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Uberdruckventil, insbesondere für Schaltkammern elektrischer Leistungsschalter
Es ist bereits vorgeschlagen worden, Schaltkammern von Druckgasschaltern mit zwei
zur Löschmittelabfuhr hohl ausgebildeten Schaltstiften zu versehen und um die Gehäuse
der Schaltstifte herum Ringkanäle mit eingebauten ringförmigen Überdruckventilen
anzuordnen, die sich bei einem gewissen. Druck in der Kammer öffnen. Es wird dadurch
erreicht, daß ein die Löschmittelzufuhr zur Kammer behindernder schädlicher Rückstau
nicht auftritt. Es kann ferner, wie ebenfalls bereits vorgeschlagen, damit bewirkt
werden, daß bei entsprechenderAusbildung der Kammer, wobei zweckmäßig der Kammer
im Zuge der Druckgaszuführung ein Raum höheren Löschmitteldruckes vorgeschaltet
wird, der Abschaltlichtbogen durch den über den Ringkanal in der stromstarken Zeit
abgeführten Druckgasstrom unter Ausblasen der Hauptmenge der entstehenden Schaltgase
gekühlt wird, ohne die Lichtbogenseele vor dem Stromnulldurchgang zu unterbrechen,
so daß in der stromschwachen Zeit bei verringertem Kammerdruck und im Nulldurchgang
erloschenen Lichtbogen nur Druckgas über die verhältnismäßig engen Bohrungen der
Schaltkontakte entweicht und die Isolierfestigkeit derUnterbrechungsstrecke aufrechterhält.
Ein solcher Schalter kommt mit wenig Blasluft aus und schaltet weich, d. h. ohne
daß schädliche Überspannungen auftreten.
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Bei dem früheren Vorschlag besitzt das Ringventil eine schraubenförmige
Schließfeder von etwa dem Durchmesser des Ventiltellers. Solche Schraubenfedern
müssen aus ziemlich dickem Draht angefertigt werden und haben daher eine verhältnismäßig
große Masse, die beim Ansprechen des
Ventils in* Bewegung gesetzt
werden muß. Es ist aber erforderlich, daß bei einem Schalter der genannten Art der
Öffnungsquerschnitt des Ventils sehr schnell frei wird, damit die beabsichtigte
Wirkung zustande kommt. Es ist also wichtig; die Masse der Schließfedern zu verkleinern.
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Um dies zu erreichen, wird gemäß der Erfindung vörgeschlagen, an Stelle
einer einzigen Schraubenfeder großen Durchmessers, die einen großen Federdrahtdurchmesser
erfordert, auf dem Umfang des Ventiltellers bzw. Ventilkegels verteilt, mehrere
Schließfedern, die zweckmäßig ebenfalls als Schraubenfedern ausgebildet sind, anzuordnen.
Diese Federn können aus wesentlich dünnerem Draht hergestellt werden. Mehrere solche
Federn, die zusammen die gleiche Schließkraft ausüben wie eine einzige Feder großen
Durchmessers haben aber insgesamt eine wesentlich geringere Masse als diese. Das
Ventil spricht daher viel schneller voll an, so daß das Öffnen und Schließen im
gewünschten Zeitpunkt viel präziser vor sich geht. Einen weiteren Vorteil besitzt
diese Anordnung darin, daß es durch eine symmetrische Anordnung verschieden starker
Federn möglich ist, den gewünschten Druck in der Schaltkammer ohne Schwierigkeit
zu erzielen.
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Einzelne Schraubenfedern können in Rohren geführt- sein und in den
aus den Rohren herausragenden Enden an dem Ventilteller anliegen. Jeder Schließfeder
wird zweckmäßig eine Abfangfeder für den Ventilteller zugeordnet, die ebenfalls
in dem Führungsrohr, und zwar konzentrisch zur Schließfeder artgeordnet sein kann.
Bei ringförmigem Ventilteller erhält die Führung für diesen bzw. das ihn führende
Gehäuse des Kontaktstiftes an der Führungsstelle zweckmäßig eine ballige Form, um
dem Ringteller die nötige Beweglichkeit zu geben.
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Das Ventil der Erfindung ist aber nicht nur für elektrische Schalter
der genannten Art, sondern auch für andere Strömungsschalter; die in der geschilderten
Weise arbeiten, geeignet.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes.
