DE1192723B - Arc extinguishing chamber for high-voltage switch-disconnectors - Google Patents
Arc extinguishing chamber for high-voltage switch-disconnectorsInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. Cl.:Int. Cl .:
H02cH02c
Deutsche Kl.: 21c-35/10 German class: 21c -35/10
Nummer: 1192723Number: 1192723
Aktenzeichen: D 27950 VIII d/21 cFile number: D 27950 VIII d / 21 c
Anmeldetag: 24. April 1958Filing date: April 24, 1958
Auslegetag: 13. Mai 1965Open date: May 13, 1965
Die Erfindung bezieht sich auf eine Lichtbogen-Löschkammer für Hochspannungs-Lasttrennschalter, bei der beim Abschalten der Lichtbogen von dem feststehenden Kontakt durch den beweglichen, runden Schaltstift in einer geschlossenen Druckkammer mit einer Durchtrittsöffnung für den Schaltstift und aus dieser Kammer durch die zuvor von dem Schaltstift verschlossene Öffnung gezogen wird. Innerhalb der Druckkammer sind hierbei zwei sich über die Länge der Kammer erstreckende und durch Federkraft in die Bewegungsbahn des Schaltstiftes verstellbare, bei Erwärmung durch den Lichtbogen gasabgebende Kunststoffkörper vorgesehen.The invention relates to an arc extinguishing chamber for high-voltage switch-disconnectors, when switching off the arc from the fixed contact by the movable, round one Switching pin in a closed pressure chamber with a passage opening for the switching pin and is pulled out of this chamber through the opening previously closed by the switch pin. Within the pressure chamber here are two extending over the length of the chamber and by spring force adjustable in the movement path of the switching pin, emits gas when heated by the arc Plastic body provided.
Bei einer bekannten Ausführung von Lichtbogen-Löscheinrichtungen für Hochspannungs-Lasttrennschalter finden großflächige, bei Wärme gasabgebende Platten aus Kunststoff Anwendung, zwischen denen das Schaltmesser oder der Schaltstift bewegt wird. Der in seiner Größe konstante Spalt zwischen den Platten ist mindestens an zwei Seiten offen, so daß das gebildete Gas an diesen Stellen leicht entweichen kann. Bei diesen Löscheinrichtungen soll das Gas eine Kühlung des Lichtbogens erzielen, wobei der Lichtbogen zwischen dem feststehenden Kontakt und der Spitze des Schaltmessers oder des Schaltstiftes sich in dem Spalt frei bewegen kann, d.h. eine kurven- oder zickzackförmige Bahn einschlagen kann, wodurch eine große Fläche der Platten unter die Wirkung des Lichtbogens gelangt und vermieden wird, daß der Lichtbogen einen engen, ihm vorgeschriebenen Weg nehmen muß, auf welchem der Lichtbogen elektrisch leitende Beläge auf den Platten zurückläßt. Solche Löscheinrichtungen haben den Nachteil, daß die Platten relativ große Abmessungen erhalten müssen, damit der Schaltfeueraustritt an den beiden offenen Seiten in Grenzen gehalten wird und damit Überschläge zu den benachbarten Polen verhindert werden. Ferner muß der Löschspalt zwischen den beiden Platten sehr eng gehalten werden, so daß das Nacheilmesser sehr dünn und lang wird und Löscheinrichtungen dieser Bauart für Spannungen über 20 kV nicht hergestellt werden können.In a known embodiment of arc extinguishing devices for high-voltage switch disconnectors Large-area plastic plates that emit gas when heated are used, between which the switch blade or switch pin is moved. The gap between the Plate is open on at least two sides so that the gas formed can easily escape at these points can. In these extinguishing devices, the gas should achieve a cooling of the arc, with the Arc between the fixed contact and the tip of the switch blade or switch pin can move freely in the gap, i.e. follow a curved or zigzag-shaped path can, whereby a large area of the plates comes under the action of the arc and avoided becomes that the arc must take a narrow, prescribed path on which the Arc electrically conductive deposits on the plates. Such extinguishing systems have the Disadvantage that the plates must get relatively large dimensions so that the switchfire exit to the both open sides is kept within limits and thus prevents flashovers to the neighboring poles will. Furthermore, the extinguishing gap between the two plates must be kept very narrow, so that the tracking knife is very thin and long and this type of extinguishing device for tensions over 20 kV cannot be produced.
Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Einrichtungen ist darin zu sehen, daß durch häufiges Abschalten großer Ströme eine Abnutzung der Platten-Oberflächen entsteht, so daß der Löschspalt sich erweitert und die Löschung kiemer Ströme wegen des vergrößerten Abstandes der gasabgebenden Plattenoberflächen von dem schwachen Lichtbogen dann erschwert oder gar unmöglich gemacht wird.Another disadvantage of these known devices is the fact that they are switched off frequently large currents wear the plate surfaces so that the extinguishing gap widens and the extinction of small currents due to the increased spacing of the gas-emitting plate surfaces is then made difficult or even impossible by the weak arc.
Es sind ferner Lichtbogen-Löschkammern für Hochspannungs-Lasttrennschalter bekannt, bei denen
Lichtbogen-Löschkammer für
Hochspannungs-LasttrennschalterThere are also arc extinguishing chambers for high-voltage switch disconnectors known in which arc extinguishing chamber for
High-voltage switch-disconnectors
Anmelder:Applicant:
Fritz DriescherFritz Driescher
S'pezialfabrik für Elektrizitätswerksbedarf,S'pecial factory for power station needs,
RheydtRheydt
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Fritz Hollmann, Rheydt;Fritz Hollmann, Rheydt;
Hans Emmerich, Rheydt-GiesenkirchenHans Emmerich, Rheydt-Giesenkirchen
unter Federdruck stehende Kunststoffkörper Anwendung finden, die durch den Schaltstift auf Abstand gehalten werden und nach dem Zurückziehen des Schaltstiftes aus dem Spalt zwischen den Kunststoffkörpern unter der Wirkung der Federn gegeneinander bewegt werden. Die Breite der Kunststoffkörper und somit die Breite der gasabgebenden Fläche dieser Körper entspricht hierbei dem Durchmesser bzw. der Breite des Schaltstiftes. Bei diesen Lichtbogen-Löschkammern wird dem Lichtbogen ein der Breite des Schaltstiftes entsprechend schmaler Weg aufgezwungen, so daß ein kurven- oder zickzackförmiger Lauf des Lichtbogens nicht gewährleistet ist, durch den eine möglichst große Plattenfläche der Wirkung des Lichtbogens ausgesetzt wird. Die Verbreiterung des Schaltstiftes zur Erzielung einer möglichst breiten Bahn würde aber eine Vergrößerung der bewegten Massen erforderlich machen, wodurch die Schaltgeschwindigkeit herab- und der Aufwand an mechanischen Mitteln heraufgesetzt werden würde. Auch bei einem bekannten Flüssigkeitsschalter ist diese Ausführung der Kunststoffkörper und des Schaltstiftes zu finden, wobei zu berücksichtigen ist, daß die durch Federdruck zusammenschlagenden Kunststoffkörper die Flüssigkeit zwischen den beiden Körpern verdrängen muß.Plastic bodies under spring pressure are used, which are spaced apart by the switch pin are held and after the switching pin has been withdrawn from the gap between the plastic bodies are moved against each other under the action of the springs. The width of the plastic body and thus the width of the gas-emitting surface of this body corresponds to the diameter or the Width of the switch pin. In these arcing chambers, the arc is the width of the Shift pin forced accordingly narrow way, so that a curved or zigzag run of the arc is not guaranteed, through which the largest possible plate surface of the effect of the Arc is exposed. The widening of the switch pin to achieve the widest possible However, the path would require an increase in the moving masses, thereby reducing the switching speed and the cost of mechanical means would be increased. This is also the case with a known liquid switch To find the execution of the plastic body and the switch pin, taking into account that the plastic body collapsing due to spring pressure, the liquid between the two bodies must displace.
Die Erfindung bezweckt die Verbesserung sowohl der oben beschriebenen Lichtbogen-Löscheinrichtungen mit starren großflächigen Löschplatten als auch der Lichtbogen-Löschkammern bekannter Art unter Berücksichtigung, daß sowohl die Lichtbogen großer Ströme als auch solche kleiner Ströme durch den entstehenden Gasstrom mit Sicherheit und endgültig unterbrochen und gelöscht werden. Für Ausschaltlichtbögen mit sehr kleiner Stromstärke wird durch den Wandkühlungseffekt der aufeinanderklappendenThe invention aims to improve both the arc extinguishers described above with rigid, large-area extinguishing plates as well as the arc extinguishing chambers of the known type Consideration that both the arcs of large currents and those of small currents through the resulting gas flow can be safely and permanently interrupted and extinguished. For cut-out arcs with a very small amperage is due to the wall cooling effect of the collapsing
509 569/315509 569/315
Platten trotz kleiner Bauweise der Kammer und der bewegten Teile das sichere Löschen des Lichtbogens gewährleistet.Plates reliably extinguish the arc despite the small construction of the chamber and the moving parts guaranteed.
Die Erfindung geht von einer Lichtbogen-Löschkammer für Hochspannungs-Lasttrennschalter der eingangs genannten Gattung aus und sieht zur Erreichung des genannten Zieles vor, daß die Kunststoffkörper plattenförmig und wesentlich breiter als der Durchmesser des Schaltstiftes ausgebildet sind. Die plattenförmige Ausbildung der Kunststoffkörper bei gleichzeitig wesentlich größerer Breite als der Schaltstiftdurchmesser läßt eine freie Beweglichkeit des Lichtbogens zwischen dem festen Kontakt und dem Schaltstift zu. Der Lichtbogen kann seinen Weg ungehindert in dem Plattenspalt suchen, wobei die Platten durch Federwirkung in ständige Anlage an dem Schaltstift gebracht sind. Der Schaltstift kann in geringer Stärke ausgeführt sein und somit die beweglichen Massen klein gehalten werden.The invention is based on an arc extinguishing chamber for high-voltage switch-disconnectors initially mentioned and provides for the achievement of the stated goal that the plastic body are plate-shaped and much wider than the diameter of the switch pin. The plate-shaped design of the plastic body at the same time is much larger than the width Switching pin diameter allows the arc to move freely between the fixed contact and the switch pin too. The arc can find its way unhindered in the plate gap, with the Plates are brought into constant contact with the switch pin by spring action. The switch pin can be in low strength and thus the moving masses are kept small.
Um die Umgebung der Löschkammer vor der im Verhältnis zur Größe der Löschkammer großen Menge an heißen ausströmenden Gasen zu schützen, ist in Bewegungsrichtung des Schaltstiftes hinter der Druckkammer eine den Schaltstift umgebende Expansionskammer angeordnet. Dieses und die folgenden Merkmale sollen keine selbständige rechtliche Bedeutung besitzen und nur in Verbindung mit dem bereits genannten Merkmal der Erfindung geschützt sein.To the area around the arcing chamber in front of the large in relation to the size of the arcing chamber To protect the amount of hot escaping gases is in the direction of movement of the switch pin behind the Pressure chamber arranged an expansion chamber surrounding the switch pin. This and the following Features should not have an independent legal meaning and only in connection with the already mentioned feature of the invention be protected.
Bei der weiteren praktischen Ausführungsform sind die auf die plattenförmigen Kunststoffkörper wirkenden Federn von teleskopartig ausziehbaren Rohren umschlossen, die zugleich der Führung der Platten dienen, wodurch die Federn vor den heißen Gasen geschützt werden.In the further practical embodiment, they are on the plate-shaped plastic body acting springs enclosed by telescopically extendable tubes, which at the same time guide the Plates are used to protect the springs from the hot gases.
Um den Weg des Lichtbogens und die damit von dem Lichtbogen bestrichene Fläche noch weiter zu erhöhen, kann man die plattenförmigen Kunststoffkörper auf ihren einander zugekehrten Flächen mit Erhöhungen und Vertiefungen aufweisenden Musterangen versehen, wobei jeweils den Erhöhungen der einen Kunststoffplatte Vertiefungen der anderen Platte gegenüberliegen.In order to further expand the path of the arc and the area swept by the arc increase, you can use the plate-shaped plastic body on their facing surfaces Provided elevations and depressions having pattern arenas, in each case the elevations of the a plastic plate wells of the other plate are opposite.
Zur Erhöhung der Länge des Kriechweges über die Rückseite der Kunststoffkörper gegenüber dem Abstand ihrer Kanten können die Rückseiten der Kunststoffkörper und die diesen gegenüberliegenden Wandungen der Druckkammer mit ineinandergreifenden Rippen und Nuten versehen sein.To increase the length of the creepage path over the back of the plastic body compared to the The rear sides of the plastic body and the opposite sides can be spaced between their edges Walls of the pressure chamber can be provided with interlocking ribs and grooves.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Löschkammer nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigtIn the drawing, an embodiment of an extinguishing chamber according to the invention is shown, and although shows
F i g. 1 den Schalter in eingeschaltetem Zustand im Schnitt,F i g. 1 the switch in the switched-on state in section,
F i g. 2 den Schalter während des Ausschaltvorganges im Schnitt undF i g. 2 the switch during the switch-off process in cut and
Fig. 3 einen um 90° versetzt liegenden Schnitt durch den Schalter während des Ausschaltvorganges.3 shows a section, offset by 90 °, through the switch during the switch-off process.
Auf der metallenen Grundplatte 1 sind der feststehende Kontakt 2, mit dem der Schaltstift 3 zusammenwirkt, und die Löschkammer 4 befestigt, die in eine sich in Richtung der Schaltbewegung des Stiftes 3 erstreckende Druckkammer Ab und eine hiervon durch eine Zwischenwand 4 α getrennte Expansionskammer 4c unterteilt ist. In der Druckkammer4& sind Kunststoffkörper 5, die als Platten ausgebildet sind, angeordnet. Jeder der Kunststoffkörper 5, deren Breite wesentlich größer als der Durchmesser des Schaltstiftes ist, steht unter der Wirkung von vier Federn 6, die die plattenförmigen Kunststoffkörper 5 gegeneinanderzudrücken suchen. Jede der Federn 6 ist von einer teleskopartigen Rohrführung 7 umschlossen und so gegen den Zutritt heißer Gase geschützt. Die Rohrführungen 7 bestehen bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus den gleichen Werkstoffen wie der Kammerkörper 4 und die Kunststoffkörper 5. Es können jedoch auch Rohrführungen aus hitzebeständigem Werkstoff vorgesehen werden, deren Teile dann in den Kammerkörper 4 und in die Kunststoffkörper 5 eingelassen werden.On the metal base plate 1, the fixed contact 2, with which the switching pin 3 interacts, and the quenching chamber 4 are attached, which are divided into a pressure chamber Ab extending in the direction of the switching movement of the pin 3 and an expansion chamber 4c separated therefrom by a partition 4α is. In the pressure chamber 4 & plastic bodies 5, which are designed as plates, are arranged. Each of the plastic bodies 5, the width of which is significantly greater than the diameter of the switching pin, is under the action of four springs 6 which seek to press the plate-shaped plastic body 5 against one another. Each of the springs 6 is enclosed by a telescopic pipe guide 7 and thus protected against the ingress of hot gases. In the exemplary embodiment shown, the pipe guides 7 are made of the same materials as the chamber body 4 and the plastic body 5.
Die Anordnung der unter der Wirkung der Federn 6 stehenden und durch die Teleskoprohre 7 geführten Kunststoffkörper 5 ist derart, daß diese sich bei ausgeschaltetem Schalter in Anlage aneinander befinden (F i g. 2). Der Schaltstift 3 kann daher nur zwischen den plattenförmigen Kunststoffkörpern 5 hindurch, indem diese durch den Schaltstift 3 entgegen der Wirkung der Federn 6 voneinander abgehoben werden, in Eingriff mit dem feststehenden Kontakt 2 gebracht werden.The arrangement of those under the action of the springs 6 and guided through the telescopic tubes 7 Plastic body 5 is such that when the switch is switched off, they are in contact with one another (Fig. 2). The switching pin 3 can therefore only pass between the plate-shaped plastic bodies 5, in that they are lifted from one another by the switching pin 3 against the action of the springs 6, be brought into engagement with the fixed contact 2.
