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(11) | EP 0 041 081 A1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | Elektrischer Selbstblasschalter |
| (57) Elektrischer Selbstblasschalter mit einem durch den Lichtbogen (4) aufheizbaren Kompressionsraum
(3) werden immer mehr zur Löschung von immer grösseren Strömen verwendet. Um nun bei
solchen Schaltern die stromabhängige Löschfähigkeit unter Beibehaltung der Schalterabmesssungen
in möglichst einfacher Weise zu verbessern, sind Mittel (1, 21), wie ein Kolben-Zylinder-System,
vorgesehen, die eine Vergrösserung des Kompressionsraumes (3) ermöglichen, wenn der
Druck des durch den Ausschaltlichtbogen (4) aufgeheizten Löschgases im Kompressionsraum
(3) einen vorgebbaren Wert überschreitet. Hiebei wird die Löschfähigkeit zusätzlich
verbessert, wenn der Kolben (1) mit einem Schaltkontakt (6) starr gekoppelt ist. Hiedurch
wird eine sichere Ausschaltung nicht nur von kleinen sondern auch von grossen Strömen
erreicht, indem der am Anfang der Lichtbogenlöschung nicht benötigte Teil der Druckerhöhung
des Löschgases entsprechend gespeichert und dann gegen Ende der Löschung für diese
genützt wird. |
[0001] Die Erfindung betrifft einen elektrischen Selbstblasschalter gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1.
[0002] Aus der CH-PS 574 673 ist ein elektrischer Gasschalter bekannt, bei dem neben einer Eigendruckerzeugung durch den Lichtbogen eine Einrichtung zur magnetischen Beeinflussung 'des Lichtbogens vorgesehen ist. Dieser Schalter weist ein feststehendes Schaltstück auf, das von einer vom Ausschaltstrom durchfliessbaren'Spule umgeben ist, wobei die Spule mit ihrem einen Ende mit der Stromzuführung des feststehenden Schaltstückes und mit ihrem anderen Ende mit einer im Bereich des freien Endes des feststehenden Schaltstückes angeordneten Zwischenelektrode bzw. Laufring für einen Teil des Lichtbogens verbunden ist. Das feststehende,insbesondere als Tulpenkontakt ausgebildete Schaltstück arbeitet mit einem beweglichen Schaltstück zusammen, dessen oberer bzw. freier Teil als Düsenrohr ausgeführt ist. Dieses Düsenrohr verbindet den Lichtbogenraum der Schaltkammer des Gasschalters mit einem weiteren Raum, in den sich der vom Lichtbogen erzeugte Ueberdruck des Füllgases als Blasströmung ausgleicht.
[0003] 'Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, den bekannten elektrischen Gasschalter so weiterzubilden, dass die stromabhängige Löschfähigkeit eines solchen gattungsgemässen Selbstblasschalters unter Beibehaltung seiner Abmessungen unter Verwendung möglichst einfacher Mittel verbessert wird.
[0005] Die mit der Erfindung gemäss Anspruch 1 erzielten Vorteile bestehen im wesentlichen darin, dass der Kompressionsraum des elektrischen Selbstblasschalters und somit dessen Blasvolumen an die Grösse des auszuschaltenden Stromes bzw. an den Druck des durch den Ausschaltlichtbogen aufgeheizten Löschgases im Kompressionsraum automatisch angepasst wird. Der Selbstblasschalter muss hiebei nicht in seinem gesamten Aufbau auf die maximale Grösse des auszuschaltenden Stromes abgestellt werden, sondern es genügt zufolge den Massnahmen nach Anspruch 1, vor allem durch Vergrösserung des Kompressionsraumes den Druck des aufgeheizten Löschgases so zu begrenzen, dass dieser einen vorgebbaren Wert nicht überschreitet, mit dem weiteren Vorteil, dass das Löschgas auch bei kleinen abzuschaltenden Strömen bei nicht vergrössertem Kompressionsraum hinreichend aufgeheizt bzw. in seinem Druck erhöht wird.
[0006] Besonders vorteilhaft ist es, den Selbstblasschalter nach Anspruch 2 weiterauszubilden, weil dadurch die normalerweise bei solchen Schaltern bereits vorhandenen Schalterteile bei der Verwirklichung der Erfindung miteinbezogen werden können und sich dadurch die Herstellung des Selbstblasschalters nach der Erfindung ohne besonderen Aufwand bewerkstelligen lässt.
