DE627680C - Power switch - Google Patents

Description

Bei Stromausschaltern mit lichtbogenlöschender Flüssigkeit, z. B. öl, ist häufig ; vorgeschlagen,; diese Flüssigkeit gegen den Lichtbpgen in einen Strom zu pressen, um die Löschung zu beschleunigen. Alle bisher gemachten Vorschläge in dieser Richtung sind aber mißlungen, ohne daß die Ursache hierzu klargestellt worden ist.In the case of power switches with an arc-extinguishing liquid, e.g. B. oil is common ; suggested; to press this liquid against the arc in a stream in order to to speed up the deletion. All suggestions made so far in this direction but have failed without the cause of this having been clarified.

Es hat sich aber jetzt gezeigt, daß die Ursache des Mißlingens hauptsächlich die gewesen ist, daß: man nicht gebührend Rücksicht auf die Voraussetzung dafür genommen hat, daß der Flüssigkeitsstrom wirklich mit dem Lichtbogen in Berührung kommt. Die erste Bedingung hierfür ist, daß der Lichtbogen im wesentlichen eingeschlossen wird, so daß er dem Flüssigkeitsstrom nicht entweichen kann, wenigstens nicht ohne beträchtlich verlängert oder verengt zu werden.But it has now been shown that the main cause of the failure was this is that: one has not taken due consideration of the precondition for the fact that the flow of liquid is really with it comes into contact with the arc. The first condition for this is that the arc is essentially enclosed so that it does not escape the liquid stream can, at least not without being considerably elongated or narrowed.

ao Die zweite Bedingung ist, daß der Druck, der den Flüssigkeitsstrom gegen den Lichtbogen treibt, d. h. der mittlere Druckunterschied zwischen dem Ausgangspunkte der Flüssigkeit und dem den Lichtbogen umgebenden Gase,, beträchtlich ist. Auf diese beiden Bedingungen hat man in früheren Vorschlägen schon Rücksicht genommen. Hierzu kommt aber eihe dritte Bedingung, deren Bedeutung bis heute offenbar unbekannt war, nämlich, daß ein beträchtlicher Teil des vorgenannten Druckunterschiedes dem Flüssigkeitsstrom tatsächlich als Geschwindigkeit zugute kommt,· so daß nicht praktisch der ganze Druckunterschied als Reibungsverlust und Beschleunigungsarbeit verbraucht wird. Um die Bedeutung dieser Bedingung zu erfassen, muß man: auf dfe Größenverhältnisse Rücksicht nehmen.ao The second condition is that the pressure which drives the flow of liquid against the arc, d. H. the mean pressure difference between the point of origin of the liquid and the gas surrounding the arc, is considerable. To this Both conditions have already been taken into account in earlier proposals. In addition, there is a third condition, the meaning of which is apparently unknown to this day was, namely that a considerable part of the aforementioned pressure difference actually benefits the flow of liquid as speed, so that not practically the whole pressure difference as friction loss and acceleration work is consumed. In order to grasp the meaning of this condition, one must: on dfe Take proportions into account.

Man denkt.sich einen Lichtbogen-in einen um den stiftförmigen, beweglichen Kontakt ziemlich eng schließenden Kanal eingeschlossen und in diesen Kanal seitlich einmündende Kanäle zum Einspritzen des Flüssigkeitsstromes, wie schon bekannt ist. Der Lichtbogenkanal hat. in' praktisch vorkommenden Fällen einige Zentimeter Durchmesser. Während der Zeiträume, während der der Lichtbogen brennt, findet in diesem Kanal eine kräftige Vergasung der Flüssigkeit statt, und diese Vergasung trifft besonders kräftig diejenige Flüssigkeit, die man direkt-in den Lichtbogen einzuspritzen versucht. Das gebildete Gas muß seinerseits ein um ein vieles! größeres Flüssigkeitsvolumen verdrängen, und infolgedessen wird die Geschwindigkeit der in den brennenden Lichtbogen eingespritzten Flüssigkeit nur einen minimalen Wert erreichen. Die genannte Flüssigkeitsmenge hat: jedenfalls, solange der Lichtbogen mit voller Leistung brennt, einen nennenswerten Einfluß auf ihn nicht. Der Einfluß tritt erst in dem Zeitpunkte ein, inOne thinks of an arc in one enclosed around the pin-shaped, movable contact rather tightly closing channel and laterally opening into this channel channels for injecting the Liquid flow, as is already known. The arc channel has. in 'practically occurring Felling a few centimeters in diameter. During the periods, during the arc burns, there is a strong gasification of the liquid in this channel takes place, and this gassing hits particularly hard the liquid that is Tried to inject directly into the arc. The gas formed must in turn be a by a lot! displace larger volume of liquid, and consequently the speed of the liquid injected into the burning arc only one reach the minimum value. The amount of liquid mentioned has: at least as long as the Arc burns at full power, does not have a significant impact on him. Of the Influence only occurs at the point in time in

dem der Lichtbogen wegen des Sinkens des Stromes gegen Nullerlischt, und dieser Einfluß macht sich· dann in solcher Weise geltend, daß die zugefüfirfe"!"Flüssigkeit die Rückzündung des Lichtbogens erschwert oder unmöglich macht., Die Zeiträume, mit denen man dabei zu rechnen hat, sind aber äußerst kurz, von der Größenordnung ¹Zi₀Oo Sekunde oder weniger. Während eines solchen Zeitraumes soll somit der Flüssigkeitsstrom, der während der Zeit des brennenden Lichtbogens praktisch in Ruhe war, um so viel beschleunigt werden, daß eine beträchtliche Flüssigkeitsmenge in den Lichtbogenkanal gelangen kann. Denkt man sich eine Verschiebung der ' dem Kanäle am nächsten liegenden Flüssigkeitsmenge uni nur 1 cm, so entspricht dieses einer Beschleunigung von 2jöoomal ,der der Schwerkraft. Für jeden Zentimeter Länge ao der zu beschleunigenden Flüssigkeitssäule entspricht dieses einem Drucke von' ungefähr ■· 2 Atm. Hierzu kommt das Druckgefälle, das infolge Reibung usw. entsteht und' das bei der in dem soeben gegebenen Beispiel entag stehenden Endgeschwindigkeit von 20 m/Sek. ganz beträchtlich wird. Falls der Druck" in der Kammer, von. der der Flüssigkeitsstrom ausgeht, innerhalb mäßiger Grenzen gehalten werden soll, muß man ihn daher derart anordnen, daß die Flüssigkeitssäule, die auf die bei. der Einspritzstelle nötige Geschwindigkeit beschleunigt werden-muß, äußerst kurz gehalten -wird, ..:which the arc extinguishes because of the sinking of the current towards zero, and this influence then asserts itself in such a way that the added "!" liquid makes re-ignition of the arc difficult or impossible , but are extremely short, on the order of ¹ Zi ₀ Oo second or less. During such a period of time the liquid flow, which was practically at rest during the time of the burning arc, should be accelerated so much that a considerable amount of liquid can get into the arc channel. If one imagines a displacement of the amount of liquid closest to the canal of only 1 cm, then this corresponds to an acceleration of 2jöoomal, that of gravity. For every centimeter of length ao of the column of liquid to be accelerated, this corresponds to a pressure of approximately 2 atm. Added to this is the pressure gradient that arises as a result of friction, etc., and that at the final speed of 20 m / sec in the example just given. becomes quite considerable. If the pressure in the chamber from which the flow of liquid emanates is to be kept within moderate limits, it must therefore be arranged in such a way that the column of liquid, which has to be accelerated to the speed required at the injection point, is kept extremely short -will, ..:

• Gemäß der Erfindung, die sichauf das Einspritzen eines Flüssigkeitsstromes oder, mehrerer 'quer durch einen in .einem Kanal• According to the invention based on the Injecting a stream of liquid or 'several' across one in a channel

eingeschlossenen Lichtbogen bezieht, werden die Kanäle für die genannte Einspritzung als kurze Düsen ausgef ührtj die mit einer Druckkammer durch eine Leitung verbunden sind, deren Querschnitt größer ist als der Gesamtquerschnitt der sämtlichen Düsen. Zweckmäßig -werden diese Düsen gegen die Mündung verengt,· so. daß die Geschwindigkeit des Flüssigkeitsstromes stets anwächst, was zur Erniedrigung der Drückverluste beiträgt. Der Druck für das -Einblasen der. Flüssigkeit kann auf mechanischem Wege erzeugt- werden, entweder im Zusammenhange mit dem Ausschaltvorgarig oder früher, oder auch in bekannter Weise mittels eines besonderen Lichtbogens, der in Reihe mit dem .den Flüssigkeitsströmen ausgesetzten Lichtbogen liegt und ,-früher als dieser ge~included arc the channels for said injection as short nozzles executed with a Pressure chambers are connected by a line whose cross-section is larger than that Total cross-section of all nozzles. These nozzles are useful against the Mouth narrowed, see above. that the speed of the flow of liquid always increases, which contributes to the reduction of the pressure losses. The pressure for blowing in the. Liquid can be generated mechanically, either in context with the Ausaltvorgarig or earlier, or in a known manner by means of a special arc that is in series with the arc exposed to the streams of liquid lies and earlier than this

