Leistungsschalter. Die Erfindung betrifft einen Leistungs schalter und hat zur Aufgabe, den Unter brechungslichtbogen in möglichst kurzer Zeit zu löschen.
Die Erfindung geht davon aus, dass die lichtbogenlösehende Wirkung der bekannten Flüssigkeitsschalter auf der entionisierenden Wirkung von Dämpfen beruht, die fort dauernd in den Lichtbogenpfad geliefert wer den. Durch diese Dämpfe w -e reffen Ionen<U>und</U> @leh-t en, welche zur Aufrecht erhaltung der Entladung notwendig sind, teils durch Bindung und Anlagerung an flüssige Teilchen, teils durch eine sehr starke Erhöhung der Rekombination sehr stark ver mindert.
Der Rest genügt dann nicht mehr, um die Entladung aufrecht zu erhalten, da zur neuen Bildung von freien elektrischen Entladungsträgern sehr grosse Energie mengen benötigt werden. Bei Wechselstrom tritt dabei dieser Entionisierungseffekt beim Nulldurchgang des Stromes so stark in Er- scheinung, dass Lichtbögen dieser Stromar mit Flüssigkeitsschaltern, die nach dem ge nannten Prinzip wirken, besonders wirksam gelöscht werden können.
Bei dem bekannten Ölschalter, wie über- hauet bei jedem Flüssigkeitsschalter, dessen Kontakte sich frei in der Schaltflüssigkeit befinden, ist nun die entionisierende Wir kung der am Rand der Gasblase sich bilden -de impfe auf den Lichtbogen deswegen stark herabgemindert, weil sieh die Gasblase sehr rasch vergrössert, und daher der in der Mitte der Gasblase brennende Lichtbogen der Einwirkung der Dämpfe sich entzieht.
Auch der bekannte Vorschlag, die Licht- bogenlöschung durch Einspritzung einer Flüssigkeit zu bewirken, führt nicht zum Erfolg, weil der Lichtbogen leicht beweg lich ist und daher dem Flüssigkeitsstrahl ausweicht.
Von der Erkenntnis ausgehend, dass der Lichtbogen in möglichst unmittelbare Be- rührurig mit den entionisierend wirkenden Stoffen gebracht werden muss, besteht die Erfindung darin, dass der Unterbrechungs lichtbogen zwischen Isolierkörpern gezogen wird, auf die gegen die Lichtbogenachse ge richtete Druckkräfte wirken.
Das Gegen einanderdrücken der Isolierkörper hat zur Folge, dass ein nennenswerter Abstand zwi schen Lichtbogen und Oberfläche der Isolier- körper nicht entstehen kann, vielmehr die Isolierkörper sich in ihrer Lage selbsttätig allen Volumsänderungen- des Lichtbogens, insbesondere seiner Querschnittverminderung bei Abnahme der Stromstärke, anpassen.
Durch diese innige Berührung des Licht bogens mit den Isolierkörpern wird die zur schnellen Löschung erforderliche intensive Entionisierwirkung hervorgebracht. Ausser dem kann noch durch das Zusammenpressen des Lichtbogens sein Energieverbrauch ge steigert werden, mithin die Löschung eben falls beschleunigt werden.
Die Wirkung der Vorrichtung ist dann eine besonders vollkommene, wenn die an den Lichtbogen angepressten Isolierkörper zur Dampfentwicklung befähigt werden. Die Dampfentwicklung erhöht den Ent- ionisierungseffekt und hat den weiteren Vorteil, dass die Isolierkörper nicht anbren nen können. Man macht zu diesem Zwecke die Isolierkörper aus Faserstoffen tierischer oder -pflanzlicher Herkunft, welche die Eigenschaft haben, genügende Mengen von Feuchtigkeit aufzunehmen. Der Lichtbogen verdampft dann diese_ #Fhtigk..' .
folge seiner kurzen Dauer imstande zu sein, die Isolierkörper ganz auszutrocknen. Es ent steht also an der Oberfläche des Isolierkör pers eine lebhafte Dampfentwicklung, und der Dampf wird in den Lichtbogenpfad ge schleudert.
Insbesondere hat sich für diesen Zweck Fiber bewährt, das ist ein Isolierstoff aus in sogenannte Hydratzellulose umgewandelter Zellulose.
Es ist vorteilhaft, die Isolierkörper in einer Flüssigkeit anzuordnen, da sich auf diese Weise ihr Feuchtigkeitsgehalt rasch immer wieder erneuern kann. Als Schalt flüssigkeit wird vorzugsweise eine solche verwendet, aus deren Dämpfen sich unter der Einwirkung des Lichtbogens keine festen Rückstände ausscheiden, beispielsweise Was ser. Die Oberfläche der Isolierschicht bleibt dann immer rein und<U>hat</U> eine hohe Über schlagsspannung.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist eine solche, bei der das bewegliche Schaltstück so angeord net ist, dass der Schaltstückträger bei ge schlossenem Kontakt zwischen den Isolier- stücken liegt, die gegen ihn gedrückt werden, und bei der Kontaktöffnung aus dem Raum zwischen .den Isolierstücken herausgezogen wird. Insbesondere können das bewegliche Schaltstück und sein Träger messerartig aus gebildet sein, um dem Lichtbogen eine flache Form zu geben, so dass ein möglichst grosser Teil seiner Oberfläche der entionisierenden Wirkung ausgesetzt ist.
