<Desc/Clms Page number 1>
Dmekgasscnalter.
Die Erfindung betrifft einen Druekgasschalter, bei dem zwei sich erweiternde Düsen von einem gemeinsamen Blasraum ausgehen und Teile des gleichen Lichtbogens in jeder der beiden Düsen gezogen werden.
Bei bekannten Druckgasschaltern mit zwei Ausblasedüsen beginnt die Blasung durch beide Düsen gleichzeitig und bleibt auch so über den ganzen Schaltvorgang bestehen. Da die Blasung spätestens bei der Kontakttrennung einsetzen muss, ergibt sich ein hoher Druckgasverbrauch. u. zw. praktisch mindestens der doppelte Druckgasverbrauch wie bei einem normalen Druckgasdüsenschalter.
Bei andern bekannten Druekgassehaltern mit zwei Ausblasedüsen, bei welchen beim Abschaltvorgang der Druckgasdurchtritt durch die beiden Düsen zu verschiedenen Zeiten freigegeben wird, bestehen beide Düsen aus Metall, wobei die Kontakte in den engsten Düsenquerschnitten angeordnet sind. Der Unterbrechungslichtbogen kann daher nur zwischen den Stirnflächen dieser Kontakte brennen. Er wird dadurch auf eine kleine Länge beschränkt, was aber insofern im Hinblick auf die Abschaltleistung des Schalters nachteilig sein kann, als eine intensive Kühlung des Unterbrechunglichtbogens nicht möglich ist.
Demgegenüber besteht die Erfindung darin, dass bei einem Druekgassehalter, bei welchem zwei sich erweiternde Düsen von einem gemeinsamen Blasraum ausgehen und Teile des gleichen Lichtbogens in jeder der beiden Düsen gezogen werden, die Anordnung derart getroffen ist, dass der bzw. die beweglichen Schaltkontakte und die Durchtrittsöffnungen der beiden Düsen derart angeordnet und angetrieben bzw. bemessen sind, dass bei der Ausschaltung zunächst Druckgas nur durch die eine, vorzugsweise aus Metall bestehende Düse strömt und erst im weiteren Verlauf der Schaltbewegung die Strömung durch die zweite, vorzugsweise aus Isolierstoff bestehende Düse einsetzt.
Hiedurch wird erreicht dass der Lichtbogen dem Druckgasstrom nicht ausweichen kann. Der
EMI1.1
Durch die absatzweise Beblasung beim Abschaltvorgang macht sieh die Erfindung die Tatsache zunutze, dass sich der Ausschaltvorgang bei Wechselstromhochspannungsschaltern aus zwei Phasen zusammensetzt, nämlich dem eigentlichen Löschvorgang bis zum Nulldurchgang des Stromes und daran anschliessend dem Abriegelungsvorgang zur Verhinderung von Wiederzündungen. Das Druckgas hat. also die Aufgabe, zunächst die Lichtbogenprodukte zu entfernen (Spülfunktion) und dann die Kontakte gegeneinander isolierend abzuriegeln (Isolatorfunktion).
Eine Verstärkung der Sp'ilfunktion. über eine gewisse Grenze bringt keine Vorteile, da die Lichtbogendauer ohnehin durch
EMI1.2
sein, da der Lichtbogen zu plötzlich (schon vor dem Nulldurchgang der Sinuskurve) abreisst, wodurch Überspannungen im Netz hervorgerufen werden können. Eine Verstärkung der Isolatorfunktion ist dagegen immer günstig, da sie die Spannungsfestigkeit erhöht, d. h. die Abschaltung hoher Betriebsspannungen gestattet. Bei der Erfindung werden die Spülwirkung und die Abriegelungswirkung des Druekgasstromes gut gegeneinander abgeglichen, und es ergibt sich auf diese Weise ein maximales Lösevermögen des. Schalters bei geringem Druckgasverbrauch.
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
zuführung über die Rippe 4 von Leitung 5.
