DE647726C - Einrichtung fuer die Loeschung von Wechselstromlichtboegen - Google Patents

Description

DEUTSCHES¹ REICH

AUSGEGEBEN AM
10. JULI 1937

. Ind. Eigexidtam

2 1 AUG. iGr^EICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21c GRUPPE 35

Einrichtung für die Löschung von Wechselstromlichtbögen Patentiert im Deutschen Reiche vom 18. November 1932 al)

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für die Löschung von Wechselstromlichtbögcn, insbesondere in Schaltern, mit Hilfe eines strömenden gas- oder dampfförmigen Löschmittels, bei welcher der von einem Teil des Lichtbogens in einer Kontaktkammer erzeugte Druck eine Strömung in einem Nebenweg gespeicherter kühler Gase oder Dämpfe durch einen anderen aus der Kontaktkammer heraus verlängerten Teil desselben Lichtbogens bewirkt.

Die Erfindung geht davon aus, daß die wirksame Löschung eines Wechselstromhochleistungslichtbogens nur im Stromnulldurchgang stattfinden kann, und zwar soll sie dadurch erfolgen, daß in diesem Augenblick ein Gas oder Dampf von möglichst niedriger Temperatur und nicht zu geringem Druck mit großer Geschwindigkeit in Teilen des Lichtbogenraumes zur plötzlichen Expansion gebracht wird. Dadurch soll diesen Teilen ihre elektrische Durchschlagsfestigkeit wiedergegeben werden, so daß die Unterbrechungsstrecke des Schalters von der wiederkehren- den Spannung an den Elektroden nicht mehr durchschlagen werden kann.

Es sind Schalter bekannt, welche auf dem allgemeinen Prinzip beruhen, Gasmassen aus einem Nebenweg durch einen in einer Kontaktkammer vom Lichtbogen erzeugten Druck in einen anderen Teil des Lichtbogens hinein zu befördern. Bei diesen bekannten. Einrichtungen wird jedoch der in -der Kontaktkammer erzeugte Druck auf einen verhältnismäßig dünnen Nebenweg übertragen; durch diesen strömen daher im wesentlichen die heißen, aus dem Lichtbogen stammenden Gase, weiche für die Löschung des Lichtbogens wegen ihrer hohen Ionisation ungeeignet sind. Der kühle Gasinhalt der dünnen Leitung ist nur gering und wird daher augenblicklich ausgestoßen.

Die Erfindung besteht darin, daß der die kühlen Gase oder Dämpfe enthaltende Nebenweg größere Querschnitte aufweist als der Strömungsweg längs des Lichtbogens und über einen im Verhältnis zur Kontaktkammer großen Gasspeicher führt bzw. selbst einen solchen bildet.

Durch diese Ausbildung des Nebenweges ist erreicht, daß die Strömung bzw. Expansion kühler Gase in jenem Teil des Lichtbogenraumes, wo die Löschwirkung auftreten soll, über mindestens einen Stromnulldurchgang anhält. Die in der unmittelbaren Umgebung des Lichtbogens befindlichen heißen und daher für die Löschung nicht geeigneten Gase versetzen dabei die kühleren Gase und Dämpfe aus dem Speicher in eine mit der Wechselstromfrequenz pulsierende Folge von Kompressionen und Expansionen. Die Pulsationen der kühleren Gase und Dämpfe besitzen dabei infolge des Fassungsvermögens des Speichers eine gewisse Phasenverschie-

bung zu dem Druckwechsel in jenem Teil des Lichtbogens, in dem die Löschwirkung hervorgebracht werden soll.

