DE894126C - Einrichtung zum Loeschen von Wechselstromhochleistungslichtboegen - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Löschen von Wechselstromhochleistungslichtbögen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Löschen von Wechselstromhochleistungslichtbögen, insbesondere in Schaltern, mittels eines der Schaltstelle zufließenden gas- oder dampfförmigen Druckmittels, bei der ein bewegliches Schaltstück durch eine Düse für die Löschmittelzufuhr gezogen wird, hinter welcher ein von .der Abgaskammer bzw. Abgasleitung abgegrenzter Raum liegt.
• Bei diesen Schaltern wird unter der Einwirkung des Lichtbogens ein Löschmitteldruck erzeugt, welcher dem Druck des der Schaltstelle zufließenden Löschmittels. entgegenwirkt und die Löschwirkung beeinträchtigt.
• Die Erfindung vermeidet diesen Nachteil dadurch, daß der abgegrenzte Raum so ausgebildet und bemessen ist, daß das in ihm befindliche Druck-bzw. Löschmittel unter dem Einfluß des vom Lichtbogen während großer Stromaugenblickswerte erzeugten Druckes den Löschmittelstrom zum abgegrenzten Raum absperrt oder drosselt und andererseits aus ,demselben im erhitzten Zustand unter dem Einfluß des Druckes mit hoher Geschwindigkeit abströmt, .derart, daß das Löschmittel bei oder annähernd beim Stromnulldurchgang den Löschraum mit .großer Geschwindigkeit durchströmen kann. Hierbei wird der normalerweise für die Löschwirkung ungünstige Gegendruck dadurch, daß er nur während ,großer Stromwerte voll vorhanden -ist, beim Stromnulldurchganä .dagegen verschwindet, so ausgenutzt, daß die Lichtbob nlöschung während des Stromnul.ldurchganges eintritt.
• Zweckmäßig wird der erfindungsgemäße Schalter in an sich ,bekannter Weise so aufgebaut, daß die Kontaktstelle, die Zu- und :die Abflußöffnung .des abgegrenzten Raumes sowie ein Schalldämpfer oder eine Abgasführung in einer Richtung liegen. Der Löschvorgang kann dann mit großer Schnelligkeit vor sich gehen.
• Die Zu- und die Abflußöffnung des abgegrenzten Druckraumes werden zweckmäßig düsenartig ausgebildet und lassen sich in einfacher Weise durch Verengungen des ihn einschließenden Gehäuses herstellen. Dabei ist es .angebracht, die Verengung auf der Abflußseite des Druckraumes weiter zu bemessen als die Verengung auf der Zuströmseite. Stellt man das den Druckraum umschließende Gehäuse aus Metall her, so kann es zugleich den festen Kontakt bilden. Fertigt man es aus Isolierstoff, so muß man außer dem festen Kontakt, falls dieser an der Einströmöffnun.g .sitzt, eine Hilfselektrode so anordnen, daß der Lichtbogen innerhalb des Druckraumes brennt. Es ist selbstverständlichauch möglich, auch bei einem Metallgehäuse eine Gegenelektrode vorzusehen. Die Hilfselektrode wird am besten .an einer Stelle hoher Geschwindigkeit im Druckraum, vorzugsweise an der verengten Austrittsstelle, angeordnet. Fertigt man das Gehäuse oder mindestens die Verengung für die Zuströmung aus Isolierstoff, so kann man den festen Kontakt an der Ausströmöffnung, und zwar zweckmäßig in oder nahe der engsten Stelle, anordnen. Das Gehäuse des abgegrenzten Raumes kann auch ganz oder teilweise aus unter der Lichtbogeneinwirkung gasab:geben:den Stoffen :bestehen. Der Druckraum wird vorteilhaft so bemessen, daß er nur einen Bruchteil des Raumes zwischen der Kontaktstelle und .dem Schalldämpfer beträgt. Die Kühlung der Abgase kann man dadurch bewirken, daß hinter dem Druckraum, in Richtung der Löschmittelströmung betrachtet, mehrere übereinander angeordnete Trichter bzw. Konen. verwendet werden, .die miteinander ringförmige Durohflußöffnungen entstehen lassen, durch welche Kühlluft in den Abgasstrom eintritt. Es -ist auch .an den Druckraum mehrere derartig ausgerüstete Austrittskanäle anzuschließen. Dabei kann die Gegenelektrode an der Verzweigungsstelle der Austrittskanäle sitzen.
• In der Zeichnung (Abb. i bis 4) :ist der Erfindungsgegenstand an Hand einiger Ausführungsformen eines Druckgasschalters veranschaulicht.
