CH175139A - Verfahren zum Löschen von Wechselstromunterbrechungslichtbögen mit Hilfe einer strömenden, einer Hülle unter Druck zugeführten Flüssigkeit. - Google Patents

Verfahren zum Löschen von Wechselstromunterbrechungslichtbögen mit Hilfe einer strömenden, einer Hülle unter Druck zugeführten Flüssigkeit.

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CH175139A
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Aktieng Siemens-Schuckertwerke
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Siemens Ag
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  Verfahren zum Löschen von     Weehselstromunterbreebnngslichtbögen    mit Hilfe einer       strömenden,    einer Hülle unter Druck zugeführten Flüssigkeit.    Es ist bekannt, den Unterbrechungslicht  bogen von     Schaltern    und Sicherungen zum  Zwecke der Löschung mit Flüssigkeit     anzu-          spritzen.    Einem Flüssigkeitsstrahl weicht<B>je-</B>  doch ein freibrennender Lichtbogen     immer          aue,    auch dann, wenn dieses Anspritzen     mit-          telst    einer Düse, wie solche bei den bekann  ten     Hochleistungsdruckluftschaltern    verwen  det sind, erfolgt.

   Eine nennenswerte Wir  kung der Flüssigkeit ist daher nicht vorhan  den.  



  Bei     Olechaltern    sind verschiedene Mass  nahmen bekannt, um Öl in den Lichtbogen  hineinzudrücken. Zu diesem Zwecke wird bei  den bekannten     Olschalterkammern    der Licht  bogen in der     Achse    eines engen     Kanals,    der       durch    die Austrittsöffnung des Schaltstiftes  gebildet wird, gezogen.

   In     diesen    Kanal soll       das    Öl der     Löschkammer    hineingedrückt wer  den.     Der    Druck für das Hineindrücken des  Öls wird hierbei vom     Lichtbogen    selbst er-    zeugt, und zwar von     einem        Liehtbogenstück,     welches in der dem     Austrittskanal    vorgela  gerten, mit Flüssigkeit gefüllten     Löschkam-          mer    brennt. Das Öl soll hierbei zum wesent  lichen     Teil    durch seine     Isoliereigenschaft     unterbrechend wirken.  



  In diesen bekannten     Ölschalterlöschkam-          mern    entsteht um den gezogenen Lichtbogen  die     Gasblase,    welche das Öl der     Löschkam-          mer    unter Druck setzt. Nach dem     Austritt     des Schaltstiftes aus der     Löschkammermün-          dung    steht diese Gasblase durch die Licht  bogenstrecke, welche einen Gaskanal darstellt.

    mit dem Raum ausserhalb der     Löschkammer     in Verbindung und findet daher durch diesen  Gaskanal ihre     vollkommenste    Entlastung, so       da-ss    der auf die Flüssigkeit ausgeübte Druck  verschwindet, ohne dass ein die Flüssigkeit  gegen den     Lichtbogen    drückender Überdruck  zustande kommt. Die Flüssigkeit wird viel  mehr aus der Umgebung des Lichtbogens           weggedrückt.    Ausserdem behindert die der       Löschkammer    vorgelagerte Flüssigkeit das  rasche Expandieren des Gases aus der     Lösch-          kammeröffnung.     



       Ähnliche    Verhältnisse sind bei allen be  kannten Schaltern vorhanden, bei welchen ein  Stück des durch     einen    Löschkanal gezogenen  Lichtbogens in einem mit Flüssigkeit gefüll  ten geschlossenen Druckraum brennt, der  nur     durch    diesen Kanal mit dem Aussen  raum in Verbindung steht.  



  Der Nachteil dieser     Löschvorrichtungen     besteht darin, dass eine unzulängliche Zu  fuhr von kühlem     Löschmittel    zu dem Licht  bogen     stattfindet.     



  Die Aufgabe der Erfindung besteht darin,  ein verbessertes Verfahren für die     Lichtbo-          genlöschung    zu schaffen, mit :dessen Hilfe       Hochspannungsstromkreise        mit    kürzeren  Lichtbögen und daher kleinerer Gas- und       Druckentwicklung    unterbrochen werden kön  nen, als dies bisher möglich war.  



  Diese Aufgabe wird nach der Erfindung  mit Hilfe einer     strömenden,    einer Hülle unter       Druck    zugeführten Flüssigkeit gelöst, wobei  die Hülle in der     Richtung    der     Längserstrek-          kung    des Lichtbogens     nach    Gasräumen offen  ist, in welche die durch den Lichtbogen er  zeugten Gase und Dämpfe ungehemmt expan  dieren können.

   Während der aus der Flüs  sigkeit     gebildete    Dampf aus der Hülle expan  diert, wird neue Flüssigkeit in die Hülle  an     -einer        zwischen    den Expansionsöffnungen  gelegenen Stelle durch den äussern     Druck    mit  solcher Beschleunigung     hineingedrückt,

      dass  sie jeweils im     Stromnulldurchgang    dem zu  sammenschrumpfenden     Lichtbogenquerschnitt          nachfolgen    kann und ein von der     Zufluss-          mündung    gegen die     Expansionsöffnungen    ab  nehmendes Druckgefälle im     Lichtbogenraum          erzeugt.     



