DE607516C - Schalter oder Sicherung mit Lichtbogenloeschung durch Dampf - Google Patents
Schalter oder Sicherung mit Lichtbogenloeschung durch DampfInfo
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
- H01H33/76—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid wherein arc-extinguishing gas is evolved from stationary parts; Selection of material therefor
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Description
Es ist bekannt, den Abschaltlichtbogen eines Schalters oder einer Sicherung in einem Kanal
zu ziehen, dessen Wandung aus einem bei Berührung mit dem Lichtbogen Gas abgebenden
Faserstoff besteht. Die von dem Stoff abgegebenen Gase durchwirbeln und entionisieren
den Lichtbogenraum, so daß der Lichtbogen erlischt, und treten dann aus dem Schalter oder der Sicherung ins Freie. Neben
den Gasen wird auch eine kleine Menge Wasserdampf entwickelt, wenn der Faserstoff
etwas feucht ist. Läßt man in bekannter Weise den Faserstoff in einen Wasserbehälter
eintauchen, so daß er sich mit Wasser vollsaugt, so wird zur Lichtbogenlöschung nur
Wasserdampf gebildet, da der Faserstoff infolge des Leidenfrostschen Phänomens nicht
vom Lichtbogen angegriffen wird. Die Verwendung von Wasserdampf zur Löschung des
Lichtbogens ist insofern vorteilhafter als die von Gas, da sich der Wasserdampf durch
Kondensationseinrichtungen niederschlagen läßt, so daß der Dampf nicht ins Freie auszutreten
braucht. Der Schalter oder die
a5 Sicherung läßt sich also geschlossen ausführen.
Bei Gasen, die zur Löschung des Lichtbogens durch diesen aus einem Faserstoff entwickelt werden, ist eine Kondensation
nicht möglich. Die Gase müssen also ins Freie ausströmen, um den Lichtbogenraum zu durchspülen und durch ihren Druck
den Schalter oder die Sicherung nicht zu zersprengen. Der Austritt von Gasen ins Freie
ist aber mit Rücksicht auf die Feuererscheinung beim Ausschalten und auf die etwaige
Überbrückung von Isolierstrecken von Nachteil.
LTm nun bei Verwendung von Wasserdampf zum Löschen des Lichtbogens, beispielsweise
dadurch, daß eine plötzliche starke Druckentlastung in dem gespannten Dampf herbeigeführt
wird, einen besonderen Wasserbehälter zu sparen, in dessen Wasser der den Lichtbogenkanal
bildende Faserstoff eintaucht, und dadurch den Schalter oder die Sicherung sowohl
gegenüber der bekannten Schalteinrichtung wesentlich zu vereinfachen, als auch in
jeder Lage anordnen zu können, wird nach der Erfindung Borsäure, Ammonium-Alaun oder ein ähnlicher fester Stoff mit chemisch
gebundenem Wasser verwendet, um einen Körper mit einem Kanal herzustellen, in dem
der Lichtbogen gezogen wird. Die genannten Stoffe geben unter der Einwirkung des* Lichtbogens
Wasser zur Dampfbildung ab. Erfahrungsgemäß brennt der Lichtbogen jedesmal
nur eine dünne Schicht ab, die eine ausreichende Menge Wasser enthält, um. den- für
die Lichtbogenlöschung erforderlichen Dampf zu liefern. Infolgedessen bleibt der Stoff für
eine große Anzahl von Abschaltungen verwendungsfähig und braucht nicht jedesmal erneuert zu werden. Der aus Borsäure, Ammonium-Alaun
oder einem ähnlichen Stoff, bestehende Körper wird in besonders zweckmäßiger Weise dadurch gebildet, daß der
Stoff in Scheiben gepreßt wird, die mit einer ίο mittleren Bohrung versehen sind und in
einem Isolierrohr aufeinandergeschichtet werden. Es läßt sich dann das Auswechseln des
Stoffes in einfacher Weise vornehmen.
