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Druckgasschalter Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckgasschalter,
insbesondere für hohe Spannungen, bei dem der Abschaltlichtbogen durch eine vom
Druckgas durchströmte, sich zunächst verengende und dann erweiternde Düse aus Isolierstoff
gezogen wird.
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Bei Druckgasschaltern mit Metalldüse muß die Druck gasbeiblasung im
Augenblick der Kontakttrennung einsetzen, um ein wirkungsvolles Beblasen des Lichtbogens
durch das Druckgas zu erreichen, und die Druckgasbeblasung muß so lange anhalten,
bis die Spitze des beweglichen Schaltkontaktes eine solche Entfernung von der Metalldüse
erreicht hat, daß beim Aufhören der Beblasung keine Rückzündungen mehr auftreten
können. Hieraus ergibt sich jedoch ein erheblicher Druckgasverbrauch, insbesondere
bei Schaltern für hohe Betriebsspannungen, bei denen natürlich die Rückzündstrecke
eine erhebliche Ausdehnung annimmt. Aus diesem Grunde muß man bei den letzteren
mit großer Schaltgeschwindigkeit arbeiten.
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Die Erfindung verwendet aus diesem Grunde einen Druckgasschalter mit
Isolierdüse und vermeidet den genannten Nachteil hohen Druckgasverbrauches dadurch,
daß der größte Teil der Unterbrechungsstrecke, die ausreichend ist, um bei der Betriebsspannung
bzw. der wiederkehrenden Spannung nach dem Erlöschen des Lichtbogens ein Wiederzünden
zu verhindern, zwischen dem festen Kontakt und der Stelle der Unterbrechungsstrecke
liegt, an welcher der bewegliche Kontakt beim Abschaltv organg die engste Stelle
der Düse verläßt. Wird bei einem solchen Schalter eine Abschaltung vorgenommen;
dann setzt die volle Druckgasströmung erst bei der Freigabe der Düse durch den beweglichen
Schaltkontakt ein. Der Lichtbogen brennt dabei im wesentlichen unbehelligt auf dem
Wege vom Augenblick der Kontakttrennung bis zum Hindurchtreten der Spitze des beweglichen
Schaltkontaktes durch die Verengung der Düse. Ein Kurzschließen des Lichtbogens
wie bei der Metalldüse ist dabei nicht zu befürchten, weil ja die Düse aus Isolierstoff
besteht. Nachdem die Spitze des beweglichen Schaltkontaktes nach Durchlaufen der
Düse die günstigste Löschstellung in bezug auf die Düsenverengung erreicht hat,
kann die Druckgasbeblasung aufhören, so daß eine erhebliche Ersparnis an Druckgas
erzielt wird. iHan kann also auch bei Druckgasschaltern für hohe Spannungen mit
kleinen Druckgasspeichergefäßen auskommen und diese gegebenenfalls auch mit dem
Schalter zusammenbauen, was im Hinblick auf die bequeme Unterbringung der Schalter
in Schalthäusern usw. erwünscht ist.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Aus den Ab-
Bildungen ist der gemäß der Erfindung gewählte Abstand
des festen Kontaktes von der Düsenverengung ersichtlich. Die weitere Ausbildung
der einzelnen Ausführungsformen wird im folgenden an Hand der Abbildungen näher
erläutert.
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Abb. i zeigt eine Anordnung mit einer düsenförmigen Ausbildung des
Isolierrohrs, bei welcher die engste Stelle b verhältnismäßig kurz, jedoch der erweiterte
Raum c hinter derselben bis zu dem feststehenden Tulpenkontakte recht lang ausgebildet
ist. Der vor der engsten Stelle in dein Raum a, herrschende Druck hat sich durch
Entspannung in der Düse in dem Raum c in Geschwindigkeit umgesetzt, so daß in dieseln
vor allein eine Kühlung des Lichtbogens durch den Gasstrahl erfolgt. Das Gas strömt
an dein Hohlkontakte vorbei, im Bedarfsfalle auch teilweise durch denselben, und
Tiber nicht dargestellte Schalldämpfer bzw. Kühleinrichtungen ins Freie. Der Gegenkontakt
d wird durch die engste Stelle der Diise zweckinäßigerweise so weit vor dieselbe
bewegt, daß der Lichtbogenfußpunkt auf seiner Kontaktspitze einer kräftigen, möglichst
optinialen Beblasung durch den konvergierenden Druckgasstrahl ausgesetzt ist. Der
Kontakt d bleibt in dieser Stellung in an sich bekannter `reise überhaupt stehen
oder wird nach kurzzeitigem Verweilen in derselben in seine Endstellung übergeführt.
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In Abb. 2 ist die Einrichtung so getroffen, daß sich der Druck in
der Düse nur teilweise entspannt. Herrscht beispielsweise in dein Raum a vor der
engsten Stelle ein Druck von ?o atü, so kann man durch nicht dargestellte Reduktionseinrichtungen
innerhalb des Abzugsrohres f den Druck hinter der Düse auf beispielsweise io atii
einregulieren. Auf dem Lichtbogen wirkt daher sowohl Geschwindigkeit als auch Druck
ein.
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In Abb. 3 ist die engste Stelle b des Isolierrohres recht lang gehalten.
Dies hat zur Folge, daß sowohl Druck als auch Geschwindigkeit auf eine verhältnismäßig
große Strecke hoch bleiben. :huch in diesem Fall wird man, wie in Abb. :2, den Druck
durch Reduktionseinrichtungen in dem Abzugsrohr f einstellen. Die dauernden oder
zeitweiligen Endstellungen der Kontakte d und e werden zweckmäßigerweise
in den sich erweiternden Teilen des Isolierrohres vorgesehen, so daß beide Lichtbogenfußpunkte
unter der Einwirkung des Druckgasstrahles stehen.
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In Abb. ,1. ist eine Anordnung dargestellt, die man sich aus einer
größeren Anzahl von Düsen zusammengesetzt denken kann. Es wechseln mehrere verengte
Stellen bx, b., b3 finit einer entsprechenden Anzahl erweiterter Stellen cl, c_,
c3 ab, welche der bewegliche Kontakt d der Reihe nach durchläuft. Bei einem derart
beschaffenen Isolierrohr entstehen infolge der mehr oder weniger scharfhantigen
Absätze Wirbel, die für eine gute Durchinischung des erhitzten Druckgases mit dein
kalten sorgen. Außerdem werden die beim Strolnnulldurchgang zwischen den Elektroden
verbliebenen Ionen auf dem kürzesten Wege aus der Lichtbogenbahn entfernt. In den
Abbildungen sind die Gasströmungen durch Pfeile angedeutet. 'Man wird für die Kontakte
zweckmäßigerweise Formen wählen, «-elche sich weitgehend Strömungslinien anpassen.
Aus dem Strömungsbild ergibt sich, daß sich bei dem in Richtung des Druckgasstromes
weisenden Kontakt d der Lichtbogenfußpunkt ohne weiteres auf der Kontaktspitze festsetzen
wird. Bei dem tulpenförmigen Gegenkontakt e besteht hingegen Neigung, daß der Lichtbogenfußpunkt
vom Gasstrom abgetrieben wird und an der Kontaktoberfläche wandert. Dies kann dadurch
verhindert werden, daß man den Luftstrom ganz oder teilweise durch den als Hohlkontakt
a"i@-gebildeten Kontakt e abströmen läßt.