DE2428741A1

DE2428741A1 - Unterbrecherkammer fuer selbsttaetig blasende druckgasschalter

Info

Publication number: DE2428741A1
Application number: DE2428741A
Authority: DE
Inventors: Y Teijeiro Benito Jose Calvino
Original assignee: Magrini Galileo SpA
Current assignee: Magrini Galileo SpA
Priority date: 1973-06-14
Filing date: 1974-06-14
Publication date: 1975-01-09
Also published as: BR7404815A; ES427190A1; GB1473174A; BE816260A; FR2233697B1; IT985690B; CA1008114A; SE396502B; NO742084L; SE7407611L; US3949182A; JPS5035670A; AR201442A1; CH581385A5; FR2233697A1

Description

HAMBURG-MÜNCHEN 2428741

ZÜSTEIinWGSAWSCHHIFT; HAMBURG 36 · NETTER WAII₁ 41

TEL·. 36 74 88 UND 36 4110 TEZEGR. NEGEDAPATENT HAMBURG

Magrini Galileo S.p.A. München 15 · mozartstr, 23

TEL. 0 38 03 86

V xa £ . tluvara y telegh. negedapatent München

I 20129 Mailand/Italien

Hamburg, den 24. Juli

Unterbrechungskammer für selbsttätig blasende Druckgasschalter

Die vorliegende Erfindung "bezieht sich auf einen düsenartigen Bauteil oder UnterlDrechungskammer für selbsttätig blasende Druckgasschalter, die es ermöglicht, das Betriebsverhalten der Unterbrechungselemente, mit denen derartige Leistungsschalter ausgerüstet sind, im Vergleich zu den bekannten Bauarten merklich zu verbessern.

Selbsttätig blasende Druckgasschalter (self-blasting compressed gas electric circuit-breakers) sind bekannt und finden in elektrischen Anlagen weit verbreitete Anwendung. Besonders bekannt sind die Axialblas-Unterbrechungselemente, die in dieser Art von leistungsschaltern verwendet werden und mit einem düsenartigen Bauteil (oder einer Unterbrechungskammer) ausgestattet sind, dessen form allmählich mit dem Ziel verändert wurde, durch Vornahme von Verbesserungen des düsenartigen Bauteils ein besseres Betriebsverhalten des Leistungs-

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·" 2 —

schalters zu erreichen. Beispielsweise sind düsenartige Bauteile, die mit dem "beweglichen Kontakt des Leistungsschalters und dem beweglichen Zylinder, der mit dem festen Kolben montiert ist und das selbsttätige Blasen des Löschgases verursacht, engverbunden ausgebildet sind und die mit kompressionsvermindernden seitlichen Bohrungen und ringähnlichen Vertiefungen in ihrer Endzone ausgestattet sind, bereits bekannt. Insbesondere sind Bauarten des oben beschriebenen Typs bekannt, bei denen das Verhältnis zwischen der Summe der Flächen der kleinsten Querschnitte der seitlichen Bohrungen zur Kompressionsverminderung und der Fläche des kleinsten Fließquerschnittes (oder Halses) durch die Düse 0,5 beträgt.

Die gleiche Anmelderin hat einige Anmeldungen eingereicht (die in Italien zu den Patenten 878 563, 899 634 und 932 854 führten), die düsenartige Bauteile - kurzgesagt Düsen - für Axialblas-Uhterbrechungselemente für Druckgasschalter betreffen. Diese Düsen waren, da sie ebenfalls mit kompressionsvermindernden seitlichen Bohrungen und ringähnlichen Vertiefungen ausgerüstet waren, in einer Weise geformt, daß sie eine wesentliche Verbesserung gegenüber den Bauarten nach dem Stand der Technik darstellten, da der Ausfluß der sich aus den sich zersetzenden Düsenmaterialien bildenden Gase und des Löschgases mit einer Tendenz stattfindet, die ebenso regelmäßig - wenn nicht regelmäßiger und begleitend ist, indem die Entionisierung und die Wiedergewinnung der dielektrischen Festigkeit der Isolationsmittel auß-erordentlich verbessert wird.

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Die abstromseitige (oder End-) Zone dieser Düsen ist gemäß der experimentellen Beziehung L^ η .1,5 . V2"

von der Nennbetriebsspannung des Leisbungsschalters abhängig, wobei L die Länge der Endzone der Düse in Millimeter und U die Nennbetriebsspannung des Leistungsschalters in kV ist

Diese experimentelle Beziehung kann geeigneter in der d fol genden form erklärt werden:

1,5 * VT. _n

1> (in mm/kY),

worin 1,5 (V? / V3) . U_n (in kV) den Effektivwert der Rückfluß-Spannung bedeutet, die am Ende der Kontakte auftritt, die den Stromfluß zuerst unterbrechen.

Es ist jedoch festgestellt worden, daß mit den Axialblas-Unterbrechungselementen, die mit den bislang bekannten düsenartigen Bauteilen ausgerüstet waren,, nicht die bestmögliche Wirksamkeit in bezug auf den Ausfluß des den Lichtbogen löschenden Gases und der Gase, die sich bei der Zersetzung des Düsenmaterials bilden, und in bezug auf eine schnelle und starke Sntionisierung des Lichtbogenplasma's und des umgebenden Raumes (d.h. des ganzen Innenteiles der Düse, in dem sich der bewegliche Kontakt von dem festen Kontakt trennt) erreicht werden konnte.

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Mit der vorliegenden Erfindung läßt sich die Leistung von hiernach beschriebenen Leistungsschaltern verbessern. Das wird dadurch erreicht, daß iwei Reihen von kompressionsvermindernden Bohrungen, die durch denjenigen Teil der Düsenwand geführt sind, die der zylindrischen Zone mit dem kleinsten Querschnitt entspricht, vorgesehen werden, wobei die Achsen der Bohrungen einer Reihe winklig in bezug auf die Achsen der Bohrungen der anderen Reihe verschoben sind. Darüber hinaus läßt sich mit der Erfindung ein Terhältnis zwischen der Summe der Flächen der kleinsten Querschnitte der kompressionsvermindernden seitlichen Bohrungen und der Fläche des kleinsten Fließquerschnittes durch die Düse erreichen, das gleich oder größer ist als 0,75. Durch das Vorhandensein von zwei Reihen von Bohrungen wird nicht nur die Kompressionsverminderung innerhalb der Düse verbessert, sondern auch der Plasmaentionisierungseffekt erhöht, der hauptsächlich auf zwei entfernten Strecken des Lichtbogens (die den beiden Bohrungsreihen entsprechen) auftritt, jedoch den ganzen Lichtbogen beeinflußt.

Die besondere Ausbildung der Unterbrechungskammer, welche den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, begünstigt, darüber hinaus die Wiedergewinnung der dielektrischen Festigkeit des Mittels, das zwischen den Kontakten angeordnet ist, indem die Wiedergewinnungsgeschwindigkeit erhöht wird und als Folge davon die Kapazität dieser Mittel zum Aufnehmen der Rückfluß-Spannungen, deren Ablauf schließt ein: kurze Still-

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Standszeiten und besonders hohe Werte der anfänglichen Zuwa chs ge schwindigke it.

Diese Eigenschaften tragen bestimmend zum Erreichen von hohen Unterbrechungsleistungen der Leistungsschalter bei irgendwelchen Defekten in elektrischen Systemen bei.

In der Tat wurde überraschenderweise festgestellt, daß durch das Vorhandensein von zwei Reihen von Bohrungen neben der Verbesserung des kompressionsvermindernden Effektes sowohl die Entionisierung des Lichtbogenplasmas als auch die Wiedergewinnung der dielektrischen Festigkeit des Isolationsund Löschmittels außerordentlich vorteilhaft beeinflußt wird.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Ausführung eines düsenartigen Bauteils für selbsttätig blasende Druckgasschalter mit einer besonders verbesserten Form und einem verbesserten Betriebsverhalten im Vergleich zu Bauarten nach dem Stand der Technik, insbesondere zu den Unterbrechungskammern ähnlichen Typs, die für die gleiche Anmelderin patentiert worden sind. Ein anderes Ziel.der Erfindung ist die Ausführung von Verbesserungen, durch die sich der Gasfluß durch die Unterbrechungskammern erhöht und durch die eine Erhöhung des kompressionsvermindernden Effektes innerhalb der Kammern erreicht wird und als höchst-wichtiger Punkt eine außerordentliche Verbesserung des Entionisierungseffektes des Lichtbogenplasmas zusammen mit dem Wiedergewinnungseffekt der dielektrischen Festigkeit des zwischen den Kontakten befindlichen Mittels. c

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All dies wird ohne Beeinträchtigung erreicht, darüber hinaus mit dem Vorteil des bestmöglichen ZusammenfHeßens der Gase, die sich aus den zersetzenden Materialien der Untererechungskammer bilden, und des Löschgases, was insbesondere die End- (oder abstromseitige) Zone der Unterbrechungskammer betrifft, in der die bekannten ringähnlichen Vertiefungen vorhanden sind.