Mit manchen Schaltern lassen sich be sonders vorteilhaft Lichtbögen grosser Strom stärken löschen. während Lichtbögen kleine rer Stromstärke ohne weiteres nicht von ihnen gelöscht werden.
Man kann nun solche Schalter derart ausführen, dass sie die Merk-. male nach der vorliegenden Erfindung auf weisen, wobei der zunächst in dem Schalter für die grossen Stromstärken gezogene Licht- hager naab fem-Austritt aus diesem Schal ter zwischen --Isolierkö_rpern\ im Sinne der Erfindung gezogen' wird.
Dies-e\Ausführungs- art hat den Vorteil, dass man die mit den Isolierkörpern arbeitenden Schalterteile mir für verhältnismässig kleine Stromstärken zu bemessen braucht.
In den Figuren sind zwei Ausführungs- beispiele des Erfindungsgegenstandes dar gestellt.
Fig. 1 und 2 zeigen einen Schalter nach der Erfindung im Aufriss und Grundriss. In einem zylindrischen Schaltgefäss 10, das bis zur Höhe 11 mit Schaltflüssigkeit, etwa Wasser, gefüllt ist und das von einem Isolierdeckel 12 verschlossen wird, befinden sich die beiden Isolierkörper 13 und 14 aus flüssigkeitsaufnehmendem Faserstoff, welche auf den am Gefäss' 10 befestigten Bolzen 15, 16 nach innen gleiten können. 17, 18 sind starke Druckfedern, die sich einerseits gegen die Isolierkörper, anderseits gegen die Wand des Schaltgefässes stützen. 23 ist das fest stehende Schaltstück. 19 ist das bewegliche Schaltstück mit seinem Träger, der ebenso wie das Schaltstück selbst.
messerartig aus gebildet ist, wie sich aus dem Grundriss Fig. 2 ergibt. Vor und hinter den Isolier- körpern 13 und 14 sind zwei Wände 20, 21 aus isolierendem Material angebracht, die den Lichtbogenraum nach der Seite hin ab grenzen. . Bei der Schalteröffnung wird das heweg- liche Schaltstück mit seinem Träger 19 nach oben zwischen den Isolierkörpern 13, 14 aus flüssigkeitaufnehmendem Faserstoff heraus gezogen. Dabei wird der Lichtbogen zwi schen diesen Isolierkörpern gezogen.
Die Isolierkörper werden durch die Federn 17, 18 stark gegen den Lichtbogen gedrückt. An ihrer Oberfläche findet eine starke Dampf entwicklung statt, welche einerseits dass An brennen der Isolierkörper verhindert, ander seits die Entionisierung bewirkt. Die Dampf entwicklung dauert bei einem Wechselstrom- schalter auch beim Stromdurchgang durch den Nullwert an, da die Wärme in den Iso- lierkörpern und der darin enthaltenen Flüs sigkeit aufgespeichiert ist.
Beim Nulldurch gang des Stromes findet an den kühlen Ober flächen der Isolierkörper und an den Flüs sigkeitströpfchen eine ausserordentlich rasche Rekombination der positiven und negativen freien elektrischen Ladungsträger statt. Ausserdem werden diese auch an den sich aus dem Dampf ausscheidenden Flüssigkeits teilchen gebunden, so dass die wiederkehrende Spannung nach dem Stromnulldurehgang nicht mehr imstande ist, die Lichtbogenent- ladung aufrecht zu erhalten.
Der Lichtbogen erlischt daher bei seinem Stromnulldurch- gang.
Nach Fig. 3 weist ein Schalter mit den Merkmalen nach der Erfindung eine Expan sionskammer auf. In dem gemeinsamen Schaltgefäss 20 befindet sich die Expansions kammer 2-1 mit der Expansionsöffnung 22. 23 ist das feststehende Schaltstück. 25 und 26 .sind die beiden isolierenden Gleitkörper aus flüssigkeitaufnehmendem Faserstoff, 27 und 28 die beiden Druckfedern. In der Ex pansionskammer 21 werden nur Lichtbögen. deren Stromstärke über einem gewissen Grenzwerte liegt, durch den bekannten Ex pansionseffekt gelöscht.
Lichtbögen kleinerer Stromstärken werden dagegen nicht inner halb .der Expansionskammer gelöscht, -son dern diese brennen auch zwischen den Isolier- stücken 25, 26 und werden an dieser Stelle in der oben beschriebenen Weise gelöscht.