Der Gegenpol 1 ist als Rohrstück ausgebildet, könnte aber auch ein nach Strömungslinien geformtes Vollstück sein, u. zw. rund oder als eckige oder oyale Schiene ausgebildet werden. Die Isolierdüse 3 kann in Wandungen aus Isolierstoff bis zum Druck-
EMI2.2
takten mit den Stromzuführungen 5 und 11 soll unterbrochen werden. In der Einschaltstellung stellt das bewegliche Schaltstück 9 die Verbindung zwischen 1 und 10 her. Beim Schalten strömt zunächst
EMI2.3
engung 7 hindurch, so dass der Lichtbogen günstig beblasen wird. Verschwindet 9 mit seiner Spitze in dem Kontakt M, so steht der Lichtbogen zwischen 1 und 10.
Wird nun 9 weiterbewegt und der Lichtbogen ist noch nicht erloschen, so wird in dem Augenblick, in dem 9 den röhrenförmigen Kontakt 10 verlässt, das Druckgas, nachdem 9 im Isolierkörper 12 angekommen ist, durch 10 der Spitze von 9 nach strömen und dabei, während es nach der Austrittsöffnung 1 strömt, die Fusspunkte abheben. Hiebei durchsetzt es den Lichtbogen, führt auch durch 1. 3 noch ionisierte Gase ab und riegelt in Zusammenwirken mit der Dmckgasschicht bei 7 den Raum zwischen 1 und 10 ab. Eine derartige
EMI2.4
gedichtet ist, zunächst am Gegenpol 10 vorbei und gegen den Lichtbogen, der zwischen 1 und 10 bzw. 1 und 9 besteht ; es tritt durch die Austrittsöffnung 21 in den Schalldämpfer oder ins Freie.
Während
EMI2.5
Dann strömt das Druckgas vom Blasraum 8 nach der Austrittsöffnung 1. 3 durch 20 hindurch, hiebei den Lichtbogen, der zwischen 10 und 19 bzw. 10 und 9 besteht, beblasend. Die verschiedenen Lichtbogenstreeken werden während der Dauer ihres Bestehens günstig beblasen, so dass bei kleineren
EMI2.6
wesentlichen die Fusspunkte feststehen.
Bei der Anordnung nach Fig. 2 könnten statt eines Schaltstückes 9 zwei Schaltstücke verwendet werden, die sich von beiden Seiten nach der Mitte zu bewegen. um beim Ausschalten jedes nach seiner Seite zu herausbewegt zu werden.
EMI2.7
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
richtung vor dem engsten Querschnitt in besonders günstiger Lage, so kann der zweite Gegenpol sogar mit Vorteil von der Düsenöffnung etwas weiter zurückliegen, da dann mindestens ein Lichtbogenfusspunkt und ein wesentlicher Teil des Lichtbogens sieh in der günstigen Blas-und Abriegelungszone befindet. Wird auch noch eine zweite Ausströmöffnung (Nebenöffnung) verwendet, so wird der Lichtbogenfusspunkt auch hiedurch in günstiger Weise beeinflusst.
Fig. 3 zeigt eine Anordnung mit zwei Isolierdüsen 3 und 1. 3, die entgegengesetzt gerichtet sind, nur ist hier der Blasraum 8 direkt an einem Kompressionsraum 22 in der Hülle 2. 3 angeordnet. In der Isolierdüse 3 sitzt die Metalldüse 24, deren Mund durch das Schaltstück 9 abgeschlossen ist, u. zw. dicht, so dass 9 den Druekgasschieber ersetzt. In der Isolierdüse 1. 3 dichtet das Zylinderstiiek 9 den Düsenmund ab. Das Ausblasen des Druckgases aus der Düse J erfolgt direkt nach oben, aus der Düse 1. 3 dagegen in einen Kanal 25, der gleichfalls nach oben umgelenkt ist, so dass die beiden Blasströme in gleicher Richtung aus dem Schalter austreten.
Dadurch wird die Abführung der Auspuffgase wesent- [ieh vereinfacht und erleichtert. Sowohl an der Düse'3 wie am Kanal 2J können Schalldämpfer od. dgl. angebracht werden. Der Kontakt 9 braucht nicht unbedingt als Druekkontakt ausgebildet zu sein.
Er kann vielmehr auch die Verengung der Düse 24 kontaktgebend überschleifen.
