DE959660C - Loeschkammer eines Hochspannungs-Leistungsschalters - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Löschkammer eines Hochspannungs-Leistungsschalters, in der ein beim öffnen des Schalters sich bildender Lichtbogen durch ein isolierendes, von dem Druck der durch den Lichtbogen erzeugten Gase bewegtes Abschluß glied abgequetscht oder abgeschnitten wird.

Löschkammerschalter mit Abschlußgliedern, die den sich beim öffnen des Schalters bildenden Lichtbogen abquetschen, um dadurch den Lichtbogen zu

ίο löschen, sind bekannt. So hat man bereits vorgeschlagen, die Öffnung einer Lichtbogenkammer, aus der der bewegliche Kontakt beim Öffnen des Schalters heraustritt, durch bewegliche Glieder, z. B. einen Schieber, eine Kugel, schwenkbare Verschlußstücke oder einen aus Isolierstoff bestehenden Zapfen, zu verschließen, nachdem der bewegliche Kontakt die Öffnung verlassen hat. Diese Abschlußglieder, die teils durch die Wirkung der Schwerkraft, teils durch die einsetzende Flüssigkeitsströmung in ihre Verschlußlage gebracht werden, arbeiten relativ langsam, so daß eine befriedigende Löschwirkung mit ihnen nicht zu erzielen ist.

Es ist auch nicht mehr neu, auf beiden Seiten des Lichtbogenpfades unter starkem Federdruck stehende Isolierstücke vorzusehen, die bei geschlossenem Schalter an dem beweglichen Schaltstift anliegen und beim öffnen des Schalters durch die Federn fest aufeinandergepreßt werden. Auch Schalter dieser Art arbeiten relativ langsam; der

Druck des Lichtbogenplasmas verhindert überdies meist, daß sich die beiden Druckstücke fest genug aneinanderlegen können, um den Lichtbogen schnell zu löschen.

Ein wesentlicher Fortschritt ist dadurch zu erreichen, daß man den Druck der sich beim Abschalten des Lichtbogens bildenden Gase für die Bewegung eines den Lichtbogenpfad sperrenden Abschlußgliedes heranzieht. Bei einer bekannten Schalterausführung, die nach einem solchen Prinzip arbeitet, wird ein becherartiger Körper, in dessen Wandungen Bohrungen für das Hindurchtreten des beweglichen Schalterkontaktes vorgesehen sind, gegen die Kraft einer Feder durch den sich in einem Teil der Löschkammer bildenden Gasdruck quer zur Achse des Lichtbogens verschoben, wobei er mit seiner Wand den Lichtbogenpfad abquetscht oder abschneidet. Dieser becherartige Körper ist jedoch verhältnismäßig schwer;

er schließt außerdem in seiner der Einschaltstellung des Schalters entsprechenden Ruhestellung die Lichtbogenkammer nicht vollständig ab, so daß ein großer Teil der Gasdruckeraergie nutzlos verlorengeht. Auch bei · einem solchen Schalter wird der

as Lichtbogen erst verhältnismäßig spät unterbrochen. Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß bei der Verwendung von den Lichtbogenpfad sperrenden oder abquetschenden Abschlußgliedern der Abschaltvorgang, d. h. das Unterbrechen des Lichtbogens möglichst schnell erfolgen muß, um Beschädigungen der Abschlußglieder durch den Lichtbogen möglichst zu vermeiden.

Bei den früheren Ausführungen von Schaltern mit den Lichtbogen abquetschenden oder abschneidenden Abschlußgliedern zeigte sich meist schon nach sehr kurzer Zeit, daß die Ränder und Kanten der den Lichtbogen abquetschenden oder abschneidenden, aus Isolierstoff bestehenden Abschlußglieder den hohen Wärmebeanspruchungen nicht gewachsen waren,.

