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Hochspannungsschalter mit selbst erzeugtem Löschmittel
Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochspannungsschalter mit selbst erzeugtem gas- oder dampf- förmigem Löschmittel, bei dem der Lichtbogen innerhalb einer schlitzförmigen und bis auf die an einem
Ende angebrachte Ausströmöffnung für die Schaltgase geschlossenen Löschkammer gezogen und beblasen wird, wobei die Schaltkontakte in Schliessstellung praktisch den ganzen Schlitzquerschnitt bedecken.
Es sind bereits Schalter mit schlitzförmiger Löschkammer bekannt, die als Lasttrenner für geringe
Schaltleistungen gebaut werden. Bei diesen ist jedoch die Anordnung nicht so getroffen, dass der Licht - bogen ständig innerhalb der schlitzförmigen Löschkammer verbleibt, sondern er wird durch ein mit dem
Haupttrennmesser verbundenes Kontaktmesser aus der Löschkammer herausgezogen und nur zum Teil von dem aus der Kammer herausströmenden Löschmittel beblasen, so dass die Schaltleistung nur gering bleibt.
Eine Erhöhung der Schaltleistung ergibt sich, wenn der Lichtbogen während des ganzen Löschvorganges innerhalb der schlitzförmigen Löschkammer verbleibt und diese bis auf die Ausströmöffnung der Schaltgase geschlossen ist. Ein derartig aufgebauter Hochspannungsschalter ist bereits bekannt (Schweizer Patentschrift Nr. 186066), jedoch sind hiebei die schubartig bewegten Schaltkontakte am Boden des Gehäuses angeordnet, so dass der Lichtbogen keine Möglichkeit hat, während des ersten Augenblicks seines Entstehens die innerhalb der Löschkammer befindliche Luft derart unter Druck zu setzen, dass beim Nullwerden des Lichtbogens eine wirksame Löschmittelströmung einsetzt.
Eine wesentliche Verbesserung der Schaltleistung ergibt sich nun beim Schalter nach der Erfindung dadurch, dass auf der derAusstromottnung abgcwandtcu Seite uerSchaltkontakte einRaum zur Speicherung der vom Lichtbogen erzeugten und unter Druck gesetzten Gase angeordnet ist. In diesem Falle kannder Lichtbogen auch das unterhalb der Schaltkontakte in der Löscllkammer enthaltene Luftvolumen stark erhitzen, so dass dieses unter Druck gesetzte Mittel den Lichtbogen zusätzlich nach oben treibt und bei s. einem Nullwerden eine starke Löschmittelströmung erzeugt, die zu einer schnellen Entionisierung der Schaltstrecke führt.
Zweckmässig werden die Schaltkontakte etwa in halber Höhe des schlitzförmigen Teiles der Löschkammer angeordnet, so dass sich der Lichtbogen bei der Abschaltung noch ständig innerhalb des schlitzförmigen Teiles der Löschkammer bewegt. Ausserdem steht bei einer solchen Anordnung der Schaltkontakte noch genügend Raum zur Erzeugung einer starken Löschmittelströmung zur Verfügung.
Schalter mit in der Mitte einer Löschkammer angeordneten Schaltkontakten, in der ebenfalls vom Lichtbogen selbst ein Löschvorgang eingeleitet wird, sind an 1ich bekannt. Doch handelt es sich hiebei um Löschkammern mit einem grossen Luftvolumen unter-und oberhalb der Kontakte, das eine wirksame Aufheizung durch den Lichtbogen und eine zusammengefasste Löschmittelströmung nicht zulässt. Die Löschung des Lichtbogens wird bei diesen Schaltern vielmehr durch einen vom Lichtbogen erzeugten und vom Boden der Löschkammer wieder auf die Schaltstrecke zurückgeworfenen Druckstoss erzielt. Höhere Schaltleistungen lassen sich mit diesem Löschverfahren jedoch nicht erreichen.