• Wie aus der Abb. i ersichtlich ist, i,st,in einer aus Metall bzw. Isolierstoff bestehenden Abgas- bzw. Abdampfkammer i, die :einen Schalldämpfer 6 mit Kühler trägt, ein Raum. 3 mittels eines Gehäuses 2 abgegrenzt. Das Gehäuse 2, .das aus Metall bzw. Isolierstoff, z. B. aus unter der Lichtbogeneinwirkung gasabgebendem Isolierstoff besteht, enthält zwei Verengungen 17, 18, an denen :die Zu- bzw. Abströmöfn.ungen für .das aus der Kammer 16 einströmende Löschmittel vorgesehen sind. Die Zu-und Abströmöffnungen werden durch Düsen gebildet, wobei der kleinste Durchströmungsquerschnitt in der Verengung 18 größer ist als der in: der Verengung 17. Die Ab'strömöffnung an der Verengung 18 kann insbesondere in Form einer Lavaldüse ausgebildet werden. In der Zuströmöffnung 17 für .das Löschmittel ist der feste Kontakt 5 angeordnet. Insbesondere, wenn das Gehäuse 2 aus Isolierstoff besteht, wird außer .dem festen Kontakt 5 auch noch eine insbesondere in Stromlinienform gebaute Gegenelektrode 7 in der Abströrriöffnu.ng 18 angebracht. Der Lichtbogen brennt somit in dem Druckraum 3; er nimmt hierbei etwa den mit 9 bezeichneten Verlauf. Der Raum 3 kann atmosphärische Luft enthalten und von der Kammer 16 durch .den Kontakt 4 abgeschlossen sein, bevor der Lichtbogen gezogen wird. Die Anordnung kann aber auch so getroffen werden, daß das Druckmittel dem Raum 3 zugeführt wird oder in diesen durch etwaige Undichtheiten gelangt, bevor der Lichtbobgen gezogen wird.
• Wird der bewegliche Kontakt 4 von dem Kontakt 5 getrennt, so wird durch den @im abgegrenzten Raum 3, dessen Fassungsvermögen verhältnismäßig klein ist, da er nur einen Bruchteil des Volumens der Schaltkammer i beträgt, bei größeren Augenblickswerten des Stromes .durch :die Lichtbogenwärme ein hoher Druck erzeugt, der die Zuströmung von Löschmittel aus der Kammer 16 drosselt und die erhitzten Gase bzw. Dämpfe mit hoher Geschwindigkeit aus dem Raum 3 noch vor dem Stromntrlldurchgang mindestens zum größten Teil abströmen läßt. Hierbei wird die Wärme infolge der hohen Strömungsgeschwindigkeit und durch Drosselung -der Lösehmittelz:ufuhr schnell abgeführt, da eine Wärmespeicherung in .dem in der Abgaskammer gestauten Löschmittel, wie dies bei den bekannten Ausführungen möglich ist, verhindert wird. Geht der Strom .durch Null, so wird der nunmehr vorhandene ;geringe Gegendruck, der durch das schnelle Abströmen der Gase aus dem Druckraum 3 erreicht wird, noch weiterhin schnell abnehmen, so daß das Löschmittel während des Stromnulldurchganges nun voll zur Wirkung kommt. Sobald der Druck indem Raum 3 geringer ist als der halbe Druck des Löschmediums, strömt der Löschstelle bereits die volle Löschmittelmenge zu.
• Der Raum 3 besitzt somit Ventilwirkung, indem die Drosselung des Löschmittels um so stärker wird, je größer der Augenblickswert :des Stromes ist. Da die' hochgespannten Gase geringen spezifischen Gewichts vor dem Stromnulldurchgang schnell abziehen und das Löschmittel mit geringem Gegendruck während des Strom.nulldurchganges zwischen die Kontakte strömen kann, so kann der Schalldämpfer erheblich verkleinert werden.
• An der Verengung 18 tritt eine beträchtliche G-schwindigkeitssteigerung auf, wobei während des Stromn:ulldurchganges auch eine große Gasdichte vorhanden ist, so :daß die Anordnung der Gegenelektrode 7 gerade an dieser Stelle .besonders günstig ist.
• Zur Verringerung der Dämpfung können Kühlvorrichtungen vorgesehen werden. So können, wie das Beispiel nach Abb. 2 zeigt, bei dem das Gehäuse 2 aus Metall besteht und die Eintrittsöffnung 17 zugleich den festen Kontakt bildet, über dem abgetrennten Raum mehrere übereinander angeordnete Trichter 12 vorgesehen werden, zwischen denen ringförmige Saugöffnungen entstehen, durch welche die durch die Öffnungen i i in d er Wandung des Schaltraumes i in .diesen gelangende Luft in Richtung ider Pfeile 13 dem abströmenden Druckgasstrahl zugeführt wird.
• Das Ausführungsbeispiel der Abb. 3, bei,dem das Gehäuse :2 aus Metall besteht und die Eintrittsöffnung 17 zugleich den festen Kontakt bildet und bei dem eine besondere Gegenelektrode 7 vorhanden ist, zeigt eine sinngemäße Anordnung bei mehreren vorhandenen Abströmkanälen 22. Die Gegenelektrode 7 wird hierbei zweckmäßig an der Verzweigungsstelle der Abströmkanäle 22, in Richtung der Löschmittelströ;mung betrachtet, insbesondere hinter -der Abströmverengung 18 des Druckraumes vorgesehen.