[0007] Weiters ist es zweckmässig, den Selbstblasschalter gemäss Anspruch 3 auszuführen, weil, abgesehen von der axialsymmetrischen Ausbildung der Mittel für die Veränderung des Kompressionsraumes, die bei grossen abzuschaltenden Strömen den notwendigen und somit vorgebbaren Wert des Löschgasdruckes überschreitende Druckerhöhung in einfacher Weise mittels wenigstens eines Federelementes geeignet gespeichert wird, um dann nach hinreichender Druckabsenkung des Löschgasdruckes im Kompressionsraum bei der weiteren Löschung des Lichtbogens zur Verfügung zu stehen.
[0008] Es empfiehlt sich weiters, den Selbstblasschalter nach Anspruch 4 auszugestalten, weil darnach kein separater Zylinder notwenig ist und ausserdem ein Teil der Begrenzung des Kompressionsraumes sowie die insbesondere den beweglichen Schaltkontakt umgebende Isolierdüse gleichzeitig die axialen Führungen des die Form eines Ringkolbens aufweisenden lageveränderlichen Teiles für die Vergrösserung des Kompressionsraumes bilden und dadurch keine besonderen Führungen für den Ringkolben erforderlich sind, sich die auf den Ringkolben wirkende Feder ebenfalls besonders einfach anordnen lässt, und sich demnach die Mittel für die Veränderung des Kompressionsraumes nicht nur durch ihre Ausgestaltung sowie Anordnung sondern auch durch die Einfachheit in ihrer Funktionsweise auszeichnen.
[0009] Ausserdem ist es besonders vorteilhaft, den Selbstblasschalter nach Anspruch 5 auszubilden, weil dadurch bei Ueberschreiten eines vorgebbaren Wertes des Druckes des aufgeheizten Löschgases im Kompressionsraum gleichzeitig eine zusätzliche Vergrösserung des Abstandes der sich voneinander entfernenden zugewandten Kontaktenden der beiden zusammenarbeitenden Schaltkontakte des Selbstblasschalters ermöglicht wird, so dass sich auch bei relativ kleinen Lageveränderungen des Kolbens mit der damit verbundenen Vergrösserung des Kompressionsraumes in vorteilhafter Weise eine Verbesserung der Kommutation des Ausschaltlichtbogens auf den Laufring ergibt.
[0010] In Weiterausbildung des Selbstblasschalters nach Anspruch 5 empfiehlt es sich, den Schalter nach Anspruch 6 auszugestalten, weil eine solche Ausführung nicht nur die wesentlichen Vorteile der Variante nach Anspruch 4 sondern ausserdem ein Minimum an bewegten Teilen aufweist, die durch den Schalterantrieb sowie den Druck des aufgeheizten Löschgases angetrieben bzw. in ihrer Lage verändert werden.
[0011] Es empfiehlt sich weiters, den Selbstblasschalter nach Anspruch 7 auszuführen, weil dadurch eine weitere Verbesserung der Kommutation des Ausschaltlichtbogens gewährleistet ist.
[0012] In der Zeichnung ist in den schematischen Figuren 1 und 2 eine Erfindungsvariante mit einem druckabhängig lagerveränderlichen, den Kompressionsraum zum Teil begrenzenden Ringkolben und in den schematischen Figuren 3 bis 6 eine weitere Erfindungsvariante ebenfalls mit einem druckabhängig lageveränderlichen Ringkolben dargestellt, der mit dem einen der beiden Schaltkontakte starr verbunden ist. Es zeigen:
Fig. 1 die EIN-Stellung der erstgenannten Schaltervariante und
Fig. 2 eine Ausschaltphase dieser Schaltervariante mit bereits kommutiertem Lichtbogen, bei der der lageveränderliche Ringkolben durch einen einen vorgegebenen Wert des Druckes im Kompressionsraum überschreitenden Druck des aufgeheizten Löschgases aus einer in Fig. 1 dargestellten Ausgangs- oder Ruhelage gebracht ist,
Fig. 3 die EIN-Stellung der zweitgenannten Schaltervariante und
Fig. 4 eine Ausschaltphase dieses Schalters mit soeben kommutierenden Lichtbogen,
Fig. 5 eine Ausschaltphase des letztgenannten Schalters mit bereits kommutierten Lichtbogen mit einem aus seiner in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ruhelage durch einen Löschgasüberdruck verlagerten Ringkolben, der mit dem einen Schaltkontakt des Schalters starr verbunden ist,
Fig. 6 eine Ausschaltphase des gleichen Schalters mit bereits verlagertem Ringkolben, bei der der Lichtbogen bei Längung.und gleichzeitiger radialer bzw. seitlicher Beblasung soeben kommutiert.
