DE1212191B - Unterbrechungseinrichtung fuer elektrische Schalter - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

HOIh

Deutsche Kl.: 21c-35/10

Nummer: 1212191

Aktenzeichen: W 27887 VIII d/21 c

Anmeldetag: 19. Mai 1960

Auslegetag: 10. März 1966

Als Unterbrechungseinrichtung für elektrische Schalter kann man bekanntlich eine Löschkammer verwenden, die ein feststehendes Schaltstück am einen Ende und eine Düse am anderen Ende aufweist, durch die ein stiftförmiges bewegliches Schaltstück in der Einschaltstellung in die Löschkammer ragt. Wenn das bewegliche Schaltstück den Querschnitt der Düse ausfüllt und die Länge der Düse ein Mehrfaches des Schaltstückdurchmessers beträgt, so erzeugt der Ausschaltlichtbogen in der Löschkammer durch die Erwärmung und Zersetzung des darin enthaltenen Löschmittels einen erhöhten Druck. Dieser Druck führt zu einer Beblasung des Lichtbogens, sobald das bewegliche Schaltstück die Düse freigegeben hat. Solche Unterbrechungseinrichtungen erreichen insbesondere dann, wenn sie Schwefelhexafluorid (SF₆) als Löschmittel verwenden, beachtliche Schaltleistungen. Wegen ihres einfachen Aufbaus sind sie für Lasttrennschalter gut geeignet, die bekanntlich nur verhältnismäßig geringe Schaltleistungen zu beherrschen haben, dafür aber mit sehr kleinem konstruktiven Aufwand auskommen müssen.

Die Erfindung erstrebt eine Verbesserung der vorgenannten Schalter, durch die eine schnellere Schaltfolge ermöglicht werden soll. Erreicht wird dies durch ein in drucklosem Zustand geöffnetes Ventil an der der Düse gegenüberliegenden Seite der Löschkammer.

Das Ventil nach der Erfindung ergibt nach der Ausschaltung eine schnelle Reinigung der Löschkammer von den beim Ausschaltvorgang erhitzten oder zersetzten Löschgasen, weil es eine einsinnige ungestörte Strömung durch die Löschkammer ermöglicht. Während bisher nur eine einzige schmale und lange Öffnung vorhanden war, durch die gleichzeitig die zersetzten Gase aus der Löschkammer heraus und die frischen Gase in die Löschkammer hineinströmen sollten, kann sich jetzt wegen der zweiten, von dem Ventil gebildeten Öffnung eine in einer Richtung verlaufende, verlustarme Strömung ausbilden. Für diese Strömung ist keine große Druckdifferenz erforderlich. Sie kann z. B. in ausreichendem Maße durch die noch erhitzten Teile der Schalterstrombahn in der Löschkammer angefacht werden. Deshalb erhält man durch die Erfindung, wie Versuche gezeigt haben, eine schnelle Füllung der Löschkammer mit frischem Gas. Darüber hinaus ergibt sich eine Kühlung der Schaltstücke, so daß der Schalter in kurzer Zeit für eine neue Ausschaltung vorbereitet wird.

Die Verwendung von Ventilen an Löschkammern elektrischer Schalter ist an sich nicht neu. Solche Ventile sind insbesondere bei Flüssigkeitsschaltern

Unterbrechungseinrichtung für elektrische
Schalter

Anmelder:

Westinghouse Electric Corporation,
East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. jur. G. Hoepffner, Rechtsanwalt,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Als Erfinder benannt:
Earl F. Beach, Pittsburgh, Pa.;

George N. Coker, Irwin, Pa. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 1. Juli 1959 (824 286)

vorhanden. Sie haben dort die Aufgabe, ein schnelles Entweichen der beim Schaltvorgang entstehenden Gase zu ermöglichen, damit der Druck in der Löschkammer nicht unzulässig groß wird. Aus diesem Grunde sind die bekannten Ventile auch immer am oberen Ende der Löschkammer angeordnet.

Im Gegensatz zur Erfindung sind diese Ventile aber normalerweise, d. h. in drucklosem Zustand, geschlossen. Sie stehen unter der Wirkung von Schließfedern und öffnen nur bei einem Überdruck. Würde man solche Ventile bei den Unterbrechungseinrichtungen anwenden, von denen die Erfindung ausgeht, so würde mindestens ein Teil des Löschgases im Ausschaltaugenblick vorzeitig abströmen, ohne zur Löschung des Lichtbogens beitragen zu können. Im drucklosen Zustand wäre die Löschkammer dagegen geschlossen, so daß keine schnelle Reinigung der Löschkammer von den zersetzten Gasen möglich wäre.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 die Seitenansicht eines Lasttrennschalters mit der verbesserten Unterbrechungseinrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Unterbrechungseinrichtung in vergrößertem Maßstab.

Der Lasttrennschalter 1 nach Fig. 1 besitzt drei Stützisolatoren 2, 3 und 4, die auf einem Grund-

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rahmen 5 angeordnet sind. Ber mittlere Isolator 2 ist in einem Lager 9 drehbar befestigt. Er trägt ein Getriebegehäuse 7, an dem ein Exzentergetriebe 6 für die Bewegung des Hauptmessers 10 angebracht ist.