Unter den festen Stoffen, die nach der Erfindung in einem Schalter oder einer Sicherung
angewendet werden, ist Borsäure am geeignetsten. Borsäure (H3BO3), die unter der
Einwirkung des Lichtbogens in Wasser und Boroxyd (B2O3) zerfällt, ist ein guter Isolator
und behält ihre gute Isolierfähigkeit auch bei hoher Temperatur und in geschmolzenem
Zustand. Ferner ist Borsäure nicht hygroskopisch, so daß sie aus der Luft keine Feuchtigkeit aufnimmt und dadurch ihre Isolierfähigkeit
verliert. Die Isolierfähigkeit ist aber z. B. bei einer Sicherung" von Bedeutung,
da eine leitende Verbindung zwischen den Kappen der Sicherung bei durchgebranntem
Schmelzleiter nicht bestehen darf. Die Isolierfähigkeit von Ammonium-Alaun
ist nicht so gut wie die der Borsäure. Ammonium-Alaun schmilzt schon bei 890 C und
wird dann ein guter Leiter. Um nun auch Ammonium-Alaun [AL2 (N H4) (S O4)2 24 H2 O],
das besonders viel Kristallwasser enthält und deshalb zur Dampfbildung besonders gut geeignet
ist, in Schaltern und Sicherungen verwenden zu können, werden erfindungsgemäß
zwischen den aus Ammonium-Alaun hergestellten Scheiben, die in einem Isolierrohr
angeordnet werden, Isolierzwischenräume vorgesehen. Auf diese Weise wird die Trennstrecke
in einer Sicherung oder in einem Schalter durchschlagsfest gemacht. Sieht man auch zwischen den aus Borsäure bestehenden
Scheiben Isolierzwischenräume vor, so lassen - sich die Schalter und Sicherungen für besonders
hohe Spannungen verwenden.
Um den Dampf niederzuschlagen, wird der Schalter oder die Sicherung nach der Erfindung
mit einem Kondensator versehen. Bei Anordnung der beispielsweise aus Ammonium-Alaun
bestehenden Scheiben mit Isolierzwischenräumen wird erfindungsgemäß in besonders
zweckmäßiger Weise der Kondensator unterteilt und die einzelnen Kondensatorteile
in den Isolierzwischenräumen zwischen den Scheiben angeordnet. Die Kondensatoren bestehen
dann aus mehreren parallelen Metallscheiben, die durch Isolierringe in Abstand gehalten werden.
In den Fig. 1 bis 5 sind Ausführungsbeispiele nach der Erfindung dargestellt, und
zwar beziehen sich die Fig. 1 bis 4 auf nach der Erfindung· ausgebildete Sicherungen, wäh- 6g
rend es sich bei Fig. 5 um einen Schalter nach der Erfindung handelt.
Nach Fig. 1 besteht die Sicherung aus einem aus Isolierstoff bestehenden Rohr 10,
auf das oben eine Metallkappe 11 und unten ein Rohrstück 12 aus Metall aufgeschraubt
sind. Auf das Rohrstück 12 ist eine Metallkappe 13 aufgeschraubt. 14 ist der Schmelzleiter
der Sicherung, der durch die Öffnung 15 der Kappe 11 hindurchgeführt ist. Das
untere Ende des Schmelzleiters 14 ist mit einem Ring 17 verbunden, der auf einer Gleitbahn
18 angeordnet ist. Die Gleitbahn 18 sitzt an einer Scheibe 19, die zwischen dem
Rohrstück 12 und der Kappe 13 eingespannt ist. 20 sind aufeinandergeschichtete Scheiben,
die z. B. aus Borsäure oder Ammonium-Alaun bestehen. Die aus den Scheiben 20 gebildete
und im Isolierrohr 10 untergebrachte Säule ruht auf dem Teller 21 und wird mittels einer
Feder 22, die zwischen dem Ring 17 und dem Teller 21 angeordnet ist und durch den
Schmelzleiter 14 gespannt gehalten wird, gegen die obere Kappe ϊ ι gedruckt. Die aufeinandergeschichteten
Scheiben 20 bilden mit ihren mittleren öffnungen 23, die der rechteckigen
Form des Schmelzleiters angepaßt sind, einen Kanal, in dem sich der Schmelzleiter
14 befindet. Oben auf der Kappe 11 ist
ein Kondensator 24 aufgeschraubt, der eine große Anzahl Kühlrohre 25 besitzt. In Fig. 2
ist ein Schnitt durch den Kondensator nach der Schnittlinie A-B in Fig. 1 dargestellt.
Schmilzt bei Überstrom der Schmelzleiter an der geschwächten Stelle 26 durch, dann
wird der Ring 17 mit dem unteren Ende des Schmelzleiters durch die sich entspannende
Feder 22 auf der Gleitbahn 18 nach unten geschoben und ein Lichtbogen in dem durch die
Scheiben 20 gebildeten Kanal gezogen. Unter Einwirkung des Lichtbogens wird aus den
Scheiben 20 das chemisch gebundene Wasser ausgeschieden und verdampft. Der Dampf
durchströmt und entionisiert den Lichtbogenraum, wobei der Lichtbogen gelöscht wird.
Der Dampf gelangt durch die Öffnung 15 der Kappe 11 in den Kondensator 24 und wird
dort niedergeschlagen.