[0013] Fig. 1 zeigt das Schema eines elektrischen Selbstblasschalters nach der Erfindung, bei dem der in Abhänigkeit vom jeweiligen Druck des Löschgases lageveränderliche Teil der Begrenzung des Kompressionsraumes des Schalters die Form eines Ringkolbens aufweist und mit 1 bezeichnet ist. Die dem Löschgas im Kompressionsraum zugewandte Wand des lageveränderlichen Ringkolbens 1 ist mit la und die von diesem Löschgas abgewandte Seite von 1 ist mit lb benannt. Der lageveränderliche Ringkolben 1 ist an seiner äusseren Mantelfläche lc durch das Rohr 3a und anseiner inneren Mantelfläche ld durch die Isolierdüse 7c in axialer Richtung geführt, wobei zwischen den lageveränderlichen Ringkolben 1 und das Rohr 3a eine gasdichte Gleitdichtung 9a und zwisehen den Ringkolben 1 und die Isolierdüse 7c eine gasdichte weitere Gleitdichtung 9b dazwischengeschaltet ist, wobei die beiden vorgenannten Gleitdichtungen 9a und 9b jede Lageveränderung des Ringkolbens I mitausführen. Die für die Führung des Ringkolbens 1 an der Isolierdüse 7c im Ringkolben 1 vorgesehene Ringöffnung ist mit lf bezeichnet und von der Randzone le von 1 umgeben. Zwischen dem Ringkolben 1 und dem Isolierdüsenträger 7 ist eine Feder 2 angeordnet, die sich mit ihren beiden Enden an den Teilen 1 und 7 abstützt. Der Kompressionsraum des Schalters hst die Position 3. Die axiale Bewegung des Ringkolbens I. wird kompressionsraumseitig durch einen Anschlag 3d begrenzt, gegen den die dem Löschgas zugewandte Wand la von 1 aufläuft, wobei die Feder 2 gegen die vom Löschgas abgewandte Seite lb des Ringkolbens I drückt.
[0014] Im Bereich des einen Rohrendes 3b des Rohres 3a ist der feststehende Kontakträger 5 mittels Fixierteile 3e mit dem Rohr 3a lösbar verbunden. Der Kontaktträger 5 weist eine Ringöffnung 5b auf, die von der Randzone 5a des Kontaktträgers 5 umgeben ist. Die Randzone 5a des Kontaktträgers 5 trägt den ersten Schaltkontakt 6, dessen Düse 6a mit der . Ringöffnung 5b fluchtend angeordnet ist. Die Düse 6a ist hiebei von einer Spule 10a umgeben, die im Bereich des freien Endes 6c des erstan Schaltkontaktes 6 mit ihrem einem Ende mit einem dort angeordneten Laufring 11 verbunden ist, wobei die Teile 10a und 11 mittels eines Tragteiles 5c vom feststehenden Kontaktträger 5 getragen werden. Auf eine der üblichen Arten ist der erste Schaltkontakt 6 sowie das andere Ende der Spule 10a mit der einen Stromzuführung des Schalters verbunden, so dass diese nicht erfindungswesentlichen Detaile in der Figur 1 nicht dargestellt sind. Im ausgeschalteten Zustand des Schalters, in dem der erste Schaltkontakt 6 sich mit dem zweiten Schaltkontakt 8 nicht im Eingriff befindet, steht der Kompressionsraum 3 über die Ringöffnung lla des Laufringes 11 sowie den Hohlraum 6b der Düse 6a mit dem kontaktträgerseitigen Gasraum 5d in Verbindung.