In weiterer Ausbildung der Erfindung kann der Speicherraum aus einem schlitzförmigen und einem erweiterten Teil der Löschkammer bestehen, aus dem die Löschmittelströmung bei Nachlassen des Lichtbogendruckes einsetzt. Um diesen Strom regeln zu können, kann es zweckmässig sein, zwischen dem schlitzförmigen Teil und dem erweiterten Teil der Löschkammer Drosselstellen oder Barrieren vorzusehen. Besonders wirksam wird die Löschung des Lichtbogens, wenn die Innenwände der schlitzförmigen Löschkammer in an sich bekannter Weise mit gasabgebendem Material bedeckt sind.
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Diese und weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Zeichnung hervor, in der verschiedene Ausführungsmöglichkeiten dargestellt sind.
Die Fig. 1 zeigt einen Längs- und einen Querschnitt durch die schlitzförmige Löschkammer 1, bei der die etwa in der Mitte des schlitzförmigen Spaltes angeordneten Schaltkontakte 2 und 3 für eine Schubbewegung ausgebildet sind. Bei der Trennung der Kontakte kann der Lichtbogen auch in Richtung des Speicherraumes 4 ausweichen und das hier befindliche Luftvolumen unter Druck setzen, das dann den Lichtbogen 5 zusätzlich zu seiner eigenen elektrodynamischen Kraft auf die hörnerartig ausgebildeten Kontakttei- le 6 treibt. In der Ausströmöffnung der Löschkammer sind Isolierteile 7 vorgesehen, die gleichzeitig eine Drosselung des Löschmittelstromes hervorrufen und so das Druckniveau in der Kammer erhöhen.
Auch die Löschmittelströmung aus dem Speicherraum kann geregelt werden, wenn, wie es Fig. 2 zeigt, zwischen einem schlitzförmigen und einem erweiterten Teil 4' der Löschkammer Drosselstellen 8 oder Barrieren9 angeordnet sind. Beide Ausführungsformen der Fig. 1 und 2 ermöglichen eine starke Querbeblasung des Lichtbogens ; ausserdem hat die Ausführungsform nach Fig. 2 den besonderen Vorteil, dass auch nach dem Erlöschen im Stromnulldurchgang ein Überdruck in der Löschkammer vorhanden ist, der eine Rückzündung des Lichtbogens ausschliesst. Hinzu kommt, dass die Drosselstellen oder Barrieren nach Fig. 2 ein Hineintreiben des Lichtbogens durch elektrodynamische Wirkung in den erweiterten Speicherraum verhindern. Es hat sich gezeigt, dass bei einem Eindringen des Lichtbogens in diesen Teil des Speicherraumes ein Löschen des Lichtbogens nicht möglich ist.
Eine weitere Ausführungsform mit einem schwenkbaren Schaltkontakt zeigt Fig. 3 im Längsschnitt und Fig. 4 im Querschnitt. Hier sind die Schaltkontakte 2,3 ebenfalls in der Mitte der Löschkammer angeordnet, wobei durch die nach unten erfolgende Trennbewegung der Kontakte der Lichtbogen die Möglichkeit hat, das indem erweiterten Speicherraum 4'befindliche Luftvolumen unter starken Druck zu setzen.
Am oberen Ende der Löschkammer befindet sich der Kühler 11 mit den Trennwänden 12. Ausserdem ist über dem Kühler 11 noch ein Filter 14 vorgesehen, das insbesondere bei gasabgebenden Stoffen an den Kammerwänden vorteilhaft ist, um zu verhindern, dass die mit Luft vermischten austretenden Schaltgase ein explosives Gemisch bilden. Durch die Anwendung des Kühlers 11 allein gelingt es zwar, den Schaltgasen selbst die Leitfähigkeit zu nehmen, so dass keine Überschläge zu befürchten wären ; die Schaltgase haben aber unter Umständen doch noch eine ausreichende Temperatur, um ein explosives Gemisch mit Luft zu entzünden. In Schaltanlagen würden daher derartige Zündungen zu Phasenilberschlägen und damit zu Zerstörungen durch Kurzschlusslichtbögen führen. Aus diesem Grunde ist das Filter 14 vorgesehen, das z.