  Hierdurch wird erzielt, dass die Gase und  Dämpfe in der unmittelbaren     Umgebung,der          Lichtbogensäule    fortlaufend durch Flüssig  keit     ersetzt    werden.  



  Die Einrichtung gemäss der Erfindung zur       Ausübung    des Verfahrens besitzt eine solche       Ausbildung    und     Anordnung    der Flüssig-         keitsleitung    in bezug auf die Hülle, dass der       Liehtbogen    innerhalb der Hülle durch die  Flüssigkeit umklammert wird.  



  Die überlegene Wirkungsweise der Ein  richtung kann etwa damit erklärt werden.  dass durch das Verfahren ein hohes Tempe  raturgefälle an der     Lichtbogensäule    und da  her ein sehr kleiner     Lichtbogendurchmesser          erzeugt    wird, während sieh der Lichtbogen  strom seinem Nullwert     nähert.     



  In der Zeichnung sind Ausführungsbei  spiele von     Einrichtungen    zur     Ausübung,des     Verfahrens nach der Erfindung dargestellt.  



  In den     Fig.    1 bis 3 ist     1,der        Lösehkanal,     in dessen Achse der Lichtbogen gezogen  wird und der     beidseitig    in freie     Räume    mün  det. Z     ist        die    Zuführungsleitung für die  Druckflüssigkeit, die in der     Mitte    des     Lösch-          kanal        .L    mündet.

   Die Figuren stellen     nun,den     Unterbrechungsvorgang in drei verschiedenen  Zeitmomenten dar und zwar beträgt der Zeit  unterschied zwischen     Fig.    1 und 2 und zwi  schen     Fig.    2 und 3, je etwa. 0,0005 Sekunden.  Der Zeitunterschied     zwischen        Fig.    1     und          Fig.    3, ist also insgesamt 0,001 Sekunde.       Fig.    3 stellt den Lichtbogen in dem Augen  blick dar, wo der Wechselstrom gerade den       Nullwert    hat.     Fig.    2, und     Fig.    1 zeigen den  Lichtbogen knapp vorher, wo er sich auf .dem  absteigenden Ast befindet.

   Beispielsweise  beträgt der     Lichtbogenstrom    in     Fig.    1     noch     3000 A, in     Fig.    2 1500 A, in     Fig.    3     ist    er  Null. Vorausgesetzt ist     50-periodiger    Wech  selstrom.  



  Knapp bevor der Lichtbogen durch .den  Löschkanal L hindurchgezogen wird, wird  durch die     Zuleitung    Z Flüssigkeit     in        .den          Löschkanal        hineingedrückt.    Der Lichtbogen  ist daher in     Fig.    1 bereits ringsum mit einem  zylindrischen Mantel M von     Druckflüesig-          keit    umgeben, die das in dem     Kanal    befind  liche     Lichtbogenstüek        gewissermassen    um  klammert.

   Der Lichtbogen verdampft die an  ihn angrenzende Flüssigkeitsschicht, so     dass     sich um den     Lichtbogenkern    ein Dampfman  tel bildet, der die weiter abliegende Flüssig  keit vor dem Lichtbogen     isoliert.    Die     ganze     Gassäule samt dem Dampfmantel wird durch      den zwischen der Mitte des Löschkanals und  den freien     Ausflussenden    herrschenden grossen  Druckunterschied in     rasche        achsiale    Strö  mung versetzt.

   Die durch die     Zuleitung    Z  hineingedrückte Flüssigkeit ersetzt nun die  abströmenden Gase, augenblicklich, so dass  sich mit abnehmendem Strom der Flüssig  keitskanal um den Lichtbogen zusammen  schnürt. Die Zufuhr .der Flüssigkeit erfolgt  dabei mit     solchem    Überdruck und durch so  weite Leitungen, dass sich der Löschkanal  innerhalb     eines    Bruchteils einer Halbwelle  mit der Flüssigkeit füllen kann.

   Man sieht  ohne     weiteres,        da.ss    eine     Verminderung    der       Ausströmwiderstände    der Gase und Dämpfe  aus dem     Löschkanal    L in gleicher Weise  wirkt, wie eine Erhöhung des Zuführungs  druckes der Flüssigkeit, da der für das Ein  strömen der     .Flüssigkeit    massgebende     Über-          druck        gleich    der Differenz zwischen dem Zu  führungsdruck und dem Gegendruck der       Gase    ist.

   Der Gegendruck .der Gase     ist    aber  umso kleiner, je stärker der statische     Druck     der Gase in Strömungsenergie umgewandelt       wird.    Das rasche Abströmen der Gase und  Dämpfe längs .des Lichtbogens ist das     Mittel,          um,die    Flüssigkeit mit Aufwendung mässiger       Drücke    in die unmittelbare Nähe der     Licht-          bogensä.ule    zu bringen.  