In der Fig. 4 ist eine etwas andere Kontaktanordnung gezeigt. Dort sitzt in der Isolierdüsen ein Druckkontakt 26, der stiftförmig in der Mitte sitzen kann, und die obere Fläche von 9 dichtet gleichzeitig am Isolierdüsenmund ab. Wie unterhalb von Fig. 4 skizziert, kann Gegenkontakt 26 auch als Flachstück ausgebildet sein.
In Fig. 5 ist ein ähnlicher Schalter dargestellt ; jedoch sind hier beide Schaltstiicke beweglich und werden bei der Ausschaltung in entgegengesetzter Richtung durch je eine Düse nach aussen bewegt. Das Schaltstück 9 wird also durch die obere Düse nach oben gezogen, während das rohrförmige accaitstucK x/durch die untere Düse nach unten gezogen wird. Da bei strömt das Druckgas von dem
Raum 8 aus ebenfalls durch beide Düsen ab und bewirkt dadurch eine intensive Beblasung beider
Lichtbogenfusspunkte und führt eine schnelle Löschung des Lichtbogens herbei. Das rohrförmige
Kontaktstück 27 dichtet zunächst die untere Düse ab, so dass an dieser die Blasung erst beginnt, wenn der Kontakt 2"1 aus der Verengung der Düse heraustritt.
Fig. 6 zeigt eine ähnliche Ausführungsform ; jedoch sind hier die Kontakte 9 und 27 als Druck- kontakte ausgebildet und liegen im Einsehaltzustand mit ihren Stirnflächen aneinander.
Fig. 7 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel, bei welchem in jeder der Düsen ein bewegliches
Schaltstück sitzt, die zusammen den Strom schliessen und das durch eine Feder in der Einschaltstellung gehalten wird und durch einen Kolben entgegen der Federkraft beim Druekgaseintritt von der Mündung der Düse sieh entfernt. Das einströmende Druckgas trennt die beiden mit den Kolben beweglichen
Kontakte und bringt jeden in den erweiterten Teil seiner Düse.
Statt die beweglichen Kontakte in den Düsen mit Kolben zu bewegen, können sie auch durch Federn voneinander fortbewegt werden. Das Aufeinanderzubewegen der beiden Kontakte bis zur Einschaltbewegung und das dabei erfolgende Spannen der Federn kann mit der Einschaltbewegung des Vorschaltteiles verbunden werden. Man könnte aber auch das Spannen der Feder und die Freigabe der Ausschaltbewegung der beiden in den Düsen bewegten Schaltstücke durch den Schieber steuern, der die Öffnung zwischen Kompressionsraum und Blasraum freigibt. Der Vorschalter und der Schieber sind an sich in ihrer Bewegung zwangsläufig gekuppelt, so dass nunmehr Vorsehalter, Schieber. und Bewegung der Kontakte in der Düse zwangsläufig gekuppelt sind.
Die Vorstrecke ist so zu legen, dass der Lichtbogen vom Schalter durch Schutzwände oder durch eine besondere Umhüllung der Schutzstrecke getrennt ist. Die Umhüllung kann so ausgebildet werden, dass sie deionisierend wirkt.
Durch die Vorstrecke wird vor die eigentliche Schaltstelle (Unterbreehungsstelle) während des Schaltvorganges ein Vorschaltwiderstand (Widerstand der Vorstrecke) gelegt. Dadurch erhält der Sehaltvorgang einen andern Verlauf. Die Möglichkeit von Überspannungen wird völlig vermieden.
Im einzelnen ist in Fig. 7 das Schaltstück 9 frei beweglich angeordnet, während das Schaltstück 27 nur durch den Antriebsmechanismus des Schalters bewegt wird. Hier kann die Bewegung so erfolgen, dass zunächst ein Schieber die Öffnung nach dem Blasraum freigibt. Hiebei wird dann das Druckgas in die Düse 3 einströmen und das kolbenartige Isolierstüek 31 gegen die Feder 32 bewegt.
Während dieser Zeit kann schon 27 in Bewegung gesetzt werden, um gegebenenfalls den Düsenmund 3 für das Einströmen völlig freizugeben. Dann wird zunächst der Löschvorgang in der Düse li beginnen und dann in der Düse 13 fortgesetzt. Wenn 27 bei Beginn der Bewegung von 9 schon in der Nähe des Düsenmundes bei 7 ist, so könnte dann der in der Düse 1, 3 beginnende Löschvorgang dureh die Bewe- gung von 9 schlagartig unterstützt werden. Auch hier hat man es in der Hand, die Löschvorgänge in den beiden Düsen gegeneinander in gewünschter Weise abzugleichen.
Bei den beschriebenen Ausführungsformen ist es wichtig, dass die Abdichtung der Druckgaswege durch die Kontakte zuverlässig erfolgt, damit die Steuerung des Druckgases die günstigsten Effekte hinsichtlich der Lichtbogenlöschung ergibt. Diese Abdichtung lässt sich, wie Fig. 8 zeigt, da-
EMI3.2
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
<Desc/Clms Page number 5>
am engsten. Dabei kann der Düsenmund : 14 aus Isolierstoff bestehen. Gegenüber dem Stift 33, der flach, rund oder oval sein kann, kann der Düsenmund 34 geringes Spiel haben, so dass das Druckgas im Zuströmungs-bzw. Kompressionsraum in kleinen Mengen bis zur Dichtungsstelle 35 ? am Schaltstück 9, das zweckmässig rund ausgeführt ist, schon vor dem Beginn des Schaltvorganges eindringen kann.
Die Dichtungsstelle 35 kann in verschiedener Weise ausgebildet werden. Eine einfache Form ergibt sich, wenn in die Düse 3 hinter dem Mund 34 der Düse ein Ring 35 aus weichem, zähem Isolierstoff angebracht wird. Als solcher kommt präparierter Asbest, Eisengummi, Weichgummi, mit oder ohne Einlagen, Isolierpressstoff oder Isolierguss mit federnden Unterlagen bzw. derartige Teile mit Gummi- überzug oder sonstige zähe, weiche organische Stoffe in Frage. Soll die Dichtungsstelle lichtbogen-
EMI5.1
an 9 einen vorstehenden Ring anbringen, der dort eingreift. Man kann sie auch ein genügend grosses Stück von der Mündung entfernt anbringen ; dann würde allerdings das Schaltstück 9 dort einen grösseren Durchmesser erhalten müssen.
Sehr einfach wird die Anordnung in der gezeichneten Form,
EMI5.2
zu stark hervorspringt. Da der Lichtbogen ausserdem unter Wirkung des strömenden Druckgases die Tendenz hat, der Spitze. 38 folgend an 9 entlang zu laufen, während der andere Fusspunkt bei 3 festgehalten ist, so wird schon an sich durch die Lage des Lichtbogens der Dichtungsring 35 vom Lichtbogen nicht wesentlich getroffen werden können. Er wird im Gegenteil durch das in die Düse einströmende Druckgas etwas gekühlt. Das Schaltstück 9 kann zur Erzielung geringer Massen in seinem
EMI5.3
zum leichten Durchtritt des Druckgases streckenweise geschlitzt werden, während es im unteren Teil, in dem es sich in der Stromzuführung 11, die in entsprechendem Abstand von der Düse angebracht
EMI5.4
und Schalldämpfern u. dgl. versehen sein.
An dem Schaltstück 9 kann unterhalb der Düse 13 ein Ablenker, der sich etwas der Form des Düsenäussern anschliesst, so angebracht werden, dass aus 13 aus- gestossen Gase eher nach vorn abgelenkt werden und nicht die Stromzuführung 11 unterhalb der Düse treffen können.
Der Schaltvorgang vollzieht sich etwa wie folgt : Zunächst wird ein Kolben in dem vor der Zu-
EMI5.5
den gewünschten Blasdruck verdichtet ist. Dann wird das Schaltstück 9 in Bewegung gesetzt und 33 aus dem Ringkontakt 3 entfernt. Hiebei wird ein Lichtbogen gezogen und gleichzeitig die dichtungsstelle 35 geöffnet. Das vor dem Kolben befindliche verdichtete Gas strömt dann über den Zuströmraum 6 durch den Düsenmund in die Düse. Dieses Strömen setzt ein bei der Kontakttrennung bzw. dem Freigeben der Dichtung, die aber zwangsläufig miteinander gekuppelt sind, so dass tatsächlich der Lichtbogen durch einen Druckgasstoss angegriffen wird.