Bei der in Fig. 3 im Längsschnitt und in Fig. 4 im Querschnitt dargestellten Sieherung
ist 10 wieder ein Rohr aus Isolierstoff, und 13 die Metallkappen, die auf die Enden
des Rohres aufgeschraubt sind. 14 ist der Schmelzleiter, der in den Kappen 11 und
festgelötet oder festgeschweißt ist. Zwisehen den in dem Rohr 10 vorhandenen Scheiben
aus Ammonium-Alaun, Borsäure oder
einem ähnlichen Stoff, die mit einer engen Bohrung 27 den Schmelzleiter 14 umgeben,
sind Kondensatoren angeordnet. Die Kondensatoren bestehen aus Metallplatten 28, die
durch Isolierringe 29 in Abstand voneinander gehalten werden. Die Kondensatoren bilden
gleichzeitig Isolierzwischenräume zwischen den Scheiben 20 und verhindern einen Überschlag
in der Sicherung nach Durchschmelzen des Schmelzleiters 14, wenn die aus Ammonium-Alaun
bestehenden Scheiben 20 infolge der Erwärmung durch den Lichtbogen leitend geworden sind.
Der in Fig. 5 dargestellte Schalter besitzt wie die Sicherungen nach den Fig. 1 bis 4 ein
Isolierrohr io, in dem Scheiben 20 aus Borsäure, Ammonium-Alaun o. dgl. aufeinandergeschichtet
sind. 11 ist die das Rohr nach oben hin abschließende Metallkappe. 30 und
31 sind federnde Teile des festen Schaltstükkes, in das das als Schaltstift 32 ausgebildete
bewegliche Schaltstück eingeschoben wird. Das feste Schaltstück ist mit der Kappe 11
elektrisch verbunden. Der Schaltstift 32 steht mit der das andere, nicht gezeichnete Ende
des Rohres abschließenden Metallkappe in leitender Verbindung. Der Antrieb des Schaltstiftes
32, der etwa nach Fig. 1 durch eine gespannte Feder erfolgen kann oder sonst in bekannter
Weise ausgebildet ist, ist ebenfalls nicht dargestellt. Auf der Kappen ist wie
bei der Sicherung nach Fig. 1 ein Kondensator 24 aufgesetzt. Beim Ausschalten wird
der Schaltstift 32 aus dem festen Schaltstück herausgezogen. Dabei ,entsteht ein Lichtbogen,
der in den durch die Bohrungen der Scheiben 20 gebildeten Kanal hineingezogen wird. Der Kanal ist in diesem Fall der zylindrischen
Form des Schaltstiftes entsprechend zylindrisch und dem Schaltstift eng angepaßt.
Unter der Einwirkung des Lichtbogens wird das chemisch gebundene Wasser aus den Scheiben 20 ausgeschieden. Der aus dem
Wasser durch den Lichtbogen gebildete Dampf entionisiert den Lichtbogenraum, so daß der Lichtbogen erlischt. Der Niederschlag
des Dampfes erfolgt im Kondensator 24.
Claims (6)
1. Schalter oder Sicherung mit Lichtbogenlöschung durch Dampf, der durch
den Lichtbogen aus Wasser entwickelt wird, das aus einem festen Stoff unter der Einwirkung des Lichtbogens ausgeschieden
wird, gekennzeichnet durch die Verwendung von Borsäure, Ammonium-Alaun oder einem ähnlichen festen Stoff,
in dem Wasser chemisch gebunden ist.
2. Schalter oder Sicherung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein
aus dem festen Stoff gebildeter, mit einem Lichtbogenkanal versehener Körper aus
einzelnen aufeinanderliegenden Scheiben besteht, die in einem Isolierrohr angeordnet
sind.
3. Schalter oder Sicherung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sie
bei geschlossener Ausführung mit einem Kondensator für den Dampf versehen sind, der aus dem im festen Stoff chemisch
gebundenen und unter der Einwirkung des Lichtbogens frei werdenden Wasser gebildet
wird.
4. Schalter oder Sicherung nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den Scheiben Isolierzwischenräume angeordnet sind.
5. Schalter oder Sicherung nach-Anspruch
ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Scheiben Kondensatoren
angeordnet sind.
6. Schalter oder Sicherung nach Anspruch i, 4, 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kondensatoren gleichzeitig Isolierzwischenräume dadurch bilden, daß
sie aus mehreren parallelen Metallscheiben bestehen, die durch Isolierringe in Abstand
gehalten werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US605398A US2082028A (en) | 1932-04-15 | 1932-04-15 | Plunger-type current interrupter |
Publications (1)
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Family Applications After (2)
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DES108902D Expired DE608711C (de) | 1932-04-15 | 1933-04-02 | Schalter oder Sicherung mit Lichtbogenloeschung durch Dampf |
DES108903D Expired DE608712C (de) | 1932-04-15 | 1933-04-02 | Schalter oder Sicherung mit Lichtbogenloeschung durch Dampf |
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- 1932-04-15 US US605398A patent/US2082028A/en not_active Expired - Lifetime
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