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Verfahren für die Unterbrechung kleiner Ströme in einer Löschkammer
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Unterbrechung kleiner Ströme in
einer Löschkammer, die aus plattenförmigen Isolierstoffkörpern geschichtet ist,
aus der ein Schaltstift, nachdem er beim Ausschalten nacheinander mehrere zwischen
den Isolierstoffkörpern verlaufende Auslaßquerschnitte freigelegt hat, herausgezogen
wird. Löschkammern dieser Art sind bekannt. Sie dienen zum Löschen großer Ströme
und sind mit einseitigen Auslaßöffnungen versehen. Durch den in der Löschkammer
erzeugten Druck wird ein Blasstrom quer durch die Lichtbogenstrecke getrieben und
der Lichtbogen in der Richtung das seitlichen Auslasses weggetrieben. Zum Abschalten
kleiner Ströme sind diese Löschkammern wenig geeignet.
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Ferner ist es bekannt, zur Beherrschung großer Abschaltströme innerhalb
einer druckfesten Löschkammer ein Paket scheibenförmiger Lamellen vorzusehen, die
vom Schaltstift durchdrungen werden. Die Löschung des Lichtbogens erfolgt durch
den vom Lichtbogen in der Kammer erzeugten Druck, wobei sich der Kammerraum und
auch der Abstand der Lamellen entgegen einer Federkraft vergrößern können. Bei großen
Abschaltströmen mag eine solche Kammer wirksam sein; bei kleinen Strömen ist aber
der auftretende Kammerdruck so gering, daß eine Löschung des Lichtbogens nicht eintritt.
Bei einer solchen Anordnung wurde angeregt, die beim Einschalten durch den Schaltstift
verdrängte Flüssigkeit durch den hohlen Schaltstift aufzunehmen, der über einem
feststehenden Kolben gleitet. Beim Ausschalten soll die Flüssigkeit aus der Schaltstiftspitze
wieder austreten. ZurLöschung stromschwacher Lichtbögen kann diese austretende Flüssigkeit
nicht verwendet werden, weil die in die Kammer gepumpte Flüssigkeitsmenge dem vom
Schaltstift freigegebenen Volumen entspricht. Es ist somit keine zusätzliche Flüssigkeitsmenge
x-orhanden,
die zur Löschung des Lichtbogens verwendet werden könnte.
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Auch wurde bereits vorgeschlagen, dem Löschkammermund einer normalenLöschkammer
plattenförmige Isolierstoffkörper vorzulagern, wobei der mit seitlichen Öffnungen
versehene bewegliche Kontakt die Srömung des Löschmittels in dem Kanalsvstem steuert.
Von dem Durchgangskanal für den beweglichen Kontakt können auch Kanäle unmittelbar
in den Raum außerhalb der Kammer münden, um einen zu hohen Druckanstieg in der Kammer
zu vermeiden. Für die Beherrschung kleiner Ströme müssen die Austrittsquerschnitte
dieser Abströmkanäle durch Druckventile abgeschlossen sein, was den Aufbau einer
solchen Kammer und auch die Wirkung bei hohem Kurzschlußstrom ungünstig beeinflußt.
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Im Gegensatz zu diesen bekannten Schaltern betrifft der Erfindungsgegenstand
ein Verfahren, durch das in einfacher Weise kleine und kleinste Ströme sicher unterbrochen
und Rückzündungen wirkungsvoll vermieden werden. Zur Erreichung dieses Zieles dient
eine für die Unterbrechung kleiner Ströme bestimmte Löschkammer, :die aus plattenförmigen
Isolierstoffkörpern geschichtet ist und aus der ein Schaltstift nach Freilegung
von mehreren zwischen den Isolierstoffkörpern verlaufenden Auslaßquerschnitten austritt,
die ringförmig den Schaltstift umgeben und in einen druckfreien Raum münden. Gemäß
der Erfindung wird während der Kontakttrennung der -Unterbrechungsstelle durch den
hohlen Schaltstift, der Träger eines Druckkolbens ist, Löschflüssigkeit zur Querbespülung
des Lichtbogens in der Weise zugeführt, daß eine Flüssigkeitsströmung zwischen den
plattenförmigen Isolierstoffkörpern von innen nach außen eintritt. Durch diese Ausbildung
erfolgt die Bespülung eines schwachen Lichtbogens von Beginn der Kontakttrennung
an. Alle leitenden Lichtbogenteilchen werden durch Querbespülung schnellstens aus
dem Bereich der Schaltstrecke entfernt. Die Lichtbogenlöschung erfolgt also mittels
der über den hohlen Schaltstift in den Löschraum eingepumpten Flüssigkeit, die allseitig
radial durch die scheibenförmigen Schlitze von innen nach außen in den freien Flüssigkeitsraum
abströmt. Ist der Schaltstift im Begriff, die Löschkammer zu verlassen, @so ist
die durch die Löschströmung entionisierte Trennstrecke so groß, daß Rückzündungen
unterbleiben.
