DE960111C - Hochspannungs-Druckgasschalter - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 14. MÄRZ 1957

L 17902 VIIIb12ic

Es ist bereits bekannt, bei einem Hochspannungs-Dnuckgasschalter mit mindestens einem Düsenkontakt den Löschmittelstrom derart zu führen, daß dieser vorzugsweise unmittelbar unterhalb des Düsenkotitaktes etwa in Richtung einer Tangente des den Querschnitt der Schaltkammer begrenzenden Kreises in die Schaltkammer eintritt. Dadurch ergeben sich oberhalb dies Düsenkontaktes Wirbelringe des Löschmittels mit einwärts gerichteter Rotationsrichtung, die einen Durchbrach des Lichtbogens in axialer Richtung verhindern und ihn infolge der Saugwirkung ihrer peripheren Teile längs der trichterförmigen Fläche des Düsenkontaktes führen. Durch die Bewegungen des Lichtbogens kommt es dabei dauernd zu Kurz-Schlüssen innerhalb der nur wenig gelängten Lichtbogensäule und damit zu einer wesentlichen Erleichterung der Lichtbogenlöschung in der Nähe des Nulldurchganges.

Die Erfindung hat eine verbesserte Ausführung eines Schalters mit tangential gerichteter Löschmittelströmung zum Gegenstand. Gemäß der Erfindung sind bei diesem Schalter zusätzliche Führungsmittel vorgesehen für einen zweiten, in der Ausblasrichtung des Dnuckgases unmittelbar nach der Kontaktstelle tangential eingeblasenen Lösch-

mittelstrom, durch die dieser zweite Löschmittelstrom dem ersten Löschmittelstrom tangential entgegengesetzt gerichtet wird. Es kommt so zu einer gegenläufigen Wirbelbildung, die ein wirksames Auseinanderreißen des verhältnismäßig kurzen Lichtbogens unter- und oberhalb der Kontaktstelle hervorruft.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung sei auf die Zeichnungen verwiesen.

ίο In Abb. ι ist schematisch eine Anordnung dargestellt, aus der die Zuführung des Löschmittelstromes hervorgeht. Innerhalb der kreisförmigen Schaltkammer ι befindet sich ein stiftförmiger beweglicher Kontakt 2, der mit einem nicht weiter dargestellten düsenförmigen Kontakt zusammen arbeitet. Oberhalb dieses Düsenkontaktes wird ein Löschmittel A mit rechtsdrehender Löschmittelströmung und unterhalb dieses Kontaktes ein Löschmittelstrom B mit mit linksdrehender Strö^ mungsrichtung zugeführt. Beide Ströme erfassen den Lichtbogen in gegenläufigen Wirbeln und lockern ihn dadurch so auf, daß er während des Nulldurchganges leicht gelöscht werden kann.

Besonders deutlich geht diese Wirkungsweise des Schalters nach der Erfindung aus der Abb. 2 hervor, in der nur dlas Prinzip der Löschmittelstromführung veranschaulicht ist. Es, sind zwei Kammern 3 und 4 dargestellt, die durch eine Mittelplatte 5 voneinander getrennt sind. In der Mitte der beiden Kammern 3 und 4 und in der Platte 5 befinden sich Austrittsöffnungen, durch die der Lichtbogen von der einen Außenfläche zur anderen Außenfläche gelangt. Wie durch die Vorzeichen; + und' — angedeutet, fließt in der Kammer 3 der Löschmittelstrom B in entgegengesetzter Richtung als in der Kammer 4 der Löschmittelstrom A. Es kommt dadurch zu einer gegenläufigen Wirbelbildung, durch die der Lichtbogen innerhalb der Elektroden vollständig zerrissen wird und sich in gleichmäßig feine dünne Leuchtfäden auflöst, welche wie zerzupfte Watte nach allen Richtungen orientiert bzw. ineinander verflochten sind.

