DE1112165B - Fluessigkeitsschalter fuer Wechselstrom - Google Patents

Description

Es ist bereits vorgeschlagen worden, Flüssigkeitsschalter für Wechselstrom in der Weise auszubilden, daß das beim Ausschalten in der Schaltkammer entstehende Gas nach oben abströmt. Es ist auch vorgeschlagen worden, bei derartigen Schaltern mit Hilfe einer Vorrichtung, z. B. eines Kolbens, die zwangläufig mit dem Schaltstift gekuppelt ist, Schaltflüssigkeit beim Ausschaltvorgang in die Kammer zu drücken, und zwar so viel, daß das Volumen, welches der Schaltstift freigibt, gerade ersetzt wird. Die Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkeitsschalter für Wechselstrom mit einer Schaltkammer, in der die Gasabströmung nach oben erfolgt und in der der Schaltstift bei der Ausschaltbewegung nach unten gezogen wird, wobei der Schaltkammer mit Hilfe einer Vorrichtung, z. B. eines Kolbens, Flüssigkeit zugeführt wird.

Die Erfindung besteht darin, daß die zwangläufig mit dem Schaltstift gekuppelte Vorrichtung mehr Flüssigkeit beim Ausschaltvorgang in die Kammer drückt, als der Schaltstift an Volumen in der Kammer freigibt, und daß bei Erreichen einer bestimmten Unterbrechungsstrecke, die kleiner ist als der Abstand des Schaltstiftes vom feststehenden Kontakt in der Ausschaltstellung, die Flüssigkeitszufuhr der Schaltflüssigkeit vermindert wird. Man erreicht durch die Erfindung, daß die Lichtbogenlänge, bei der noch im ungünstigsten Fall eine Löschung erfolgt (maximale Löschdistanz), herabgesetzt wird und daß unzulässig hohe Drücke in der Kammer nicht auftreten.

Läßt man beispielsweise die Geschwindigkeit des Schaltstiftes die gleiche sein wie bei einem Schalter, bei dem gerade das vom Schaltstift freigegebene Volumen durch Flüssigkeitszufuhr ersetzt wird, so erreicht man durch die Anwendung der Erfindung, daß die Lichtbogenlänge, bei der günstigstenfalls die Löschung schon erfolgt (minimale Löschdistanz), verkürzt wird. Damit wird aber gleichzeitig die Lichtbogenlänge, bei der im ungünstigsten Fall noch die Löschung erfolgt, ebenfalls verkürzt. Setzt man die Schaltstiftgeschwindigkeit herab, läßt aber die Flüssigkeitszufuhr die gleiche wie vorher sein, so wird zwar die minimale Löschdistanz größer. Da jedoch der Weg des Schaltstiftes in einer Halbwelle infolge der verringerten Geschwindigkeit kleiner wird als vorher, wird die maximale Löschdistanz ebenfalls verringert. Vorzugsweise wird man die Flüssigkeitszufuhr noch verstärken und gleichzeitig die Schaltgeschwindigkeit verringern; dann wird auch die minimale Löschdistanz verkürzt, und dies wirkt sich ebenso wie die verringerte Schaltgeschwindigkeit in einer starken Verringerung der maximalen Lösch-Flüssigkeitsschalter für Wechselstrom

Anmelder:
Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Paul Duffing, Berlin-Siemensstadt,
ist als Erfinder genannt worden

distanz aus. Die Verringerung der maximalen Löschdistanz bedeutet eine Verringerung der mechanischen Beanspruchung der Kammer. Die verstärkte Zufuhr der Schaltflüssigkeit wird gemäß der Erfindung bei Erreichen einer bestimmten Unterbrechungsstrecke vermindert. Diese Unterbrechungsstrecke, d. h. der Abstand zwischen den Kontakten des Schalters, wird so gewählt, daß sie ungefähr gleich der minimalen Löschdistanz, vorzugsweise um ein geringeres größer ist. Dadurch, daß von dieser Stellung ab die Flüssigkeitszufuhr vermindert wird, werden unzulässig hohe Drücke in der Kammer vermieden. Man kann sogar so weit gehen, die Löschmittelzufuhr aufhören zu lassen; denn die Löschintensität steigt mit der Lichtbogenlänge mehr als proportional an. Der Schalter gemäß der Erfindung unterscheidet sich daher auch von einem bekannten Schalter, bei dem zwar mehr Flüssigkeit in die Schaltkammer gefördert wird, wie der Schaltstift an Volumen freigibt, bei der diese Förderung jedoch bei einem bestimmten Druck in der Kammer aufhört. Dieser bekannte Schalter hat lediglich die Aufgabe, die Löschung von Lichtbögen mit kleinen Strömen, beispielsweise den Strömen von leer laufenden Leitungen, zu verbessern, nicht aber die maximale Löschdistanz des Schalters auch bei großen Strömen (Nennströmen und darüber) zu beeinflussen. Deshalb wird durch ein Ventil die Flüssigkeitszufuhr abgesperrt, wenn der Lichtbogen mit Strömen brennt, die größer als die Ströme von leer laufenden Leitungen sind.

Verwendet man als Vorrichtung, die Flüssigkeit in die Kammer drückt, eine Pumpe, so kann auch beim

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Einschaltvorgang Flüssigkeit in die Kammer gedrückt werden, was den Vorteil hat, daß die Kammer gespült wird.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In allen Figuren sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

In Fig. 1 ist mit 1 die Schaltkammer bezeichnet, die aus einer Reihe von übereinanderliegenden Lochplatten 2 besteht. Auf die Schaltkammer ist ein Körper 3 aufgesetzt, der zusammen mit dem Zwischenstück 6 zwischen dem Abscheidegefäß 5 und der Kammer einen Ausströmweg für die Gase geringen Strömungswiderstandes um das feste Schaltstück 4 herum bildet. Auf der Unterseite der Kammer sitzen die Platten auf einem Körper 7 auf, der das Gleitschaltstück 8 mit Abstand umfaßt. Die Kammer ist in einem Isolierrohr 9 eingebaut, das mit den Flanschen 10 und 11 fest verbunden ist. In den Flansch 11 ist das Zwischenstücke eingeschraubt. Der Schaltstift 12 wird beim Ausschalten nach unten bewegt und gibt dadurch in der Kammer ein Volumen frei, das nicht mit Schaltflüssigkeit, z. B. Öl, gefüllt ist. Der Schaltstift wird durch ein an sich bekanntes Lenkergetriebe 13, das in einem geschlossenen, mit Schaltflüssigkeit gefüllten Gefäß 14 angeordnet ist, angetrieben. Die Betätigung des Lenkergetriebes erfolgt von außen mit HiKe einer Welle 15, die abgedichtet in das Gefäß 14 eingeführt ist. Der Raum zwischen Kammer 1 und Isolierrohr 9 ist ebenfalls mit Schaltflüssigkeit, z.B. Öl, gefüllt. Dieser Zwischenraum ist durch ein Loch 17 mit dem von dem Gefäß 14 umschlossenen Raum in Verbindung. Die Höhe des Ölspiegels ist durch eine Marke 35 angedeutet. Die durch den Lichtbogen erzeugten Gase und Dämpfe strömen nach oben in das Abscheidegefäß 5 ab. Der Raum zwischen Kammer 1 und Iosolierrohr9 ist durch ein Loch 18 mit dem Abscheidegefäß 5 verbunden.

Um Flüssigkeit beim Ausschaltvorgang in die Kammer zu drücken, ist ein Zylinder 20 in das Gefäß 14 eingesetzt. In diesem Zylinder bewegt sich ein Kolben 21. Dieser ist mit einer Verzahnung 22 ähnlich wie bei einer Zahnstange versehen. Diese Verzahnung arbeitet mit einem Zahnrad 23 zusammen, das von der Welle 15 zwangläufig bewegt wird. Wenn der Schaltstift nach unten bewegt wird, geht der Kolben nach oben und drückt Schaltflüssigkeit aus dem Raum 26 oberhalb des Kolbens über die Rohrleitung 24 in die Kammer 1. Durch entsprechende Bemessung des Kolbens und seiner Geschwindigkeit wird erreicht, daß mehr Flüssigkeit, z. B. die drei- bis vierfache Menge, in die Kammer gedrückt wird, wie der Schaltstift in dieser an Volumen freigibt. In den Raum 25 auf der Unterseite des Kolbens tritt bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens über eine Bohrung 27 Schaltflüssigkeit aus dem Gefäß 14 ein. Durch die Bohrung 17 wird dem Gefäß 14 wieder die entsprechende Flüssigkeitsmenge zugeführt.

Der Raum 26 oberhalb des Kolbens steht mit dem Raum 25 unterhalb des Kolbens durch eine Rohrleitung 28 in Verbindung. Das Getriebe ist im Ausführungsbeispiel in der Stellung gezeichnet, in der die untere Einmündung 33 des Rohres 28 noch verschlossen ist.

Wie bereits erwähnt, wird beim Ausschalten der Kolben 21 nach oben bewegt und drückt über die Leitung 24 Schaltflüssigkeit in die Kammer. Beim Erreichen der minimalen Löschdistanz wird die untere Mündung 33 des Rohres 28 von dem Kolben freigegeben, und es wird durch diese Leitung eine Verbindung zwischen den Räumen 25 und 26 hergestellt. Je nach der Stellung eines Stopfens 30, der den Querschnitt des Rohres 28 an einer Stelle mehr oder weniger ausfüllt, kann die Flüssigkeitsströmung in der Kammer in gewünschter Weise vermindert oder vollständig zum Aufhören gebracht werden. Die

ίο oberste und die unterste Stellung des Kolbens sind durch die gestrichelten Linien 31 und 32 angegeben. Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der die Vorrichtung zum Hineindrücken der Flüssigkeit als Pumpe ausgeführt ist.