• Es können aber, wie die Abb. q. erkennen läßt, auch Konen 15 verwendet werden, die ebenso wie die Trichter 12 mit gern Druckraum 3 im Hinblick auf .die Druckgasströrnung verbunden werden. Die Abb. .4 zeigt außerdem auch die Anordnung der festen Kontakte 5 in der Ausströmöffnung 18 des Raumes 3.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zum Löschen von Wechselstromhochlei.stungslichtbögen, insbesondere in Schaltern, mittels eines der Schaltstelle zufließenden gas- oder dampfförmigen Druck-, mittels, bei der ein bewegliches Schaltstück durch eine Düse für die Löschmittelzufuhr gezogen wird, hinter welcher ein von der Abgaskammer bzw. Abgasleitung abgegrenzter :Raum liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der abgegrenzte Raum so ausgebildet und bemessen ist, daß das in ihm befindliche Druck- bzw. Löschmittel unter dem Einfluß des vom Lichtbogen während großer Stromaugenblickswerte erzeugten Druckes den Löschmittelstrom zum abgegrenzten Raum absperrt oder drosselt und andererseits .aus diesem Raum im erhitzten Zustand unter dem Einfluß des Druckes mit hoher Geschwindigkeit abströmt, derart, daß das Löschmittel bei oder annähernd beim Stromnulldurehgang den Löschraum mit großer Geschwindigkeit durchströmen kann.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß .die Kontaktstelle (5), @die Zu-und die Abfllußöffnung des abgegrenzten Raumes; (3) sowie ein Schalldämpfer (6) oder eine Abgasführung (i) in. einer Richtung liegen.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, .dadurch gekennzeichnet, daß die Zu- und die AbflußÖffnUng (17, 18) des abgegrenzten Druckraumes (3) durch je eine Verengung des ihn einschließenden Gehäuses! (2) gebildet werden. Einrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß @di,e Verengung (18) auf der Abflußseite des Druckraumes (3) einen größeren Durchströmungsquerschnitt besitzt als die Verengung (17) auf der Zuströmseite des Druckraumes (3). Einrichtung nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die Zu- und Abflußöffnungen (17, 18) des Druckraumes (3) durch Düsen gebildet sind.. 6. Einrichtung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß .das den Druckraum (3) umschließende Gehäuse (2) aus Metall besteht und zugleich den feststehenden Kontakt bildet oder daß das Gehäuse (2) aus Isolierstoff besteht und außer dem festen, an der Einströmöffnung sitzenden Kontakt (5) eine Gegenelektrode (7) besitzt, die derart angeordnet ist, daß der Lichtbogen innerhalb des Druckraumes (3) brennt. 7. Einrichtung nach Anspruch i bis 6,' da-.durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2), mindestens jedoch die Verengung (i7) für die Zuströmung aus Isolierstoff besteht und der feststehende Kontakt (5) in der engsten oder nahe der engsten Stelle der Ausströmdüse angeordnet ist, .so daß der Lichtbogen in die Druckkammer (3) gezogen wird. B. Einrichtung nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) min .destens zum Teil aus unter der Lichtbogeneinwirkung gasabgebenden Stoffen besteht. 9. Einrichtung nach Anspruch i bis -8, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (3) einen Bruchteil des Raumes zwischen der Kontaktstelle (5) und dem Schalldämpfer (6) beträgt. io. Einrichtung nach Anspruch i bis 9, da-,durch gekennzeichnet, daß -dieGegenelektrode (7) an einer Stelle hoher Geschwindigkeit im Druckraum, vorzugsweise an: der verengten Austrittsstelle desselben, vorgesehen isst. i i. Einrichtung nach Anspruch i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Druckraum (3), in Richtung,der Löschmittelströmung betrachtet, mehrere übereinander angeordnete Trichter (12) bzw. Konen (15) vorgesehen sind, die miteinander ringförmige Durchflußöffnungen entstehen lassen, in die z. B. .durch die Sawgwirkun@gdieser Teile insbesondere atmo-@sphänische Luft zur Kühlung der Abgase gelangt. 12. Einrichtung nach Anspruch i bis i i, da-.durch gekennzeichnet, daß der Druckraum (3) mehrere Austrittskanäle bzw. Öffnungen (22) besitzt, aus denen die Gase vorzugsweise zu den übereinander .angeordneten Trichtern (12) bzw. Konen (15) gelangen. 13. Einrichtung nach Anspruch i bis 12, da-.durch ,gekennzeichnet, daß bei mehreren Austrittskanälen (22) die Gegenelektrode (7) .an der Verzweigungsstelle der Austrittskanäle, insbesondere hinter der Abströmverengung des Druckraumes (3) vorgesehen ist.