In der Abb. 3 ist gezeigt, wie es bei zwei gegenläufigen Strömungen zu einer Wirbelbildung kommt. In Abb. 3 a sind zwei einander entgegengerichtete Löschmittelströme A und B gezeigt. Zwischen diesen beiden Strömen befindet sich eine Trennschicht T. Auch wenn an der Trennfläche beider Ströme Druckgleichheit herrscht, ist diese Trennschicht labil. Sie zeigt eine starke Neigung, sich auszubuchten. Bei der kleinsten zufälligen Störung wird nach Abb. 3 b das Gleichgewicht der Drucke zerstört. Wie hier durch Vorzeichen angedeutet ist, entsteht entsprechend der Bernoullischen Druckgleichung in den Wellentälern ein Unterdruck (Druckverminderung durch die Zunahme der kinetischen Energie) und in den Wellenbergen ein Überdruck. Aus demselben Grunde, aus welchem sich eine Fahne im Wind bauscht und flattert, entstehen tiefe Ausbuchtungen äer Trennschicht, welche sich, wie in Abb. 3c gezeigt, schließlich in Wirbeln auflösen. Eine solche Wirbelschicht muß auf den Lichtbogen eine außerordentlich günstige Löschwirkung haben. Hat der Lichtbogen nämlich im Bereich des Nulldurchganges einen kleinen Durchmesser, so wird er in Form enger Schleifen mächtig in die Länge gezogen, ohne daß gleichzeitig ein großer Abstand für das elektrische Feld und damit die Gefahr von Überspannungen entsteht. Füllt der Lichtbogen dagegen, im Strommaximum den Düsenquerschnitt stark aus, so verschwindet diese zusätzliche Kühlwirkung, da sich die Luft ja nur innerhalb des Lichtbogens im Kreise dreht. Dementsprechend ist eine relativ niedrige Lichtbogenleistung und eine kleine Schaltflamme zu erwarten.

Ein entsprechend der Erfindung aufgebauter Druckgasschalter mit einem Düsenkontakt ist in Abb. 4 und 5 im Querschnitt und Längsschnitt dargestellt. Innerhalb eines Isolierrohres 6 mit seitlich angeordneter Eintrittsöffnung 7 für den Löschmittelstrom befindet sich ein fester Düsenkontakt 8 und die bewegliche Stiftelektrode 9. Innerhalb der Eintrittsöffnung 7 sind oberhalb und unterhalb des Düsenkontaktes 8 Leitstege 10 angeordnet, durch die dem Löschmittelstrom, wie durch die Zeichen + und — angedeutet, zwei tangential einander entgegengerichtete Bewegungen erteilt werden. In der Abb. 5 ist ein Schnitt längs der Linie C-D nach Abb. 4 dargestellt, in der nur die g₀ oberen Leitstege 10 gezeigt sind. Die Schaltkammer wird von dem düsenförmigen Kontakt 8 und dem Bodenteil 11 aus Isolierstoff gebildet. Oberhalb des Düsenkontaktes 8 befindet sich eine zweite Kammer, deren Abschluß nach oben eine Isolierstoff scheibe 12 bildet, die ebenfalls eine düsen>förmige Austrittsöffnung besitzt. Die Scheibe 12 ist in einem weiteren Isolierkörper 13, der mit einer Austrittsöffnung für die Schaltgase versehen ist, befestigt.

Beim Abschaltvorgang wird das Löschmittel über die Eintrittsöffnung in zwei verschieden gerichtete tangentiale Ströme in die Schaltkammer und in die Kammer oberhalb des Düsenkontaktes geführt. Der zwischen den Kontakten 8 und 9 entstehende Lichtbogen L wird dadurch von zwei gegenläufigen Wirbeln erfaßt, in Einzelteile aufgelöst und während des Nulldurchganges wirksam gelöscht. Infolge der Wirbelbildung der Löschmittelströme ergibt sich dabei eine kurze, mehr in die Breite oils· in die Länge strebende Lichtbogenflamme vor der Düsenöffnung der Schaltkammer. Diese vorteilhafte Eigenschaft ermöglicht es, auch die Konstruktion des nachgeschalteten Kühlers und Schalldämpfers zu verkleinern und damit zu vereinfachen. Außerdem hat sich gezeigt, daß die besondere Art der Löschmittelführung nach der Erfindung wesentlich zur Herabsetzung des Löschmititelverbrauchs beiträgt, so daß damit bei gleicher Schaltleistung die Druckmittelanlage wesentlich verkleinert oder bei gleichbleibender Druckmittelanlage die Schaltleistung beträchtlich heraufgesetzt werden kann.