B. aus einem feinen Gewebe aus Draht oder Textilien bestehen kann. Dabei ist es zweckmässig, stärkere mechanisch feste Gewebe, vorzugsweise aus Draht, als äussere Schicht und feinere Gewebe als innere Schicht anzuwenden. Solche Filter bewirken auch eine wirksame Geräuschminderung der sonst knallartig austretenden Schaltgase beim Ausschalten von Kurzschlüssen. An Stelle des Filters 14kann auch eine Drosselstelle treten, durch die sich besonders leicht das Ausströmen der Gase und damit das Druckniveau regeln lässt. In der Ausführungsform des Schalters nach Fig. 5 ist die Drosselstelle mit 15 bezeichnet.
Ausserdem sind bei diesem Schalter die Wände des schlitzförmigen Teils der Löschkammer mit gasabgebendem Material 16 bedeckt. Als solche Stoffe eignen sich besonders Mischungen von Kunstharzen, z. B.
Melaminharz, Harnstoffharz u. a..
Da bei Verwendung von gasabgebenden Stoffen innerhalb der Löschkammer eine besonders starke Strömung auftritt und diese auch in den Speicherraum hineinexpandiert, so können sich dort leicht Russteile absetzen, die eine Verschlechterung der Isolierung bewirken. Um letzteres zu verhindern, ist es zweckmässig, vor dem erweiterten Speicherraum 4'einen Russabscheider anzuordnen, der in Fig. 5 mit 17 bezeichnet ist. Die Wirkung des Russabscheiders kann noch durch eine Flüssigkeit 18, z. B. Wasser, innerhalb des Speicherraumes 4'verbessert werden. Diese Flüssigkeitsschicht kann auch gleichzeitig zur Erzeugung von dampfförmigem Löschmittel dienen, das dadurch die Löschwirkung heraufsetzt. Der Russabscheider enthält Teile mit stark vergrösserter rauher oder klebriger Oberfläche, an der die Russteilchen festgehalten werden.
Um den Kriechstromweg zwischen den Kontakten zu verlängern, ist es ferner zweckmässig, mehrere tiefe Rillen in dem schlitzförmigen Teil der Löschkammer vorzusehen. Eine weitere Möglichkeit, sich gegen die Auswirkung der Verrussung zu schützen, besteht darin, dass man die Schaltstrecke nach vollzogener Unterbrechung in an sich bekannter Weise durch Öffnen einer mit ihr in Reihe geschalteten Isolertrennstrecke gegen eine Rilckzündung sichert.
Ist nur ein einziger über die Breite der Löschkammer reichender beweglicher Schaltkontakt vorgesehen, wie Fig. 3 zeigt, dann kann die unter starken Druck gesetzte Luft die Ausschaltbewegung erschweren, so dass unter Umständen stärkere Antriebsmittel vorgesehen werden müssen. Dieser Nachteil kann
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aber vermieden werden, wenn als beweglicher Schaltkontakt ein zwischen zwei festen Schaltstücken drehbarer Doppelhebel vorgesehen ist. In einem solchen Falle wird bei der Öffnung der Schaltkontakte auf beide Flächen des Doppelhebels ein Druck durch die in dem Speicherraum befindlichen Gase ausgeübt. wobei sich aber die Drücke gegenseitig aufheben.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Hochspannungsschalter mit selbsterzeugtem gas-oder dampfförmigem Löschmittel, bei dem der
Lichtbogen innerhalb einer schlitzförmigen und bis auf die an einem Ende angebrachte Ausströmöffnung für die Schaltgase geschlossenen Löschkammer gezogen und beblasen wird, wobei die Schaltkontakte in Schliessstellung praktisch den ganzen Schlitzquerschnitt bedecken, dadurch gekennzeichnet, dass auf der der Ausströmöffnung abgewandten Seite der Schaltkontakte (2, 3) ein Raum (4) zur Speicherung der vom Lichtbogen erzeugten und unter Druck gesetzten Gase angeordnet ist (Fig. 1).