DEL0013342MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 11. September 1952 Bekanntgemacht am 22. November 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung betrifft einen Druckgasschalter mit zwei in einer Schaltkammer angeordneten Hohlelektroden, zwischen denen der Lichtbogen gezogen wird und von denen mindestens eine einen unter Federdruck stehenden Kolben aufweist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Eigenzeit solcher Schälter auf einen möglichst geringen Wert herabzusetzen.

Bei den bekannten Schaltern dieser Art wird die mit dem Antriebskolben versehene Hohlelektrode zur Kontakttrennung nur von einem Druckgasstrom beaufschlagt, der zumeist noch eine oder mehrere Umlenkungen je nach dem Sitz der Ein- - trittsöffnung des Druckgases in der Schaltkammer erfährt, wodurch sich ein größerer Zeitverlust und auch ein Energieverlust des Druckgases ergeben können. Um die Kontakttrennung und auch die Lichtbogenlöschung wesentlich zu beschleunigen, ist eine Druckgasführung zur Schaltkammer auf zwei verschiedenen Wegen vorgesehen, und zwar erfindungsgemäß in der Weise, daß der Kolben der unter Federdruck stehenden Hohlelektrode sowohl auf der außerhalb der Hohlelektrode vorhandenen Kolbenfläche als auch auf der von der Hohlelektrode eingeschlossenen Fläche durch die hohle Gegenelektrode hindurch vom Druckgas beaufschlagt wird.

Bei senkrecht angeordneten Hohlelektroden innerhalb der Schaltkammer benutzt man zweckmäßig den Tragarm, durch den die Schaltkammer

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vorteilhaft am Druckgaskessel selbst befestigt ist, als Druckgasleitung für die Beaufschlagung der äußeren Kolbenfläche und zweigt von dieser eine weitere Druckgasleitung zur Gegenkontaktelektrode ab. Beim Ausschalten erreicht man somit, daß das auf die Außenfläche und die Innenfläche des Kolbens der Hohlelektrode treffende Druckgas diese sofort von dem Gegenkontakt abhebt, worauf das zur Querbeblasung dienende Druckgas zwischen

ίο die beiden Kontakte treten kann und die Elektrode entgegen dem Federdruck in der Ausschaltstellung halten kann.. Durch das mit voller Energie eintretende Druckgas zur Querbeblasung werden die heißen Schaltgase seitlich fortgerissen, und gleichzeitig wird der von innen her gekühlte Lichtbogen gelöscht. Die erfindungsgemäße Ausbildung des Schalters ergibt also nicht nur eine sehr kurze Eigenzeit, sondern auch eine kurze Lichtbogenzeit.

Man kann die Trennung der Kontakte noch dadurch wirksam unterstützen, daß man einen ebenfalls unter Federdruck stehenden und vom Querbeblasungsstrom des Druckgases beaufschlagten Kolben vorsieht, der als Gleitkontakt zur stromleitenden Überbrückung der Hohlelektroden in der Einschaltstellung ausgebildet ist. Dieser Gleitkon-. takt ist dann von großem Wert, wenn die Hohlelektroden an einer Stirnfläche mit schwer schmelzbaren Stoffen versehen sind, z. B. Sintereisen oder •Wolfram, um den Abbrand der Elektroden durch den Lichtbogen gering zu halten. In. diesem Fall übernimmt der Gleitkontakt im eingeschalteten Zu-... stand die eigentliche Stromverbindung zwischen den beiden Hohlelektroden, da die schwer schmelzbaren Stoffe einen verhältnismäßig hohen Übergangswiderstand haben. Man kann jedoch auch ohne diesen Gleitkolben auskommen, wenn man die Elektroden mit ihren Stirnflächen nicht aufeinanderstoßen läßt, sondern sie ineinander gleitbar ausführt. In diesem Fall übernehmen dann die zylinderförmigen, aufeinanderliegenden Flächen der Schaltelektroden die Stromleitung, während der Abschaltlichtbogen zwischen den schwer schmelzbaren Auflagestoffen gezogen wird.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt.