Diese und ähnliche Ziele, die der Fachmann besser aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung ableiten kann, werden in vorteilhafter Weise durch eine Axialblasdüse für selbsttätig blasende Druckgasschalter erreicht, die im wesentlichen an ihrer Außenseite als Zylinder ausgebildet ist und auf ihrer Innenseite - in Auslaßrichtung - eine erste Zone besitzt, die konisch und konvergent ausgebildet ist, eine zweite zylindrische Zone mit dem kleinsten Querschnitt in bezug auf die anderen Innenbereiche der Düse und eine dritte Zone, die im wesentlichen* konisch und divergent ausgebildet ist und eine Länge besitzt, die aufgrund der bekannten experimentellen Beziehung L;>_n_ . 1,5 . Ϋ2,

bestimmt ist, wobei diese dritte konische und auseinandergehende Zone eine Vielzahl von ringförmigen Vertiefungen besitzt, deren diametraler Querschnitt im wesentlichen dreiecksförmig ausgebildet ist mit einer offenen Basis in Richtung auf die Auslaßöffnung der Düse und wobei die Düse in Übereinstimmung mit der zylindrischen Zone mit dem kleinsten

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Querschnitt eine Vielzahl von Auslaß- und kompressionsvermindernden seitlichen Elementen aufweist, die in der Form von Bohrungen ausgeführt sind und die Düsenwandung vollständig durchdringen, wobei sie in zwei entfernt voneinander angeordneten Reihen angeordnet sind, die sich jeweils auf dem aufstromsei tigen und dem abstromseitigen Ende in bezug auf die Gasausflußrichtung dieser zylindrischen Zone befinden, und wobei die Achsen der Bohrungen einer Reihe in bezug auf die Achsen der Bohrungen der anderen Reihe verschoben sind und die Bohrungen einer jeden Reihe innerhalb der Kammer, wo die Bohrungen ihre Mündungen oder Einlaßbereiche aufweisen, jeweils durch eine ringförmige Zuführungsnut, die sich koaxial zur Düse erstreckt, miteinander in Verbindung stehen, und wobei das Verhältnis zwischen der Summe der Flächen der kleinsten Querschnitte der Ausfluß- und kompressionsvermindernden Seitenbohrungen und der Fläche des Querschnittes dieser zylindrischen Zone, d.h. der Zone des kleinsten J¹I ießquer schnitt es (oder Halses) der Düse, gleich oder größer als 0,75 ist.

Das erfindungsgemäße Düsenartige Bauteil wird hiernach im Detail beschrieben, wobei Bezug genommen wird auf die beigefügten Zeichnungen, die lediglich zur Erklärung dienen und von denen

Fig. 1 in schematischer Weise einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäß ausgeführtes düsenartiges Bauteil zeigt, der entlang der gestrichelten linie A-A in Fig,

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geführt ist, sich durch die Iängsachse der ^üse erstreckt und in zwei verschiedenen axialen Ebenen liegt;

Pig. 2 in schematischer Weise einen Querschnitt durch das gleiche düsenartige Bauteil zeigt, der entlang der gestrichelten Linie B-B in Fig. 1 geführt ist, sich ebenfalls durch die Längsachse der Düse erstreckt und in zwei verschiedenen Querebenen liegt.

Wendet man sich nunmehr den Figuren im einzelnen zu, so erkennt man, daß das erfindungsgemäße düsenartige Bauteil oder die Unterbrechungskammer für selbsttätig blasende Druckgasschalter im wesentlichen nach dem Venturirohrprinzip ausgebildet ist und eine erste Zone 1 besitzt, die im wesentlichen konisch und zusammenlaufend ausgebildet ist, eine dritte Zone 9 mit der Länge L, die im wesentlichen konisch und auseinanderlaufend ausgebildet ist, und eine zweite Zone 5 - oder Hals zone-, die im Schnitt die kleinste Fläche im Vergleich zu allen anderen Querschnitten durch die Düse aufweist, zylindrisch ausgebildet ist (gemäß der in den vorhergehenden Patenten der Anmelderin offenbarten Lehre) und mit einer Vielzahl von kompressionsvermindernden Bohrungen zur Verbindung der zylindrischen Zone 5 mit dem Raum außerhalb der Düse ausgestattet ist, wobei diese Bohrungen im Vergleich zu den üblichen Boh-' rungen des Standes der Technik einen kleinen Durchmesser aufweisen (so daß die Anordnung einer größeren Anzahl von Bohrungen möglich wird) und in zwei Reihen angeordnet sind, wobei jede Reihe vorzugsweise die gleiche Anzahl Bohrungen aufweist und die Reihen an den beiden Enden der zylindrischen Zone

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5, dem aufstromseitigen Ende (die Bohrungen sind mit den Bezugszeichen 6 versehen) und dem abstromseitigen Ende (die Bohrungen sind mit dem Bezugszeichnen 6' versehen) angeordnet sind und wobei die Achsen der Bohrungen einer jeden Reihe jeweils in einer einzigen Ebene liegen, die senkrecht zu dei Düsenachse Y-Y verläuft und folglich parallel zu der Ebene, in der die Achsen der Bohrungen der anderen Reihe liegen, wobei die Achsen der in einer Reihe enthaltenen Bohrungen in bezug auf die Achsen der Bohrungen der anderen Reihe um einen Winkel von 36θ/2η verschoben sind, wobei mit η die Anzahl der in einer Reihe enthaltenen Bohrungen angegeben ist. Bei dem in den Zeichnungen abgebildeten Beispiel beträgt η 12. Die Bohrungen einer jeden Reihe sind vorzugsweise winkligäquidistant angeordnet. Die Bohrungen einer jeden Reihe 6 und 6' sind (gemäß der Lehre des italienischen Patentes 899 634) jeweils über eine ringförmige Vertiefung 22 und 22' miteinander verbunden, die in der Innenwandung der oben erwähnten zylindrischen Zone 5 angeordnet ist und als Ring oder Kanal wirkt, der alle kompressionsvermindernden Bohrungen einer Reihe miteinander verbindet, und die im Schnitt (durch eine Axialebene der Düse geführt) im wesentlichen rechteckförmig ausgebildet ist und die Höhe h und die Tiefe 1 besitzt. Die Mündungsbereiche 10 für die Bohrungen 6, 10' für die Bohrungen 6', die die Innenseite der Unterbrechungskammer besetzen, exakter den

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Boden der jeweiligen Zuführungsnuten 22 und 22', nehmen infolge der Ausbildungsform der Jeweiligen ringförmigen Zuführungsnut 22 und 22' eine Richtung parallel zur Achse Y-Y der Unterbrechungskammer ein.

Die Bohrungen 6 und 6' durchdringen die Düsenwandung vollständig. Ihre Auslässe sind in den Figuren jeweils mit 11 und 11' bezeichnet.

Die d ritte Zone 9 der Unterbrechungskammer, die auseinanderläuft und kegelstumpfförmig ausgebildet ist, ist mit ringförmigen Vertiefungen 13 versehen, deren diametrale Querschnitte dreiecksförmig mit einer offenen Basis in Richtung auf den Kammerauslaß 2 ausgebildet sind, gemäß der in den früheren Patenten der Anmelderin offenbarten Lehre, die bereits genannten Patente eingeschlossen.

Bei geschlossenem Leistungsschalter besetzt der feste Kontakt einen großen Teil der Unterbrechungskammer, d.h. er erstreckt sich vollkommen durch die dritte Zone 9 und die zweite Zone 5 sowie mindestens über einen großen Teil der ersten Zone 1, die auch vollständig überdeckt sein kann.

Bei diesen statischen Bedingungen besteht für das Löschgas kein Grund zur Zirkulation.

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Später, wenn das Öffnen "beginnt und folglich das selbsttätige Blasen einsetzt, trifft man folgende Situation an: Der feste Kontakt (in der Figur nicht gezeigt) befindet sich noch in Zone 1 und blockiert die Zone 5 fast ganz, da er ebenfalls zylindrisch ausgebildet und sein Außendürchmesser nicht viel kleiner als der Innendurchmesser der Zone 5 ist. Außerdem ist von diesem Zeitpunkt an der elektrische Lichtbogen (der bei Trennung der beiden Kontakte gezündet wird) vorhanden und nimmt im wesentlichen den gesamten Baum zwischen den Kontakten bis in Richtung auf die Innenwand der Düse ein. Darüber hinaus wird infolge des thermischen Expansionsphänomens des zwischen den Kontakten befindlichen Isolations- und Löschmittels innerhalb der erwähnten Zone 5 ein Gegendruck hervorgerufen. Als Folge davon wird der Ausfluß des Löschgases auch unter diesen nicht langer statischen Bedingungen im wesentlichen verhindert (nur sehr geringe und folglich vernachlässigbare Mengen können durch das zwischen dem festen Kontakt und der Innenwandung der Zone 5 befindliche Spiel entweichen, da dieses Spiel wie erwähnt extrem gering ist).