Während bei der Anordnung nach Fig. 1 nur der Raum 26 oberhalb des Kolbens durch eine Leitung 24 mit dem Innern der Kammer verbunden ist, ist nunmehr auch der Raum 25 unterhalb der Kammer durch eine Leitung 36, die in die Leitung 24 mündet, ebenfalls mit dem Innern der Kammer verbunden. Außerdem stehen die Räume 25 und 26 durch je ein Rückschlagventil 37 bzw. 38 mit dem Gehäuse 14 in Verbindung. Der Zylinder 20, der Kolben 21, die beiden Rückschlagventile 37 und 38 und die beiden Leitungen 24 und 25 bilden eine Pumpe.

Beim Ausschalten bewegt sich der Schaltstift nach unten und der Kolben nach oben. Durch die Leitung 24 wird Schaltflüssigkeit, z. B. Öl, in die Kammer gedrückt. Das Ventil 38 ist geschlossen. Die Mündung der Leitung 36 in den Raum 25 ist noch verschlossen. Wenn der Schaltstift eine bestimmte Stellung erreicht hat, die der minimalen Löschdistanz entspricht, soll die Förderung von Flüssigkeit in die Schaltkammer aufhören. Daher schließt der Kolben 21 dann die Mündung der Rohrleitung 24. Die Weiterbewegung des Kolbens ist dadurch ermöglicht, daß eine Längsbohrung 40 im Kolben vorgesehen ist, so daß Schaltflüssigkeit aus dem Raum oberhalb des Kolbens in den Raum unterhalb des Kolbens gelangen kann.

Durch Wahl des Querschnittes der Bohrung kann der Strömungswiderstand und damit die Dämpfung des Schaltstiftes eingestellt werden. Im Augenblick, in dem die Mündung des Rohres 36 freigegeben wird, wird das Ventil 37 geschlossen.

Beim Einschalten wird der Schaltstift nach oben bewegt und der Kolben nach unten, so daß Flüssigkeit über die Leitungen 36 und 24 in das Innere der Kammer gedrückt wird. Dadurch wird die Kammer gespült. Die Förderung der Flüssigkeit hört auf, sobald die Mündung des Rohres 36 durch den Kolben verschlossen wird; dann beginnt auch hier eine Dämpfung der Schaltstiftbewegung.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig. 3 dargestellt. Der Unterschied zu Fig. 2 besteht darin, daß die Rohrleitungen 24 und 36 fortgefallen sind und daß die Zuführung der von der Pumpe geförderten Flüssigkeit über das Gefäß 14 erfolgt, das über die Bohrung 41 mit dem Innern der Kammer in Verbindung steht. Die Bohrung 17 dagegen ist über eine Rohrleitung 42 einerseits über das Rückschlagventil 37 mit dem Raum 25 und andererseits über das Rückschlagventil 38 mit dem Raum 26 verbunden. Der Kolben hat ebenfalls eine Bohrung 40. Der Zylinder besitzt zwei Öffnungen 43 und 44, durch die Schaltflüssigkeit in das Gefäß 14 gedrückt wird. Zwischen Pumpe und Kammer liegt also der große mit Flüssigkeit gefüllte Raum des Gefäßes 14. Das ist ein großer Vorteil, da durch die Elastizität der Flüs-

sigkeit im Gefäß 14 plötzliche Druckanstiege in der Kammer gemildert werden.

Die Leitung 42 kann fortfallen, wenn der Raum rechts vom Zylinder 20 von dem Raum links durch eine Wand getrennt wird.

Im Ausführungsbeispiel erfolgt die Zuführung der Schaltflüssigkeit in die Kammer von unten. Man kann die Schaltflüssigkeit oder einen Teil von ihr auch z. B. seitlich über Kanäle zuführen. Auch kann der Schaltstift hohl ausgeführt werden, um durch ihn Flüssigkeit in die Kammer zu drücken.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Flüssigkeitsschalter für Wechselstrom mit einer Schaltkammer, in der die Gasabströmung nach oben erfolgt und in der der Schaltstift bei der Ausschaltbewegung nach unten gezogen wird, wobei der Schaltkammer mit Hilfe einer Vorrichtung, z. B. eines Kolbens, Flüssigkeit zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zwangläufig mit dem Schaltstift gekuppelte Vorrichtung mehr Flüssigkeit beim Ausschaltvorgang in die Kammer drückt, als der Schaltstift an Volumen in der Kammer freigibt, und daß bei Erreichen einer bestimmten Unterbrechungsstrecke, die kleiner ist als der Abstand des Schaltstiftes vom feststehenden Kontakt in der Ausschaltstellung, die Flüssigkeitszufuhr vermindert wird.

2. Flüssigkeitsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen einer bestimmten Unterbrechungsstrecke die Flüssigkeitszufuhr aufhört.

3. Flüssigkeitsschalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Pumpe.

4. Flüssigkeitsschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe auch beim Einschalten Flüssigkeit in die Schaltkammer drückt.

5. Flüssigkeitsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Vorrichtung, z. B. der Pumpe, und der Schaltkammer ein großer mit Schaltflüssigkeit gefüllter Raum vorhanden ist.

6. Flüssigkeitsschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe so ausgebildet ist, daß sie auch als Dämpfungsvorrichtung für den Schaltstift dient.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 318 604;
französische Patentschrift Nr. 1122 599.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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