Vorzugsweise kann der Gasspeicher über S den Endabschnitt des Löschraumes mit dem Außenraum in Verbindung stehen. Damit der Druckausgleich im wesentlichen durch den Speicher hindurch und nicht durch den dazu parallel geschalteten Löschraum erfolgt, ίο sollen die Verbindungen zwischen Löschraum und Speicherraum so ausgestaltet sein, daß sie im Verhältnis zu den in den Trennwänden angebrachten Durchtrittsöffnungen kleinen Strömungswiderstand und weiten Querschnitt besitzen. Z. B. kann man diesen Verbindungen die Form von Lavaldüsen geben. Die Durchtrittsöffnungen in den Trennwänden, sollen dagegen enge Lichtbogenkanäle bilden. In der Zeichnung sind Ausführungsbcispiele der Erfindung dargestellt. Fig. 1 zeigt einen Löschraum mit doppelseilig angeschlossenen Speicherräumen und axialer Ausströmung des Löschmittels. Das feste Schaltstück 10 eines Schalters befindet sich in einer Schaltkammer 11 aus Isolierstoff, deren Dekkel 12 die Trennwand für den Löschraum bildet. Der Löschraum erstreckt sich links von der Trennwand 12 bis in eine Ausströmdüse 13 hinein. Die Trennwand besitzt eine Durchtrittsöffnung 14 für den beweglichen Schaltstift 15, die zu einem engen Lichtbogenkanal ausgestaltet ist. In die Schaltkammer 11 einerseits und die Düse 13 andererseits münden die beiden Speiclierräume 16 und 17. Nach der Kontakttrennung erhitzt der rechts von der Trennwand 12 brennende Teil des Lichtbogens den Luftinhalt der Kammern, und von hier aus wird die kühle Luft in den Speicherräumen 16, 17 unter Druck gesetzt. Da die Berührungsflächen zwischen den heißen und den kühlen Gasen verhältnismäßig zu der Tiefenerstreckung des Speicherraumes klein sind, findet eine Mischung der Gase nicht statt, sondern die kühlen Gase werden in die Düse* 13 hineingedrückt, wo sie im Lichtbogenraum expandieren und den Lichtbogen löschen.

Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel. 20 ist das feste Schaltstück, 21 der bewegliche Schaltstift eines Schalters; 22 ist eine Kammer aus Isoliermaterial, 23 ein Verbindungsstutzen, der sehr eng und schmal ist. 24 ist der Speicherraum für das Löschmittel. Die Verbindungen 25 vom Löschraum in den Speicherraum und 26 vom Speicherraum durch den zweiten Teil der Unterbrechungsstrecke hindurch nach dem Freien sind als Lavaldüsen ausgebildet. Hierdurch entsteht unter der Wirkung des Lichtbogens eine pulsierende, gegen den Lichtbogenstrom phasenverschobene Folge von Kompressionen und Expansionen des Speicherrauminhaltes in der Düse 26 und damit in dem links von der Trennwand 27 befindlichen Teil des Lichtbogenraumes.

Als Löschmittel kann man Luft oder verschiedene Gase, z. B. Wasserstoff, verwenden. Es ist jedoch auch möglich, Dampf zu verwenden, der z. B. im Anfang der Unterbrechungsstrecke durch den Lichtbogen aus Flüssigkeit erzeugt werden kann.

Durch etwa schmalrechteckige Querschnittsformen des bewegten Schaltstückes und der Schaltstücköffnung kann man das Verhältnis zwischen Querschnittsumfang und Querschnittsfläche wesentlich größer machen als bei der üblichen runden Querschnittsform des Schaltstiftes und dadurch bei kleiner Ausströmfläche gute Kühlungsverhältnissc für den Lichtbogen erzeugen.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung für die Löschung von Wechselstromlichtbögen, insbesondere in Schaltern, mit Hilfe eines strömenden gasförmigen Löschmittels, bei welcher der von einem Teil des Lichtbogens in einer Kontaktkammer erzeugte Druck eine Strömung in einem Nebenweg gespeicherter kühler Gase oder Dämpfe durch einen anderen aus der Kontaktkammer heraus verlängerten Teil desselben Lichtbogens bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der die kühlen Gase oder Dämpfe enthaltende Nebenweg größere Querschnitte aufweist als der Strömungsweg längs des Lichtbogens und über einen im Verhältnis zur Kontaktkammer großen Gasspeicher führt bzw. selbst einen solchen bildet.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnungen für den Lichtbogen in den zwischen dem Lösch- und dem Druckkammerraum quer zur Lichtbogenstrecke liegenden Trennwänden als enge Lichtbogenkanäle ausgebildet sind.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ihre Anwendung bei einem Schalter, dessen Kontaktkammer verdampfende Flüssigkeit enthält. no

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen