DE647726C - Device for extinguishing alternating current arcs - Google Patents

Description

DEUTSCHES¹ REICHGERMAN ¹ REICH

AUSGEGEBEN AM
10. JULI 1937ISSUED ON
JULY 10, 1937

. Ind. Eigexidtam. Ind. Eigexidtam

2 1 AUG. iGr^EICHSPATENTAMT2 1 AUG. iGr ^ EICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 21c GRUPPE 35CLASS 21c GROUP 35

Einrichtung für die Löschung von Wechselstromlichtbögen Patentiert im Deutschen Reiche vom 18. November 1932 al)Device for the quenching of alternating current arcs Patented in the German Empire on November 18, 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. The invention relates to a device for extinguishing alternating current arcs, especially in switches, with the help of a flowing gas or vapor extinguishing agent, in which the generated by part of the arc in a contact chamber Pressure through a flow of cool gases or vapors stored in a byway causes another part of the same arc which is extended out of the contact chamber.

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.The invention assumes that the effective extinguishing of an alternating current high-power arc can only take place in the current zero crossing, namely it should take place in that at this moment a Gas or steam of as low a temperature as possible and not too low a pressure at high speed in parts of the Arc space is brought to sudden expansion. This is supposed to do these parts their dielectric strength can be reproduced, so that the interruption path of the switch depends on the recurring the voltage on the electrodes can no longer break down.

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.There are known switches which are based on the general principle of gas masses off a bypass path through a pressure generated by the arc in a contact chamber into another part of the arc. With these well-known. Facilities however, the pressure generated in the contact chamber is reduced to a relative value transfer thin byway; This is why the hot gases from the arc essentially flow through it, which are unsuitable for extinguishing the arc because of their high ionization. The cool gas content of the thin pipe is only small and therefore becomes instantaneous pushed out.

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.The invention consists in that the bypass containing the cool gases or vapors has larger cross-sections than the flow path along the arc and across a relative to the contact chamber large gas storage leads or even forms one.

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-This formation of the bypass is achieved that the flow or expansion cooler gases in that part of the arc chamber where the extinguishing effect is to occur, via at least one current zero crossing persists. Those in the immediate vicinity of the arc are hot and therefore not suitable for extinguishing Gases move the cooler gases and vapors from the storage unit into one with the Alternating current frequency pulsating sequence of compressions and expansions. The pulsations the cooler gases and vapors have a certain phase shift due to the capacity of the storage tank.

bung zu dem Druckwechsel in jenem Teil des Lichtbogens, in dem die Löschwirkung hervorgebracht werden soll.Exercise to change the pressure in that part of the arc in which the extinguishing effect is produced shall be.

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.Preferably, the gas reservoir can connect to the end section of the extinguishing space via S Communicating outside space. So that the pressure equalization is essentially through the memory and not through the The extinguishing chamber connected in parallel is carried out, ίο the connections between the extinguishing chamber and storage space be designed so that they are in relation to those in the partitions attached passage openings small Have flow resistance and wide cross-section. For example, one can use these compounds give the shape of Laval nozzles. The openings in the partition walls should however, form narrow arc channels. In the drawing are exemplary embodiments of the invention shown. Fig. 1 shows an extinguishing room with double cables connected Storage spaces and axial outflow of the extinguishing agent. The fixed contact 10 of a switch is located in a Switching chamber 11 made of insulating material, the lid 12 of which forms the partition for the extinguishing chamber forms. The extinguishing space extends to the left of the partition wall 12 into an outlet nozzle 13 into it. The partition has a passage opening 14 for the movable Switching pin 15, which is designed to form a narrow arc channel. In the switching chamber 11 on the one hand and the nozzle 13 on the other hand, the two storage spaces 16 and 17 open. After the contact separation, the part of the burning to the right of the partition 12 is heated Arc the air content of the chambers, and from here the cool air gets into the Storage spaces 16, 17 pressurized. Because the contact surfaces between the hot and the cool gases are proportionate to the depth of the storage space are small, finds a mixture of Gases do not take place, but the cool gases are pushed into the nozzle * 13, where they expand in the arc room and extinguish the arc.

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.Fig. 2 shows another embodiment. 20 is the fixed contact, 21 the movable switch pin of a switch; 22 is a chamber made of insulating material, 23 is a connecting piece, which is very tight and narrow. 24 is the storage space for the extinguishing agent. The connections 25 from the extinguishing room into the storage space and 26 from the storage space through the second part of the interruption path through to the open air are designed as Laval nozzles. This creates under the effect of the electric arc a pulsating sequence of compressions out of phase with the arc current and expansions of the storage space contents in the nozzle 26 and thus in the one to the left of the partition 27 located part of the arc space.

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.The extinguishing agent can be air or various gases, e.g. B. hydrogen, use. However, it is also possible to use steam, e.g. B. at the beginning of the interruption path can be generated by the arc from liquid.

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.Due to the approximately narrow rectangular cross-sectional shapes of the moving contact and the Contact opening can be the ratio between cross-sectional circumference and cross-sectional area Make it much larger than the usual round cross-sectional shape of the switch pin and therefore smaller Create good cooling conditions for the arc.

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 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.i. Device for extinguishing alternating current arcs, especially in Switches, with the help of a flowing gaseous extinguishing agent, in which the pressure generated by part of the arc in a contact chamber created a flow stored in a bypass path cooler gases or vapors out of the contact chamber through another causes extended part of the same arc, characterized in that the the bypass path containing cool gases or vapors has larger cross-sections than the flow path along the arc and leads over a gas reservoir that is large in relation to the contact chamber or forms one itself. 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.2. Device according to claim 1, characterized in that the passage openings for the arc in the space between the quenching and pressure chamber spaces across the arc path lying partitions are designed as narrow arc channels. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ihre Anwendung bei einem Schalter, dessen Kontaktkammer verdampfende Flüssigkeit enthält. no3. Device according to claim 1, characterized by its application at a switch, the contact chamber of which contains evaporating liquid. no Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings