DE394126C - Automatic circuit breaker with an easily evaporable electrolyte and an arc chamber - Google Patents

Description

Selbsttätiger Stromunterbrecher mit einem leicht verdampfbaren Elektrolyten und einer Lichtbogenkammer. Die Erfindung betrifft einen selbsttätigen Stromunterbrecher, der sich für die Anbringulig in einer schützenden Erdverbindung für Leitungen eignet, die hohe Spannungen zu übertragen haben. In einer schützenden Erdverbindung dieser Art ist es wesentlich, daß, sobald sich bei einer Entladung nach der Erde ein Lichtbogen an der Funkenstrecke gebildet hat, dieser Lichtbogen nicht aufrechterhalten, sondern wieder unterbrochen wird. Das geschieht bei dem Stromunterbrecher nach der Erfindung dadurch, daß, während er eilte ungehinderte Anfangsentladung nach der Erde zuläßt, gleich darauf ein zweiter Bogen in der Erdverbindung leergestellt und in die Länge gezogen wird, so claß an dieser Stelle oder an der Funkenstrecke selbst die Erdverbindung unterbrochen wird. Danach ist der Unterbrecher wieder arbeitsfähig. Die Bildung des zweiten Lichtbogens erfolgt in einer Kammer, die sich in einem einen leicht verdanipfbareil Elektrolyten enthaltenden Behälter befindet und mit der Flüssigkeit in noch zu beschreibeilderWeise in Verbindung steht. Der Elektrolyt bewahrt die -#7orriclitiuig gegen Beschädigung durch Hitze.Automatic circuit breaker with an easily evaporable electrolyte and an arc chamber. The invention relates to an automatic circuit breaker, which is suitable for attachment in a protective earth connection for cables, who have to transmit high voltages. In a protective earth connection this It is essential that as soon as there is a discharge to earth, there is an arc has formed at the spark gap, this arc is not maintained, but is interrupted again. This happens with the circuit breaker according to the invention by allowing unimpeded initial discharge to earth while it is hurrying, Immediately afterwards a second arch in the earth connection was vacated and stretched out is pulled, the earth connection is at this point or at the spark gap itself is interrupted. The interrupter is then able to work again. The education The second arc takes place in a chamber that can be easily turned into one The container containing the electrolyte can be evaporated and with the liquid in a manner to be described. The electrolyte preserves the - # 7orriclitiuig against damage from heat.

In der Zeichnung ist Abb. i ein senkrechter Schnitt durch eitre Ausführungsform der Erfindung.In the drawing, Fig. I is a vertical section through an embodiment the invention.

Die Abb. 2, 3 und d. sind ähnliche Ansichten in kleinerem Maßstabe, die die Wirkungsweise der Vorrichtung veranschaulichen.Figs. 2, 3 and d. are similar views on a smaller scale, which illustrate the operation of the device.

Abb.5 ist eilte Seitenansicht einer etwas abgeänderten Bauart.Fig.5 is a hasty side view of a slightly modified design.

Die Leitung i von der nicht gezeichneten Kraftleitung ist mit der Metallhaube 31 eines Isolators 3 verbunden. In der Haube 3 i ist die Stützstange 2i des einen Endstückes 2 einer Hörnerschutzvorrichtung verschiebbar angebracht. Der Abstand zwischen den Endtücken 2 ist derartig, daß unter normalen Leitungsbedingungen ein Lichtbogen zwischen ihnen nicht gebildet wird. Die Stützstange des anderen Endstückes ist mit einer Jletallliatthe 6i verbunden, die auf dem Kopf eines zweiten Isolators d. angebracht ist. Dieser bestellt aus mehreren Glocken am oberen Ende eines Rohres 5 aus Isoliermaterial, das von einer Hülse in einer Schutzkappe ioi eines Gefäßes io getragen wird. Das Gefäß ist bis zu einer genügenden Hölle, die von einem Standrohr g gngezeigt wird, mit einem verdampfbaren Elektrolyten von niedrigem Widerstand gefüllt, z. B. Wasser, dessen Dichte durch Zusatz passender Stoffe, z. B. Salz, verändert werden kann, wodurch man nicht nur den Widerstand des Elektrolyten verändern, sondern auch den Gefrierpunkt herabdrücken kann. Der Elektrolyt ist durch eine von dein metallenen Gefäß io ausgehende Leitung 103 geerdet. Der untere Teil 13 des Rohres 5 taucht ziemlich tief in den Elektrolyten, der, wie bei 12 angedeutet, durch das offene untere Ende in das Rohr eintritt, aber im oberen Teil desselben einen Ausdehnungsraum 1q. frei läßt.The line i from the power line (not shown) is connected to the metal hood 31 of an insulator 3. The support rod 2i of one end piece 2 of a hearing protection device is slidably mounted in the hood 3 i. The distance between the end pieces 2 is such that under normal conduction conditions an arc is not formed between them. The support rod of the other end piece is connected to a Jletallliatthe 6i, which on the head of a second insulator d. is appropriate. This ordered from several bells at the upper end of a tube 5 made of insulating material, which is carried by a sleeve in a protective cap ioi of a vessel io. The vessel is to a sufficient hell that is gngezeigt g of a stand pipe, filled with a vaporizable electrolyte of low resistance, such. B. water, its density by adding suitable substances, such. B. salt, can be changed, which not only change the resistance of the electrolyte, but also lower the freezing point. The electrolyte is grounded by a line 103 extending from the metal vessel. The lower part 13 of the tube 5 is immersed quite deeply in the electrolyte, which, as indicated at 12, enters the tube through the open lower end, but in the upper part of the same an expansion space 1q. releases.

Strom wird von der Metallhaube 61 nach dein Elektrolyten 12 im Rohr mittels eines Leiters 6 geleitet. Dieser besteht vorzugsweise aus einem Metallrohr, daß an seinem oberen Ende offen und im Raum rd. mit einer Öffnung 71 versehen ist, die einen Überdruck im Raum während der Arbeit des Apparates verhindert. An dem unteren Ende des Rohres 6 und in leitender Verbindung mit dem Elektrolyten 12 in dein Rohr 13 ist eine Elektrode 7 angebracht. Diese kann mittels einer über der Haube 61 angebrachten Schraubenmutter 62 eingestellt werden, um einen Kontakt mit der Oberfläche des Elektrolyten 12 im Rohr zu ermöglichen; der Apparat arbeitet aber auch dann wirksam, wenn die Einstellung nicht genau ist.Electricity is drawn from the metal hood 61 to the electrolyte 12 in the tube guided by means of a conductor 6. This preferably consists of a metal tube, that it is open at its upper end and approximately provided with an opening 71 in the space, which prevents overpressure in the room while the apparatus is working. To the lower end of the tube 6 and in conductive connection with the electrolyte 12 in An electrode 7 is attached to the tube 13. This can be done using an over the Hood 61 attached screw nut 62 can be adjusted to make contact with the To allow surface area of the electrolyte 12 in the tube; the apparatus but also works effectively if the setting is not accurate.

Die Wirkungsweise wird zeichnerisch in den Abb.2, 3 und d., wie folgt, veranschaulicht: Wenn eine ungewöhnlich starke Spannung auf die Kraftleitung einwirkt, überspringt sie den Zwischenraum z, 2 und wird durch den geerdeten Elektrolyten entladen (Abb.2). Der hierbei zwischen den Elektroden 2 sich bildende Lichtbogen wird jedoch durch die normale Leitungsspannung aufrechterhalten, und Strom fließt beständig durch die Schutzvorrichtung nach der Erde. Der Unterbrecher arbeitet nicht unmittelbar, um diese Erdleitung zu unterbrechen. Wie leicht verständlich, kann der Glühkontakt zwischen der Elektrode 7 und dem Elektrolyten 12 in dem Isolationsrohr 13 die Stromhitze auf der Elektrolytoberfläche konzentrieren. Der letztere Wird daher verdampft, und das Luftdampfgem,isch in dem Raum 14 dehnt sich so durch die Hitze des Bogens, der nun zwischen 7 und 1a gebildet wird, aus, daß der Elektrolyt in den Rohr 13 hinuntergedrückt wird. Der Lichtbogen x (A'bb. 3) wird von dem zurücktretenden Elektrolyten in die Länge gezogen, bis der Erdstrom hier oder an der Funkenstreck e 2, 2 unterbrochen wird. Nun kühlt sich der Dampf in der Kammer 14 ab und kondensiert; dies hat zur Folge, daß infolge Überdrucks im Gefäß io der Elektrolyt in dem Rohr 13 wieder aufsteigt und mit der Elektrode 7 in Berührung- kommt (Abb. q.). Der Apparat ist so für eine folgende Wirkung bereit.The mode of operation is graphically shown in Figs. 2, 3 and d., As follows, illustrates: If an unusually strong tension acts on the power line, it skips the gap z, 2 and is grounded by the electrolyte unload (Fig.2). The arc that forms between the electrodes 2 however, it is maintained by the normal line voltage and current flows resistant by the protective device after the earth. The breaker does not work immediately to interrupt this earth line. How easy to understand can the glow contact between the electrode 7 and the electrolyte 12 in the insulation tube 13 concentrate the current heat on the electrolyte surface. The latter will therefore evaporates, and the air vapor mixture in the space 14 expands through the Heat the arc, which is now formed between 7 and 1a, from that of the electrolyte is pressed down into the tube 13. The arc x (A'bb. 3) is from the withdrawing Electrolytes dragged out until the earth current here or at the spark gap e 2, 2 is interrupted. Now the steam cools down in the chamber 14 and condenses; This has the consequence that the electrolyte in the tube as a result of excess pressure in the vessel 13 rises again and comes into contact with electrode 7 (Fig. Q.). The apparatus is so ready for a subsequent effect.

Der Schutz des Rohres 5-13 gegen Beschädigung durch Hitze aus dem Bogen und die sofort wieder einsetzende Arbeitsbereitschaft des Apparates wird weiter dadurch veranlaßt, daß das Rohr in die Flüssigkeit i i des Behälters eintaucht und durch sie gekühlt wird. Der Kreislauf der Flüssigkeit, der aus der Arbeitsweise des Apparates herrührt, verbürgt einen Zufluß der gekühlten Flüssigkeit in das Rohr 13 und hält dieses sowohl innen wie außen kalt.The protection of the pipe 5-13 against damage by heat from the Bogen and the immediately resuming readiness for work of the apparatus continues thereby causing the tube to be immersed in the liquid i i of the container and is cooled by them. The cycle of fluid resulting from the working method originates from the apparatus, guarantees an inflow of the cooled liquid into the pipe 13 and keeps it cold both inside and outside.

In der in Abb. 5 gezeichneten Abart ist die Einrichtung in allen wesentlichen Punkten die gleiche, mit der Ausnahme, daß die Rohre 17. die den Strom von den verschiedenen Unterbrechungsstellen 15 für die drei Hauptleitungen führen, in ein gemeinsames Gefäß 16 eintauchen. Ein besonderes Gefäß für jede Röhre ist jedoch vorzuziehen.In the variant shown in Fig. 5, the device is in all essentials Points the same, except that the tubes 17. which carry the flow from the different Break points 15 for the three main lines lead into a common one Immerse vessel 16. However, it is preferable to have a separate vessel for each tube.

Der Erfindungsgegenstand kann in Einzelgeiten geändert werden, ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen. So kann die besondere Form- der untergetauchten Kammer und des Behälters für den Elektrolyten geändert werden, wie auch die Konstruktion des Leiters und der damit verbundenen Isolationselemente.The subject matter of the invention can be changed in detail without to deviate from the essence of the invention. So can the special shape- the submerged Chamber and the container for the electrolyte can be changed, as well as the construction of the conductor and the associated insulation elements.

Aus den Erfahrungen des Betriebes hat sich ergeben, daß der Stromunterbrecher eine Kondensatorwirkung hat, die sich daraus ergibt, daß die beiden Wassersäulen, nämlich die innerhalb des die Lichtbogenkammer bildenden Rohres befindliche sowie die außerhalb dieses Rohres liegende, wie Kondensatorplatten wirken.The experience of the company has shown that the circuit breaker has a condenser effect, which results from the fact that the two water columns, namely the one located within the tube forming the arc chamber as well the one lying outside this tube act like capacitor plates.

Die flüssigen Korndensatorbeläge haben eine weit größere Kapazität als Metallplatten und machen den Stromunterbrecher besonders empfindlich für Entladungen von hoher Frequenz.The liquid grain capacitor linings have a far greater capacity than metal plates and make the circuit breaker particularly sensitive to discharges of high frequency.

Außer diesen auf der reinen Kondensator-Wirkung beruhenden Vorteilen wird noch der weitere Vorteil erzielt, daß die Beläge des Kondensators durch den Widerstand der Wassersäule in dem unteren Teil des Behälters teilweise kurzgeschlossen werden, so daß die beiden Kondensatorbeläge im selben Augenblick geladen und teilweise entladen werden.Besides these advantages based on the pure capacitor effect the further advantage is achieved that the deposits of the capacitor through the Resistance of the water column in the lower part of the container partially short-circuited so that the two capacitor plates are charged at the same time and partially be discharged.

Da außerdem der Widerstand der Wassersäule und des Wassers in dem Behälter vollkommen induktionsfrei ist, kann Resonanz zwischen der Widerstandsverbindung und der elektrostatischen Kapazität des Kondensators nicht eintreten.In addition, since the resistance of the water column and the water in the Container is completely induction-free, there may be resonance between the resistance connection and the electrostatic capacity of the capacitor do not occur.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: i. Selbsttätiger Stromunterbrecher mit einem leicht verdampfbaren Elektrolyten und einer Lichtbogenkammer, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogenkammer (1¢) von dem Luftraum im Behälter (io) des Elektrolyten abgeschlossen ist, in den Elektrolyten eintaucht und an ihrem unteren Ende offen ist. PATENT CLAIMS: i. Automatic circuit breaker with an easy vaporizable electrolyte and an arc chamber, characterized in that the arc chamber (1 ¢) is closed off from the air space in the container (io) of the electrolyte is immersed in the electrolyte and is open at its lower end. 2. Stromunterbrecher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohr (13) aus Isoliermaterial mit seinem unteren offenen Ende in den Elektrolyten eintaucht, und daß in dem oberen Teil dieses Rohres eine Elektrode (6) angeordnet ist, durch die der Strom zum Elektrolyten fließt. 2. Circuit breaker according to claim i, characterized in that a tube (13) made of insulating material with its lower open end is immersed in the electrolyte, and that in the upper one Part of this tube an electrode (6) is arranged through which the current to the electrolyte flows. 3. Stromunterbrecher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das die Elektrode (7) tragende Metallrohr (6) am oberen Ende offen und oberhalb der Elektrode (7) mit einer öffnung (71) versehen ist.3. Circuit breaker according to claim 2, characterized in that the the Electrode (7) carrying metal tube (6) open at the top and above the electrode (7) is provided with an opening (71).