DE705914C - Fluessigkeitsschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Flüssigkeitsschalter, bei denen durch das Schaltglied, das zugleich als Pumpenkolben wirkt, bei der Schaltbewegung eine Flüssigkeitsströmung erzeugt wird, welche den Lichtbogen seitlich trifft. Bei einem bekannten Vorschlag eines solchen Schalters wird durch enge Öffnungen ein SchaltfLüssigkeitsstrahl an einer Stelle der Schaltstrecke in die Lichtbogenbahn eingespritzt. Das feste und das bewegliche Schaltglied sind hierbei beide rohrförmig, und auch der Schaltraum ist rohrförmig, so daß die durch die radial liegenden ringförmigen Einspritzöffnungen eingedrungene Flüssigkeit auf der gegenüberliegenden Seite nicht weiterfließen kann, sondern in dem begrenzten Lichtbogenraum verbleiben muß. Erstrebt wird dabei, daß sich ein Flüssigkeitsstrahl unter Druck auf die Trennstelle der Kontakte ergießen soll.

Eine wesentliche Verbesserung von Schaltern der eingangs genannten Art wird erfindungsgemäß dadurch geschaffen, daß durch die von der Schaltstelle und den ihr benachbarten Schaltraumwandungen gebildeten festen Flächen die Flüssigkeitsströmung so eingefaßt und geleitet ist, daß die Lichtbogenstrecke gleichzeitig auf ihrer ganzen Länge seitlich durch frische Schaltflüssigkeit getroffen wird. Dadurch, daß auf diese Weise gleichzeitig auf der ganzen Länge der Sctialtstrecke frische, kühle Schaltfiüssigkeit zwischen die

Elektroden gebracht wird, wird in besonders günstiger Weise eine Wiederzündung des Lichtbogens nach Stromnulldurchgang erschwert. Auch der !"instand, daß die Schah-· flüssigkeit auf den Lichtbogen an allen StisiH len gleichzeitig seitlich auftrifft, wirkt sich V der Löschvorgang besonders günstig aus.

Besonders zweckmäßig und einfach läßt sich der Erfindungsgedanke dadurch verwirk-" <o liehen, daß das bewegliche Schaltglied, das zur Erzeugung der Flüssigkeitsströmung dient, auf einer Welle angeordnet ist, durch deren Drehung es betätigt wird. Dabei ist es besonders vorteilhaft, in unmittelbarer Nachbar- »5 schaft des festen und des beweglichen Sclialtstückes mit diesen elektrisch leitend verbundene Laufflächen für den Lichtbogen aus gut leitendemlichtbogenbeständigemWerkstoff vorzusehen, die so ausgebildet und angeordnet sind, daß der Lichtbogen nach der Kontakttrennung auf sie übertritt. Hierdurch werden einmal die kontaktgebenden Teile geschont; gleichzeitig wird aber auch eine Möglichkeit geschaffen, um den Lichtbogen während des ganzen Abschaltvorganges in eine Stellung zu bringen, die für eine wirksame Bespülung. auf seiner ganzen Länge einschließlich seiner Fußpunkte besonders günstig ist.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung soll das in den Abbildungen dargestellte Ausführungsbeispiel dienen. In diesem ist die Erfindung an Hand eines Hochspannungsleistungsschalters veranschaulicht. Sie kann jedoch auch mit Vorteil bei Mittel- und Niederspannungsschaltgeräten angewendet werden.

Abb. ι zeigt den Gesamtaufbau des Schalters. Ein Behälter 1 ruht auf Stützisolatoren 3 und ist mit einem abnehmbaren Dekkel S versehen. Dieser ist von einer Durchführung 7 durchdrungen, die an ihm mittels eines Flansches 8 und Schrauben ι ο befestigt ist. Die Kontakt- und Löschvorrichtung 17 wird durch eine Antriebswelle 9 betätigt, die mit der eigentlichen Schalterwelle 15 bei 13 gekuppelt ist. Sie ist durch ein Lager 11 im Deckel 5 hindurchgeführt.

Die Lichtbogenlösch- und Kontaktvorrich tung 17 befindet sich unterhalb des Spiegels der Schaltflüssigkeit 25, für die vorzugsweise 5" Öl verwendet wird. Sie ist einerseits mit der Zuführungsleitung 19 bzw. deren Durchführung durch den Behälterdeckel durch ein flexibles Leiterstück 21 verbunden, andererseits durch ein weiteres Leiterstück 23 mit dem Behälter selbst. Das Schaltergehäuse bildet hier also den einen Pol der Anordnung. Die Kontakt- und Lichtbogenlöschvorrichtung 17 ist für sich in der Schnittebene H-II der Abb. 1 in Abb. 2, in der Schnittebene III-III der Abb. 1 in Abb. 3 und in einem Axialschnitt in Abb. 4 dargestellt. Abb. 6 zeigt einen Teil dieser Vorrichtung in Ansicht bei vergrößertem Maßstab.