  In     Fig.    2 ist nun der Kanal schon zum  grössten Teil mit Flüssigkeit     gefüllt    und in       Fig.    3. ist der Lichtbogen auf einen  fadendünnen Flüssigkeitskanal     zusammenge-          \chrumpft.    Dadurch wird nun ein sehr     hohes     Temperaturgefälle an dem in dem     Kanal    vor  handenen     Lichtbogenstü:ck    erzeugt, weil die  Flüssigkeit eine sehr hohe     WärmeaufnaIme-          fäkigkeit    hat.

   Die Temperatur sinkt infolge  dessen an diesem     Lichtbogenstück    in der kur  zen     stromlosen    Pause während .des     Stromnull-          durchganges    (die etwa<B>0,0001</B> bis 0,00001  Sekunde andauert) unter jenen Wert, der für       das        Fortbestehen    des Lichtbogens     nach    dem       Stromnulldurchgang    erforderlich wäre.

   Der       Lichtbogen        entsteht    daher auf der im Kanal       vorhandenen    Strecke nicht wieder und     wird     überhaupt nicht wieder gezündet, wenn     die-          ser        Kanal    eine entsprechende Länge hat, die    von .der     Betriebsspannung    nicht     mehr-        dumh-          schlagen    werden kann.  



       In        Fig.    4     sind    die     Zustandsänderungen     im     Löschkanal    während einer     Halbpeiiode     des     Wechselstromes    schaubildlich dargestellt.  



  J ist eine     Halbwelile    des     Wechselstromes,          i,    ist die     Zuflussgeschwindigkeit    der Flüs  sigkeit zum Beispiel des     Wassers    in den       Löschkanal    und     g        ist    die     Beschleunigung,     die vorhanden     sejn    muss, damit sich der       Löschkanal    in der in den     Fig.    1 bis 3 dar  gestellten     Weise    mit     Flüssigkeit    füllen kann.

    Nach dieser Beschleunigung richtet sich die  für die Flüssigkeitszufuhr aufzuwendende  Druckkraft.  



  Bei     Versuchen    wurde zum Beispiel mit  einem frei in Luft angeordneten Löschkanal  von 49 mm Länge ein Lichtbogen von 8000  Ampere     effektiv    bei 15000 Volt effektiv     Be-          triebsspannung        mit    Wasser,     welches    mit  einem Druck von 10     Atm.    zugeführt wurde,  beim ersten     Stromnulldurehgang    gelöscht;  die auf 1 cm Länge ,des     Löschkanals    entfal  lende Spannung betrug somit etwa. 3000 Volt.  



  Die     ,Stärke    der äussern Druckkraft     ist    da  durch gegeben, dass die Flüssigkeit imstande  sein muss, jeweils in der     abnehmenden,    dem  Nulldurchgang sich nähernden Wechselstrom  welle dem zusammenschrumpfenden     Lichtbo-          genquerschnitt    auf der ganzen Länge des  Kanals nachzufolgen. Der     Löschkanal    muss  sich also innerhalb des Bruchteils einer Halb  welle mit Flüssigkeit füllen können.

   Hierzu  sind je nach Ausbildung des Löschkanals, der       Zuführungsleitung    für die Flüssigkeit und  nach der Stärke des Lichtbogens Drücke in  der     Grössenordnung    von 2 bis     2'0    Atmosphä  ren erforderlich.

   Der aufzuwendende Druck  kann einerseits     umso    kleiner sein, je günsti  gere     Expansionsverhältnisse    man schafft, an  derseits je kleiner die zu     beschleunigende     Flüssigkeitsmasse und der Weg, auf dem  die Masse beschleunigt werden     müss,        gemacht     wird.     Vorzugsweise    drückt man     Flüssigkeit     durch Druckgas, beispielsweise Druckluft, in  den     Löschkanal    hinein.  



  Die Löschung des Lichtbogens     hängt,da-          von    ab, ob das     Lichtbogenstück,    welches     im         Kanal in innige     Berührung    mit der Flüssig  keit kommt, genügend lang     ist.    Die Mindest  länge des     Kanals    ergibt     sich    somit für jeden  Stromkreis aus der     Betriebsspannung    und ,der  zu unterbrechenden Stromstärke unter Zu  grundelegung einer     bestimmten    erreichbaren       Löschleistung/em    Länge.

   Die Kanallänge  darf schon aus dem     Grunde    nicht zu klein  sein, weil an der freien Kanalöffnung ein  freier     Ausfluss        stattfindet,    daher Druck-     und     Klammerwirkung der     Flüssigkeit    nur im       mittleren    Teil vorhanden sind.

   Die Kanal  länge darf aber auch nicht zu gross sein, da       .die    Dicke der     achsial    strömenden     Gassäule     von der Mitte gegen die Enden des Kanals  stark zunimmt, so     dass    bei einer bestimmten  Grenzlänge das     Temperaturgefälle    an den       Endstücken    zu klein wird, so dass diese un  wirksam     sind.     