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Wird der Schalter in der Stützerbauart durchgebildet, so ist es zweckmäßig,
die Löschkammer in dem oberen Teil des Schaltergehäuses unterzubringen und in dem
unteren Teil des Gehäuses eine Pumpkammer anzuordnen, in die der hohle Schaltstift
während des Abschaltenis eindringt. Die Entfernung zwischen der Löschkammer und
der Pumpkammer ist so groß gewählt, daß zwischen den beiden Kammern eine große Trennstrecke
für die beiden Kontakte eingestellt werden kann.
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Zur Erzielung einer guten Einspritzwirkung der Löschflüssigkeit ist
der hohle Schaltstift in be-! kannter Weise ringförmig mit einem Kolben versehen.
der in einer Führungshülse gleitet, die aus der Pumpkammer hervorragt. In der Kammer
untergebrachte Saugventile lassen Flüssigkeit in die -Pumpkammer eintreten, sobald
der Schaltstift aus seiner Ausschaltlage in die Einschaltstellung gebracht wird.
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Die Abbildung zeigt eine der möglichen Ausführungsformen. In dem oberenTeil
eines Schaltcri gehäuses i ist eine Löschkammer :2 untergebracht, die aus plattenförmigen
I.solierstoffkörpern 3 zusammengesetzt ist. Zwischen diesen Isolierstoffplatten
sind Zwischenräume q. vorhanden, die als Auslaßkanal der Löschkammer dienen. In
der Mitte der Platten 3 ist eine Bohrung vorgesehen, durch die der Schaltstift 5
gleitet. Der zugehörige ortsfeste Gegenkontakt ist mit 6 bezeichnet. Die in der
Deckelwand der Löschkammer befindlichen Überdruckventile j lassen Gase und Flüssigkeit
aus der Kammer austreten, wenn ein Maximaldruck in der Kammer überschritten wird.
In dem unteren Teil der Löschkammer ist ein Pumpraum 8 abgetrennt, aus dem eine
Führungshülse 9 für einen Pumpkolben io hervorragt, der am Schaltstift 5 befestigt
ist. BeimAusschaltvorgang gelangt Löschflüssigkeit durch die im Schaltstift 5 vorgesehene
Bohrung i i in die Löschkammer z. Beim Einschaltvorgang kann Flüssigkeit über die
Saugventile 1a aus dem Schalterraum in die Pumpkammer 8 einströmen.
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Der Schalter arbeitet gewöhnlich in Reihenschaltung mit einem Hochleistungsschalter,
wobei der letztere für die Unterbrechung der großen Ströme und der erstere für die
Unterbrechung kleiner Ströme dient, die zur Erzeugung eines genügend hohen Bespülungsdruckes
nicht mehr ausreichen. In diesem Falle wird die Löschströmung durch die Ausschaltkraft
für den Schaltstift erzeugt. Mit dem Schaltstift 5 bewegt sich der Pumpkolben io
nach unten und treibt Druckflüssigkeit durch die Schaltstiftbohrung i i in die Löschkammer
2. Hierbei trifft die Druckflüssigkeit auf den zwischen den beiden Kontakten 5,
6 brennenden Lichtbogen, der kräftig bespült und entionisiert - wird. Insbesondere
im Stromnulldurchgang werden die Ladungsträger der Lichtbogenstrecke durch Querbespülung
in die ringförmigen Auslaßkanäle q. abgedrängt. Durch die Aufrechterhaltung der
Löschströmung während der Schaltstiftbewegung bleibt die Lichtbogenstrecke gesäubert,
so daß Rückzündungen vermieden werden. Die Bespükung bleibt in Gang, bis der Schaltstift
seine Ausschaltendlage erreicht hat. Auf diese Weise werden die Schwierigkeiten
und Störungsmöglichkeiten beim Abschalten sehr kleiner Ströme vermieden. Die Kontaktentfernung
ist in der Ausschaltendlage so groß, daß auch bei ruhendem Öl kein Spannungsüberschlag
zwischen den Kontakten auftreten kann.
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Beim Einschalten des Kontaktstiftes werden infolge des durch den Kolben
hervorgerufenen Unterdruckes im Raume 8 die Saugventile 1a geöffnet. Sie lassen
Flüssigkeit aus dem Schalterraum
zum Pumpraum 8 einströmen. Selbst
für den Fall des Auftretens einer hohen Lichtbogenstromstärke können die dabei entstehenden
Gase durch die vorhandenen Überdruckventile 7 ungehindert aus der Löschkammer austreten.
Auch für diesen Fall sind übermäßig hohe Drücke der Löschkammer nicht zu befürchten.