Die Vorrichtung enthält einen Stapel über-■/einandergeschichteter Isolierplatten 27, 29 aus Isolierstoff, die mit durchgehenden Bolzen 31, die zweckmäßig ebenfalls aus Isolierstoff bestehen, zusammengehalten werden. Die Platten 27 und 29 sind so ausgebildet, daß sie eine Anzahl im wesentlichen zylindrischer Lichtbogenkammern 33 bilden. In jede dieser Kammern ragen zwei ortsfeste Kontaktstücke 35 hinein.

Eine in Abb. 5 noch besonders für sich dargestellte Kontaktbrücke 37, die im wesentliehen die Form eines Kreisscheibenausschnittes besitzt, ist in jeder der Kammern 33 angeordnet. Dieses Schaltstück besitzt fast die gleiche Höhe und Länge wie die Schaltkammer 33, so daß es deren ganzen Querschnitt in ähnlicher Weise wie einen Kolben ausfüllt. Das bewegliche Schaltstück 37 arbeitet mit den beiden ortsfesten Schaltstücken 35 zusammen, so daß beim Unterbrechungsvorgang in jeder Kammer zwei in Reihe geschaltete Lichtbögen entstehen, die von einem durch die Schaltbewegung der Schaltbrücke 37 in der Kammer33 hervorgerufenen Flüssigkeitsstrom bespült werden.

Die die Kammer 33 bildenden Isolierplatten 27, 29 bestehen vorzugsweise aus einem Isolierstoff, wie Hartfiber, der besonders günstige Isolier-, Festigkeits- und Bearbeitungseigenschaften besitzt. Die Platten 29 haben, wie Abb. 2 zeigt, in ihrem mittleren Teil einen im wesentlichen kreisförmigen Ausschnitt und bilden so die Außenwandungen der Lichtbogenkammer 33. Die übrigen Wandungsteile einer jeden Kammer werden durch die Platten 27 gebildet. Die Platten 27 bestehen, wie in Abb. 3 deutlich zu sehen ist, aus symmetrischen Hälften, so daß der Zusammenbau erleichtert ist. Die Fugen zwischen je zwei Hälften sind bei den übereinander angeordneten Platten 27 jeweils abwechselnd um 90⁰ versetzt.

Die die Kammerwandungen bildenden Platten 29 besitzen nach innen vorspringende Teile 41, innerhalb welcher die ortsfesten Kontaktstücke, die mit dem beweglichen i«o Schaltstück 37 zusammenarbeiten, untergebracht sind. Eine Möglichkeit zur Ausbildung und Anordnung der ortsfesten Kontaktstücke ist in vergrößertem Maßstab in Abb. 8 dargestellt. Das Schaltstück ist in einer Höh- »15 lung 47 geführt und legt sich unter der Einwirkung einer Kontaktdruckfeder 55 mit einem abgesetzten Teil 51 gegen einen entsprechenden Vorsprung 53 der Isolierwandung, so daß die Bewegung des in das Schaltkammerinnere hineinragenden, mit dem beweglichen Schaltstück zusammenarbeitenden vorderen Teils 49

des Schaltstückes 43 begrenzt ist. Die Rückwand des Führungs- und Federgehäuses 47 für das Schaltstück 43 wird durch ein eingeschraubtes Isolierstück 57 gebildet, das von einem Zuführungsleiter 59 durchdrungen wird. Die die Kammerwandungen bildenden Platten 29 besitzen ferner einige Öffnungen 61 nach dem Flüssigkeitsvorratsraum hin, die in der Nähe der ortsfesten Kontakteinrichtung angeordnet sind. Sie dienen zur Druckentlastung des Kammerinnern während des Abschaltvorganges und zugleich zur Ermöglichung eines Flüssigkeitsaustausches mit dem Flüssigkeitsvorratsraum außerhalb der Schaltkammer.

Die Schaltbrücken 37 bestehen vorzugsweise aus einem gestanzten flachen Stück leitenden Werkstoffes von nur wenig geringerer Dicke als die Platten 29, die die Kammerwandungen bilden. Sie besitzen ferner in der Mitte eine quadratische Öffnung 63, die auf Teile 65 von quadratischem Querschnitt der Schalterwelle 15, die in Abb. 7 für sich dargestellt ist, aufgesteckt ist. Sie sind in ihrer Lage mittels einer Schraube 67 0. dgl. gesichert.

Die Schaltstücke 37 enthalten an den kontaktgebenden und vom Lichtbogenfußpunkt während des Schaltvorganges berührten Stellen Einsätze 69 aus gut leitendem, in besonderem Maße lichtbogenbeständigem Stoff. Ebenso sind an den dem ortsfesten Schaltstück 49 unmittelbar benachbarten Stellen des Vorsprungs 41 der Isolierwandung Überkleidungen 71 aus einem ähnlichen Werkstoff vorgesehen, so daß der Lichtbogenfußpunkt, der sich an dem Schaltstück 49 gebildet hat, während des Schaltvorganges auf diesem entlang läuft. Dadurch wird der Abbrand an der kontaktgebenden Stelle der beiden Schaltstücke äußerst gering gehalten.

Der elektrische Stromkreis durch den Schalter hindurch verläuft verhältnismäßig gerade. In jeder Schaltkammer befinden sich zwei Unterbrechungsstellen. Alle Unter-'brechungsstellen sind in Reihe geschaltet. Beim Schaltvorgang wird der Stromkreis gleichzeitig an allen Schaltstellen geöffnet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel geschieht dies also gleichzeitig an 16 Stellen.

An jeder dieser 16 Stellen erfolgt durch eine einzige Schaltbewegung eine sehr rasche und beträchtliche Längung des Lichtbogens. Es wird daher durch diese Anordnung eine Vervielfachung der Trenngeschwindigkeit erzielt.

In Abb. 2 ist eines der Elemente der Unterbrechungsvorrichtung in geschlossener Stellung dargestellt. Der Schalter wird durch gleichzeitige Drehung sämtlicher .Schaltglieder 37 entgegen dem Uhrzeigersinn aus der dargestellten in die gestrichelt angedeutete. Lage geöffnet. Alle 16 hierbei gleichzeitig entstehenden Lichtbogen werden bei der Schaltbewegung durch je eine besondere, mittels der Kolbenwirkung des Schaltgliedes 37 hervorgebrachte Flüssigkeitsströmung auf ihrer ganzen Länge bespült, und zwar werden sie im wesentlichen quer zur Richtung ihrer Achse von dieser Strömung getroffen. Neben der Vervielfachung der Trenngeschwindigkeit durch gleichzeitige öffnung einer größeren Anzahl hintereinandergesehalteter Unterbrechungsstellen mittels eines einzigen Schaltgliedes tragen zu der besonders raschen und wirksamen Unterbrechung des Stromes bei einem derartigen Schalter die sehr beträchtliehe Gesamtlänge der Unterbrechungsstrecke, die trotz des raumsparenden, gedrängten Aufbaues erreicht wird, und auch die Art der Bespülung des Lichtbogens auf seiner gesamten Länge und der Lichtbogenfußpunkte während des Unterbrechungsvorganges wesentlich bei.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Flüssigkeitsschalter, bei dem durch das als Pumpenkolben wirkende Schaltglied bei der Schaltbewegung eine Flüssigkeitsströmung erzeugt wird, welche den Lichtbogen seitlich trifft, dadurch gekennzeichnet, daß durch die von der Schaltstelle und den ihr benachbarten Schaltraumwandungen gebildeten festen Flächen die Flüssigkeitsströmung so eingefaßt und geleitet wird, daß die Lichtbogenstrecke gleichzeitig auf ihrer ganzen Länge seitlich durch frische Schaltflüssigkeit getroffen wird.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das als Pumpenkolben wirkende bewegliche Schaltglied (37), das '<"> zur Erzeugung der Strömung dient, auf einer Welle (15) angeordnet ist, durch deren Drehung es betätigt wird.

3. Schalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche '°5 Schaltglied als Flügelkolben ausgebildet ist].

4. Schalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in unmittelbarer Nachbarschaft des festen (49) und des als Pumpenkolben wirkenden beweglichen "» Schaltstückes (37) mit diesen elektrisch leitende verbundene Lauf flächen (71, 69) aus einem lichtbogenbeständigen Werkstoff für die Fußpunkte des bei der Kontakttrennung gebildeten Lichtbogens beginnen, die so ausgebildet und angeordnet sind, daß der Lichtbogen nach der Kontakttrennung auf sie übergeht.

5. Schalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich jede Unter- izo brechungssteile in einer besonderen, im wesentlichen geschlossenen Flüssigkeits-

kammer (33) befindet und dal?) die Flüssigkeitskammer zugleich als Kolbenraum die Pumpwirkung des Schaltgliedes (37) unterstützt.

6. Schalter nach Anspruch 1 bis 4 mit Mehrfachunterbrechung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl auf einer gemeinsamen Betätigungswelle (15) angeordneter, als Pumpenkolben wirkender S ehaltglieder vorgesehen ist, deren Schaltstellen in Reihe geschaltet sind.

7. Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltglieder (37) in durch aufeinandergestapelte scheibenförmige Bauteile (27, 29) aus Isolierstoff gebildeten Einzelkammern untergebracht sind.

8. Schalter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem einzelnen Schaltglied mehrere in verschiedenen Kam- ao mern liegende Unterbrechungsstellen zugeordnet sind.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen

BERLIN. GEDUKr.KT IN