Die Entwicklungen der neueren Zeit auf dem Gebiet hochtemperaturfester Isolierstoffe schaffen die Möglichkeit, nach dem »Abquetschprinzip« arbeitende Hochspannungs-Leistungsschalter betriebssicher auszuführen, wenn man ein schnelles und sicheres Abschneiden des Lichtbogens erreichen kann.

Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß in der Löschkammer eines Hochspannungs-Leistungsschalters, in der ein beim öffnen des Schalters sich bildender Lichtbogen durch ein isolierendes, von dem Druck der Lichtbogengase bewegtes Abschlußglied abgequetscht oder abgeschnitten wird, dieses Abschlußglied aus zwei getrennten, parallel, aber gegenläufig zueinander bewegten, unter Federdruck stehenden Schiebern besteht, die in ihrer Ruhelage den Lichtbogenraum vollkommen dicht abschließen, während' sie beim Abschneiden des Lichtbogenpfadeis gleichzeitig Entlastungsöffnungen zum Ausgleich des Druckes in dem Lichtbogenraum frei machen.

Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, die Schieber als geschlitzte oder gebohrte Platten auszuführen, die an ihrem die Schlitze oder die Bohrungen tragenden Ende einen starken, als Kolben wirkenden Teil größerer Höhe aufweisen, der jeweils den Abschluß desjenigen Teiles der Lichtbogenkammer bildet, welcher zwischen dem Schieber und dem festen .Kpntakt des Schalters liegt.

Der Vorteil der neuen Löschkammerausführung ist darin zu sehen, daß die zwei gegenläufig zueinander bewegten, unter Federdruck stehenden Schieber, die in ihrer Ruhelage den Lichtbogenraum vollkommen dicht abschließen, mit verhältnismäßig kleiner Masse ausgeführt werden können, so daß sie beim Auftreten eines Überdruckes in dem Lichtbogenraum sehr schnell in ihre Abschlußstellung gelangen, in der sie den Lichtbogenpfad abschneiden. Anderseits öffnen die gemäß der Erfindung ausgeführten Schieber sofort nach dem Abschneiden des Lichtbogenpfades Entlastungsöffnungen, die ein übermäßiges Ansteigen des Druckes im Lichtbogenraum ausschließen.

Ein weiterer Vorteil der neuen Ausführung ist darin zu sehen, daß bei einem Schalter gemäß der Erfindung nicht nur der Druck im Bereich des festen Kontaktes für die Bewegung der Schieber ausgenutzt wird, sondern daß auch der Teil des Abschaltlichtbogens, der seinen Fußpunkt an dem beweglichen Schaltkontakt hat, zur Erzeugung des Druckes für die Bewegung der Schieber beiträgt, so daß also nicht nur ein Teil (wie bei den bekannten Schalterausführungen),' sondern die gesamte Lichtbogenenergie für die schnelle Bewegung der Abschlußglieder ausgenutzt wird.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt; es zeigt

Fig. ι eine Löschkammer gemäß der Erfindung in eingeschaltetem Zustand der Kontakte,

Fig. 2 die Löschkammer während einer Phase des Abschaltvorganges.

Die Löschkammer besteht aus dem Zylinder 1, in den unten der Tulpenkontakt 2 eingesetzt ist, in den wiederum der Schaltstift 3 greift. Der Zylinder wird oben mittels Deckel 4 abgeschlossen, in dem sich die öffnungen 5 befinden. Innerhalb des Zylinders sind oberhalb der Kontakttulpe in Säulenbauform angeordnet: Scheibe 6, Schieber 7, Schieber 8 und eine Anzahl von Verengungskammern. Die Schieber 7 und 8 besitzen die gleiche Form; sie sind zentrisch sowie axial um je 180° gegeneinander verdreht angeordnet. Die Schieber besitzen je eine Schaltstiftbohrung, die jeweils so angeordnet ist, daß sie auf der einen Seite von einem als Kolben 10 wirkenden Teil größerer Höhe und auf der anderen Seite von einem als Riegel 9 bezeichneten Teil geringerer Höhe begrenzt wird. Sind nun die einzelnen Bauelemente einander so angepaßt, daß — abgesehen von Verlustspalten — bei iao geschlossenem Schalter kein freier Durchtritt vom Lichtbogenraum 11 in einen mit dem freien Atmosphärendruck in Verbindung stehenden Raum besteht, " sind ferner die Schieber senkrecht zur Schaltstiftachse beweglich gelagert, dann bietet der 1*5 Kolben einem beim Abschalten entstehenden Licht-