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In Fig. i, die einen Ausschnitt aus einer Schaltkammer für Druckgasschalter
zeigt, ist bei i das Schaltkammergehäuse angedeutet. Die Kammer enthält zwei symmetrisch
angeordnete Kontaktsysteme, von denen nur eines dargestellt ist. Die Blasluft wird
der Kammer bei 2 durch hier nicht dargestellte Kanäle bzw. über eine besondere Vorkammer
zugeführt und kann bei 3 bzw. 4 aus der Kammer abströmen. Im folgenden wird nur
eines der beiden Kontaktsysteme beschrieben; deren Schaltkontakte 5 im Einschaltzustand
mit den Stirnflächen 6 aneinanderliegen. Der Schaltkontakt 5 ist in einem Gehäuse
7 beweglich angeordnet. Der Strom wird dem Kontakt 5 über das Gehäuse 7 mittels
des Ringkontaktes 8 zugeführt. Der Kontakt 5 ist hohl ausgebildet und besitzt einen
Antriebskolben g, dem das Druckgas beim Abschaltvorgang durch Bohrungen io des Gehäuses
7 zugeführt wird. Zum Einschalten und zur Erzeugung des Kontaktdruckes -dient die
Schrauben feder ii. Die Ausschaltstellung wird durch den Zylinder 1a begrenzt. Um
das Gehäuse 7 herum ist ein Ringkanal 13 angeordnet, der normalerweise durch den
Ventilteller 14, welcher mit dem Ventilsitz 15 zusammenwirkt, verschlossen ist.
Auf dem Ventilteller lasten mehrere schraubenförmige Schließfedern 16, welche in
Rohren 17 geführt werden und mit ihren aus den Rohren herausragenden Enden
am Ventilteller anliegen. Um eine Beweglichkeit des Ventiltellers 14 zu gewährleisten,
ist das Gehäuse 7 an der Stelle 18 etwas ausgebuchtet. Innerhalb der Federn 16 sind
kurze und stärkere Federn ig angeordnet; die den Ventilteller in der Offenstellung
abfangen.
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In Fig. 2 ist die Anordnung gemäß der Linie A-B nach Fig. i im Schnitt
dargestellt. Die der Fig. i entsprechenden Teile sind mit den gleichen Bezugsziffern
versehen wie in Fig. i. Der Aufbau ist ohne weiteres erkennbar und braucht im einzelnen
nicht näher erläutert zu werden.
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Die Wirkungsweise des Schalters ist folgende: Wird bei z Druckluft
zugeführt, so strömt diese durch die Bohrungen io des Gehäuses 7 auf den Kolben
g und bewegt den Schaltkontakt 5 entgegen der Wirkung der Feder i i in der Zeichnung
abwärts in die gezeichnete Ausschaltlage. Der entsprechende nicht gezeichnete Gegenkontakt
führt die gleiche Bewegung aus, und zwischen beiden Kontakten wird ein Lichtbogen
gezogen. Durch den Lichtbogendruck steigt der Druck oberhalb des Ventiltellers 14
rasch an, und bei einer bestimmten Druckhöhe wird der Ventilteller 14 von seinem
Sitz 15 abgehoben. In diesem Zustand strömt Blasluft durch den höhlen Schaltkontakt
5 und durch den Ringkanal 13 aus der Schaltkammer ab. Nähert sich der Lichtbogenstrom
dem Stromnulldurchgang und läßt der Druck über dem Ventilteller 14 nach, so schließen
die Federn 16 das Ventil wieder und es strömt lediglich noch Luft durch die Bohrung
des Kontaktes 5 ab. Bei geeigneter Bauart der Kammer kann man erreichen, daß die
Lichtbogenseele bis zum Stromnulldurchgang stehenbleibt und erst dann erlischt.
Die den Hohlkontakt 5 durchströmende Druckgasmenge ist aber ausreichend, um die
Unterbrechungsstrecke während der Unterbrechungszeit genügend zu isolieren und noch
vorhandenes Restgas völlig zu entfernen.
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Die Federn 16 von verhältnismäßig geringer Masse gestatten ein schnelles
Öffnen des Ventils auf den vollen Ouerschnitt, so daß durch ihre Anwendung gemäß
der Erfindung die geschilderte Wirkung des beschriebenen Schalters in einwandfreier
Weise zustande kommt.