  Die     Einrichtung    kann mit beliebigen, ins  besondere auch halbleitenden     Flüssigkeiten,     zum     Beispiel    Wasser,     betrieben    werden, da  die     Löschwirkung    nicht der     Isoliereigen-          schaft,    sondern der     Wärmeaufnahmefähig-          keit    der     Flüssigkeit    zuzuschreiben ist.  



  Die     Fig.    5 bis 7 zeigen verschiedene For  men der Hülle und des Zuführungskanals für  die Flüssigkeit. In     Fig.    5     ist    in einem     Isolier-          körper    10 der Kanal 11 vorgesehen, in .den  senkrecht der     Zuführunggskanal    12 einmündet.       Das    feste     Schaltstiick    13 ist an der einen       Seite    der     Einizchtung    angeordnet, der Schalt  stift 14     wird    durch den     Löeehkanal    hindurch  gezogen.

   Indem gezeichneten Augenblick     ist     der Löschkanal mit .der Druckflüssigkeit ge  fiillt, man sieht, dass der     Durchmesser    der       Lichtbogengase    und der darin     befindliehen     Dämpfe von der     Mitte    gegen die Enden zu  zunimmt.     In.        Fig.    6 befindet sich in dem     Iso-          lierkörper    15 ein den     Löschkanal    16 in der       Mitte        ringförmig    umgebender Raum 17, so  dass die     Flüssigkeit    ringsum dem Kanal zu  fliessen kann.  



  Bei grösseren Spannungen und Leistungen  können mehrere Löschstellen, deren jede  einen     Kanal    von     begrenzter    Länge hat, hin  tereinandergeschaltet sein. Man kann auch    den     Kanal    der     Löscheinrichtung    mit mehre  ren radialen Entlastungsöffnungen versehen,

    wobei die Flüssigkeit an mehreren     Stellen     und zwar     zwischen    je zwei Entlastungsöff  nungen dem Kanal zugeführt     wird.    In     Fig.    7  ist in dem Isolierkörper 18 der Löschkanal  19 mit einer radialen     Entlastungsöffnung    20  versehen und die Flüssigkeit wird durch  zwei Kanäle 21 und 22     zugeführt.    Bei die  ser Ausführung ist die Wirkung des verhält  nismässig langen     Löschkanals    verbessert, da  er durch die     Entlastungsöffnung    20 in zwei  kurze Löschkanäle getrennt ist, die jeder  für sich beidseitig geöffnet sind.  



  Um zu erreichen, dass die Flüssigkeit im       Stromnulldurchgang    auf     einer    grossen     Länge     in die     unmittelbare    Nähe :des Lichtbogens  gelangt, kann in der Nähe des Lichtbogens  ein     pufferuder    Speicher vorgesehen sein, des  sen     Eigenschwingungszahl    über oder in der  Nähe der doppelten Eigenfrequenz     des.        Wech-          selstromes    liegt.

   Durch diese Ausbildung ist  die den Lichtbogen umklammernde Flüssig  keit imstande, den mit der doppelten     Wech-          selstromfrequenz    erfolgenden Schwingungen  des     Lichtbogendurchmessers    zu folgen. Um  die     Löschvorrichtung    mit mässigen Drücken  betreiben zu können, wird zweckmässig die  entsprechend dem Pulsieren des Wechsel  stromlichtbogens zu beschleunigende     Flüssig-          keitsmasse    möglichst klein gemacht.     Dies          kann    durch Abfederung der Druckflüssigkeit  beispielsweise mit Hilfe von Luftpuffern er  reicht werden.

   Man kann zum Beispiel an  die an den Löschraum angeschlossene     Zufüh-          rungsleitung    für die     Druckflüssigkeit    wind  kesselartige Einrichtungen anschliessen, so  .dass sich die Schwingungen der     Flüssigkeit    in  der     Löschvorrichtung    nicht auf den ganzen  Flüssigkeitsvorrat     übertragen,        sondern    auf       eine    verhältnismässig kleine Flüssigkeitsmasse  in der Nähe des Löschkanals beschränkt sind.  Man kann ferner den den Löschraum ein  schliessenden Körper     selbst    aus elastischem  Stoff machen.

   Ferner ist es möglich, gasge  füllte elastische Hüllen in der Nähe des       Löschraumes    unter der Druckflüssigkeit an  zuordnen.      In den     Fig.    8 bis 10 sind     Einrichtungen     dargestellt, die die Flüssigkeitszufuhr ver  bessern, indem sie ein möglichst     trägheits-          loses    Nachströmen der Flüssigkeit in den       Löschknal    bewirken.

   In     Fig.    8     ist    zu diesem       Zweck    an den     Löschkanal        \33    ein Windkessel  24     angesehlossen.    der die rasche     Bewegung     der Flüssigkeit übernimmt, wodurch die  Flüssigkeit in der Zuleitung 25 nicht auf die  hohe Geschwindigkeit     beschleunigt    zu wer  den     braucht.     



       In    dem     Schaubild        Fig.    11 sind die     Zu-          flul3verhältnisse,    wie sie in einer Einrichtung  ohne Ausgleich durch eine entsprechende  Puffereinrichtung vorhanden sind, den Ver  hältnissen bei Vorhandensein einer solchen       Puffereinriehtung        gegenübergestellt.    Die ho  rizontale Achse ist die Zeitachse.

   J ist der       Liehtbogens.tront,        vi    ist die     Zuflussgeschwin-          digkeit    der Flüssigkeit im Kanal 25 ohne       Pufferung,        v2    dagegen die     Gesehwindigkeit     der Flüssigkeit mit     Pufferung.    Der Tangente  des Winkels b ist die für die Flüssigkeit auf  zuwendende     Besehleunigungskraft    proportio  nal. Man sieht, dass diese durch eine ent  sprechende     Pufferungseinrichtung    wesentlich  verkleinert werden kann. Somit kann man  mit viel kleineren Drücken auskommen.  



       Fig.    9 zeigt     ein        anderes    Ausführungs  beispiel. Die Abfederung der Druckflüssig  keit in der Nähe des Löschraumes erfolgt  durch gasgefüllte elastische Hüllen 26, 27  in der     Zuführungsleitung    für     die    Druckflüs  sigkeit. Der Druck in dem Flüssigkeitsbehäl  ter     ?8    wird durch     Herabdrücken    eines Kol  bens 29 erzeugt, wodurch das     zwischen        .dem     Spiegel der     Schaltflüssigkeit    und dem gut  dichtenden Kolben 29 in :dem     Raum    30 be  findliche Gas zusammengedrückt wird.

   Statt  das Gas durch Herabdrücken eines Kolbens  zu     komprimieren,    kann man auch den     Raum          .\30    mit Hilfe     eines        Ventils    mit einer Druck  gasquelle verbinden. Das Ventil wird bei der       Unterbreehung    des Sehalters geöffnet. Die  Gaskissen 26, 27 wirken derart, dass sie wäh  rend des Strommaximums, wo keine oder  wenig     Flüssigkeit    in den     Löschkanal    ein  dringt,     zusammengedrückt    werden und sich    in der Umgebung des     Stromnulldurchganges     ausdehnen.  



  In     Fig.    10 ist ein besonders grosser     Zu-          flussquers-chnitt    für die Flüssigkeit vorgese  hen. Der Löschkanal in dem     IsolierköTper     31 ist durch mehrere     Zuflussöffnungen    32,  33, 31 mit dem     Flüssigkeitsraum    35     ver-          bunden,    so dass von dem Kanal an der einen       Seite    nur     Kanalwände    38, 39, 40, 41 stehen  geblieben sind und der     Kanal    in einzelne  Stücke aufgelöst erscheint.

   In dem     Flüssig-          keitsdruo1kraum    35     ist    wieder     ein        mit    einer  elastischen Hülle umgebenes Gaskissen, zum  Beispiel     ein    Gummiballon 36, angeordnet.  Die Flüssigkeit wird in     Richtung    :des     Pfeils     37 von aussen     unter    Druck gesetzt.

   Durch  den grossen     Zuflussquerschnitt        ist        erreicht,    dass  die     Flüssigkeit    nur auf eine kleine Geschwin  digkeit beschleunigt werden muss, um den       erforderlichen        sekundlichen        Zufluss    zu erhal  ten.  



  In     Fig.    12 ist ein     Ausführungsbeispiel    der  Erfindung dargestellt, bei dem die Flüssig  keit der     Lichtbogenhülle    ebenfalls durch  mehrere Zuführungskanäle, welche     schlitz-          förmige    Mündungsöffnungen haben, zuge  führt wird.

   In     Fig.    12 bedeuten 110, 111,  112, 113     Isolierplatten,        durch    die eine     zen-          trische    Bohrung 114, der     Löschkanal,    hin  durehgeht. 115, 116, 117     sind    Ringe aus  Isoliermaterial, welche .die     Platten    110 bis  113 in     Abstand    halten. Zwischen den Plat  ten 110 bis 113 und den Ringen 115 bis 117  befinden sich Zwischenlagen 118 bis<B>123</B> aus  Gummi oder einem andern geeigneten Dich  tungsmaterial. Der Plattenstapel     ist    durch  Schraubenbolzen 124, 125 zusammengezogen.  



  Die Platten 111, 112 und     die    Innenseiten  der Platten 110 und<B>113</B> sind gegen die Boh  rung 114 zu konisch abgeschrägt. Es entste  hen auf diese Weise zwischen den Platten  drei     ringförmige    Öffnungen 126     bis    128 von  kleiner     axialer        Breite.    Die Wand des     Lösch-          kanals        ist    dadurch in einzelne     ringförmige     Rippen 129 bis 132 aufgelöst.     In    den Platten  111, 112 befinden sich in genügendem radia  len Abstand von der     Löschkanalachse    Ver  bindungsöffnungen 133, 134.