Bei Fortsetzung der Operation, d.h. wenn die Kontakte auseinandergetrieben werden, wird der Bogen zwischen den Kontakten gestreckt, und der feste Kontakt gibt in seiner scheinbaren Bewegung relativ zur Düse die erste der beiden ringförmigen Zuführungsnuten, genauer gesagt, die aufstromseitige 22 mit ihren Bohrungen 6 frei. Bereits von diesem Moment an wird der durch das selbsttätige Blasen

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hervorgerufene Gasausfluß (sowie der Ausfluß der durch die Zersetzung der Düsenmaterialien infolge der durch den Lichtbogen hervorgerufenen großen Hitze entstehenden Gase), wenn auch nur teilweise durch die aufstromseitige ringförmige Führungsnut 22 und die Bohrungen 6 gesichert.

In diesem Augenblick entspricht der gesamte Auslaßtereich der Summe der Öffnungen (d.h. der Flächen der geringsten Querschnitte) der Bohrungen 6.

Als nächstes gibt der feste Kontakt die zweite der beiden ringförmigen Zuführungsnuten (genauer gesagt die abstromseitige 22^!) mit ihren Bohrungen 6' frei. Der Ausfluß der Gase erfährt zu diesem Zeitpunkt einen merklichen Anstieg, da nunmehr beide ringförmigen Zuführungsnuten 22 und 22', d.h. beide Reihen der Bohrungen 6 und 6', zur Verfügung stehen, wobei der gesamte Auslaßbereich der Summe der Öffnungen von allen Bohrungen 6 und 6¹ entspricht.

Mit dem Fortschreiten der Operation verläßt die zweite Zone 5 der Düse den festen Kontakt und entfernt sich. Sobald das untere Ende des festen Kontaktes den Anfang der Zone 9 erreicht, werden auch die Öffnungen dieser letzten Zone (die im wesentlichen eine ringförmige kranzartige Form besitzen, da sie von dem festen Kontakt und der Innenwandung der Zone 9 begrenzt werden) für den Ausfluß der miteinander

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vermengten Lösch- und Zersetzungsgase zugänglich. Das Löschgas, das infolge des selbsttätigen Blasens noch durch die Düse gedruckt wird, kann sich dann über den gesamten Lichtbogen erstrecken und kann die Entionisierung des Lichtbogenplasmas !rollenden. Danach bricht das Gas aus der· Auslaßöffnung 2 der Düse hervor.

Wenn der Lichtbogen gelöscht ist, tritt die Rückflußspannung zwischen den Kontakten auf. Damit keine Wiederzündung des Lichtbogens auftritt, muß sobald wie möglich, d.h. sicher und schnell, eine hohe und wirksame dielektrische Festigkeit wieder hergestellt werden.

Gerade dieses Ergebnis wird durch die beiden Bohrungsreihen erreicht, hauptsächlich durch die zweite (Bohrungen 6¹), die abstromseitig von der ersten angeordnet ist.

Überraschenderweise wurde durch das Vorhandensein dieser zweiten leihe ein merkliches Ansteigen der Unterbrechungskraft (oder Unterbrechungsleistung) des Leistungsschalters infolge der verbesserten Entionisierung des Düseninnenraumes und insbesondere der Zone 5, die - da sie enghalsig ausgebildet ist - auch bei dieser Betrachtungsweise ein heikles Problem darstellt, erzielt. Aus diesem Grunde sind die beiden ringförmigen Führungsnuten 22 und 22', die den Gasfluß durch die Bohrungen 6 und 6' ausgleichen und regulieren, von höchster Bedeutung.