[0015] Im Bereich des anderen Rohrendes 3c des Rohres 3a ist der feststehende Isolierdüsenträger 7 mittels weiterer Fixierteile 3f mit dem Rohr 3a lösbar verbunden. Der Isolierdüsenträger 7 weist eine Ringöffnung 7b auf, die von der Randzone 7a des Isolierdüsenträgers 7 umgeben ist. Die Randzone 7a des Isolierdüsenträgers 7 trägt die Isolierdüse 7, wobei die Isolierdüse 7 mit der Ringöffnung 7b fluchtend angeordnet ist. Der Isolierdüsenträger 7 weist ausserdem Durchtrittslöcher 7d für das Löschgas auf, so dass bei einer Lageveränderung des Ringkolbens 1 zwischen dem Federraum 2a und dem isolierdüsenträgerseitigen Gasraum 7e ein Druckausgleich des Löschgases erfolgen kann. Im ausgeschalteten Zustand des Schalters befindet sich der zweite Schaltkontakt 8 mit dem ersten Schaltkontakt 6 nicht im Eingriff, so dass der Kompressionsraum 3 über die Stirnöffnung 7f der Isolierdüse 7c sowie den Hohlraum 8a des zweiten Schaltkontaktes 8 mit dem isolierdüsenträgerseitigen Gasraum 7e in Verbindung steht. Auf eine der üblichen Arten ist der zweite Schaltkontakt 8 mit der anderen Stromzuführung des Schalters verbunden und mittels des Schalterantriebes angetrieben, so dass diese nicht erfindungswichtigen Details in der Figur 1 ebenfalls nicht abgebildet sind. Die Räume 2a, 3, 5d und 7e sind mit Löschgas gefüllt. Wird nun der zweite Schaltkontakt 8 des eingeschalteten stromführenden Schalters in Richtung des Pfeiles 14 in die AUS-Stellung bewegt, so gelangen die freien Enden 6c und 8b der Schaltkontakte 6 und 8 ausser Eingriff und wird dadurch zwischen diesen Enden 6c und 8b ein Ausschaltlichtbogen gezogen, der zufolge der Bewegung des zweiten Schaltkontaktes 8 verlängert wird. Dieser Lichtbogen heizt hiebei das im Kompressionsraum 3 befindliche Löschgas auf, so dass eine Erhöhung des Druckes dieses Gases eintritt und das Löschgas in Form einer Blasströmung den Lichtbogen bebläst und hiebei über die Hohlräume 6b und 8a der Schaltkontakte 6 und 8 in die Gasräume 5d und 7e abströmt. Durch die Längung sowie Beblasung tritt eine Formänderung und Kühlung des Ausschaltlichtbogens ein, die mit einer Vergrösserung des Lichtbogenwiderstandes verbunden ist, so dass nun der auszuschaltende elektrische Strom auch über die Spule 10a und den Laufring 11 sowie den Ausschaltlichtbogen und den Schaltkontakt 8 zu fliessen beginnt und der Lichtbogen in der weiteren Folge mit seinem einen Fusspunkt vom Schaltkontakt 6 auf den Laufring 11 kommutiert, wie dies in Fig. 2 unter Position 4 dargestellt ist. Der Vollständigkeit halber ist noch daraufhinzuweisen, dass das'Rohr 3a aus elektrisch isolierendem Werkstoff besteht.
[0016] In der in Fig. 2 dargestellten Schaltphase ist demnach die Spule 10a vom auszuschaltenden Strom durchflossen, so dass der Ausschaltlichtbogen 4 unter der Wirkung des Spulenfeldes rotiert, wobei der eine Fusspunkt des Lichtbogens 4 auf dem Laufring 11 umläuft. Durch die Lageveränderung des Lichtbogens 4 wird das Löschgas im Kompressionsraum 3 in kurzer Zeit intensiv aufgeheizt und dadurch der Druck dieses Gases entsprechend erhöht und dadurch die Wirkung der Blasströmung auf den Lichtbogen 4 spontan intensiviert. Hiebei ist das für die Löschung des Ausschaltlichtbogens 4 not- wendige und hinreichende Löschgasvolumen des Kompressionsraumes 3 vor allem von der Grösse des abzuschaltenden elektrischen Stromes abhängig. Um ein sicheres Funktionieren des Schalters zu gewährleisten, wird man bei solchen Selbstblasschaltern die Dimensionierung des Kompressionsraumes 3 und somit des Blasvolumens auf die bei diesen Schaltern kritischen kleinen und mittelgrossen Ströme der jeweiligen Leistungsklasse abstimmen. Dies ist vor allem deshalb notwendig, um bei solchen Strömen eine hinreichende Aufheizung des Löschgases