Fig. ι zeigt einen Querschnitt durch eine Schaltkammer ;

Fig. 2 stellt schematisch einen Druckgasschalter für hohe Spannungen mit drei hintereinandergeschalteten Schaltkammern dar.

In Fig. ι bezeichnet 1 das Gehäuse der Schaltkammer, die mittels eines Isolierrohres 2 zweckmäßig an einem Druckgaskessel befestigt ist. Die als Federkolben ausgebildete Hohlelektrode ist mit 3 bezeichnet, während 4 die Gegenkontaktelektrode darstellt. Beide Elektroden sind an Stirnflächen mit Auflagen 5 aus schwer schmelzbarem Metall versehen. Die Flohlelektrode 3 besitzt an ihrem oberen Ende einen Kolben 6, der unter dem Druck einer Feder 7 steht. Unterhalb des Kolbens 6 ist ein Raum 8, der über den Kanal 9 . mit der Eintrittsöffnung 10 für den Querbeblasungsstrom des Druckgases in Verbindung steht. Der Schaltelektrode 3 wird der Strom über den Zylinder 6g 11, der aus gut leitendem Metall besteht, mittels eines Gleitkontaktes zugeführt. Von der Schaltelektrode 4 wird der Strom über einen außerhalb der Schaltkammer befindlichen, nicht weiter dargestellten Gleitkontakt abgenommen. In der Einschaltstellung werden beide Elektroden durch den Gleitkontakt 12 überbrückt, der unter dem Druck der Feder 13 steht, die sich gegen feste Teile 14 innerhalb des Schaltkammergehäuses abstützt. Bei der Trennung der Schaltkontakte gelangt das Druckgas mit den Schaltgasen über den Austrittskanal zu dem als Kühler und Schalldämpfer ausgebildeten Teil 15, der am oberen Ende der Schaltkammer, formschlüssig mit dieser, angeordnet ist. Unterhalb des Gleitkontaktes 12 ist ein Dämpfungswiderstand 16 angebracht, dessen Windungen einmal über die Leitung 17 mit der Stromzuführung 11 für die obere Schaltelektrode und ferner mit dem an dem Hohlkontakt 4 anliegenden Gleitkontakt 18 verbunden sind.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist wie folgt: Beim Kommando »Aus« tritt über das nicht dargestellte Blasventil Druckgas sowohl in den Kanal 10 als auch durch die Hohlelektrode 4 in das Schaltkammergehäuse ein. Das Druckgas durch den Kanal 9 hebt sofort zusammen mit dem durch die Elektroden 4 und 3 strömenden und auf den Kolben 6 wirkenden Druckgas die Hohlelektrode 3 von dem Kontakt 4 ab. Dadurch kann das zur Querbeblasung dienende Druckgas zwischen die beiden Elektroden treten und zusammen mit dem durch die Hohlelektrode 4 hindurchtretenden Druckgas den Lichtbogen kühlen und zum Erlöschen bringen. Während dieser Zeit hat das durch den Kanal 9 hindurchgetretene Druckgas unterhalb der Kolbenfläche 6 die Elektrode 3 in dieser Aus-Stellung festgehalten. Bevor es aber,-zur Trennung der beiden Kontakte kommt, ist durch den Druckgasstrom im Kanal 10 der Gleitkontakt 12 gegen die Federkraft nach unten gedrückt, so daß eine stromleitende Verbindung nur noch über den Widerstand der schwer schmelzbaren Teile 5 besteht. Auf diese Weise wird das Entstehen eines Lichtbogens zwischen dem Gleitkontakt 12 und der Elektrode 3 vermieden. Ist die Schaltelektrode 4 mit dem Schalterantriebsmechanismus gekuppelt, so wird beim Herausgleiten der Elektrode 4 aus dem Gleitkontakt 18 der Reststrom, der über den Widerstand 16 fließt, durch die Längsbeblasung ausgelöscht. Nach der Schließung des Blasventils kehren die Schaltelektrode 3 und der Gleitkontakt 12 in die alte Lage zurück, während die Elektrode 4 bei der Dauerabschaltung in der Trennstellung verbleibt.

