Druckgas-Leistungsschalter. Gegenstand der Erfindung ist ein Drück- gas-Leitungsschalter mit Lichtbogenlöschung durch strömendes Gas, das beim Abschalten durch die Lichtbogenwärme aus den, gas abgebenden Wandungen des Schaltraumes freigemacht wird.
Für derartige Schalter ist bereits vorge schlagen worden, die heissen Schaltgase aus der Schaltröhre in einen druckfesten, um ein Vielfaches grösseren Raum austreten zu las sen, der mit der Aussenluft nur durch kleine Öffnungen verbunden ist. Man erzielt da durch-ein wirksames Abkühlen und ein mehr gerichtetes Ausblasen der heissen und oft lei tenden Schaltgase.
Als Folge davön können die Isolationsabstände zwischen . den einzel nen Schalterpolen eines mehrpoligen Schal ters und zwischen diesen und sonstigen span nungsführenden und geerdeten Teilen der Schaltanlage verringert werden, was natur gemäss für die Herstellung derartiger Schal ter im Hinblick" auf geringe Baumasse und Materialersparnis von grossem Vorteil ist. Ausserdem werden dadurch die bisweilen. als störend empfundenen Geräusch- und> Feuer erscheinungen beim Abschaltvorgang_.an- der artigen Schaltern wesentlich herabgesetzt.
Bei den bereits vorgeschlagenen Ausfüh rungen ist nun die Anordnung derart ge troffen, dass sich der Blasraum an das offene Ende der Schaltröhre anschliesst und an seiner der Mündung der Schaltröhre gegen überliegenden Seite die Austrittsöffnungen für die heissen Schaltgase in die Aussenluft trägt.
Dadurch ergeben sich aber, insbeson dere dann, wenn durch das bewegliche Schalt glied bei geöffnetem Schalter auch noch eine von aussen sichtbare Lufttrennstrecke gebil det werden soll, verhältnismässig lange Löschvorrichtungen. Infolgedessen weisen diese Schalter eine sperrige Bauweise auf, deren Unterbringung in den vielfach früher bereits für andere Schalter benützten Schalträumen bisweilen Schwierigkeiten be reitet.
Beim Schalter nach der Erfindung, bei dem die Schaltröhre ebenfalls in einen Blas- raum mündet, der mit der Aussenluft nur durch im Verhältnis zum Blasraum kleine Öffnungen verbunden ist, wird in dieser Hin sicht eine Verbesserung dadurch erzielt, dass die Schaltröhre mit ihrem Blasende in die Blaskammer derart hineinragt, dass der Blas- strom eine Umlenkung und Durehwirbelung erfährt,
bevor er durch die in der Blas- kammerwand bezüglich der Schaltröhre seit lich angebrachten Austrittsöffnungen in die Aussenluft übertritt.
Diese Ausbildung der Löschvorrichtung bringt zahlreiche Vorteile. Durch das Inein- anderschieben von Blaskammer und Schalt röhre ergibt sich zunächst eine günstige Ver kürzung der Bauhöhe der Löschanordnung.
Ferner erfährt der Blasstrom, sobald er die Lichtbogenstrecke verlässt, eine Umlenkung und verliert dabei einen grossen Teil seiner Strömungsenergie; damit sinken die Druck- beanspruchungen der Blaskammer. In der Blaskammer wird das Gas weiterhin durch wirbelt und tritt dann mit verringerter Ge- schwindigkeit durch die Öffnungen der Blas- kammer in die Umgebungsluft aus. Die An ordnung von mehreren Austrittsöffnungen, z.
B. in der Form von Schlitzen oder auch Bohrungen (Bohrungen wie Schlitze können Düsenform haben), bringt den Vorteil, dass man die heissen Schaltgase brausenförmig in die Umgebungsluft einleiten und dadurch abkühlen kann, so dass schliesslich die Schalt gase schon kurz nach ihrem Übertritt in die Aussenluft soweit entionisiert sein können, dass Überschläge vermieden werden.
Vorteilhaft ist es dabei, die Verhältnisse so zu wählen, dass der bewegliche Schalt kontakt, der durch eine Bohrung in der Blaskammerwand hindurchtritt, diese Öff nung der Blaskammer erst dann freigibt, wenn der Löschvorgang bereits beendet ist.
Bei grossen Abschaltleistungen des Schal ters reichen die vorstehend angegebenen Mit tel für die Beseitigung der Geräusch- und Feuererscheinungen nicht mehr aus. Es müs sen vielmehr an diesen Blaskammern noch verschiedene zusätzliche Massnahmen getrof fen werden.
Diese können beispielsweise darin bestehen, dass die seitlichen Austritts öffnungen in der Blaskammerwandung als vorzugsweise schräg nach oben entgegen- gesetzt zum offenen Ende der Schaltröhre ge richtete, waagrecht verlaufende Schlitze aus gebildet werden. die in einem bestimmten Mindestabstand voneinander angeordnet sind.
Das hat zunächst zur Folge, dass die aus dem Schalter beim Abschalten sehr hoher Ströme herausschlagenden Flammen sich nicht zu einem gemeinsamen Feuerstrohl vereinigen, sondern dass durch die zwischen die Schlitze tretende und von dem Gasstrahl mitgerissene Luft die aus den einzelnen Schlitzen heraus tretenden Flammen unverzüglich so weit ab gekühlt werden, dass sie als einzelne Zungen für sich bestehen bleiben. Dadurch werden die Feuererscheinungen stark herabgesetzt.
Diese lassen sich noch stärker unterdrük- ken, wenn man weiterhin an der Innenseite der Blaskammer vor dem mit Austritts schlitzen versehenen Wandungsteil ein den Gasstrahl zerteilendes Organ, z.
B. ein Kissen aus feinmaschiger Metall-, vorzugsweise Kupfergaze anbringt. Dieses bewirkt durch seine grosse metallische Oberfläche eine starke Abkühlung der heissen Schaltgase und .ver hindert gleichzeitig nach Art der bekannten Sicherheitslampen, dass die Flammen nach aussen schlagen.
Schliesslich kann man auch den dem Blasende des Schaltrohres gegenüberliegen den Boden der Blaskammer so ausbilden, dass er gleichzeitig als Leitfläche für die aus tretenden heissen Schaltgase dient und diese von der Durchtrittsöffnung der Biaskammer für den beweglichen Schaltstift weglenkt,
so dass an dieser Blaskammeröffnung keine Feuererscheinungen auftreten. Eine solche Ausbildung ist besonders dann vorteilhaft,
wenn die Schaltröhre mit einer Zwischen- blasung versehen ist. Die den Zwischenblas- raum verlassenden Schaltgase werden dann ebenfalls durch die Gasleitflächen am Blas- kammerboden von der Durchfirittsöffnung der Bla,skammer abgelenkt.
Zwei Ausführungsbeispiele des Erfin- dungsgegenstandes sind. auf .der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen ,Schnitt, während Fig. 2 ,
schematisch einen mit der nach Fig. 31. aus- gerüsteten dreipoligen Schalter erkennen lässt und Fig. 3 eine Sehaltkammer für Schal ter grosser Absehaltleistungendarstellt.
In Fig. 1 besteht die Schaltröhre aus denn zylindrischen Stück 2 aus gasabgebendem Material, in welchem konzentrisch -der Stift angeordnet ist, der aus Isoliermaterial, und zwar zweckmässig ebenfalls ;aus einem in der Lichtbogenhitze gasabgebenden, hergestellt ist.
Die Röhre 2 wird an ihrem. obern. Ende durch einen Deckel. 4 abgeschlossen, der ge nügend Raum für die Unterbringung .des festen Schaltkontaktes ä lässt und an dem auch der Isolierbolzen 3 'befestigt ist.