im Kompressionsraum 3 sicherzustellen. Dementsprechend ist demnach der den Kompressionsraum 3 mitbegrenzende lageveränderliche Ringkolben 1 so anzuordnen, dass auch kleine und mittelgrosse Ströme einwandfrei ausgeschaltet werden. Wird nun bei einer solchen Dimensionierung des Kompressionsraumes 3 durch das durch den Ausschaltlichtbogen 4 aufgeheizte Löschgas bei grösseren abzuschaltenden Strömen ein vorgebbarer Löschgasdruck überschritten, so wird der lageveränderliche Ringkolben 1 entsprechend in Richtung der Druckpfeile 15 gegen die Druckfeder 2 gedrückt und dadurch die Feder 2 entsprechend zusammengepresst und dadurch das Volumen des Kompressionsraumes 3 selbsttätig an'den abzuschaltenden grösseren Strom angepasst. Infolge Bemessung des Kompressionsraumes 3 auf kleine und mittelgrosse Ströme wird bei auftretenden abzuschaltenden grossen Strömen durch eine entsprechende Lageveränderung des Ringkolbens 1 eine unerwünschte Druckerhöhung in dem im voraus nur für kleine und mittelgrosse Ströme bemessenen Kompressionsraum 3 vermieden. Die Feder 2 bewirkt jedoch nicht nur eine Begrenzung des Druckes des Löschgases im Kompressionsraum 3 sondern speichert in der Phase des Druckanstieges den in dieser Zeit für die Bildung der Blasströmung nicht notwendigen Drucküberschuss, indem die Feder 2 durch diesen komprimiert wird, um dann bei kleiner werdendem abzuschaltenden Strom bzw. Druck im Kompressionsraum 3 im Stromnulldurchgang den gespeicherten Druck über die Blasströmung in die Gasräume 5d und 7e abzubauen und dadurch die Löschfähigkeit des Selbstblasschalters zu verbessern. Selbstverständlich kann die Lageveränderung des Kolbens 1 in an sich bekannter Weise über eine mechanische Kopplung zusätzlich als Antriebshilfe für den Antrieb-des Selbstblasschalters genützt werden, wobei der Kolben 1 insbesondere als Differentialkolben ausgebildet sein kann. Indem der lageveränderliche Kolben 1 bei grossen Strömen kompressionsraumvergrössernd/wirksam ist, bedarf es im Hinblick auf die mit der Stromvergrösserung verbundene nur relativ geringe Zunahme der mechanischen Beanspruchung der Begrenzung des Kompressionsraumes 3 im allgemeinen keiner Verstärkung dieser Begrenzung bzw. Schaltkammer.
[0017] In Fig. 3 ist eine weitere Variante des Selbstblasschal- ters gemäss der Erfindung in der EIN-Stellung abgebildet. Hiebei sind die den Teilen der Variante nach Fig. 1 entsprechenden Teile gemäss Fig. 3 genauso wie in Fig. 1 bezeichnet. Der wesentliche Unterschied der Variante nach Fig. 3 im Vergleich mit der Variante nach Fig. 1 besteht darin, dass bei der Variante nach Fig. 3 der lageveränderliche Ringkolben 1 mit dem ersten Schaltkontakt 6 fest verbunden ist und dieser dadurch die Lageveränderungen des Ringkolbens 1 mitausführt. Die.Halterung der Spule 10a sowie des Laufringes 11 erfolgt mittels eines Spulenträgers 10, der mittels lösbarer Fixierteile 3g unbeweglich mit dem Rohr 3a fest verbunden ist. Der ringförmige Spulenträger 10 weist eine Ringöffnung 10b auf. Die Spule 10a sowie der Laufring 11 sind bezüglich der Ringöffnung 10b fluchtend angeordnet. Der ringförmige Spulenträger 10 ist ausserdem mit Durchtrittslöchern lOc für das aufgeheizte Löschgas versehen. Der von der Randzone le der Ringöffnung If des lageveränderlichen Ringkolbens 1 getragene erste Schaltkontakt 6 ist mit seiner Düse 6a in der Ringöffnung 10b des Spulenträgers 10 geführt, wobei zwischen der Düse 6a und dem Spuelenträger 10 in dessen Ringöffnung 10b feststehend eine Gleitdichtung 9 angeordnet ist. Die Feder 2 ist zwischen der vom Löschgas abgewandten Seite Ib des lageveränderlichen Ringkolbens 1 und einem lösbaren Lagerteil 12 eingespannt, wobei der Ringkolben 1 in axialer Richtung bis zum feststehenden Spulenträger 10 auflaufen kann.