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Zur Vermeidung von Mißverständnissen soll an dieser Stelle ausgeführt werden, daß die Begriffe "aufstromsei tig" und "abstromseitig" unter Berücksichtigung der Ausflußrichtung des Löschgases eingeführt wurden, unabhängig von der Stellung, die die Düse in der Zeichnung einnimmt, folglich wurde, da das Gas, wie bereits erwähnt, von der Zone 1 in Richtung auf die Zone 9 fließt, die Reihe der Bohrungen 6 als aufstromseitige Reihe bezeichnet, während die Reihe der Bohrungen 6' als abstromseitige Reihe bezeichnet wurde.

Da die gleichmäßige Tendenz des Gasflusses sowohl für die Kompressionsverminderung als auch für die lntionisierung äußerst wichtig ist, sieht die Erfindung ein anderes vorteilhaftes Merkmal vor, nämlich die verschobene Anordnung der Bohrungsachsen einer Reihe in bezug auf die Bohrungsachsen der anderen Reihe. Bei dem in den Figuren gezeigten Beispiel sind zwei Reihen mit jeweils 12 Bohrungen 6 und 6^f vorgesehen, wobei sich die Bohrungen alle untereinander gleichen sowie den Bohrungen der anderen Reihe entsprechen, symmetrisch angeordnet sind und folglich winklig um 30° versetzt sind.

Andererseits sind die Bohrungsachsen einer Reihe in bezug auf die Bohrungsachsen der anderen Reihe um den halben Winkel (15°) verschoben, so daß in der Draufsicht (Fig. 2) die Bohrungen einer Reihe regelmäßig zwischen die Bohrungen der anderen Reihe angeordnet sind, wodurch die Gleichmäßigkeit des

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radialen (oder seitlichen) Gasausflusses aus der Düse erhöht wird mit einer damit verbundenen weiteren Abnahme der Turbulenzen in der in der Düse "befindlichen Gasmasse. Die Anzahl der in jeder Reihe "befindlichen Bohrungen (im "beschriebenen Beispiel sind 12 angegeben) kann von 6 als Minimum unter dieser Anzahl kann bei dem hier beschriebenen Leistungsschalter keine Verbesserung des Betriebsverhaltens festgestellt werden - bis hinauf auf 12 oder mehr reichen in Abstimmung mit den konstruktiven Erfordernissen, folglich mit den Dimensionen der Düse (bedingt durch die Nennbetriebsspannung U) sowie mit dem Durchmesser d, der für die Bohrungen vorgesehen ist.

Es soll an dieser Stelle festgestellt werden, daß ein wesentlicher Beitrag zum Erreichen der Ziele der vorliegenden Erfindung (wenn er auch kein Gegenstand der Erfindung ist, da diese lösung seit langer Zeit bekannt ist) darin besteht, daß das Material für das düsenartige Bauteil unter Materialien ausgewählt wird, die keinen Kohlenstoff und/ oder elektrisch leitende Restprodukte infolge des Ausgesetztseins den hohen Temperaturen des Lichtbogens, mit dem diese Materialien in Kontakt kommen, produzieren. Polytetrafluorethylen (insbesondere die unter den Warennamen "Teflon", "Algoflon" und ähnlichem bekanntgewordenen Polytetrafluoräthylenarten) wird von den Materialien, die dieser Erfordernisse erfüllen, vorgezogen, auch dann, wenn Schwefelhexafluoridgas (SEg )

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als Isolations- und Löschmittel verwendet wird. Auch dieses Gas ist nicht Gegenstand der Erfindung, da es ssit langem "bekannt ist, jedoch ist sein Beitrag zu den erfindungsgemäßen Zielen bemerkenswert und sogar noch wahrnehmbarer, wenn es, wie oben beschrieben, in einem aus Polytetrafluorethylen hergestellten Unterbrechungskammer oder Düse Anwendung findet.

Wie bereits im kennzeichnenden Teil dieser Beschreibung beschrieben wurde, darf das Verhältnis zwischen der Summe der kleinsten Querschnittsflächen der Bohrungen 6 und 6' und der Fläche des kleinsten Fließquerschnittes durch die Düse (d.h. die zylindrische Zone 5) Werte von 0,75 nicht unterschreiten. Wenn beispielsweise der Durchmesser d = d- 3 5,5 mm, η = 12 für jede Reihe und der Durchmesser D = 30 mm beträgt, entspricht das Verhältnis einem Wert von

2nd²/D² = 2.12.(5,5)²/(30)² = 0,8.