   Der     erweiterte              Ringraum    135, der sich konzentrisch um die       Achse    des     Löschkanals    114 erstreckt, bildet  auf .diese Weise einen Flüssigkeitsspeicher  raum, dem durch Kanäle 136, 137 die     Flüs-          sigkeit    zugeführt wird. Die Einrichtung,  welche die Flüssigkeit unter äussern Druck  setzt,     ist    an diese     Kanäle    angeschlossen.

   Es  kann zum Beispiel bei der     Auslösung    des  Schalters ein     Ventil    geöffnet werden, welches  eine     Druckgas-    oder     Druckflüssigkeitsleitung          mit    -den     Zuführungsleitungen    136, 137 ver  bindet und diese augenblicklich unter einen  Druck von mehreren Atmosphären versetzt.  



  In den Ringraum 135     ist    ein ebenfalls       ringförmiger    elastischer,     gasgefüllter    Hüll  körper     :3:8    angeordnet, .der zwischen den Plat  ten 111, 112, festgehalten wird. Die Hülle  muss sehr elastisch, zum     Beispiel    aus Gummi,  sein,     damit    sie     trägheitslos    den raschen, im  Bruchteil einer Halbwelle erfolgenden Bewe  gungen der Flüssigkeit folgen kann.  



       Die    Wirkungsweise der     Vorrichtung    ist  folgende: Auf den     Auslösebefehl    wird auf  die Flüssigkeit in den Zuführungskanälen  136,     13,7    ein Druck von mehreren Atmosphä  ren gegeben, worauf sich der     Raum-135,    die  Kanäle zwischen den Platten 110     bis,    113 und  zum Teil auch der     Löschkanal    114 mit Flüs  sigkeit füllen.

   Hierauf wird, wenn die Ein  richtung in .einem Schalter verwendet wird,  das beweghohe     Schaltstück    durch     den.    Kanal  114     hindurchgezogen.    Bei einer Sicherung  schmilzt der durch den     Löschkanal    gezogene  Schmelzleiter durch. Es entsteht daher der       Absehalthühtbogen    im Löschkanal. Die       Liehtbogensäule    ist mit 13'9 bezeichnet.

   So  lange der     Lichtbogenstrom,    der ein Wech  selstrom ist, in der Nähe des Strommaxi  mums     sich    befindet, kann nur wenig Kühl  flüssigkeit durch die Ringschlitze 126 bis  128 in den Löschkanal eintreten, da der       Lichtbogen    fast den ganzen Kanal ausfüllt  und einen hohen Druck     entwickelt.    Unter  dem Druck der durch die Leitungen 136,  137 zugeführten Flüssigkeit     wird    daher die  Gashülle 138 zusammengedrückt     und    der  dadurch freigewordene     Raum    in dem     Spei-          elkerr#aum   <B>135</B> füllt sich mit Flüssigkeit.

      In der Nähe des     Stromnulldurchga.ngee     schrumpft der Lichtbogen schnell zusam  men und die     Flüssigkeit    wird aus dem Raum  135 durch die Schlitze     1\?6    bis<B>128</B> in den       Lichtbogenkanal    hineingedrückt. Dieses Hin  eindrücken erfolgt fast     trägheitslos,    da die  sich     ausdehnende        Gashülle    188 die Flüssigkeit  aus dem Speicherraum 135 in den Löschkanal  hineindrückt     und    die Flüssigkeit daher nur  auf kleinen Wegen in grossen     Z.uflussquer-          sohnitten    beschleunigt zu werden     braucht.     



  Diese Einrichtung hat. also einen     verhält-          nismässig    grossen     Zufluss.quewchnitt.    Den  Mündungsöffnungen der     Zuführungskanäle     gibt man zweckmässig kleine     Abmessungen    in  der Richtung der     Löschkanalachse.    Die Tiefe  der Zuführungskanäle, muss, gemessen senk  recht zur     Lös.chkanalachse,        mindenstens    so  gross     sein,    dass der Lichtbogen nicht durch  das Kanalsystem hindurch zünden kann.

    Es ist zweckmässig, die     Speicherräume    für  die Flüssigkeit rings um den     Löschkanal     und     konzentrisch    zu diesem in geringem Ab  stand von der Achse anzuordnen, umkleinste  Flüssigkeitsmassen zu beschleunigen.  



  Vorteilhaft ist es ferner, den     Durchfluss-          querschnitt    der Zuführungskanäle in der  Richtung von der     Löschkanalachse    radial  nach aussen hin     zunehmen    zu lassen, so dass  die dem     U.ohtbogen    zugekehrten Mündungs  öffnungen der Zuführungskanäle zwar kleine  Abmessungen haben, der     Durchflussquer-          schnitt    sich aber nach aussen rasch vergrössert.  Die Zuführungskanäle können allseitig um  die     Lichtbogenachse    herum angeordnet sein.