Während nun durch die Schaltbewegung des Schaltstückes 9 der Lichtbogen in der Düse 3 in die Länge gezogen wird, strömt das Druckgas nach und es würde jetzt ein geringer Druckabfall im Druckgas eintreten, wenn nicht während dieser Zeit die Schlussbewegung des Kolbens diesen Druckabfall durch das Abströmen durch die Öffnung 34 ersetzen würde. Durch entsprechende Formgebung des Kolbens lässt sich erreichen, dass bis zum Austreiben des letzten Druckgasrestes der Kolben auf das komprimierte Gas noch drückt und so während einer bestimmten Zeit der durch das Strömen erfolgende Druckabfall zu einem bestimmten Teil kompensiert wird. Dies lässt sich erreichen durch entsprechende Gestaltung des Antriebsmechanismus des Kolbens und der am Kolben wirkenden Kräfte, z. B. von Federkräften.
Durch diese Gestaltung des Druckes wird auch erreicht, dass am Düsenmund 34 die Abriegelungssehicht in angenähert vollem
EMI5.6
dadurch unterstützt, dass sich das Schaltstück 9 aus der Düse herausbewegt, und so beim Austreten des Schaltstückes in die zusätzliche freie Luftstrecke durch 13 noch gegen die Spitze geblasen wird und etwaige Restionen auch an dieser Stelle nochmals mit Sicherheit entfernt werden, so dass dort ebenfalls eine sichere Abriegelung erfolgt. Das Schaltstück 9 kann hiebei besonders, nachdem es den Kontakt 3 verlassen hat, mit grosser Geschwindigkeit bewegt werden. Zur Abdichtung des Druckgases gegen die Düse 13 ist eine zweite Dichtung 36 vorgesehen.
In Fig. 9 ist eine Anordnung eines Doppeldüsenschalters gezeichnet, bei welcher zwei Düsen konzentrisch ineinandersitzen. Die Teilung der Düse in die beiden Düsenräume 3 und 13 erfolgt durch die Trennwand 87. Der feste Kontakt 38 sitzt als Stiftkontakt in der Düse 3. Das bewegliche Schaltstück 39 ist im oberen Teil als Rohrkontakt 40 ausgebildet und führt das Druckgas zunächst zur Düse 3 und bei seiner Weiterbewegung auch zur Düse 1. 3, so dass die beiden Düsen nacheinander zur Wirkung
EMI5.7
Beruhigungsraum 42.
Der Schaltvorgang ist derart, dass zunächst nach der Trennung vom Rohrinnern 40 aus gegen den festen Kontakt 38 nach Düse 3 geblasen wird, bei der Weiterbewegung nach Düse 3 und Düse 18. Dabei können Hilfskontakte 43 in der Düse 13 sitzen, so dass die Schaltgeschwindigkeit von 39 beliebig gross sein kann. Die Abdichtungen 35 und 36 können oberhalb und unterhalb des Beruhigungsraumes 42 sitzen. Die ganzen Düsen und Führungen können zweckmässig
<Desc/Clms Page number 6>
aus Isolierstoff bestehen, und das Ganze kann direkt an einem Kompressionsraum, einem Speicher oder einer sonstigen Druckgasquelle angebracht sein.
Die Länge der Durchbrüche 41 sowie die Länge des 39 umhüllenden Teiles der Anordnung müssen so abgeglichen sein, dass während des ganzen Schalt-
EMI6.1
wände 37 sind durch Isolierrippen 46 gehalten.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Druckgasschalter, bei dem zwei sich erweiternde Düsen von einem gemeinsamen Blasraum ausgehen und Teile des gleichen Lichtbogens in jeder der beiden Düsen gezogen werden, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. die beweglichen Schaltkontakte und die Durchtrittsöffnungen der beiden Düsen derart angeordnet und angetrieben bzw. bemessen sind, dass bei der Ausschaltung zunächst Druckgas nur durch die eine, vorzugsweise aus Metall bestehende Düse strömt und erst im weiteren Verlauf der Schaltbewegung die Strömung durch die zweite, vorzugsweise aus Isolierstoff bestehende Düse einsetzt.