DE2323350C2 - Druckgasschalter mit geschlossenem Löschkammersystem - Google Patents

Description

Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Druckgasschalter nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Mit diesem Oberbegriff nimmt die Erfindung Bezug auf einen Stand der Technik von elektrischen Schaltern wie er in der DE-PS 6 46 031 beschrieben ist. Bei diesem Schalter wird ein zwischen koaxial zusammenarbeitenden Schaltstücken gezogener Schaltlichtbogen nach Freigabe einer Austrittsöffnung in einer Trennwand der Löschkammer von einem in der Löschkammer befindlichen beliebigen Löschmittel durchströmt. Gleichzeitig erzeugen koaxial zu den Schaltstücken angeordnete, vom zu schaltenden Strom durchflossene Spulen ein magnetisches Feld, durch welches der Schaltlichtbogen quer zur Löschmittelströmung getrieben wird. Bei Verwendung von Druckgas als Löschmittel reichen diese Maßnahmen nicht aus, um kleine Ströme mit Sicherheit abzuschalten.

Aus der DE-PS 9 40 475 ist ferner ein Schalter bekannt, bei dem eine hohe Löschwirkung dann erzielt wird, wenn sich der Abschaltstrom seinem Nullwert nähert Bei diesem Schalter wird durch den Schaltlichtbogen aufgeheiztes Löschmittel während der Hochstromphase in einer gegen die Kraft von Doickfedern verschieblich angeordneten Kammer gespeichert, so daß der Schaltlichtbogen bei Annäherung an den Stromnullgang besonders intensiv beblasen werden kann. Bei kleinen Abschaltströmen reicht der Druck des vom Lichtbogen aufgeheizten Löschmittels im allgemeinen jedoch nicht aus, um die Kammer zu verschieben

to und eine zusätzliche Beblasung bei Annäherung an den Nulldurchgang des Abschaltstromes zu gewährleisten.

Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, einen Druckgasschalter der gattungsgemäßen Art so weiterzubilden, daß seine Löscheigenschaften für kleine Abschaltströme verbessert sind.

Die Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs gemäß dem kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1 gelöst.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß kleine Ströme infolge einer magnetischen Querbeblasung des beim Abschaltvorgang gezogenen Schaltlichtbogens und einer Führung dieses Schaltlichtbogens kurz vor dem Strowinulldurchgang in die als Löscheinrichtung ausgebildete Durchtrittsöffnung sicher abgeschaltet werden können.

Die gemäß den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 2 und 3 weitergebildeten Druckgasschalter zeichnen sich darüber hinaus dadurch aus, daß die Wirkung der Spulen durch geeignete Anordnung von Teilen aus magnetischem Material, welche das Magnetfeld in die Löschkammer hineinleiten, unterstützt wird. Solche Teile können die Schaltstücke selbst sein, indem man sie zum Teil vorzugsweise an solchen Stellen aus magnetischem Material ausführt, an denen die Stromzuleitung und -übertragung dies ohne weiteres zuläßt.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. In
F i g. 1 ist ein Aufrißschnitt eines einpoligen Druck-

AO gasschalters gezeigt, während

F i g. 2 einen Seitenriß des Druckgasschalters gemäß der Schnittlinie A-A in F i g. 1 wiedergibt.

F i g. 3 zeigt in schematischer Weise die Schaltung der Magnetspulen.

In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugshinweisen versehen. Mit 1 ist das Löschkammersystem , bezeichnet, welches im wesentlichen als kastenförmige Kammer aus isolierendem Werkstoff ausgebildet ist. Die Kammer 1 ist gasdicht und mit Druckgas, z. B. SF₆ von 4 bar gefüllt. Die Zwischenwand 2 unterteilt die Kammer 1 in zwei Kammern la und Ib. In der Zwischenwand 2 befindet sich eine Lichtbogenlöscheinrichtung mit Durchtrittsöffnungen 2b, welche schlitzförmig ausgebildet sind und zwischen plattenartigen Teilen 2a der Zwischenwand 2 liegen. Die Kammer la enthält die Schaltstücke 3a, 3b. Das bewegliche Schaltstück 3a ist in einer Momentanlage nahe seiner unteren Grenzstellung bei Ausschalten dargestellt. Seine Betätigung erfolgt durch einen nicht näher dargestellten Antrieb konventioneller Art. Im gewählten Beispiel ist das Schaltstück 3a mittels der Gleitdichtung Ic gasdicht durch den Boden der Kammer la hindurchgeführt. Das Schaltstück 3a trägt nahe seinem oberen Ende den ringförmigen -Teil 3c. Das feste Schaltstück 3b ist schematisch dargestellt. Es ist im wesentlichen zweckmäßig als federnder Tulpenkontakt mit z. B. mehreren Kontaktfingern ausgebildet und besitzt in bekannter Weise eine in Richtung zum Schaltstift 3a den Fingern vorgelagerte Elek-

trode, auf welcher der Schaltlichtbogen Fuß fassen kann, damit die im eingeschalteten Zustand als Kontaktpartie wirkende Zone keine Beschädigung durch Abbrand erleidet Mit 3d ist eine solche Elektrode angedeutet Außerhalb der Kammer la sind die Schaltstücke 3a bzw. 36 annähernd achsparallel von Spulen 4 bzw. 4' umfaßt.

Ferner befinden sich im Bereich der Kammer la vor und hinter der Zeichenebene weitere Spulen 5,5', de! zn Achsen annähernd senkrecht zur Schaltstückachse verlaufen, wie in Γ i g. 2 zu ersehen ist Den Spulen 5,5' sind Kurzschlußringe 7, T zugeordnet (F i g. 2). Die äußeren Anschlüsse des Schalters sind mit 46 und 5a angedeutet Die Stromverbindungen der Spulen 4,4' 5,5' untereinander und mit den Schaltstücken 3a, 36 geht am besten aus F i g. 3 hervor. In einem bestimmten Augenblick des Wechselstromes /(F i g. 3) fließt der Ausschaltstrom von 5a über Spule 5, Verbindung 56, Spule 5', Verbindung 5c, Spule 4, Verbindung 4a und Gleitkontakt 6, der z. B. als Rollenkontakt (Fig. 1) ausgebildet ist, zum Schaltstück 3a. Über den Schaltlichtbogen, das feste Schaltstück 36 und die mit letzterem mit einem Ende fest verbundene Spule 4' gelangt der Strom zum anderen äußeren Anschluß 46. Teil 4c soll die feste, z. B. Klemmverbindung von Schaltstück 36 und Spule 4' andeuten.

Die Wirkungsweise des Druckgasschalters ist folgende:

Beim Ausschalten verursacht der zwischen sich trennenden Schaltstücken 3a, 36 entstehende Lichtbogen durch seine thermische Wirkung einen Druckanstieg in der Kammer la. Dadurch setzt eine Ausgleichsströmung durch die Durchtrittsöffnungen 26 in die Kammer 16 ein. Zugleich bewirken die Magnetfelder der Spulen 4, 4 eine magnetische Beblasung des Lichtbogens, die ihn zum Rotieren in der Kammer la bringt. Durch diese heftige Bewegung im Füllgas ergibt sich ein inniger Wärmeaustausch des Lichtbogens mit dem Füllgas, insbesondere da der Lichtbogen helixförmige Formen annimmt, die ihn in Raumteile bringen, in denen vorwiegend noch kaltes Füllgas ist. Gegen Ende des Löschvorganges, d. h. im Bereich kurz vor dem Nulldurchgang des Lichtbogenstromes, unterstützen die Spulen 5, 5' zusammen mit den Kurzschlußringen 7, 7', ein Hintreiben des Lichtbogens zu Löscheinrichtung. Das wird dadurch erreicht, daß der in den Kurzschlußringen 7, T induzierte Strom die Phase des Magnetfeldes um etwa 90° gegenüber derjenigen des Lichtbogenstromes verschiebt. Damit ergibt sich eine im entscheidenden Zeitbereich des Ausschaltvorganges günstige Löschwirkung infolge einer vorteilhaften Kombination von Löschgasströmung und magnetischer Beblasung.

Damit der Schaltlichtbogen an den kontaktgebenden Partien der Schaltstücke 3a bzw. 36 möglichst keinen unerwünschten Abbrand erzeugt, sind ringförmige Elektroden 3c bzw. 3d vorgesehen, die den Fußpunkten des rotierenden Lichtbogens als Laufbahnen dienen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   J. Elekrischer Druckgasschalter mit einem geschlossenen, druckgasgefüllten Löschkammersystem (1) aus zwei durch eine Zwischenwand (2) getrennten Kammern (la, Ib), von denen eine erste Kammer (ta) zwei koaxial zusammenarbeitende Schaltstücke (3a, 3b) enthält, und eine zweite Kammer (16,) über mindestens eine in der Zwischenwand (2) befindliche Durchtrittsöffnung (2b) für Schaltgase mit der ersten Kammer (la) verbunden ist, und mit einer auf einen Schaltlichtbogen einwirkenden magnetischen Blasvorrichtung mit zwei vom abzuschaltenden Strom durchflossenen Spulen (4,4'), deren Achsen annähernd mit der Schaltstückachse zusammenfallen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwand (2) aus Isolierstoff besteht, dal) die als Lichtbogenlöscheinrichtung ausgebildete Durchtrittsöffnung (2b) radial zur Schaltstückachse angeordnet ist, daß die magnetische Blasvorrichtung mindestens eine vom abzuschaltenden Strom durchflossene dritte Spule (5), deren Achse annähernd senkrecht zur senkrecht zur Schaltstückachse verläuft, und einen der dritten Spule zugeordneten Kurzschlußring (7) aufweist, wobei Anordnung und Wickelsinn der dritten Spule (5) so getroffen sind, daß ein Schaltlichtbogen kurz vor seinem Nulldurchgang in die Löscheinrichtung geblasen wird.
2. 2. Druckgasschalter nach Anspruch 1, dadurch kennzeichnet, daß die magnetische Blasvorrichtung (4,5,7) Teile aus magnetischem Material enthält, die ein Hineinleiten des Magnetfeldes in die die Schaltstücke (3a, 3b) enthaltende Kammer (la,) bewirken.
3. 3. Druckgasschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens zum Teil aus magnetischem Material bestehenden Schaltstücke (3a, Zb) selbst die genannten Teile bilden.
4. 4. Druckgasschalter nach einem der Ansprüche 1 —3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalt-

   •stücke (3a, 3b) ringförmige Elektroden (3c, 3d) aufweisen, welche den Fußpunkten des Schaltlichtbogens als Laufbahnen dienen.