Wird der Schaltstift 3 beim Ausschalten aus dem Spalt zwischen den Kunststoffkörpern zurückgezogen, so entsteht zwischen seinem dargestellten Ende und dem feststehenden Kontakt 2 ein Ausschaltlichtbogen. Dieser verläuft, wie in F i g. 2 und 3 angedeutet ist, frei, d.h. in beliebiger Kurven-oder Zickzackbahn zwischen den Kunststoffkörpern 5 hindurch, die versuchen, sich unter Wirkung der Federn 6 aufeinander zu zu bewegen, sobald der Schaltstift 3 zwischen ihnen herausgezogen wird. Durch die Wärme des Lichtbogens wird Kunststoff der Oberfläche der Kunststoffkörper 5 verdampft. Das durch die Wärme des Lichtbogens erzeugte Gas strömt aus der Druckkammer 4 b durch die zuvor von dem Schaltstift verschlossene Durchtrittsöffnung in der Zwischenwand 4 a in die Expansionskammer 4 c über und bewirkt dabei die Löschung des Ausschaltlichtbogens. Mit dem Erlöschen des Lichtbogens hört die Wärmeentwicklung und damit die Verdampfung des Kunststoffes der Kunststoffkörper 5 auf.If the switching pin 3 is withdrawn from the gap between the plastic bodies when it is switched off, a switching-off arc is created between its end shown and the stationary contact 2. This runs as in FIG. 2 and 3 is indicated, freely, ie in any curved or zigzag path between the plastic bodies 5, which try to move towards each other under the action of the springs 6 as soon as the switching pin 3 is pulled out between them. The heat of the arc vaporizes plastic from the surface of the plastic body 5. The gas generated by the heat of the arc flows from the pressure chamber 4 b through the passage opening previously closed by the switching pin in the partition 4 a into the expansion chamber 4 c and thereby causes the switch-off arc to be extinguished. When the arc is extinguished, the development of heat and thus the evaporation of the plastic of the plastic body 5 ceases.
Beim Zusammenschlagen der Kunststoffkörper 5 wird auch die noch zwischen diesen vorhandene Gasmenge verdrängt. Auf diese Weise wird die Strecke des gelöschten Lichtbogens intensiv gekühlt, so daß ein Wiederzünden des Lichtbogens selbst bei großer Steilheit der wiederkehrenden Spannung und insbesondere auch in schwierigen Fällen, wenn z. B. durch hohe Eigenfrequenz und geringe Dämpfung des Netzes erschwerte Abschaltbedingungen gegeben sind, nicht eintreten kann. Beim Wiedereinschalten des Schalters werden die Kunststoffkörper 5 durch den Schaltstift 3 entgegen der Wirkung der Federn 6 so weit auseinanderbewegt, daß der Schaltstift 3 zwischen ihnen hindurch in Eingriff mit dem feststehenden Kontakt 2 gelangen kann.When the plastic body 5 is knocked together, the amount of gas still present between them is also removed repressed. In this way, the path of the extinguished arc is intensively cooled, so that a re-ignition of the arc even with steepness of the recurring voltage and in particular even in difficult cases, e.g. B. by high natural frequency and low attenuation of the Difficult disconnection conditions are given, cannot occur. When switching on again of the switch, the plastic bodies 5 are moved by the switch pin 3 against the action of the springs 6 so far apart that the switching pin 3 through between them into engagement with the stationary Contact 2 can reach.
Claims (5)
Deutsche Patentschriften Nr. 767 713, 643 821, 711307, 708 433, 658 697, 581343, 670720;
USA.-Patentschriften Nr. 2308 026, 2571864;
Siemens-Druckschrift SSW 456/207.Considered publications:
German Patent Nos. 767 713, 643 821, 711307, 708 433, 658 697, 581343, 670720;
U.S. Patent Nos. 2308 026, 2571864;
Siemens publication SSW 456/207.
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