Zum Ausschalten wird der Isolator 2 m;i einem Hebelarm 8 gedreht. Dabei wird das Trennmesser 10 geschwenkt, so daß sein als Schaltstück 11 wirkendes Ende das feststehende Schaltstück 12 verläßt. Bei der Trennung der Schaltstücke 11, 12 entsteht kein Lichtbogen, weil die Trennstelle durch die Lastschalteinrichtung 13 zunächst überbrückt ist. Erst im Verlauf der weiteren Ausschaltbewegung nimmt der Bolzen 14 die Stange W eines -aus-Streben zusammengesetzten Hebels 16 mit und öffnet durch die Drehung einer Welle 17 die Lastschaltstelle 13. Anschließend wird das unter der Wirkung einer Feder 34 stehende, am feststehenden Hilfsschaltstück 31 anliegende Ende 32 des Hilfsmessers 33 abgehoben, so daß in der bei 42 gestrichelt gezeichneten Ausschaltstellung eine sichtbare Trennstrecke vorhanden ist.

Der Einschaltvorgang verläuft in umgekehrter Richtung. Zuerst legt sich das Hilfsmesser 33 mit seinem Ende 32 gegen das Hilfsschaltstück 31. Danach wird der Hebel 16 aus der bei 43 gestrichelt gezeichneten Lage in die Einschaltstellung bewegt. Hierdurch wird über die Welle 17 die Lastschaltstelle 13 geschlossen. Danach gelangt das Hauptmesser 10 lichtbogenfrei in die Einschaltstellung.

In Fig. 2 ist die Lastschalteinrichtung mit der Unterbrechungsstelle nach der Erfindung im einzelnen dargestellt. Sie besitzt ein Isolierstoffgehäuse 50, das an den Stirnseiten durch Metallplatten 51 und 52 verschlossen ist, und ist mit Schwefelhexafluorid gefüllt. In die Metallplatte 51 ist ein feststehendes Schaltstück 54 eingeschraubt. Auf diesem sitzt ein Löschkammerboden 55 mit Ventilöffnungen 56 darin. Auf den Löschkammerboden ist ein Isolierstoffrohr 57 aufgeschraubt.

Es trägt an seinem oberen Ende einen Düsenkörper 58 aus Isolierstoff mit einer Bohrung 59, durch die das bewegliche Schaltstück 60 in der Einschaltstellung hindurchragt. Ferner ist am Rohr 57 ein Tragstück 62 für ein Zwischenschaltstück 63 angebracht, das unter der Wirkung einer Feder 64 steht und mit dem beweglichen Schaltstück 61 einerseits und dem feststehenden Schaltstück 54 andererseits zusammenwirkt.

Auf dem feststehenden Schaltstück 54 sitzt eine Gewindebuchse 70, an der eine Isolierstoffplatte 71 gleitend befestigt ist. Die Platte 71 wird von einer Feder 72 gegen einen Anschlag der Buchse 70 gedrückt. Über der Buchse 70 ist eine Abschirmplatte 74 aus Isolierstoff angebracht. Sie ist mit einer Kontermutter 75 gesichert.

Beim Öffnen der Lastschalteinrichtung 13 wird das bewegliche Schaltstück 60 nach oben geschnellt. Dadurch entstehen zwei in Reihe geschaltete nicht dargestellte Lichtbögen. Der Lichtbogen zwischen dem Zwischenschaltstück 63 und dem feststehenden Schaltstück 64 dient im wesentlichen zur Druckerzeugung. Das an dieser Stelle erhitzte Gas strömt, sobald das bewegliche Schaltstück 60 die Bohrung freigegeben hat, mit großer Geschwindigkeit am zweiten Lichtbogen entlang, der vom beweglichen Schaltstück 60 zum oberen Ende des Zwischenschaltstückes 63 brennt. Dadurch wird der Lichtbogen gelöscht.

Die Platte 71 hat sich beim Druckaufbau entgegen der Wirkung der Feder 72 über die Ventilöffnungen gelegt. Nach einem Druckausgleich wird sie durch die Feder 72 wieder von den Ventilbohrungen 56 abgehoben, so daß sich eine Löschgasströmung aus dem Raum unterhalb der Löschkammer 57 durch die Öffnungen 56, das Innere der Kammer 57 und die Bohrung 59 ausbilden kann. Für die Ingangsetzung der Strömung genügen ganz geringe Druckunterschiede, beispielsweise der Dichteunterschied zwischen dem in der Löschkammer enthaltenen erhitzten Gas und dem kalten Gas aus der Umgebung der Löschkammer. Dadurch wird die Löschkammer mit frischem Gas durchspült und aufgefüllt.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Unterbrechungseinrichtung für elektrische Schalter, insbesondere Lasttrennschalter, mit einem elektronegativen Gas, vorzugsweise Schwefelhexafluorid (SF₆), als Löschmittel, bestehend aus einer Löschkammer mit einem feststehenden Schaltstück am einen Ende und einer Düse am anderen Ende, durch die ein stiftförmiges bewegliches Schaltstück in die Löschkammer ragt, wobei das bewegliche Schaltstück den Querschnitt der Düse ausfüllt und die Länge der Düse ein Mehrfaches des Schaltstückdurchmessers beträgt, gekennzeichnet durch ein in drucklosem Zustand geöffnetes Ventil an der der Düse gegenüberliegenden Seite der Löschkammer.

2. Unterbrechungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Ausschaltlichtbogen zugekehrten Seite des Ventils eine Abschirmplatte vorgesehen ist.

3. Unterbrechungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Ventilsitz bildende Platte auf das feststehende Schaltstück aufgeschraubt ist und an ihrem Rande ein Isolierstoffrohr trägt, an dessen gegenüberliegender Seite die Düse angeschraubt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 671501, 655479, 637 671, 606 862, 527 320, 708 433, 711307;
schweizerische Patentschriften Nr. 143 142,
002,167 628;

belgische Patentschrift Nr. 512 921;
USA.-Patentschrift Nr. 728 797.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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