 der Löschkammer geführt ist und durch eine Feder 14 nach oben gedrückt wird. Die Verlängerung 3 kommuniziert mit dem Innenraum der Löschkammer ,derart, daß der Druck unter dem Isolierkörper 7 gleich demjenigen über deinselben ist. Durch diese Anordnung wird. gegenüber rder Ausführungsform mit einem Isolierkörper am Schaltstift ermöglicht, den Schaltstift ganz aus idem Wassergefäß herauszuziehen, ohne daß die Öffnung der Löschkammer völlig freigelegt zu werden braucht. Dadurch werden besondere Maßnahmen entbehrlich, welche das öffnen der Kammer bis zur endgültigen Lichtbogenlöschun:g hinausschieben.
• Eine weitere Vereinfachung wird bei der Erfindung dadurch erzielt, ,daß der Isolierkörper in der Löschkammer fest angeordnet und so bemessen wird, daß ein schmaler ringförmiger Raum zwischen der Kammeröffnung und,dem Isolierkörper verbleibt. Der Schaltstift wird dann- als Rohr ausgeführt. Ein Ausführungsbeispiel zeigt die Abb. 5, wobei die Bezeichnung derjenigen der anderen Abbildungen entspricht. Bei dieser Anordnung ist es besonders wichtig, daß der Schaltstift am unteren Ende aus schwer schmelzbarem Metall hergestellt wird.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Löschkammerschalter, insbesondere für leitende Löschflüssigkeit mit Lichtbogenlöschung durch .die von dem Lichtbogen an der Kammermündung bei der Kontakttrennung erzeugte Strömung, bei dem die Löschkammer in einem Flüssigkeitsgefäß untergebracht ist und eine zu einem unter dem Flüssigkeitsspiegel endigenden Isolierrohr sich verengende, nach oben gerichtete Kontaktaustrittsöffnung besitzt, iderart, daß in der Löschkammer ein Überdruck unter dem Einfluß des Lichtbogens entsteht,dadurch gekennzeichnet, @daß der zum Durchlaß der Strömung dienende Querschnitt der Löschkammeröffnung zwischen dem Isolierrohr und dem Schaltstift während der ganzen Kontaktbewegung mindestens bis nach erfolgter Lichtbogenläschung auf eine gleichbleibende Rangfläche beschränkt ist.
2. 2. Löschkammerschalter nach Anspruchi, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit dem Schaltstift (6) fest verbundene Verlängerung (7) aus Isoliermaterial vorgesehen ist, welche zur Bildung des ringförmigen Ausstromquerschnittes dient.
3. 3. Löschkammerschalter nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltstift nur so weit gehoben wird,'daß das untere Ende der Isolierverlängerung in der Kammeröffnung dauernd verbleibt. q.. Löschkammerschalter nach Anspruch i bis 3, dadurch ,gekennzeichnet, daß ,die Isolierverlängerung (7) eine gerillte Oberflächen besitzt. 5. Löschkammierschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für den Verschluß der Kammeröffnung nach dem Abschalten ein in -der Kammer verschiebbar gelagerter Isolierkörper (7) vorgesehen ist, der von Odem Schaltstift beim Einschalten niedergedrückt wird und bei der Ausschaltbewegung unter der Wirkung einer Feder (1d.) der Bewegung des Kontaktstiftes folgt, derart, daß er zusaminen mit der Löschkammeröffnung zur Bildung des ringförmigen Ausströmungsquerschnittes dient (Abb.4). 6. Löschkammerschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in der Löschkammer ein Isolierkörper (7) fest an,-ordnet ist, der in die Kammeröffnung hineinragt und einen ringförmigen Ausströmungsquerschnitt freiläßt, und daß der rohrförmig ausgebildete Schaltstift beim Einschalten über den Isolierkörper geschoben wird (Abb. 5). 7. Löschkaminerschalter nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Bildung des Ausströmungsquerschnittes dienende Isolierkörper aus Hartgummi, Quarz oder einer aus Glimmer und Glas hergestellten Preßmasse besteht. 8.. Löschkammerschalter nach Ansprch i und 2, dadurch .gekennzeichnet, daß der Schaltstift soweit gehoben wird, daß ;gegen Ende der Schaltbewegung die Kammeröffnung völlig freigegeben wird. 9. Löschkammerschalter nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine solche Bemessung der Länge der Isolierv erlängerung und der Schaltstiftgeschwindigkeit, daß die Kammeröffnung erst erfolgt, wenn die bei der Höchstleistung zur Lichtbogenlöschung erforderliche Zeit abgelaufen ist. io. Löschkammerschalter nach Anspruch 8 und 9, gekennzeichnet durch eine Verlangsamung der Bewegung des Schaltstiftes kurz vor dem Austritt der Isolierverlängerung aus der Kammeröffnung. i i. Löschkaminerschalter nach Anspruch io, dadurch gekennzeichnet, daß der nach der Beschleunigungsperiode annähernd gleichförmig bewegte Antrieb des Schaltstiftes mit Hilfe geeigneter Übersetzungen (Kurbelgetriebe, unrunde Räder) erfolgt. 12. Löschkammerschalter nach Anspruch io, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlangsamung der Stiftbewegung durch eine Bremse erzielt wird. 13. Löschkammerschalter nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Sperrung des Schaltstiftes, welche vom abzuschaltenden Strom mittels eines Elektromagneten in der Stellung, in welcher die Isolierverlängerung gerade noch in die Kamineröffnung reicht, so lange gehalten wird, bis der Strom unterbrochen oder sehr klein geworden ist. 1q.. Löschkammerschalter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Ankers des Sperrmagneten derart gedämpft ist, daß er beim Durchgang des Wechselstromes durch Null die Sperrung noch nicht freigibt. 15. Löschkammerschalter nach Anspruch 14., gekennzeichnet durch eine mit dem Anker verbundene Schwungmasse, ,velclie die Dämpfung bewirkt.