[0018] In Fig. 4 ist eine Ausschaltphase der Variante des Selbstblasschalters nach Fig. 3 dargestellt, bei der der Ausschaltlichtbogen 4 soeben vom ersten Schaltkontakt 6 auf den Laufring 11 kommutiert. Der auszuschaltende Strom ist hiebei von einer Grössenordnung, die nicht ausreicht, dass der Ausschaltlichtbogen 4 das Löschgas im Kompressionsraum 3 so stark aufheizt, dass der vorgegebene Wert des Druckes erreicht wird, von dem ab der Ringkolben aus seiner in Fig. 3 dargestellten Ruhe- oder Ausgangslage gelangt. Der erste Schaltkontakt 6 funktioniert als feststehender Schaltkontakt während der zweite Schaltkontakt 8 durch den Schalterantrieb in die durch den Pfeil 14 angegebene Ausschaltrichtung bewegt wird. Hiebei strömt das durch den Ausschaltlichtbogen 4 aufgeheizte Löschgas infolge der damit verbundenen Zunahme des Löschgasdruckes unter gleichzeitiger Beblasung des Lichtbogens 4 in den durch die Strömungspfeile 16 angegebenen Richtungen in die beiden Räume 2a und 7e mit niedrigerem Gasdruck als im Kompressionsraum 3 ab. Die der Blasströmung bei diesem Druckausgleich zwischen dem Kompressionsraum 3 einerseits und dem Federraum 2a sowie dem isolierdüsenträgerseitigen Gasraum 7e andrerseits zur Verfügung stehende jeweilige freie Wegquerschnitt hängt hiebei nicht nur von der jeweiligen räumlichen Erstreckung des Ausschaltlichtbogens 4 sondern unter anderem auch von der Raumform sowie der'jeweiligen gegenseitigen Lage der die Blasströmung begrenzenden Schalterteile ab.
[0019] In Fig. 5 ist im Gegensatz zur Ausschaltphase nach Fig. 4 der Fall für die Ausschaltung eines grossen Stromes dargestellt. Hiebei ist eine Phase wiedergegeben, in der der Lichtbogen 4 mit seinem einen Fusspunkt vom ersten Schalt-' kontakt 6 bereits auf den Laufring 11 kommutiert hat. Infolge des grossen abzuschaltenden Stromes erreicht der Druck des durch den Lichtbogen 4 im Kompressionsraum 3 aufgeheizten Löschgases einen Wert, der den Wert überschreitet, bis zu dem der lageveränderliche Ringkolben 1 durch die Wirkung der Feder 2 in seiner Ruhelage verharrt. Der im Kompressionsraum 3 allseitig wirksame Druck des aufgeheizten Löschgases drückt demnach den lageveränderlichen Kolben 1 zusammen mit dem ersten Schaltkontakt 6 in Richtung der Druckpfeile 17 aus seiner in Fig.4 dargestellten Ruhelage, wobei die Druckfeder 2 zusammengedrückt wird. In diesem Fall wird das Löschgas durch einen Ausschaltlichtbogen 4 auf geheizt,'der vor seiner Kommutierung nicht nur durch die Bewegung des zweiten Schaltkontaktes 8 in Richtung des Pfeiles l4 sondern zusätzlich auch noch durch die Bewegung des ersten Schaltkontaktes 6 in Richtung der Pfeile 17 in seiner Länge vergrössert worden ist, wie ein Vergleich der Figuren 4 und 5 ergibt, wo bei gleich grossem Abstand des freien Endes 8b des zweiten Schaltkontaktes 8 vom Laufring 11 bei der Ausschaltung gemäss Fig. 5 der Abstand zwischen dem freien Ende 6c des ersten Schaltkontaktes 6 einerseits und dem freien Ende 8b des zweiten Schaltkontaktes 8 andrerseits erheblich grösser als bei der Ausschaltung gemäss Fig. 4 ist. Ein weiterer Vorteil des Selbstblasschalters nach der Erfindung besteht insbesondere darin, dass unter Umständen auch bei relativ kleiner axialer Lageveränderung des Ringkolbens 1 durch die dadurch bedingte zusätzliche Verlängerung des Ausschaltlichtbogens 4 die Lichtbogenspannung entsprechend erhöht und dadurch die Kommutierung des Ausschaltlichtbogens 4 verbessert wird.
[0020] In Fig. 6 ist die gleiche Schaltervariante wie in Fig. 5 dargestellt, nur mit dem einen Unterschied, dass zwischen dem Tragteil 5c der Spule 10a und dem Laufring 11 wenigstens eine radiale Blasöffnung 13 vorgesehen ist. Bei entsprechender Verlängerung des ersten Schaltkontaktes 6 bzw. relativer Anordnung der radialen Blasöffnung 13 bezüglich des freien Endes 6c des ersten Schaltkontaktes 6 wird erreicht, dass erst bei grösseren abzuschaltenden Strömen durch eine entsprechende Lageveränderung des Ringkolbens 1 zusammen mit dem Schaltkontakt 6 nach einem hinreichenden Druckanstieg im Kompressionsraum 3 die Blasöffnung 13 durch den Schaltkontakt 6 freigegeben und dadurch der Ausschaltlichtbogen 4 gezielt seitlich bzw. radial beblasen wird, was eine weitere.Verbesserung der Kommutierung sowie Kühlung des Ausschaltlichtbogens 4 bewirkt.
[0021] Mittels der vorbeschriebenen Varianten bzw. des Selbstblasschalters gemäss der Erfindung ist ein Schalter realisiert, der in Sicht auf die mit Hilfe von Selbstblasschaltern erfolgende Ausschaltung von immer grösseren Strömen entgegen der allgemeinen Auffassung der Erkenntnis folgt, dass die stromabhängige Löschfähigkeit von Selbstblasschaltern bei grösseren Strömen nicht durch zunehmend immer grössere Löschgasdrücke verbesserbar ist, sondern dass eine Begrenzung des Löschgasdruckes mit einer gleichzeitigen kurzseitigen Druckspeicherung sowie anschliessen-
[0022] den entsprechenden Nutzbarmachung des einen vorgebbaren Grenzdruck übersteigenden Löschgasdruckes.in der vorbeschriebenen Weise eine Möglichkeit zur Optimierung der Löschfähigkeit der Selbstblasschalter gewährleisten.
B .e .z e. i .c. h n .u n .g .s. 1 .i. s. t e
[0023]
1 lagerveränderlicher Teil, lageveränderlicher Kolben bzw. Ringkolben
la dem Löschgas zugewandte Wand von 1
lb vom'Löschgas abgewandte Seite von 1
lc äussere'Mantelfläche von 1
ld innere Mantelfläche von 1
le Randzone von lf
lf Ringöffnung von 1
2 Feder
2a Federraum
3 Kompressionsraum
3a Rohr, Zylinder
3b ein Rohrende von 3
3c das andere Rohrende von 3
3d Anschlag
3e Fixierteile
3f weitere Fixierteile
3g lösbare Fixierteile.
4 Ausschaltlichtbogen
5 feststehender Kontaktträger
5a Randzone von 5b
5b Ringöffnung von 5
5c Tragteil
5d kontaktträgerseitiger Gasraum
6 erster Schaltkontakt
6a Düse von 6
6b Hohlraum von 6a
6c freies Ende von 6
7 Isolierdüsenträger
7a Randzone von 7b
7b Ringöffnung von 7
7c Isolierdüse
7d Durchtrittslöcher des Löschgases
7e . isolierdüsenträgerseitiger Gasraum
7f Stirnöffnung von 7c
8 zweiter Schaltkontakt
8a Hohlraum von 8
8b freies Ende von 8
9 Gleitdichtung
9a gasdichte Gleitdichtung
9b gasdichte weitere Gleitdichtung
10 Spulenträger
10a Spule
10b Ringöffnung von 10
10c Durchtrittslöcher für das aufgeheizte Löschgas
11 Laufring
lla Ringöffnung von 11
12 Lagerteil
13 radiale Blasöffnung
14 Pfeil in Ausschaltrichtung
15 Druckpfeile
16 Strömungspfeile
17 Druckpfeile
1. Elektrischer Selbstblasschalter mit einem von einer Spule (10a) umgebenen ersten
Schaltkontakt (6), wobei die Spule (10a) mit ihrem einem Ende mit der Stromzuführung
des ersten Schaltkontaktes (6) und mit ihrem anderen Ende mit einem im Bereich des
freien Endes (6c) des ersten Schaltkontaktes (6) angeordneten Laufring (11) für den
Lichtbogen (4) verbunden ist, mit einem gegenüber dem ersten Schaltkontakt (6) beweglichen
zweiten Schaltkontakt (8), wobei wenigstens einer der beiden Kontakte (6, 8) ein düsehförmiges
Kontaktende (6c, 8b) aufweist, und mit einem mit Löschgas gefüllten, durch den Ausschaltlichtbogen
(4) aufheizbaren Kompressionsraum (3), der über das düsenförmige Kontaktende (6c,
8b) mit einem Expansionsraum (5d, 7e) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass
Mittel (1, 2) vorgesehen sind, die eine Vergrösserung des Kompressionsraumes (3) ermöglichen,
wenn der Druck des durch den Ausschaltlichtbogen (4) aufgeheizten Löschgases im Komressionsraum
(3) einen vorgebbaren Wert überschreitet.
2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (l, 2) mit der
weiteren Begrenzung (3a, 5, 6a, 7c, 8; 3a, 6a, 7, 7c, 8) des Kompressionsraumes (3)
zusammenwirken und in ihrer Anordnung ein hinsichtlich ihres Platzbedarfes veränderliches
System bilden, das wenigstens einen lageveränderlichen Teil (1), aufweist dessen dem
im Kompressionsraum (3) befindlichen Löschgas zugewandte Wand (la) einen Wandteil
der Begrenzung des Kompressionsraumes (3) bildet; und dessen von diesem Löschgas abgewandte
Seite (lb) unter der Wirkung einer Gegenkraft steht.
3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel aus einem Kolben-Zylinder-System
(1, 3a) bestehen, bei dem der Kolben (1) den lageveränderlichen Teil (1) bildet, dessen
vom im Kompressionsraum (3) befindlichen Löschgas abgewandte Seite (lb) unter der
Wir- . kung einer Feder (2) steht.
4. Schalter nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzung
des Kompressiorisraumes (3) zum Teil aus einem Rohr (3a) besteht, dass das Rohr (3a)
an seinem einen Rohrende (3b) durch einen feststehenden ringförmigen Kontaktträger
(5) abgeschlossen ist, wobei die Randzone (5a) der Ringöffnung (5b) des Kontaktträgers
(5) fluchtend mit der Düse (6a) des düsenförmigen ersten Schaltkontaktes (6) fest
verbunden ist, dass das Rohr (3a) an seinem anderen Rohrende (3c) mit einem ringförmigen
Isolierdüsenträger (7) feststehend verbunden ist, wobei die Randzone (7a).der Ringöffnung
(7b) des Isolierdüsenträgers (7) fluchtend mit der Isolierdüse (7c) fest verbunden
ist, und wobei der düsen- förmige zweite Schaltkontakt (8) in der Isolierdüse (7c)
axial beweglich geführt ist, dass der die Form eines Ringkolbens (1) aufweisende lageveränderliche
Teil (1) an seiner äusseren Mantelfläche (lc) unter Zwischenschaltung einer gasdichten
Gleitdichtung (9a) durch das Rohr (3a) und an seiner inneren Mantelfläche (ld) unter
Zwischenschaltung einer gasdichten weiteren Gleitdichtung (9b) durch die Isolierdüse
(7c) axial beweglich geführt ist, dass zwischen dem Isolierdüsenträger (7) und dem
Ringkolben (1) eine Feder (2) angeordnet ist, und dass der Isolierdüsenträger (7)
wenigstens ein Durchtrittsloch (7d) aufweist.
5. Schalter nach den Ansprüchen l, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben
(1) mit dem ersten Schaltkontakt (6) fest verbunden ist.
6. Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzung des Kompressionsraumes
zum Teil aus einem Rohr (3a) besteht, dass das Rohr (3a) an seinem einen Rohrende
(3b) durch einen feststehenden ringförmigen Isolierdüsenträger (7) abgeschlossen ist,
wobei die Randzone (7a) der Ringöffnung (7b) des Isolierdüsenträgers (7) fluchtend
mit der Isolierdüse ( 7c) fest verbunden ist, und wobei der düsenförmige zweite Schaltkontakt
(8) in der Isolierdüse (7c) axial beweglich geführt ist, dass das Rohr (3a) an seinem
anderen Rohrende (3c) den die Form eines Ringkolbens (1) aufweisenden lageveränderlichen
Teil (1) unter Zwischenschaltung einer gasdichten Gleitdichtung (9a) an seiner äusseren
Mantelfläche (lc) führt, wobei die Randzone (le) der Ringöffnung (lf) des lageveränderlichen
Ringkolbens (1) fluchtend mit der Düse (6a) des düsenförmigen ersten Schaltkontaktes
(6) fest verbunden ist, dass im Bereich der dem Löschgas im Kompressionsraum (3) zugewandten
Seite (la) des lagerveränderlichen Ringkolbens (1) ein ringförmiger Spulenträger (10)
mit dem Rohr (3a) feststehend verbunden ist, wobei die Spule (10a) zusammen mit dem
Laufring (11) fluchtend mit der Ringöffnung (10b) des Spulenträgers (10) von diesem
gehalten ist, dass die Düse (6a) des düsenförmigen ersten Schaltkontaktes (6) unter
Zwischenschaltung einer Gleitdichtung (9) in der Ringöffnung (10b)' des Spulenträgers
(10) geführt ist, wobei dieser wenigstens ein Durchtrittsloch (10c) für das aufgeheizte
Löschgas des Kompressionsraumes (3) aufweist, und das zwischen dem lageveränderlichen
Ringkolben (1) und einem ausserhalb des Kompressionsraumes (3) angeordneten Lagerteil
(12) eine Feder (2) angeordnet ist.
7. Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem dem Laufring
(11) zugewandten Ende der Spule (10a) und dem Laufring (11) wenigstens eine in radialer
Richtung angeordnete Blasöffnung (13) vorgesehen ist.