DE643821C - Elektrischer Schalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schalter, bei welchem der zur Lichtbogenlöschung dienende Druck des Löschmittels durch den Unterbrechungslichtbogen aus den aus gasabgebenden Stoffen bestehenden Wandungen eines geschlossenen Schaltraumes erzeugt wird, aus dem die Löschgase durch die Durchtrittsstelle des Schaltstückes als der einzigen Austritts Öffnung austreten. Bei einem derartigen Schalter wird der Lichtbogen bei allen größeren Stromstärken, die eine hinreichende Druckerzeugung im Schaltraum bewirken, ohne weiteres gelöscht. Wenn dagegen die Ströme so klein sind, daß kein genügend hoher Druck entsteht, so ist die Blasströmung zu gering, und der Lichtbogen kommt entweder überhaupt nicht oder nicht mit Sicherheit zum Erlöschen.

Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung der Löschfähigkeit derartiger Schalter im Kleinstrombereich und erreicht dies dadurch, daß eine Wandung des abgeschlossenen Schaltraumes beim Abschaltvorgang gegen die gegenüberliegende Wand derart bewegt wird, daß der Unterbrechungslichtbogen auch bei kleinen Stromstärken eingeengt wird.

Hierdurch wird sichergestellt, daß auch bei kleinen Strömen eine genügende Gaserzeugung erfolgt und damit ein zur Lichtbogenlöschung hinreichender Gasdruck zum Entstehen kommt, der in dem abgeschlossenen Schaltraum bis zum Austritt des bewegten Schaltstiftes aufgespeichert wird und nach dem Austritt des Schaltstückes eine Löschblasung genügender Stärke längs des verengten Querschnittes hervorruft. .

Es ist bereits ein Schalter bekannt, bei dem an den frei brennenden Lichtbogen Isolierkörper angepreßt werden. Bei dieser bekannten Anordnung kann selbst dann, wenn die Isolierkörper aus gasabgebenden Stoffen bestehen, keine Löschblasung erfolgen, da die Gase zwischen den Isolierkörpern wenigstens nach zwei Seiten frei austreten können. Die mangelhafte Löschfähigkeit bei kleinen Strömen ist auch hier vorhanden, zumal da eine Energiespeicherung überhaupt nicht stattfindet.

Bei der Erfindung wird im Gegensatz hierzu die frei werdende Lichtbogenenergie zunächst dazu benutzt, das erforderliche Blasgas zu erzeugen und dessen Druck zu erhöhen. Erst nachdem der Lichtbogen so lang gezogen ist, daß nach seiner Löschung keine Rückzündung zu befürchten ist, wird die im Gas gespeicherte Energie schlagartig zur Lichtbogenlöschung eingesetzt. Dies ist nur bei einem Schalter gemäß der Erfindung möglich, da der Raum, in dem der Lichtbogen gezogen wird, nur eine Öffnung enthält und diese Öffnung durch das bewegte Schaltstück bis zur Blasung verschlossen wird.

Die zur Einengung des Lichtbogens erforderliche Kontraktionsbewegung der Wände kann in verschiedener Weise gesteuert werden. Sie kann z. B. durch denselben Antrieb erfolgen wie die Schaltbewegung, d. h. mit der Schaltbewegung zwangsläufig gekuppelt sein.

Da es jedoch vorteilhaft ist, wenn der Grad der Kontraktion, d. h. der Weg der Wandungsteile, stromabhängig ist in der Weise, daß den kleinsten Strömen größte Kontraktion und damit kleinster Querschnitt entspricht, so müssen in diesem Fall die Übertragungsverhältnisse des Antriebes stromabhängig in gewünschter Weise geändert werden. Einfacher ist es daher, eine mit dem Strom wachsende ίο Kraft einem elastischen Antrieb entgegenwirken zu lassen. Es kann z. B. ein bremsender Strommagnet die Wirkung von Federn hemmen. Besonders günstige Verhältnisse werden erreicht bei Ausnutzung des Druckes des abzuschaltenden Lichtbogens als Gegenkraft zu Federn, die unmittelbar oder mittels Übersetzung die beweglichen Wandungsteile in die Lage höchster Kontraktion zu bringen suchen. Da diese Anordnung nicht vom Strom, sondern unmittelbar vom Löschdruck beeinflußt wird, der außer von der Stromstärke von der Zeit, von den Ausströmverhältnissen usw. abhängt, wird hierdurch die beste und unmittelbarste Anpassung an die Löschbedingungen erreicht, in der Regel wird die eine Wandungsseite festgehalten, während die andere bewegt wird; es ist aber auch möglich, beide Seiten der Wandung beweglich anzuordnen.

Günstige Verhältnisse ergeben sich, wenn die. Querschnittsform des Schaltstückes und der Löschkammer der Kontraktionsbewegung derart angepaßt sind, daß bei größter Kontraktion die bewegliche Wand sich unmittclbar an die feste Gegenwand anlegt. Vorteil hafterweise wird die Stirnseite der bewegten Isolierteile eben ausgeführt. Die Querschnittsform der bewegten Wand hängt dann von der Bewegungsart der bewegten Wand ab. Wird diese Wand zu sich selbst parallel verschoben, so ergibt sich ein rechteckiger Querschnitt; wird sie um eine zur Schaltbewegung parallele Achse geschwenkt, so ergibt sich ein Kreisringsegment als Querschnitt. Bei einer Schwenkung um eine zur Schaltbewegung senkrechte Achse ergibt sich analog ein keilartiger Längsschnitt des Schaltstückes. In der Regel erweist sich eine Parallelverschiebung als vorteilhaft, wobei das Schaltstück einen rechteckigen Querschnitt erhält. Werden andere Querschnittsformen des Schaltstückes, z. B. ein Kreisquerschnitt, aus konstruktiven oder sonstigen Gründen bevorzugt, so bleibt in der Regel die Querschnittsform der Löschkammer dem Bewegungsvorgang angepaßt, und die Abdichtung der Gase erfolgt am Kammermund.

Es muß auch darauf geachtet werden, daß

keine Gase in die durch die Beweglichkeit der Wände erforderlichen Fugen hineintreten, bzw. muß dafür gesorgt werden, daß durch die evtl. eindringenden Gase keine mechanischen Störungen oder elektrische Kriechvvege entstehen. Bei den geringen erforderlichen Wegen ist die Anwendung von elastisch nachgebenden Dichtungswänden (Weichgummi) vorteilhaft, durch die die Gase am Vordringen gehindert werden.

Die Kontraktionsbewegung erfolgt beim Ausschalten in der Regel durch Federn, die die angetriebenen Isolierteile in die frei werdende Bahn des Schaltstückes bewegen. Die Kontraktionsbewegung wird also durch das bewegliche Schaltstück freigegeben.

Die beim Einschalten erforderliche Rückstell bewegung der bewegten Wandungsteile kann zweckmäßig durch den Schaltantrieb, z. B. direkt oder indirekt durch das bewegliche Schaltstück, erfolgen. Das Schaltstück und die bewegten Wandungsteile sind zu diesem Zwecke derart ausgebildet und wirken derart zusammen, daß die Einschaltbewegung des Schaltstückes eine dazu im wesentlichen senkrechte Bewegung der Isolierteile gegen die Kraft der Federn hervorruft. So können z. B. das Schaltstück und die bewegten Wandungsteile mit Anschrägungen versehen sein, die aufeinander gleiten, wodurch die Rückstellung der Wandungsteile erfolgt, indem das Schaltstück die Wandungsteile seitlich weg-* schiebt. Ist die andere Wand feststehend, so dient sie als Gleitbahn für das Schaltstück.

Wird nur ein Wandungsteil über die ganze Länge der Löschkammer bewegt, so beginnt die Kontraktion erst, wenn das Schaltstück die Kammer zu verlassen beginnt, indem der bewegte Wandungsteil entsprechend der Anschrägung sich in den frei gewordenen Raum hineinschiebt. Dadurch erfordert die Löschung kleinerer Ströme (bei denen eine Kontraktion überhaupt stattfindet) längere Zeiten als die Löschung großer Ströme. Bei großen Strömen muß die Anordnung so getroffen werden, daß das Gas aus der Kammer im wesentlichen ausgeströmt ist, ehe die Kontraktion erfolgt.

In Vervollkommnung der Erfindung können daher zwei oder mehr Wandungsteile in Richtung der Schaltbewegung übereinander angeordnet werden. Sind die Wandungsteile von getrennten Federn angetrieben, so erfolgt die Kontraktion an den einzelnen Wandungsteilen nacheinander. Hierdurch wird erreicht, daß bereits nach einem Teil des Schaltweges innerhalb der Kammer günstige Verhältnisse zur Druckerzeugung vorliegen, so daß bei kleinen Strömen die Löschung früher erfolgen kann. Der Blasstoß wird stets in seiner Löschwirkung unterstützt durch eine zusätzliche Kontraktion, die durch den beim Blasstoß plötzlich auftretenden Druckabfall verursacht wird, indem die Isolierteile eine plötzliche Beschleunigung im Sinne der Kontrak-

tion erfahren und infolge ihrer Massenträgheit sich über die Gleichgewichtslage der Feder- und Gasdruckkräfte bewegen, wodurch wiederum der Blaseffekt verstärkt wird.
Es ist auch möglich, die Rückstellbewegung der Kontraktionswände durch das Schaltstück indirekt, z. B. über eine Hebelübersetzung, vorzunehmen. Dadurch können die Wege der Isolierteile beliebig größer gemacht werden

ίο als beim unmittelbaren Wegdrücken durch das Schaltstück. Auf diese Weise werden beliebig große Überdeckungen der relativ zueinander bewegten Isolierteile möglich, so daß der Lichtbogen aus der Schaltstückbahn abgedrängt wird und unter Umständen gezwungen wird, teilweise quer dazu zu verlaufen. Es wird also dadurch eine wirksame Lichtbogenlängung erreicht und werden durch Unterbrechung der geraden Lichtbogenbahn die Wiederzündungen erschwert.

Derartige Anordnungen, .bei denen mehrere übereinander angeordnete Isolierteile in bestimmter Reihenfolge die Kontraktionsbewegung ausführen, ergeben die Möglichkeit, bei gleicher Kammerlänge die Spannung heraufzusetzen, indem die Spannungsfestigkeit der Anordnung gegenüber einer einteiligen Kontraktionswand erhöht wird.

Als Baustoffe für den Schaltraum sind insbesondere organische Stoffe, z. B. Hartgummi, vorteilhaft, aus denen die Kammerwandungen ganz oder teilweise hergestellt sein können und die unter dem Einfluß, der Lichtbogenwärme oberflächlich in geringem Maße verdampfen. Diese Gas- bzw. Dampfschicht schützt sie gleichzeitig vor Zerstörung durch den Lichtbogen. Obwohl die Verdampfung dieser Stoffe äußerst geringfügig ist, ist es auch mit Rücksicht auf die Materialkosten günstig, nur die inneren Wandungen aus derartigen Stoffen herzustellen und sie austauschbar zu machen, so daß nach schweren Kurzschlüssen der Schalter bloß durch Auswechseln der evtl. angegriffenen Wandungsteile sofort wieder betriebsbereit ist. Die zur Bewegung der Wand dienenden Federn können als normale Stahl- oder Bronzefedern ausgebildet werden. Es ist auch möglich, an Stelle von Metallfedern Gummipuffer zu ver* wenden, die evtl. mit federnden Metalleinlagen versehen sein können. Der Lichtbogen in der Kammer kann auf verschiedene Arten gelenkt werden. Die Wandungen können mit Rillen versehen sein, die auch bei höchster Kontraktion einen kleinen angenähert kreisförmigen Querschnitt bilden, in dem der Lichtbogen geradlinig brennen muß. Durch die Kontraktionsbewegung wird der Widerstand der Lichtbogenbahn stark erhöht. Diese Erhöhung erfolgt durch Bewegung der Wandungsteile tmd infolge deren Trägheit im Vergleich zur Eigenfrequenz des Netzes so langsam, daß dadurch trotz bedeutender Stromdämpfung keine schädlichen Überspannungen verursacht werden.

Bei Kurzschlußströmen ist der Kontraktionseffekt zur Löschung nicht erforderlich, da die Wandungen hierbei an der Kontraktionsstelle besonders stark angegriffen würden. Es würde ferner eine zusätzliche Drucksteigerung entstehen, was eine besonders widerstandsfähige Kammer voraussetzen würde. Um die Kammer zur Löschung von besonders hohen Strömen zu befähigen, können daher zweckmäßig folgende Maßnahmen vorgesehen werden:

1. Es wird nur ein Teil der längs der Lichtbogenbahn verlaufenden Wand beweglich gemacht. Der dem feststehenden Kontakt benachbarte Teil der Kammerwand nimmt an der Kontraktionsbewegung nicht teil. Da die Wandungsteile in der Umgebung des feststehenden Lichtbogenfußpunktes besonders hohen Drucken und Temperaturen ausgesetzt sind, können diese Wandungen, da sie feststehen, widerstandsfähiger ausgebildet werden, und die bewegten Teile werden aus diesem Gebiet entfernt.

2. Es wird dafür gesorgt, daß die Kontraktion erst stattfindet, nachdem der Blasstoß vorbei _go ist, d. h. der Starkstromlichtbogen gelöscht ist. Da die Kontraktion in der Regel dann einsetzt, wenn das Schaltstück den Kontraktionsweg freigibt, und das Blasen dann beginnt, wenn das Schaltstück die Kammer nicht mehr dicht verschließt, muß dafür gesorgt werden, daß zuerst die Abdichtung aufgehoben wird, also ein Vorausströmen stattfindet, und dann erst die Kontraktionsbewegung freigegeben wird. Das Vorausströmen i_OO wird dadurch ermöglicht, daß an der Kontraktionswand oder an der Gegenwand oder an den Seitenwänden eine Querschnittserweiterung vorgesehen wird, durch die das energisierte Gas vorausströmen kann. Es ist auch möglich, den Vorausströmweg durch Absetzen des Schaltstückes oder durch seine Ausbildung als Hohlstück mit seitlichen Öffnungen zu erreichen. Durch das Vorausströmen wird erreicht, daß die Kontraktion erst nach %₁₀ Löschung großer Ströme beginnt. Wird das Schaltstück abgesetzt oder die Wände der Kammer, so kann hierdurch auch die Lage des Lichtbogens in der Kammer und das Abströmen der Gase in bestimmter günstiger n₅ Weise zur Phasenlage gerichtet werden.

3. Es wird an die Löschstelle ein Nebenraum angeschlossen, dessen Gasinhalt durch den Lichtbogen energisiert wird. Durch die Vergrößerung der zu energisierenden Löschmittelmenge wird der Druck des Löschmittels herabgesetzt. Dadurch werden auch die Rück-

Stellkräfte kleiner, und die Federn können schwächer bemessen werden.

Die Löschvorrichtung gemäß der Erfindung läßt sich sowohl für hohe als auch für niedere Spannungen vorteilhaft anwenden. Sie ist besonders geeignet für Hochspannungsschalter mittlerer Leistung sowie für Niederspannungswechselstromschalter, z. B. Motorschutzschalter, oder auch Installationsselbstschalter. ίο In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Abb. ι zeigt einen Gasschalter, bei dem die bewegliche Wand des Schaltraumes (Kontraktionskammer) zwangsläufig unter dem Einfluß des Stromes betätigt wird. Die Kammer besteht aus dem feststehenden Gehäuseteil 4 und der beweglichen Wand 5. Der Kammerraum ist im Einschaltztistand angenähert oder völlig von dem messerartig oder anders geformten Schaltstück 2 ausgefüllt. Die Bewegung des Schaltstückes 2 ist derart mit der Bewegung der Kuppelstange 14 kinematisch verbunden, daß, sobald das Schaltstück die Mündung iS der Kammer verläßt, die Kuppelstange um ein bestimmtes Stück nach rechts bewegt wird. Dabei wird der Hebel 15 um den Drehpunkt 16 geschwenkt und dadurch die Wand 5 im Sinne der Kontraktion bewegt. Die Lage des Drehpunktes 16 und damit das Verhältnis der Hebellängen wird durch einen Strommagneten 13 so verändert (der auch als Überstromrelais dienen kann), daß bei großen Strömen die Kontraktionsbewegung etwa Null wird und erst nach dem Erlöschen des Lichtbogens einsetzt, wodurch die Wiederzündung erschwert wird. Die Wandungen bestehen aus gas- bzw. dampfabgebenden Stollen, so daß die Löschung durch das vom Lichtbogen entwickelte und zusammen mit der Luft im Raum 3 energisierte Löschmittel stattfindet.

Bei kleineren Strömen, wie sie bei Trennleistungsschaltern bzw. bei Leistungsschaltern für sehr hohe Spannungen auftreten, ist die Menge der Schaltgase in der Regel so gering, daß besondere Gasableitung und Kühlung nicht erforderlich sind. Es genügen in der Regel Isolierwände zwischen den Phasen, um Phasenkurzschlüsse durch das ionisierte Schaltgas zu vermeiden. Beim Abschalten hoher Ströme sind Gasableitungsvorrichtungen 19 erforderlich, die vorteilhafterweise so auszubilden sind, daß die Antriebsteile des Schaltstückes nicht von den Gasen umspült werden. Vorteilhaft ist eine Anordnung, bei der die Gase an den Antriebsteilen vorbeigeführt werden. Die Austrittsstelle 20 des Schaltstückes aus dem Gasführungsraum kann, insbesondere wenn eine Lufttrennstrecke oberhalb erwünscht ist, durch Klappen, Schieber o. dgl. abgeschlossen werden. Bei Anordnungen ohne Lufttrennstrecke kann das Schaltstück selbst diese Öffnung verschließen. Es ist auch möglich, die Kontraktionsbewegung dadurch stromabhängig zu machen, daß der Strommagnet 13 die Bewegung des Kontraktionsstückes unter dem Einfluß von Federn hemmt. Besonders günstige Anpassung ergibt sich jedoch, wenn die Hemmung durch den Druck des Lichtbogens in der Kontraktionskammer bewirkt wird. Im folgenden wird deshalb stets dieses Verfahren zur Regelung der Kontraktion verwandt.

In Abb. 2 ist eine Ausbildung der Kontraktionskammer dargestellt, die besonders für die Abriegelung höherer Spannungen geeignet ist. Durch die vorspringenden Zacken 40 und 41 entsteht nach der Löschung und Kontraktion eine Wiederzündungsbahn, deren Teile an den Zacken quer zum elektrischen Feld liegen, also praktisch feldfrei sind. Dadurch ist der Überschlag dieser Stellen erschwert. Auch die Löschung kleiner Ströme erfolgt durch örtliche starke Kontraktion an diesen Stellen besonders günstig. Diese Anordnung ist also besonders geeignet zur Abschaltung kleiner Ströme bei hohen Spannungen. Durch Vorausströmung bzw. Verhinderung der Federentlastung wird sie auch zur Abschaltung großer Ströme geeignet. Die Vorausströmung kann z. B. dadurch erreicht werden, daß das Schaltstück 2 die Austrittsöffnung 18 nicht vollkommen abschließt, bzw. durch Aussparungen in der beweglichen Wand 5 oder in dem Schaltstück 2. Die Rückstellbewegung des Isolierteils 5 beim Einschalten erfolgt durch die Keilwirkung der schrägen Stirnfläche des Schaltstücks 2, wodurch der gleichfalls mit einer Abschrägung 7 versehene Isolierteil 5 nach rechts verschoben wird. Dabei werden die Federn 9 gespannt, so daß beim Ausschaltvorgang der Isolierteil 5 sich sofort nach der Freigabe des Raumes durch das Schaltstück 2 in die Kammer vorschiebt.

An Stelle der Metallfedern 9, die durch den Lichtbogen angegriffen werden können, ist es auch möglich, Gummipuffer zu verwenden, die evtl. zur Erhöhung der Federkraft mit Metalleinlagen versehen sein können. Die Anpressung der Kontraktionswand 5 kann auch durch ein auf Zug beanspruchtes Weichgummirohr erfolgen, das um beide 'Wandungsteile, den feststehenden und den beweglichen, herumgelegt ist und über die ganze Höhe der Kontraktionskammer sich erstrecken kann. Eine derartige Anordnung wird durch das Gummirohr gleichzeitig außen abgedichtet. Es besteht dabei keinerlei Gefahr, daß bei großen Strömen die Anpreßkraft durch herumströmendes Schaltgas entlastet wird. Um auch bei kleinen Strömen den Lichtbogen in der Mitte der Kammer festzulegen, können an der

bewegten oder an der festen Gegenwand Längsrillen angebracht sein, die bei völliger Kontraktion einen beliebig kleinen, angenähert kreisförmigen Querschnitt frei lassen. Dieser Querschnitt dient auch dazu, nach dem Löschen großer Ströme die in der Kammer zurückgebliebenen Schaltgase herauszulassen. Damit die untere Kante des Isolierteres 5 nicht so stark angegriffen wird, ist zwischen den festen Kontakt und den Kontraktionsschieber 5 eine durch die feststehenden Wandungsteile 4 gebildete Vorkammer 35 (Abb. 12) eingefügt, die zum Löschen großer Ströme dient, so daß die Hitze des Lichtbogenfußpunktes von feststehenden Teilen aufgenommen wird. Dies ist besonders zweckmäßig, da zur Löschung kleiner Ströme durch die Kontraktion eine kleinere Löschlänge erforderlich ist als zur Löschung großer Ströme mit dem vollen Kammerquerschnitt. Man kann auch, die bewegliche Wand 5 in zwei oder mehr übereinanderliegende, unabhängig voneinander bewegliche Teile unterteilen. Dies ergibt eine größere Anpassungsfähigkeit der Kammer an den zu löschenden Strom.

Um die Reibung an dem bewegten Isolierteil auf ein Mindestmaß zu bringen, kann man die Gleitfugen 6 mit Wälzbahnen nach -Art von Rollenlagern versehen. Die Rollen bestehen vorzugsweise aus lichtbogenbeständigen Isolierstoffen. Da nur rollende Reibung auftritt, können die Oberflächen rauher als bei Gleitanordnungen sein. Es kommen insbesondere in Betracht: Hartgummi, keramische Stoffe (vor allem gesintertes Aluminiumoxyd), Quarz und ähnliches. Diese Röllchen ergeben eine Art Labyrinthdichtung, die das Eindringen von Gasen an die Federn erschwert.

An Stelle der sägezahnartigen Ausbildung der Stirnflächen kann man auch gemäß Abb. 3 besondere Schieber 42 und 48 vorsehen. Der Schieber 48 wird hierbei in die Lichtbogenbahn durch den Hebel 46 und die Feder 54 hineinbewegt. Diese Bewegung ist gekuppelt mit der Bewegung eines Antriebsschiebers 42 und kann erst stattfinden, wenn das Schaltstück den Weg für diesen Schieber freigibt. Dies erfolgt jedoch erst nach dem Blasstoß, also nach der Löschung großer Ströme, so daß nur stromschwache Lichtbogen in die Querkammer 49 hineingezogen werden und dadurch schnell gelöscht werden. Die eigentliche Kontraktionskammer mit den Wänden 4 und 5 wirkt hier unterstützend.

Die Abb. 4 und 5 zeigen den Längs- und Querschnitt einer konzentrischen Kontraktionskammer. Die Wände 59 bis 62 sind blendenartig angeordnet und lassen bei der Kontraktion den quadratischen Querschnitt bis auf Null zusammenschrumpfen, indem sie unter dem Einfluß der Federn 9 längs der festen Wandungen des quadratischen Gehäuses 4 gleiten. Soll im Einschaltzustand das Schaltstück den Kammerquerschnitt ausfüllen, so muß es gleichfalls quadratisch sein. Es sind aber auch runde Schaltstifte verwendbar. Das dauernde Ausströmen der Gase durch die frei bleibenden Ecken _ des quadratischen Kammerquerschnittes kann durch die abschließende feste Mündung 18 verhindert werden. Der mit unbeweglichen Wänden versehene Kammerteil 39 schützt die Teile 59 bis 62 vor zu starkem Abbrand bei Großstromschaltungen.

Zur Beherrschung höherer Spannungen können zwei oder mehrere Schaltstellen gemäß der Erfindung in Reihe geschaltet werden, die jeweils zur Abschaltung entsprechender Teilspannungen befähigt sind und die miteinander mechanisch gekuppelt sind. Abb. 6 zeigt schematisch den Zusammenbau zweier derartiger Schaltstellen 64/66 bzw. 64/67, die in einer der beschriebenen Arten ausgebildet sein können. Die Kammer kann für beide Schaltstellen gemeinsam sein. Ebenso kann für beide Schaltstellen dieselbe bewegte Kontraktionswand 5 dienen. Abb. 6 zeigt gleichzeitig unmittelbar eine besonders einfache Form einer derartigen Doppelschaltstelle mit dem einseitig angeordneten Zwischenkontaktstück 64. Die Kontraktionswand 5 dient gleichzeitig zur Erzeugung des Kontaktdruckes.

Eine Ausführungsform für hohe Spannungen ist als Trennleistungsschalter in Abb. 7 und 8 dargestellt. Bei hohen Spannungen ist eine genauere Festlegung der Lichtbogenbahn, also auch des den Lichtbogen ziehenden bewegten Flußpunktes vorteilhaft. Zu diesem Zweck ist das Schaltmesser 2 mit einer Nase 83 versehen, die eine ähnliche Bewegung wie ein Schubschaltstück ausführt. Bei dieser Bewegungsart ist es möglich, die Kontraktionskammer zur Erhöhung ihrer Wirksamkeit (kein seitliches Ausströmen) seitlich abzuschließen. Um ein vorzeitiges Ausströmen zu vermeiden, wird die Gasabdichtung während der Energisierungszeit durch die eng anliegende Mündung 18 bewirkt.

Abb. 9 zeigt eine Verbesserung der mechanischen Ausbildung der Anordnung nach Abb.2 und 3. Insbesondere beim Einschalten muß darauf geachtet werden, daß die Kontraktionswand nicht durch das bewegende Schaltstück gekippt und dadurch die Bewegung gehemmt wird. Dies wird am besten durch Verwendung von Metallführungen erreicht. Daher dient in der Abb. 9 zur Führung des Wandungsteiles 5 eine feststehende Federhülse 90, die vorzugsweise aus Metall hergestellt wird und in dem Metallrohr 92 gleitet, das in die be-

wegte Wand 5 eingefügt ist. Diese Ausführungsform ergibt leichte Bearbeitung der Führungsflächen. Die Seiten SS und 89 brauchen dabei nicht als Führung zu dienen. Sie können mit Labyrinthen, Kühlvorrichtungen (z.B. porösen festen Wänden, mit Flüssigkeit getränkt! ausgestattet werden, um den Gasdurchtritt einzuschränken. Der feste Kontakt ι kann, wie dargestellt, einseitig ausgebildet werden. Die Anordnung der Führungen in Abb. 9 kann sinngemäß auf die anderen Ausführungsformen angewandt werden.

In Abb. 10 führt die Kontraktionswand 5 eine Schwenkbewegung um eine Achse 53 aus. Eine derartige Anordnung bringt mechanische Vorteile, da ein Klemmen und Kippen der Kontraktionswand nicht auftreten kann. Beim ersten Teil des Schaltweges trennt der Lichtbogen in der festen Großstromvorkammer 39. Durch Absetzen des Schaltstiftes o. ä. kann ein Vorausströmen erreicht werden, wodurch Großstromlichtbögen gelöscht werden, bevor die Kontraktionsbewegung beginnt. Da sich jedoch das Kontraktionsstück 5, 108 außerhalb der Kammer befindet, kann seine Andruckfeder nicht durch das herumströmende Gas entlastet werden. Sie wird deshalb so bemessen, daß sie bei großen Strömen den Lichtbogendruck nicht überwinden kann, so daß die Kammer offen bleibt, bis der Großstromlichtbogen erlischt. Bei kleinen Strömen erfolgt die Löschung nach der Kontraktion.

Die Anordnung der Kontraktion sklappe außerhalb des Kammergehäuses ermöglicht vollständigen Schutz der Welle 53 vor den Lichtbogengasen. Zur besseren Führung wird sie ebenso wie der untere Teil 108 der Klappe aus Metall hergestellt. Die Feder wird gleichfalls, vorzugsweise an der Welle 53 angreifend, mit dem Potential des Kontaktes 1 unterhalb der Schaltstelle angeordnet. Der untere, in der festen Kammer befindliche Teil 109 des Schaltstückes wird parallelwangig ausgeführt. Der mittlere Teil 110, der in der Kontraktionskammer liegt, wird dagegen vorzugsweise keilartig ausgebildet, um besseres Anliegen der Wandungen zu erzielen. Wird die (gedachte) Spitze dieses Keiles in den Drehpunkt 53 gelegt, so ergeben sich besonders günstige Dichtungsverhältnisse an der Dichtungsstelle 111.

In Abb. 11 und 12 ist eine fabrikatorisch günstige Form im Quer- und Längsschnitt dargestellt. Die Schaltstelle besteht aus der Großstromvorkammer 39 mit dem Nebenraum und der Kontraktionskammer 5, 5". Alle Bestandteile der Schaltstelle sind als Drehkörper oder als Teile derselben ausgebildet. Die Verspannung erfolgt nur in der Längsrichtung an der Achse 53, 105. Eine derartige Längsverspannung läßt sich auch an der Mantelfläche durchführen.

Die Wirkungsweise der Kontraktionsstellc zeigt Abb. 11. Beide Kontraktionswände 5 und 5" werden durch eine Feder 9 angepreßt. Der dabei frei werdende Raum 23 ist durch die öffnung 107 mit der Außenluft verbunden, so daß in ihm keine Drucksteigerung auftreten kann. Der Deckel 106 besteht aus einem Stück mit der Verspannungsachse 53. Er dient zusammen mit dem Füllstück 103 als Führung für die Kontraktionswände. Er preßt den Außenmantel 4 gegen die metallische Grundplatte 112, die mit der Nebenraumwandung 21 und dem Metallrohr 104 verbunden ist. Über dem Metallrohr ist ein mechanisch besonders widerstandsfähiges Isolierrohr 102 (Hartpapier, Hartleinen usw.) über das Rohr 4 stramm gezogen oder aufgewickelt. Dieser Aufbau ergibt besonders hohe mechanische Festigkeit gegenüber den Lichtbogendrücken, da das lichtbogenbeständige Rohr 4 vor mechanischen Kräften durch die mit Vorspannung aufgebrachten Rohre 102 und 104 entlastet ist. Durch die Verwendung eines Nebenraumes werden die Lichtbogendrücke an sich herabgesetzt.

In Abb. 13 und 14 ist eine weitere Ausbildung von Anordnungen mit reiner Querverschiebung der Kontraktionswand entsprechend Abb. 2 dargestellt. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß das Kontraktionsstück außer der eigentlichen Kontraktionswand mit beiden anliegenden Seiten des rechteckigen Kontraktionsraumes ein Stück bildet. Das Kontraktionsstück reicht über diese eigentlichen Wandungsteile so weit über, daß bei der Rückstellbewegung durch das Schaltstück die Kraftkomponente in Richtung der Schaltbewegung etwa in der Mitte der Ausdehnung des Kontraktionsstückes in Richtung der Kontraktionsbewegung angreift. Dadurch wird eine absolute Sicherheit vor dem Kippen erreicht. Die Löschstclle läßt sich in der Mitte der Kammer anordnen. Sollen zum besseren Gleiten Metallgleitstücke verwandt werden, so können sie sich an den Enden des Kontraktionsstückes befinden, also außerhalb der Zone des Lichtbogenangriffes. Die Querab- χ messungen werden nicht mehr mechanisch, sondern vorwiegend durch den Grad der erforderlichen Gasdichtigkeit der Kontraktionskammer bestimmt.

Abb. 13 und 14 zeigen zugleich eine Ausführungsform mit besonderer Berücksichtigung der Druckverhältnisse in der Kammer im Quer- und Längsschnitt. Die Isolierwand 5 besitzt einen U-förmigen Querschnitt, wodurch erreicht wird, daß weder die Kräfte der Rück- no Stellbewegung noch die Reibungskräfte beim Querschallen eine Kipptendenz hervorrufen,

da sie etwa in der Mitte des U -Querschnittes angreifen. Zur Aufnahme der Drücke dient das Rohr 102, 104 ähnlich Abb. 12. Das Abstandsrohr 116 dient als thermischer Schutz für das Rohr 102, 104. Die darin befindlichen Wandungsteile 4 und 5 sowie die Füllstücke 116, 117, 118 können durch Stifte o. dgl. in ihrer Lage festgehalten werden. Bei der Montage erfolgt die Verspannung der gesamten Kammer am Gewinde zwischen dem Druckrohr 102, 104 und dem Kontaktkörper 1, 21, der gleichzeitig als Nebenraum 53 benutzt werden kann. Das Druckrohr kann im unteren Teil aus Metall 104 bestehen, im oberen jedoch aus einem besonders zugfesten Isolierstoff. Bei Verwendung v.on Hartpapier o. dgl. muß der obere Anpreßring durch Niete, Stifte usw. vor dem Abreißen geschützt werden.

Claims (11)

1. Patentansprüche:

   i. Elektrischer Schalter, bei welchem der zur Lichtbogenlöschung dienende Druck des Löschmittels durch den Unterbrechungslichtbogen aus den aus gasabgebenden Stoffen bestehenden Wandungen eines geschlossenen Schaltraumes erzeugt wird, aus dem die Löschgase durch die Durchtrittsstelle des Schaltstückes als der einzigen Austrittsöffnung austreten, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wandung des abgeschlossenen Schaltraumes beim Abschaltvorgang gegen die gegenüberliegende Wand derart bewegt wird, daß ,der Unterbrechungslichtbogen auch bei kleinen Stromstärken eingeengt wird.
2. 2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontraktionsbewegung der beweglichen Wandung derart in Abhängigkeit von der Stromstärke, insbesondere unter dem Einfluß von Elektromagneten oder Federn, erfolgt, daß bei kleinen Strömen eine starke Einengung, bei großen Strömen eine nur geringe Einengung des Lichtbogens erfolgt.
3. 3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf die bewegliche Wand wirkendes Hebelgestänge durch einen Strommagneten (13) derart verstellbar ist, daß oberhalb eines bestimmten Stromwertes keine Kontraktion der Löschstelle stattfindet (Abb. 1).
4. 4. Schalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontraktionsbewegung der beweglichen Wand durch das bewegliche Schaltstück freigegeben wird.
5. 5. Schalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellbewegung der beweglichen ' Wand beim Einschalten durch das bewegliche Schaltstück erfolgt.
6. 6. Schalter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Schaltraum ein Nebenraum (zweckmäßig in der Nähe des festen Kontaktes) derart angebracht ist, daß er als Druckspeicher dient.
7. 7. Schalter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehx'ere bewegte Wandungsteile in Richtung der Schaltstückbewegung übereinander angeordnet sind.
8. 8. Schalter nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Wand und ihre Gegenwand mit ineinandergreifenden, insbesondere sägezahnartigen Vorsprüngen versehen sind (Abb. 2).
9. 9. Schalter nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Wand (5) als Schwenkbewegung um einen in der Achse des Schaltstückes liegenden Drehpunkt (53) mit verhältnismäßig großem Hebelarm erfolgt (Abb. 10).
10. 10. Schalter nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an der Rückseite der beweglichen Wand (5) ein nach außen offener Kanal (91) angeordnet ist, in welchem ein durch die Gleitfugen (88, 89) etwa austretender Lichtbogen gelöscht wird (Abb. 9).
11. 11. Schalter nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, insbesondere Aussparungen in der beweglichen Wand oder im Schaltstück, welche ein Abströmen der Gase aus dem Schaltraum ermöglichen, bevor die Kontraktionsbewegung der beweglichen Wandung erfolgt.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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