bogengasdruck eine größere Beaufschlagungsfläche als der Riegel. Nach dem Differentialprinzip bewegt sich der Schieber in der vorgeschriebenen Richtung, sofern sich hinter dem Kolben ein druckfreier Raum 12 befindet, der durch den Kanal 13 und die Öffnung 5 mit dem freien Atmosphärendruck in Verbindung steht; damit schiebt sich der Riegel nach Fig. 2 in den Lichtbogenpfad, diesen versperrend. Der gleiche Vorgang wiederholt sich in umgekehrter Bewegungsrichtung beim Schieber 8, so daß der zum Verschließen des Lichtbogenpfades erforderliche Kolbenhub jeweils zur Hälfte unterteilt ist.

Ist der Lichtbogenpfad durch die Riegel verschlossen, dann geben die jeweiligen der Schaltstiftachse abgewendeten Stirnflächen von Kolben und Riegel Öffnungen frei, durch die die in dem nunmehr abgegrenzten Lichtbogenraum 11 angesammelten Lichtbogengase in die druckfreien Räume 12, 13 entweichen können.

Seitlich an den Schiebern angeordnete Federn bringen nach dem Abschaltvorgang die beiden Schieber wieder in ihre Ausgangsstellung.

Die Zeichnung läßt klar erkennen, daß für die Bewegung der den Lichtbogenpfad abschneidenden Abschlußglieder nicht nur der Gasdruck im Inneren der den festen Kontakt aufnehmenden Kammer ausgenutzt wird, sondern auch der durch denjenigen Teil des Lichtbogens erzeugte Druck, welcher sich im oberen Teil der Löschkammer bildet. Deshalb erfolgt die Bewegung der Absperrschieber außerordentlich schnell und sicher; selbst bei kleinen Stromstärken, also schwacher Gesamtenergie des Lichtbogens, werden verhältnismäßig große Druckkräfte auf die Schieber ausgeübt.

Das mit dem Abschneiden des Lichtbogenpfades einsetzende öffnen von EntlastungsöfFnungen, die einen Ausgleich des in den Löschkammern gebildeten Druckes ermöglichen, schützt die Löschkammer gegen das Auftreten zu hoher innerer Drücke.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Löschkammer eines Hochspannungs-Leistungsschalters, in der ein beim öffnen des Schalters sich bildender Lichtbogen durch ein isolierendes, von dem Druck der durch den Lichtbogen erzeugten Gase bewegtes Abschluß-.glied abgequetscht oder abgeschnitten wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschlußglied aus zwei getrennten, parallel, aber gegenläufig zueinander bewegten, unter Federdruck stehenden Schiebern (7, 8) besteht, die in ihrer Ruhelage den Lichtbogenraum (11) dicht abschließen, während sie beim Abschneiden des Lichtbogenpfades gleichzeitig Entlastungsöffnungen zum Ausgleich des Druckes in dem'Lichtbogenraum frei machen.

2. Löschkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieber aus geschLtzten oder gebohrten Platten bestehen, die an ihrem die Schlitze oder die Bohrungen tragenden Ende einen starken, als Kolben (10) wirkenden Teil größerer Höhe aufweisen, der den Abschluß desjenigen Teiles der Lichtbogenkammer bildet, welcher zwischen dem Schieber und. dem festen Kontakt des Schalters liegt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 369 781, 472 305, Soo 531, 581 343, 591 595, 595 095, 652 800.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

©609 618/358 9.56 (609 833 2.57)