    Die     Mündungsöffnungen    können     vorteilhaf-          terweise    mit Bezug auf die Achse des     Lösch-          kanals        ringförmig    ausgebildet sein. Hierbei  ist es vorteilhaft, die Vorrichtung     aus    senk  recht zur     Achse    des Löschkanals     aufeinander-          geschichteten    Isolierplatten aufzubauen, wo  bei zwischen den Isolierplatten die Schlitze  gebildet werden, durch die die Flüssigkeit zu  geführt wird. Man kann dem Mündungs  schlitz auch schraubenförmige Form mit Be  zug auf die Achse des     Löschkanals    geben.  



  Die     Fig.    13 zeigt ein weiteres Ausfüh  rungsbeispiel der     Erfindung.    140     ist    ein      Isolierkörper mit einer     Bohrung    141, dem  Löschkanal, der sich an den Enden in der  Form von Düsen 142. 143 erweitert. In der  Mitte des     Isolierkörpers        1-10    ist ein grosser  Hohlraum 144 vorgesehen, in welchem Plat  ten 145, 146     aus    Isoliermaterial eingebaut  sind.     Diese    besitzen Öffnungen 147, so     da-ss     ausserhalb des     Läsehkanals    ein zusammen  hängender     Flüssigkeitssammelraum    entsteht.

    Oberhalb :dieses     Sammelraumes    befindet sich  ein ringförmiger Hohlraum 148, dessen ober  ster Teil 149 mit Luft gefüllt ist, so dass  ein Windkessel     entsteht.    150 ist der Zufüh  rungskanal für die     Druckflüssigkeit,    an wel  chen die Einrichtung für die Zuführung der  Druckflüssigkeit angeschlossen     ist.     



  Die Löscheinrichtung wirkt ähnlich wie  die nach     Fig.    12, wobei der     Windkessel    149  die Rolle der gasgefüllten Hülle 138 über  nimmt.  



  Dem     lichten    Querschnitt der     Lichtbogen-          hülle    kann     vorteilhafterweise    eine längliche  Form, zum     Beispiel    rechteckig oder     ellyp-          tiech,    gegeben werden. Bei dieser Quer  schnittsform     lässt    man die Zuführungskanäle       zweckmässigerweise    an den beiden langen       Querschnittsseiten    einmünden. Bei kreisrun  dem Querschnitt des Lichtbogens     empfiehlt     es sich, den     Durchmesser    kleiner wie 15 mm  zu machen.  



  Um ein ständiges Ausfliessen von Druck  flüssigkeit aus der Löscheinrichtung zu ver  meiden, kann die Zuführungseinrichtung für  die     Druckflüssigkeit    erst kurz vor dem  Öffnen des Schalters unter Druck gesetzt  werden. Insbesondere kann der     Druck,    unter  den die     Flüssigkeit    gesetzt wird, von dem  Getriebe, das den Schaltstift bewegt, erzeugt  werden.  



  Es ist auch denkbar, einen periodisch mit       dein        Wechselstrom    wechselnden Druck anzu  wenden, der jedesmal ungefähr     '/iooo    Sekunde  <I>vor</I> dem     Stromnulldurchgang    wiederkommen  muss.  



       Der        Mindestdruck,        unter    den die Flüssig  keit in der unmittelbaren Umgebung des       Liohtbogene    gesetzt werden muss, ist durch  die jeweilige     Lichtbogenleistung,    für welche    die     Einrichtung    berechnet ist,     vorgeschrieben.     Die Anwendung zu hoher Drücke ist un  zweckmässig, weil es überflüssig, ja sogar  schädlich ist, die Flüssigkeit in der     Nähe,des     Strommaximums in den     Löschraum    hineinzu  pressen.  



  Bei     Verwendung    von     Öl    oder ähnlichen  isolierenden, aber brennbaren Flüssigkeiten  kann man -die Luft in .den Expansionsräu  men durch ein     sauerstoffreies    Gas ersetzen.  Der den     Löschkanal        umschliessende        Isolier-          körper    kann aus einem Faserstoff, zum     Bei-          .spiel    Papier, Fiber, Holz,     bestehen.  

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH I: Verfahren zum Löschen von Wechsel stromunterbrechungslichtbögen in einer Hülle mit Hilfe einer strömenden, der Hülle unter Druck zugeführten Flüssigkeit, wobei die Hülle in der Richtung der Längserstreckung des Lichtbogens nach Gasräumen offen ist, in welche die durch den Lichtbogen erzeug ten Gase und Dämpfe expandieren können, dadurch gekennzeichnet, dass, während der aus der Flüssigkeit gebildete Dampf aus der Hülle expandiert, neue Flüssigkeit in die Hülle an einer zwischen den Expansions- öffnungen gelegenen Stelle durch den äussern Druck mit solcher Beschleunigung hineinge drückt wind,
    dass sie jeweils im Stromnull durohgang dem zusammenschrumpfenden Lichtbogenquerschnitt nachfolgen kann und ein von der Zufluss.mündung gegen .die Expan sionsöffnungen abnehmendes Druckgefälle im Lichtbogenraum erzeugt. UNTERANSPRUCH: 1. Verfahren nach Patentanspruch I, da .durch gekennzeichnet, dass eine Menge von Flüssigkeit durch Druckgas in den Löschraum hineingedrückt wird, um die Flüssigkeit möglichst verzögerungsfrei bewegen zu können.
    PATENTANSPRUCH II: Einrichtung zur Ausübung des Verfah rens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung und Anordnung der Flüssigkeitsleitung in bezug auf die Hülle, dass der Lichtbogen innerhalb der Hülle durch die Flüssigkeit umklammert wird. U\TERANSPRüCHE 2. Einrichtung nach Patentanspruch II, ge kennzeichnet durch Mittel zum Vermin dern der entsprechend der Änderung des Lichtbogendurohmessers beschleunigten Flüssigkeitsmaese. 3.
    Einrichtung nach Patentanspruch II, ge kennzeichnet durch eine Hülle mit einer mitten zwischen ihren beiden axialen Expansionsöffnungen liegenden Zufüh rungsstelle für die Flüssigkeit. 4.
    Einrichtung nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass die Zuflusslei- tung in der Nähe des Lichtbogens mit puffernden Flüssigkeitsspeichern verse hen ist, deren Eigenschwingungszahl über oder in der Nähe der doppelten Schwingungszahl des Wechselstromes liegt.
    5. Einrichtung nach Patentanspruch II"da- durch gekennzeichnet, dass die Druckflüs sigkeit in dem an den Löschraum an schliessenden Raum durch Gaspolster ab gefedert ist. 6. Einrichtung nach Unteranspruch 5, da durch gekennzeichnet, dass an dem Lösch- raum ZVindkessel angeschlossen sind. 7.
    Einrichtung nach Unteranspruch 5, da durch gekennzeichnet, dass gasgefüllte elastische Hüllen unter der Druckflüs sigkeit angeordnet sind. B. Einrichtung nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass der den Löschraum einschliessende Körper aus elastischem Stoff besteht. 9. Einrichtung nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass die Flüssig keit der Hülle durch mehrere quer zur Hüllenachse mündende Zuführungskanäle zugeführt wird. 10.
    Einrichtung nach Unteranspruch 9, da durch gekennzeichnet, dass die Mündungs öffnungen der Zuführungskanäle in der Hülle die Form von Schlitzen haben, deren kleinere Abmessung in der Rich tung der Achse der Hülle liegt. 1l. Einrichtung nach Unteranspruch 9, da durch gekennzeichnet, dass die Tiefe der Zuführungskanäle, gemessen in der Rich tung senkrecht zur Hüllenachse, minde stens so gross bemessen ist, dass der Licht bogen durch das Kanalsystem hindurch nicht zünden kann. 1.2.
    Einrichtung nach Patentanspruch II, .da durch gekennzeichnet, dass rings um die Lichtbogenhülle ,Speicherräume für die Flüssigkeit angeordnet sind, in welche die in die Hülle führenden Zuführungs kanäle münden. 13. Einrichtung nach Unteranspruch 9, da- ,clurch gekennzeichnet, dass die Zufüh rungskanäle allseitig um die Lichtbogen hülle herum angeordnet sind. 14. Einrichtung nach Unteranspruch 10, ge kennzeichnet durch einen ringförmigen Mündungsschlitz. 15.
    Einrichtung nach Patentanspruch II, da- duroh gekennzeichnet, dass die Durch flussquerschnitte der Zuführungskanäle, durch welche die Flüssigkeit der Hülle zugeführt wird, in der zur Hüllenachse senkrechten Richtung radial nach aussen allmählich zunehmen.
    16. Einrichtung nach Unteranspruch 9, da durch gekennzeichnet. dass sie aus senk recht zur Achse des Löschkanals aufein- andergeschichteten Isolierplatten aufge baut ist und zwischen den Isolierplatten Schlitze gebildet sind, durch welche Flüs sigkeit zugeführt wird. 17. Einrichtung nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass der Druck, unter den die Flüssigkeit gesetzt wird, von einem Getriebe, das einen Schaltstift bewegt, erzeugt wird. 18.
    Einrichtung nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, -dass die Hülle kreisrunden Querschnitt und einen lich ten Durchmesser von weniger als 15 mm besitzt. 19. Einrichtung nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass der lichte Querschnitt der Hülle längliche Form hat. 20.
    Einrichtung nach Patentanspruch II, da- dureh gekennzeiehnet, dass mehrere Hül len hintereinander geschaltet sind, um auch für höhere Spannungen den vom Liehtbogen erzeugten R,üokdruak klein zu halten.
    21. Einrichtung nach Patentanspruch II, da durch gekennzeiehnet, dass die Lichtbo- genhüte mit mehreren radialen Entla stungsöffnungen versehen ist, wobei die Flüssigkeit an mehreren Stellen zwischen je zwei Entlastungsöffnungen zugeführt wird.
CH175139D 1933-01-23 1934-01-13 Verfahren zum Löschen von Wechselstromunterbrechungslichtbögen mit Hilfe einer strömenden, einer Hülle unter Druck zugeführten Flüssigkeit. CH175139A (de)

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