Die so geschaffene :Schaltröhre 1 ragt mit ihrem Blasende verhältnismässig tief in eine druckfeste Blaskammer 6 hinein, ,die eine Anzahl feiner seitlicher -Öffnungen 7, sowie eine Bohrung 8 für den Durchtritt des be- wegliehen Schaltkontaktes 9 besitzt,
der beim Ausführungsbeispiel als Rohrkontakt ausge- gebildet ist. Der in den Hohlraum des Rohrkontaktes .9 -eingreifende Isolierbolzen 3 ist dabei zweckmässig soweit verlängert, dass sein freies Ende noch ein wenig aus der Blasraumbohrung $ herausragt.
Die Blaskammer 6 und $e Schaltröhre 1 sind vorzugsweise so miteinander verbanden, dass die Schaltröhre leicht ausgewechselt wer den kann.. Für ein bequemes Auswechseln der Schalöhre 1 ist es auch vorteilhaft, wenn,
wie in Fig. 2 gezeigt, die Tragisola- toren 10 des Schaltgerüstes 11 nicht an den Schaltröhren 1, sondern an den sie tragen den Blaskammern 6 angreifen.
Die Blaskammern 6 besitzen bei den Aus führungsbeispielen einen rechteckigen Quer- schnitt. Es ist selbstverständlich auch mög lich, die Blaskammern kugelförmig auszu- bilden, was im Hinblick auf die Druckfestig- keit vorteilhaft ist.
Will man einen mög-, liehst geringen Abstand. der einzelnen Pole erreichen, so empfiehlt es sich, den Bla.s- kammern einen ovalen oder ähnlich geform- ten Querschnitt zu geben. Als Material für die Blaskammern kommen Isolierstoffe wie auch Metalle in Betracht.
Werden die letz teren verwendet, so ist darauf zu achten, dass .die Luftstrecke h zwischen der Ober kante der Blaskammer 6 und der Unterkante -des Deckels 4, falls dieser ebenfalls aus Me tall besteht, einen der Betriebsspannung des Sehalters entsprechenden. Isolationswert nicht unterschreitet.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 bedeutet 2 das "Schaltrohr aus gasabgebendem Material, dessen eines Ende durch die den festen Schaltkontakt enthaltende Kontakt- kammer 4 verschlossen ist, während das an dere Ende in .die Blaskammer 6 mit beispiels weise rundem Querschnitt hineinragt, die seitliche Austrittsöffnungen 7 aufweist.
Kon zentrisch zum Schaltrohr 2 ist ein Füllstift 3 aus Isoliermaterial vorgesehen, der in be kannter Weise in den Hohlraum des rohr förmig ausgebildeten beweglichen Schalt- stückes <B>9</B> eingreift. Die Sehaltröhre 2 ist durch Zwisehenblasöffnungen 10 derart unterteilt,
dass das zwischen dem festen Kon takt und der Zwischenbiasöffnung liegende Rohrstück die für die Löschung grosser Ströme erforderliche Länge aufweist, wäh rend beide Rohrstücke zusammen die für die Löschung kleiner Ströme benötigte Rohrlänge ergeben. Von den Zwischenblasöffnungen <B>10</B> führt ein Blasraum 11 in die Blas- kammer 6.
Die seitlichen Öffnungen 7 der Blas- kammer 6 sind vorzugsweise als waagrecht verlaufende Schlitze ausgebildet, die einen gewissen Mindestabstand 12 voneinander aufweisen. Dadurch wird erreicht, dass Luft zwischen die einzelnen, bei den Abschaltvor- gängen aus den Schlitzen herausschlagenden, mit Flammen untermengten Gasstrahlen tre ten kann, wodurch diese soweit abgekühlt werden,
dass ein Zusammenschlagen der ein zelnen Strahlen nicht mehr auftritt. Dabei ist es zweckmässig, .den Schlitzen einen schräg nach oben gerichteten Verlauf zu geben, da mit eine Gefährdung des Bedienungspersonals vermieden wird.
Weiterhin ist in der Blaskammer 6 vor dem die Austrittsschlitze 7 tragenden Wan- dungsteil ein den Gasstrahl zerteilendes Or gan 13 vorgesehen, das hier aus mehreren, mit geringem Abstand aufeinander geschich teten Streifen aus Kupfergaze besteht. Das Organ 13 kann natürlich auch anders aus gebildet und aus andern gut wärmeableiten den Stoffen bestehen. Es können zum Bei spiel auch Raschigringe verwendet werden. Beim Auftreffen der heissen Gasstrahlen auf das Organ 13 erfahren sie eine starke Ab kühlung und ausserdem wird den Flammen der Weg nach aussen verlegt.
Schliesslich ist noch der Boden 14 der Blaskammer 6 so ausgebildet, dass er eine Leitfläche 15 für das aus dem Blasende des Schaltrohres 2 bezw. aus dem Zwischenblas- raum 11 austretende Schaltgase bildet. Durch diese Leitfläche werden, wie aus der Zeich nung ohne weiteres zu entnehmen ist, die aus den Blasöffnungen der Schaltröhre auf dem Boden auftreffenden Gase von der Durch trittsöffnung 8 für das bewegliche Schalt glied 9 weggelenkt, so dass sie durch die seit lichen Austrittsöffnungen der Blaskammer hindurchtreten müssen und dabei den vor erwähnten Einwirkungen unterliegen.
Ins besondere werden die den Zwischenblasraum 11 verlassenden Schaltgase durch die Leit flächen 15 am Blaskammerboden 14 wirksam Blasraum mündet, der mit der Aussenluft nur durch im Verhältnis zum Blasraum kleine Öffnungen verbunden ist, dadurch gekenn zeichnet, dass die Schaltröhre (2) mit ihrem Blasende in die Blaskammer (6) derart hin- einragt, dass der Blasstrom eine Umlenkung und Durchwirbelung erfährt,
bevor er durch die in der Blaskammerwand bezüglich der Schaltröhre (2) seitlich angebrachten Aus trittsöffnungen (7) in die Aussenluft über tritt.
UNTERANSPRÜCHE: 1. Leistungsschalter nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das beweg liche Schaltglied (9) seine Durchtritts- bohrung (8) in der Blaskammerwand so lange verschlossen hält, bis die Licht bogenlöschung beendet ist.
2. Leistungsschalter nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das beweg liche Schaltglied (9) als Rohrkontakt ausgebildet ist und der in seinen Hohl raum eingreifende, zu der aus Isolier stoff bestehenden Schaltröhre (2) konzen trisch liegende Isolierbolzen (3) bis in die Blasraumöffnung (8) hineinreicht.
3. Leitungsschalter nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalt röhre (2) auswechselbar in der Glas kammer (6) befestigt ist.
4. Leistungsschalter nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Trag isolator (10) für die Befestigung der Löschvorrichtung an dem Schaltgerüst
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Compressed gas circuit breaker. The subject of the invention is a pressurized gas line switch with arc quenching by flowing gas, which is cleared when switching off by the arc heat from the gas-emitting walls of the switch room.
For such a switch has already been proposed to let the hot switching gases escape from the interrupter in a pressure-resistant, many times larger space, which is only connected to the outside air through small openings. One achieves there by-an effective cooling and a more directed blowing out of the hot and often conductive switching gases.
As a result, the isolation distances between. the individual NEN switch poles of a multi-pole switch and between these and other voltage-carrying and grounded parts of the switchgear are reduced, which is naturally of great advantage for the production of such switches in terms of "small dimensions and material savings. In addition, the sometimes . Noise and> fire appearances perceived as annoying when switching off the switches.
In the designs already proposed, the arrangement is such that the blow chamber connects to the open end of the interrupter and carries the outlet openings for the hot switching gases into the outside air on its side opposite the mouth of the interrupter.
However, this results in relatively long extinguishing devices, especially when the movable switching element is also intended to form an externally visible air separation section when the switch is open. As a result, these switches have a bulky design, the placement of which in the switching rooms that have already been used for other switches sometimes causes difficulties.
In the switch according to the invention, in which the interrupter also opens into a blower chamber which is only connected to the outside air through openings which are small in relation to the blower chamber, an improvement is achieved in this respect in that the interrupter with its blower end in the blow chamber protrudes in such a way that the blow stream is deflected and swirled,
before it passes into the outside air through the outlet openings in the blow chamber wall with respect to the interrupter.
This design of the extinguishing device has numerous advantages. By sliding the blow chamber and switching tube into one another, there is initially a favorable reduction in the overall height of the extinguishing system.
Furthermore, as soon as it leaves the arc section, the blow stream is deflected and loses a large part of its flow energy; this reduces the pressure loads on the blow chamber. The gas is still swirled in the blow chamber and then exits at reduced speed through the openings in the blow chamber into the ambient air. The arrangement of several outlet openings, for.
B. in the form of slots or bores (bores and slots can have the shape of a nozzle), has the advantage that the hot switching gases can be introduced into the ambient air in a shower-like manner and thereby cooled down, so that the switching gases can be released shortly after they have passed through the outside air can be deionized to the extent that flashovers are avoided.
It is advantageous to choose the conditions so that the movable switching contact, which passes through a bore in the blow chamber wall, only releases this opening in the blow chamber when the extinguishing process has already ended.
With large breaking capacities of the switch, the means indicated above are no longer sufficient to eliminate the noise and fire phenomena. Rather, various additional measures have to be taken in these blow chambers.
These can consist, for example, in that the lateral outlet openings in the blow chamber wall are formed as horizontally extending slots which are preferably directed obliquely upwardly opposite to the open end of the interrupter. which are arranged at a certain minimum distance from each other.
The first consequence of this is that the flames that come out of the switch when very high currents are switched off do not unite to form a common fire jet, but that the flames emerging from the individual slots immediately through the air entering between the slots and carried along by the gas jet are cooled down far enough that they remain as individual tongues. This greatly reduces the appearance of fire.
These can be suppressed even more if one continues to place an organ dividing the gas jet on the inside of the blow chamber in front of the wall part provided with outlet slots, e.g.
B. attaches a cushion made of fine-meshed metal, preferably copper gauze. Due to its large metallic surface, this causes a strong cooling of the hot switching gases and at the same time prevents the flames from striking outwards in the manner of the known safety lamps.
Finally, the bottom of the blow chamber opposite the blow end of the switching tube can also be designed in such a way that it simultaneously serves as a guide surface for the hot switching gases emerging and deflects them away from the passage opening of the bias chamber for the movable switching pin,
so that no fire phenomena occur at this blow chamber opening. Such a training is particularly advantageous
if the interrupter is provided with an intermediate blowout. The switching gases leaving the intermediate blowing space are then also diverted from the passage opening of the blowing chamber by the gas guide surfaces on the blowing chamber floor.
Two embodiments of the subject of the invention are. shown on .the drawing, namely Fig. 1 shows a section, while Fig. 2,
A three-pole switch equipped with the one according to FIG. 31 can be seen schematically, and FIG. 3 shows a safety chamber for switches with high isolation capacities.
In Fig. 1, the interrupter consists of the cylindrical piece 2 made of gas-emitting material, in which concentrically the pin is arranged, which is made of insulating material, and expediently also; from a gas-emitting in the arc heat.
The tube 2 is at her. upper. End through a lid. 4 completed, which leaves enough space to accommodate the fixed switch contact and to which the insulating bolt 3 'is also attached.
The thus created: interrupter 1 protrudes with its blowing end relatively deep into a pressure-resistant blowing chamber 6, which has a number of fine lateral openings 7, as well as a bore 8 for the passage of the moving switching contact 9,
which in the exemplary embodiment is designed as a pipe contact. The insulating bolt 3 engaging in the cavity of the pipe contact .9 is expediently lengthened to such an extent that its free end still protrudes a little from the blow chamber bore.
The blowing chamber 6 and the interrupter 1 are preferably connected to one another in such a way that the interrupter can easily be replaced. For convenient replacement of the interrupter 1, it is also advantageous if
As shown in FIG. 2, the support insulators 10 of the switching frame 11 do not attack the switching tubes 1, but which they carry the blow chambers 6.
In the exemplary embodiments, the blow chambers 6 have a rectangular cross-section. It is of course also possible to make the blow chambers spherical, which is advantageous with regard to the compressive strength.
If you want as little distance as possible. reach the individual poles, it is advisable to give the Bla.s- chambers an oval or similarly shaped cross-section. Insulating materials as well as metals come into consideration as material for the blow chambers.
If the latter are used, it must be ensured that the air gap h between the upper edge of the blow chamber 6 and the lower edge of the cover 4, if this is also made of metal, corresponds to the operating voltage of the holder. Insulation value does not fall below.
In the embodiment according to FIG. 3, 2 means the "switching tube made of gas-emitting material, one end of which is closed by the contact chamber 4 containing the fixed switching contact, while the other end protrudes into .die blowing chamber 6 with, for example, a round cross-section which Has lateral outlet openings 7.
A filler pin 3 made of insulating material is provided concentrically to the switching tube 2 and engages in a known manner in the cavity of the tubular, movable switching piece 9. The holding tube 2 is subdivided by two-way blowing openings 10 in such a way that
that the piece of pipe lying between the fixed contact and the intermediate bias opening has the length required to extinguish large currents, while both pipe pieces together give the pipe length required for extinguishing small currents. A blowing space 11 leads from the intermediate blowing openings <B> 10 </B> into the blowing chamber 6.
The lateral openings 7 of the blow chamber 6 are preferably designed as horizontally extending slots which have a certain minimum distance 12 from one another. This ensures that air can pass between the individual gas jets that come out of the slots during the shutdown processes and are mixed in with flames, whereby these are cooled down to the extent that
that a collision of the individual rays no longer occurs. It is useful here to give the slots an upwardly inclined course, since this avoids endangering the operating personnel.
Furthermore, in the blow chamber 6, in front of the wall part carrying the outlet slits 7, there is an organ 13 which divides the gas jet and which here consists of several strips of copper gauze layered closely together. The organ 13 can of course also be formed differently and consist of other materials that dissipate heat well. For example, Raschig rings can also be used. When the hot gas jets hit the organ 13, they experience a strong cooling from and the flames are also relocated to the outside.
Finally, the bottom 14 of the blow chamber 6 is designed so that it has a guide surface 15 for the or from the blow end of the switching tube 2. Forms switching gases emerging from the intermediate blowing space 11. Through this guide surface, as can be readily seen from the drawing, the gases striking the floor from the blow openings of the interrupter tube are deflected away from the passage opening 8 for the movable switching member 9 so that they pass through the outlet openings since the blow chamber must pass through and be subject to the aforementioned effects.
In particular, the switching gases leaving the intermediate blowing space 11 through the guide surfaces 15 on the blowing chamber bottom 14 effectively opens the blowing space, which is only connected to the outside air through openings that are small in relation to the blowing space, characterized in that the switching tube (2) with its blowing end in the blow chamber (6) protrudes in such a way that the blow stream is deflected and swirled,
before it passes through the openings (7) into the outside air through the side openings (7) in the blow chamber wall with respect to the interrupter (2).
SUBClaims: 1. Circuit breaker according to claim, characterized in that the movable switching element (9) keeps its through-hole (8) in the blow chamber wall closed until the arc extinction has ended.
2. Circuit breaker according to dependent claim 1, characterized in that the movable Liche switching element (9) is designed as a pipe contact and the intervening in its hollow space, to the existing insulating material switching tube (2) concentrically lying insulating bolt (3) up to the Blow chamber opening (8) extends into it.
3. Line switch according to claim, characterized in that the switching tube (2) is attached replaceably in the glass chamber (6).
4. Circuit breaker according to dependent claim 3, characterized in that the support insulator (10) for attaching the extinguishing device to the switch frame
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