Die durch die besondere Form der Endzone 9 der Kammer mit der länge L und den ringförmigen dreiecksförmigen Vertiefungen 13 gewonnenen Vorteile wurden bereits in den früheren Patenten der Anmelderin herausgestellt. Diese Vorteile treten zu den Vorteilen hinzu, die durch die erfindungsgemäß vorgenommenen Verbesserungen erreicht werden. Darüber hinaus kann ausgeführt werden, daß das Vorhandensein von ringförmigen Vertiefungen 22 und 22' die Zone 5, in der die Nuten ein-

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gearbeitet sind, in einem vernachlässigbar kleinen Ausmaß verändert und die Tendenz des Gasflusses, der so gleichmäßig wie möglich sein muß, positiv und nicht negativ lDeeinflußt.

Ss ist klar, daß "bei der hier "beschriebenen Erfindung Modifikationen und Alternativen vorgenommen werden können, ohne daß vom Erfindungsgedanken abgewichen und der Schutzbereich der Erfindung verlassen wird.

Beispielsweise können die ringförmigen Zuführungsnuten 22 und 22', die vorzugsweise im Schnitt rechteckförmig sind, auch dreiecksförmig, trapezförmig, halbkreisförmig oder in anderer geeigneter Weise ausgebildet sein.

Darüber hinaus können die Bohrungen 6 und 6¹ in der Reihe sowohl in der Form als auch den Dimensionen Änderungen ausgesetzt sein. Eine Alternative ist von besonderer Bedeutung, da festgestellt wurde, daß die Auswirkungen auf die gleichen Ziele hat, auf die die Erfindung abzielt. Sie besteht darin, daß die Bohrungen mit Durchmessern ausgeführt werden, die sich zwischen den beiden Reihen unterscheiden, wobei vorzugsweise die Bohrungen 6 der aufstromseitigen Reihe einen groß aren Durchmesser d aufweisen als den Durchmesser d¹ der Bohrungen 6' der abstromseitigen Reihe. Dieses Merkmal trägt bestimmend dazu bei, daß die

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kompressionsvermindernde und die entionisierende Wirkung, die stattfindet, sobald der feste Eontakt die erste Bohrungsreihe 6 freigibt, erhöht wird.

Darüber hinaus können die Bohrungen "beider Reihen anstelle der zylindrischen Form eine konische und divergente Tendenz aufweisen (in der Reihe und in gleicher Weise in bezug auf die gesamte Düse) oder sie können nach dem Yenturirohrprinzip ausgebildet sein. Zusätzlich oder unabhängig davon kann jeder der Bohrungen mit einer Achse ausgestattet sein, die in geeigneter Weise in bezug auf die Achse Y-Y in einer Weise geneigt ist, um den Grasausfluß noch mehr zu fördern, genauer gesagt in einer Weise, daß in bezug auf die Achse. Y-Y ein kleinerer Winkel als 90° in Richtung auf den Auslaß 2 der Kammer gebildet wird (anstatt in einer Ebene zu liegen, die sich senkrecht zur Kammer Y-Y erstreckt). Darüber hinaus wird auch dann der Bereich der Erfindung nicht verlassen, wenn die Achsen der Bohrungen 6 und 6' der beiden Reihen jeweils untereinander um Winkel verschoben sind, deren Vierte von 36O/2n abweichen und höchstens einen Wert von 0 oder äquivalenterweise 360/n einnehmen, wenn die Achse einer jeden Bohrung einer Reihe 6 auf der gleichen Erzeugenden eines idealen Zylinders einfällt, auf der die Achse der entsprechenden Bohrung 6¹ der anderen Reihe einfällt.

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Claims

Patentansprüche ;

1. Axialblas-Unterbrechungskammer oder düsenartiges Bauteil für selbsttätig blasende Druckgasschalter, dessen äußere Form im wesentlichen einem Zylinder gleicht und dessen Innenseite in Auslaßrichtung eine erste Zone (1) aufweist, die konisch und zusammenlaufend ausgebildet ist, eine zweite zylindrische Zone (5) mit kleinstem Querschnitt in bezug auf die anderen Kammerinnenzonen und eine dritte Zone (9)» die im wesentlichen konisch und auseinanderlaufend ausgebildet ist und eine Länge besitzt, die aufgrund der bekannten experimentellen Beziehung L^. η .1,5 · V~"2, bestimmt worden ist, wobei diese

dritte konische und auseinanderlaufende Zone (9) eine Vielzahl von ringförmigen Vertiefungen (13) aufweist, deren diametraler Querschnitt im wesentlichen dreiecksförmig mit einer offenen Basis in Richtung auf den Auslaß (2) der Unterbrechungskammer ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechungskammer in Übereinstimmung mit der zylindrischen Zone (5) mit kleinstem Querschnitt eine Vielzahl von seitlichen Bohrungen (6, 6¹) aufweist, die die Kammerwand vollkommen durchlaufen und die in zwei entfernt voneinander angeordneten Reihen angeordnet sind, welche sich jeweile am aufstromseitigen und abstromseitigen Ende in bezug auf die Gasausflußrichtung der zylindrischen Zone (5) befinden, wobei die Achsen der Bohrungen einer Reihe (6) in

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bezug auf die Achsen der Bohrungen der anderen Reihe (6¹) verschoben sind und die Bohrungen einer jeden Reihe innerhalb der Kammer, wo sich die Mündungen oder Einlaßbereiche (10, 10') der Bohrungen befinden, jeweils über eine ringförmige Zuführungsnut (22, 22'), die koaxial zur Unterbrechung ska mmer verläuft, miteinander in Verbindung stehen, und daß das Verhältnis zwischen der Summe der Plächen der kleinsten Querschnitte der seitlichen Bohrungen (6, 6¹) und der Fläche des Querschnittes der zylindrischen Zone (5) nicht kleiner ist als 0,75.

2. Unterbrechungskammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Bohrungen (6, 6¹) in gleicher Anzahl zwischen der aufstromseitigen (6) und abstromseitigen (6¹) Reihe aufgeteilt sind und daß jede Reihe mindestens sechs, vorzugsweise zwölf Bohrungen aufweist, die winkligäquidistant zueinander angeordnet sind.

3. Unterbrechungskammer nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (6, 6¹) eine radiale Stellung einnehmen, sowie einen kreisförmigen Querschnitt besitzen und daß die Achsen der Bohrungen einer jeden Reihe innerhalb einer einzigen Ebene liegen, die sich senkrecht zur Achse T-Y des düsenartigen Bauteils erstreckt.

4. Unterbrechungskammer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschiebungswinkel zwischen

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den Bohrungsachsen der beiden Reihen (6, 6¹) Vierte zwischen O und 36O/n einnimmt und daß der "bevorzugte Wert der Zwischenwert von 560/2n ist, wobei η die Anzahl der Bohrungen «jeder Reihe bedeutet.

5. Urterbrechungskammer nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (6, 6¹) eine divergente konische Form besitzen und daß ihre Achsen in bezug auf die Achse (Y-Y) der Kammer mit einem kleineren Winkel als 90° in Richtung auf den Auslaß (2) der Kammer hin geneigt sind.

6. Unterbrechungskammer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (6) der aufstromseitigen Reihe (6) einen Durchmesser (d) aufweisen, der größer ist als der Durchmesser (d^!) der Bohrungen der abstromseitigen Reihe (6¹)·

7. Unterbrechungskammer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß beide ringförmigen Zuführungsnuten (22, 22'), die mit den jeweiligen Bohrungen (6, 6') verbunden sind, im wesentlichen einen rechteckförmigen diametralen Querschnitt aufweisen und eine Höhe (h, h¹), die mindestens gleich dem Durchmesser (d, d^f) der jeweiligen Bohrungen ist.

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8. Unterbrechungskammer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß infolge der Bewegung des beweglichen Teiles der Unterbrechungskammer, mit dem der bewegliche Kontakt und die Unterbrechungskammer selbst starr verbunden sind, und infolge der Ausbildung der Unterbrechungskammer die beiden Bohrungsreihen (6, 6¹) in den Öffnungsvorgang des Leistungssehalters an aufeinanderfolgenden, wenn auch nur durch eine kurze Zeitspanne getrennten, Zeitpunkten eintreten, wobei der Entionisierungs- und kompresseonsvermindernde Effekt der zweiten abstromseitigen Reihe (6¹) zu der durch die Bohrungen der ersten aufstromseitigen Reihe (6) erzielten Wirkung hinzutritt und auf diese Weise die Wirkung der ersten Reihe erhöht.

9. Unterbrechungskammer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Material, das die praktisch zylindrische Wand der Kammer bildet, vorzugsweise Polytetrafluoräthylen u.a. ist.

10. Unterbrechungskammer nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß als selbsttätig blasendes Lichtbogenlöschgas vorzugsweise Schwefelhexafluorid (S3?g) verwendet wird.

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