In den Abb. 6 und 7 sind Querschnitte durch ein Schaltkammergehäuse eines Schalters gezeigt, bei dem an Stelle eines festen Düsenkontaktes und

Claims (5)

1. eines Schaltstiftes zwei gegenläufig bewegliche Schaltstifte vorgesehen sind. Diese können auch als Hohlkontakte ausgeführt sein.

   Nach. Abb. 6 tritt der Löschmittelstrom durch zwei Eintrittsöffnungen 14 in die Schaltkammer ein, wobei durch entsprechend angeordnete, nicht weiter gezeigte Leitstege in den Strömungskammern 15 eine jeweils entgegengesetzte Strömungsrichtung vorhanden ist als in den Strömungs-

   kammern 16. Das Löschmittel kann durch drei Abflußöffnungen aus der Schaltkammer zusammen mit den Schaltgasen abziehen, und zwar in Richtung der Schaltstifte 17 und 18, und ferner durch eine Austrittsöffnung 19 in der Symmetrieachse, in der auch die beiden Schaltstifte einander berühren. Die Ausführung kann auch so getroffen sein, daß die Schaltstifte, anstatt einander selbst zu berühren, in dieser Mittelstellung mit einem fest angeordneten Kontakt in Berührung kommen.

   Aus Abb. 7 ist die Löschmittelströmung erkenntlich, wie sie durch die mehrfach angeordneten tangential gerichteten Eintrittsöffnungen 20 erzielt wird.

   ag PATENTANSPRÜCHE:

   i. Hochspannungs-Druckgasschalter, bei dem der Löschmittelstrom etwa in Richtung einer Tangente des den Querschnitt der Schaltkammer begrenzenden Kreises in die Schaltkammer eintritt, dadurch gekennzeichnet, daß Führungsmittel für einen zweiten, in der Ausblasrichtung des Druckgases unmittelbar nach der Kontaktstelle tangential eingeblasenen Löschmittelstrom derart vorgesehen sind, daß dieser Löschmittels.trom dem ersten Löschmittelstrom tangential entgegengesetzt gerichtet ist.
2. 2. Hochspannungs-Druckgasschalter nach Anspruch ι mit einem fest angeordneten Düsenkontakt, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Düsenkontaktes (8) eine Kammer mit düsenförmiger Austrittsöffnung aus Isolierstoff für den zweiten Löschmittelstrom vorgesehen ist (Abb. 4).
3. 3. Hochspannungs-Druckgasschalter nach An-Spruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die tangential gerichtete Eintrittsöffnung des Schalters für den Löschmittelstrom zwei nach entgegengesetzten Richtungen gebogene Leitsteganordnungen (10) aufweist, von denen die eine der Schaltkammer unterhalb des Düsenkontaktes und die andere der Kammer oberhalb des Düsenkontaktes zugeordnet ist.
4. 4. Hochspannungs-Dr.uckgasschalter nach Anspruch ι mit zwei gegenläufig bewegten Schaltstiften, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Strömungskammern (15, 16) für einander tangential entgegengesetzt gerichtete Löschmittelströme zu beiden Seiten der Kontaktstelle der beiden Schaltstifte (17,18) vorgesehen sind.
5. 5. Hochspannungs-Druckgasschalter nach Anspruch ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Strömungskammer innerhalb der Schaltkammer mehrere tangential gerichtete Eintrittsöffnungen (20) für den Löschmittelstrom vor- gesehen sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 609 620/333 5.56 <SC0 835 3.57)