zogen wird: - -is drawn: - -

Eine auf die letztgenannte Weise wirkende Ausführungsform der Erfindung ist auf der Zeichnung in zwei zueinander senkrechten Vertikalschnitten in Abb. r und 2 und im waagerechten Schnitt. · (nach Linie a-a der Abb. r) in Abb. 3 gezeigt.An embodiment of the invention which acts in the last-mentioned manner is shown in the drawing in two vertical sections perpendicular to one another in Figs. R and 2 and in a horizontal section. · ( Along line aa of Fig. R) shown in Fig. 3.

In einer Kammer ι sind ein fester (zwecks Aufnehmens von Stoßen jedoch etwas federnder) Kontakt 2 und ein Zwischenkontakt 3 mit gewisser begrenzter Beweglichkeit angeordnet. Ferner ragt in diese Kammer bei geschlossenem Schalter das Ende des eigentlichen beweglichen, stiftförmigen Kontaktes 4 hinein. Auf den Zwischenkontakt 3 wirkt in an sich bekannter Weise eine federnde Anordnung, die durch zwei punktierte Druckfedern 10 schematisch angedeutet ist und am Anfang der Ausschaltbewegung den Zwischenkontakt zwingt, dem beweglichen Kontakte 4 zu folgen, so daß ein Lichtbogen zuerst zwischen dem festen Kontakt und dem Zwischenkontakt auftritt. Dieser Lichtbogen ruft einen kräftigen Überdruck in der Kammer 1 hervor, die in diesem Zeitabschnitt nur durch enge Öffnungen mit dem Außenraum in Verbindung steht. Letztgenannter Raum kann ein umgebender Behälter sein, wie bei Ölschaltern, oder die freie Ivuft, wie bei Schaltern mit Wasser als Löschflüssigkeit.In a chamber ι are a solid (for the purpose of absorbing bumps, however, something resilient) contact 2 and an intermediate contact 3 with a certain limited mobility arranged. Furthermore, the protrudes into this chamber when the switch is closed End of the actual movable, pin-shaped contact 4 into it. On the intermediate contact 3 acts in a manner known per se, a resilient arrangement which is indicated schematically by two dotted compression springs 10 is and at the beginning of the opening movement forces the intermediate contact, the moving contacts 4 to follow so that an arc first occurs between the fixed contact and the intermediate contact occurs. This arc creates a strong overpressure in the chamber 1, which in this period of time only through narrow openings with the External space communicates. The latter space can be a surrounding container as with oil switches, or the free air, as with switches with water as Extinguishing liquid.

Nachdem der Zwischenkontakt 3 sich ein kleines Stück bewegt hat, wird seine Bewegung gehemmt, beispielsweise dadurch, daß ein isolierendes Führungsstück 5 am Kontakt sich. gegen den Boden 6 der eigentlichen Kammer 1 legt. Der eigentliche bewegliche Kontakt .4 setzt dagegen seine Bewegung durch einen Kanal 7 im genannten Boden fort. Hierbei entsteht zwischen den Kontakten 3 und 4 ein Lichtbogen, der in Reihe mit dem vorgenannten Lichtbogen liegt und der im Kanal f eingeschlossen ist. Der letztgenannte Kanal ist aber von ei.ner Anzahl Kanäle 8 (in dem gezeigten Beispiel fünf) überquert, die gemäß der Erfindung die Form kurzer Düsen haben und von einem gemeinsamen, weiten Hauptkanal 9 ausgehen, der seinerseits von der Kammer 1 ausgeht. Auf der anderen Seite des Kontaktkanals 7 sollen die Ouerkanäle ebenfalls ziemlich kurz und weit sein; aber dies ist jedoch nicht von so großer Bedeutung, weil in den Perioden, in denen eine Einspritzung vorzugsweise möglich ist (wenn der Lichtbogen gelöscht ist), eine ziemlich kräftige Kondensation der tio Flüssigkeit stattfindet, weshalb dann kein Gas zu entweichen braucht. Nur während der Übergangsperioden, wenn die Neubildung von Gas sich gegenüber der Kondensation das Gleichgewicht-hält, spielt der Querschnitt der quergehenden Abflußkanäle eine Rolle. Diese Perioden dürften ] edoch so kurz sein, daß sie von untergeordneter Bedeutung sind. Außerdem dürften die genannten Abflußkanäle im Gegensatz zu den Zuflußkanälen unter den kritischen Perioden mit Gas gefüllt-sein, das im Vergleich mit einem ent-After the intermediate contact 3 has moved a little, its movement is inhibited, for example by the fact that an insulating guide piece 5 is on the contact. against the floor 6 of the actual chamber 1. The actual movable contact .4, however, continues its movement through a channel 7 in the said floor. This creates an arc between the contacts 3 and 4, which is in series with the aforementioned arc and which is enclosed in the channel f. The last-mentioned channel is crossed by a number of channels 8 (five in the example shown) which, according to the invention, are in the form of short nozzles and start from a common, wide main channel 9, which in turn starts from the chamber 1. On the other side of the contact channel 7, the outer channels should also be fairly short and wide; but this is not of so great importance, because in the periods in which an injection is preferably possible (when the arc has been extinguished) the condensation of the liquid takes place rather vigorously, so that no gas then has to escape. Only during the transition periods, when the formation of new gas is in equilibrium with respect to condensation, does the cross-section of the transverse drainage channels play a role. These periods are, however, likely to be so short that they are of secondary importance. In addition, in contrast to the inflow channels, the outflow channels mentioned should be filled with gas during the critical periods, which in comparison with a corresponding

sprechenden Flüssigkeitsvolümen eine verschwindend geringe Masse hat. Es ist vor allem die Länge und der Querschnitt der ZufluJßkanäle, die von Bedeutung sind.
Praktische Versuche haben gezeigt, daß bei gewöhnlichem 50-Perioden-Strom der eigentliche Unterbrechungsverlauf bei einem gemäß der Erfindung ausgeführten ölschalter sich in 2 bis 3 Halbperioden abspielt. Dabei können gewöhnlicherweise nicht sämtliche Kanäle in Funktion kommen; aber es ist jedoch zweckmäßig, eine Mehrzahl auf verschiedene Punkte der Länge des Lichtbogenweges gegen ihn gerichtete Flüssigkeitsströme zu haben.speaking volume of liquid has a negligibly small mass. It is above all the length and the cross-section of the inflow channels that are important.
Practical tests have shown that with a normal 50-period current, the actual course of the interruption in an oil switch designed according to the invention takes place in 2 to 3 half-periods. Usually, not all channels can function; however, it is expedient to have a plurality of liquid flows directed towards it at different points along the length of the arc path.

Claims (1)

PatentansprüchenClaims i. Stromausschalter, bei dem· der Ausschaltlichtbogen in einem um den beweglichen Kontakt dicht passenden -Kanal eingeschlossen und einem oder mehreren seitlich gerichteten Flüssigkeitsströmen ausgesetzt ist, die gegen den Lichtbogen durch Überdruck gepreßt werden, dadurch gekennzeichnet, -daß diese Flüssigkeitsströme durch kurze Düsen geformt werden, die mit einer Druckkammer durch eine Leitung verbunden sind, deren Querschnitt größer als der Gesamtquerschnitt sämtlicher Düsen ist.i. Current cut-off switch in which · the cut-out arc enclosed in a tight fit around the movable contact channel and one or more is exposed to laterally directed currents of liquid that oppose the arc are pressed by overpressure, characterized in that these liquid flows be formed by short nozzles connected to a pressure chamber by a conduit, whose Cross-section is larger than the total cross-section of all nozzles. 2, Stromausschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen sich gegen den Lichtbogenkanal verengen.2, power switch according to claim 1, characterized in that the nozzles narrow towards the arc channel. 3. Stromausschalter nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer in an sich bekannter Weise ein paar Kontakte einschließt, zwischen; denen ein Lichtbogen früher als und in3. Power switch according to claim r, characterized in that the pressure chamber includes a couple of contacts in a manner known per se, between; which an arc earlier than and in , Reihe mit ,dem im Kanal eingeschlossenen^; eigentlichen Unterbrechungslicht- _: bogen erzeugt wird. ., Row with, the one enclosed in the canal ^; actual _{Unterbrechungslicht-:} arc is generated. . Hierzu r Blatt ZeichnungenPlease refer to the sheet of drawings