Ein für sehr hohe Spannungen geeigneter Druckgasschalter ist in der Fig. 2 dargestellt. In dieser Figur -bedeuten, 1, i' und 1" die drei hintereinandergeschalteten Schaltkammern. Die Schaltelektroden 3 und 4, die Gleitkontakte 12 und die Widerstände 16 sind nur ,schematisch dargestellt. Von dem Druckgaskessel 19 führt über das Blas-

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ventil 20 eine Rohrleitung 21 mit Abzweigungen zu den drei Schaltkammern. Die Rohrleitung 21 ist an dem Druckgaskessel durch zwei Stützarme 22 und 23 befestigt. Zwischen den Schaltkammern i, 1' und 1" und der Rohrleitung 21 sind als Rohre ausgeführte Isolatoren 24 angebracht, deren Größe sich nach der Höhe der zu schaltenden Spannung richtet.

Das Druckgas gelangt durch den Kanal 10 zwisehen die beiden Hohlelektroden 3 und 4 sowie ■unter den Kolben 6 jeder Elektrode 3 und gleich-. zeitig durch eine Rohrleitung 25 bei den oberen beiden Schaltkammern in den hier fest angeordneten Hohlkontakt 4 und mithin auch auf die von der Hohlelektrode eingeschlossene Fläche des Kolbens 6. Die Hohlelektrode 4 der unteren Schaltkammer 1" ist als beweglicher Schaltstift ausgebildet, der über das Gestänge 26 mit dem Schalterantrieb 27 gekuppelt ist. Diese Elektrode erhält über die Rohrleitung 27, die in einen Behälter 28 mündet, das Druckgas. In dem Behälter 28 ist ferner der Gleitkontakt 27 für die Stromzuführung zur Schaltelektrode 4" untergebracht. Ein anderes Schaltgestänge 30 betätigt zugleich mit dem Schaltgestänge 26 beim Ausschalten das Blasventil 20 über den Hebelarm 31.

Beim Ausschalten dieses Druckgasschalters wird

durch das durch die Kanäle 10 und 25 eintretende Druckgas in den Kammern 1 und i' eine Trennung der entsprechenden Schaltkontakte hervorgerufen. Nur in der Schaltkammer 7" wird die Schaltelektrode 4" aus der Schaltkammer bis zur , sichtbaren Trennstrecke herausgezogen, wodurch der Stromkreis endgültig unterbrochen ist.

Der Schalter nach der Erfindung ist besonders auch für Kurzschlußfortschaltungen geeignet, da durch die doppelte Beaufschlagung des Kolbens der unter Federdruck stehenden Hohlelektrode einerseits und des ebenfalls unter Federdruck stehenden Kolbens am Überbrückungsgleitkontakt andererseits eine äußerst schnelle Abschaltung möglich ist.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   ι. Druckgasschalter mit zwei innerhalb einer Schaltkammer angeordneten Hohlelektroden, zwischen denen der Lichtbogen gezogen wird und von denen mindestens eine einen unter Federdruck stehenden Kolben aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (6) der unter Federdruck stehenden Hohlelektrode (3) sowohl auf der außerhalb der Hohlelektrode vorhandenen Kolbenfläche als auch auf der von der Hohlelektrode eingeschlossenen Fläche durch die hohle Gegenelektrode (4) hindurch vom Druckgas beaufschlagt wird,
2. 2. Druckgasschalter nach Anspruch 1 mit senkrecht angeordneten Hohlelektroden, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragarm (2), durch den die Schaltkammer — zweckmäßig am Druckgaskessel selbst — befestigt ist, als Druckgasleitung für die Beaufschlagung der äußeren Kolbenfläche ausgebildet und von dieser eine weitere .Druckgasleitung (25) zur Gegenkontaktelektrode abgezweigt ist.
3. 3. Druckgasschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein unter Feder-.druck stehender und vom Querbeblasungsstrom des Druckgases beaufschlagter Kolben dem Gleitkontakt (12) zur stromleitenden Überbrückung der Hohlelektroden (3, 4) in der Einschaltstellung zugeordnet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen