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Elektrischer Schalter.
Bei den bekannten Hochleistungsschaltern mit Lichtbogenlöschung durch strömendes Druckgas muss das Löschmittel durch besondere Druckgaserzeugungsanlagen erzeugt werden. Demgegenüber ist es vorteilhaft, wenn sich der Schalter das für die Löschung des Unterbrechungslichtbogens benötigte Löschmittel selbst durch den xu unterbrechenden Strom erzeugt. wie dies bei gewissen Flüssigkeitssehaltern der Fall ist, die nicht die Flüssigkeit als solche, sondern die Flüssigkeitsgase und -dämpfe zur Lichtbogenlöschung benutzen.
Die Erfindung bezieht sich auf derartige Schalter mit Erzeugung des Löschmittels durch den zu unterbrechenden Strom, insbesondere aus einer Flüssigkeit. Eine Schwierigkeit bei diesen Schaltern
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Stromstärke gegenüber der Löschmittelerzeugung bei niedrigeren Strömen dadurch zu verringern, dass die Lichtbogenleistung verringert wird.
Durch diese Massnahme ist jedoch noch keine Gewähr dafür gegeben. dass in dem für die Löschung
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Es ist ein Schalter bekannt, bei dem die Länge eines zur Löschmittelerzeugung dienenden Verdampferlichtbogens durch Verschieben eines Mitnehmeranschlages reguliert wird. indem der Lichtbogen je nach Stellung des Anschlages im Verlauf des Abschaltvorganges bis zu einem grösseren oder kleineren Wert verlängert wird. Hiedurch wird nicht die Verdampferleistung von vornherein erhöht, sondern die Verdampfungszeit und damit die Verdamplungsarbeit. Eine derartige Regelung der Dampferzeugung ist jedoch sehr nachteilig mit Rücksicht darauf, dass die Dampfdrücke in unerwünschter und unkontrollierbarer Weise anwachsen, wenn stärkere Ströme. insbesondere der Kurzschlussstrom der Anlage, abgeschaltet werden.
Nach der Erfindung erfolgt die Erzeugung des gas- oder dampfförmigen Löschmittels dadurch. dass sich die Verdampferleistung selbsttätig in. Abhängigkeit vou der Grösse des zu unterbrechenden Stromes auf den für die Lichtbogenlöschung günstigsten Wert einstellt. Durch diese Regelung der Verdampfungsleistung ist man unabhängig von der Verdampfungszeit. und somit kann man von vornherein die mit Rücksicht auf die Lichtbogenlöschung günstigste Verdampfung erreichen.
Die für die Löschmittelerzeugung benutzte Leistung des Verdampfers kann dann mit Rücksicht auf den vorhandenen Löschmittelerzeuger und den Stoff, aus dem das Löschmittel durch den Strom erzeugt wird, stets so geregelt werden. dass auch in dem kritischen Bereich des Schalters. d. h. bei mittleren und kleinen Abschaltstromstärken. die Löschung des Lichtbogens einwandfrei sichergestellt ist, anderseits bei hohen Stromstärken eine unerwünscht grosse Menge von Gasen und Dämpfen nicht entsteht.
Man kann z. B. eine selbsttätige Einstellung der Verdampferstromstärke vorsehen und zu diesem
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Der Lösehmittelerzeuger kann dabei ein Lichtbogen sein, welcher in einer Flüssigkeit enthaltenden Kammer gezündet wird, beispielsweise durch einen voreilend öffnenden Kontakt.
Die selbsttätige Veränderung der Verdampfungsleistung an der Dampferzeugungsstelle kann auch durch eine veränderliche Trennungsgesehwindigkeit der Verdampferelektroden erzeugt werden,
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selbsttätige schnelle Einstellung des Elektrodenabstandes hervorzubringen.
Da die Einstellung des Verdampfers auf die für die Löschung günstigste Leistung unter Umständen eine gewisse Zeit beansprucht. kann es zweckmässig sein. einen Kurzschluss der Verdampferelektroden so lange aufrecht zu erhalten. bis sich die selbsttätige Einstellung der Verdampferleistung vollzogen hat.
In der Zeichnung ist die Eriindung beispielsweise dargestellt.
In Fig. 1 ist 1 die Löscheinrichtung für den Unterbrechungsliehtbogen des Schalters, 2 ist der Löschmittelerzeuger, 3 ist das feststehende Schaltstück des Schalters, 4 ein begrenzt bewegliches Mittelkontaktstück, 5 der bewegliche Schaltstift, dem die nach oben geriehtete Aussehaltbewegung durch eine geeignete Schalteinrichtung erteilt wird. 6 ist die Zuleitung und 7 die Ableitung des Hauptstromes, 8 ist eine Parallelleitung zu dem löschmittelerzeugenden Stromzweig 3#18#4. 9 ist eine bis nahe an das Sättigungsknie gesättigte Eisendrosselspule.
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Düsen 10, 11 in den Loschkanal ein. Der Löschmittelerzeuger 2 besteht aus einer mit einer Flüssigkeit gefüllten Kammer, in welcher sich das feststehende Schaltstück 3 und der Mittelkontakt 4 befinden.
Der Mittelkontakt 4 hat einen Bund 13 und einen Bund 14. Eine Druckfeder 15 befindet sich zwischen dem Bund 14 und dem Deckel der Kammer. 16 ist eine Rohrleitung, welche aus dem Löschmittel- erzeuger 2 in den Speicherraum 12 führt. In die Rohrleitung 16 ist eine Kühleinrichtung 17 eingeschaltet, die beispielsweise aus aufeinandergeschichteten Kugeln besteht, zwischen denen die Gase leicht hindurehstreichen können. wobei sie an den Kühlkörpern die Hitze abgeben.
Bei geschlossenem Schalter befindet sich der Mittelkontakt 4 in dem Schaltstück 3. und der Strom
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Die Zeichnung stellt den Schalter während des ersten Teiles eines Abschaltvorganges dar. Der Schaltstift 5 wurde durch den Schalterantrieb nach oben bewegt, wobei sich in dem schon abgelaufene Teil der Schaltbewegung der Mittelkontakt 4 unter dem Druck der Feder 15 nach oben mitbewegte und den Kontakt zwischen 4 und 3 trennte. Es bildete sich infolgedessen ein Lichtbogen 18, welcher die Flüssigkeit in der Kammer 2 verdampft und vergast. Die Stromstärke dieses Lichtbogens ist durch den Neben- schluss. welcher durch die Leitung 8 mit der Drossel 9 gebildet wird, begrenzt.
Wird ein sehr starker Strom, z. B. der Kurzschlussstrom, abgeschaltet. dann ist die Drossel 9 bis weit über das Sättigungsknie hinaus gesättigt, wodurch der Widerstand des Nebenschlusszweiges im Verhältnis zu dem Gesamtwiderstand klein ist und der grösste Teil des Stromes durch die Leitung 8 fliesst. Infolgedessen bleibt die Stromstärke im Lichtbogen 18 verhältnismässig niedrig. Ist dagegen der abzuschaltende Strom klein,
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Teil des Stromes durch den Lichtbogen M. Hiedurch ist erreicht, dass bei jeder abzuschaltenden Stromstärke in dem Löschmittelerzeuger 2 ein Lichtbogen brennt, der die erforderliche Menge von Löschgas und Löschdampf liefert.
Dieser Löschdampf strömt durch die Leitung 16 und den Kühler 17 und gelangt
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beginnt. Bei der weiteren Aufwärtsbewegung des Schaltstiftes-5 trennt sich der Stift vom Mittelkontakt 4, und der entstehende Unterbrechungslichtbogen wird durch die Löschvorrichtung 1 hindurchgezogen.
Er wird in dieser in bekannter Weise dadurch gelöscht, dass die Druckgase aus dem Ringraum 12 den Lichtbogenpfad heftig durchströmen und die darin vorhandenen elektrischen Ladungsträger und Metall-
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festigkeit, wodurch der Lichtbogen erlischt.
Als Flüssigkeit für den Löschmittelerzeuger 2 kann mit Vorteil eine solche benutzt werden, aus welcher der Lichtbogen grosse Gasmengen bildet, z. B. Glykol, Öl od. dgl. Um der Kühleinrichtung 17
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benetzen. Man kann z. B. zerstäubte Flüssigkeit einspritzen.
Als Löschmittelerzeuger kann auch ein Elektrolyseapparat anstatt eines Lichtbogens benutzt werden.
In Fig. 2 ist 21 die Blaskammer eines Schalters, die zwei Lochdüsen 22 und 23 besitzt, durch
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ein von der Löscheinrichtung getrennter Löschmittelerzeuger, in dem der feststehende Kontakt 27 und die bewegliche Elektrode 28 angeordnet sind. Die Elektrode 28 ist um die Achse 2. 9 drehbar, und ihre Kante, auf der der Lichtbogen ansetzt, besitzt Kurvenform, um den Elektrodenabstand bei der Drehung
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der Elektrode 28 im Linksdrehsinne zu vergrössern. Die beiden Elektroden 27 und 28 sind in einem Gefäss 30 eingebaut, das z. B. mit einer Flüssigkeit gefüllt ist. In der Zeichnung ist der Spiegel der Flüssigkeit mit der Marke 31 bezeichnet. Ein Rohr 32 verbindet den Löschmittelerzeuger mit der Blaskammer 31.
In diesem Rohr kann sich das erzeugte gas- oder dampfförmige Löschmittel entsprechend abkühlen.
Durch das Gefäss 30 ist ein Stab 33 hindurchgeführt, der an der Elektrode 25 befestigt ist und dazu dient, die Elektrode 28 bei eingeschaltetem Schalter in der Stromschlussstellung festzuhalten.. An dem Stab 33 sind zwei Bünde 34 und 35 angebracht. Gegen den oberen Bund stützt sich die Druckfeder 36 ab. Der
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anderseits der Magnet 39 an. Die Wicklung 40 des Magneten 39 ist von dem abzuschaltenden Strom erregt.
Der Strom des Schalters wird durch die Zuleitung 47 dem Schaltstück 27 zugeführt, fliesst von hier in der geschlossenen Stellung des Schalters, wobei die Elektrode 28 in der gestrichelt eingetragenen Stellung steht, durch die Elektrode 28, wird von der Achse 29 abgenommen, durch die Wicklung 40 des Magneten geführt, dann durch das Sehaltstück 2'3 und den Schaltstift 24 nach dem Gleitkontakt 42.
Von diesem wird der Strom durch die Leitung 43 abgeführt.
Die Zeichnung zeigt den Schalter beim Unterbrechen eines verhältnismässig kleinen Stromes.
Zu Beginn des Unterbrechungsvorganges wurde der Kontakt 25 durch den nach aufwärts gehenden Schaltstift 24 zu einer Aufwärtsbewegung freigegeben. Er bewegte sich daher unter dem Druck der Feder 36 bis in die gezeichnete Stellung, wo der Bund 35 an der Wand des Gefässes 80 anliegt. Diese Bewegung erfolgte sehr rasch, so dass sich die bewegliche Elektrode 28 unter der Wirkung der Feder 88 und des Magneten 39 augenblicklich in die gezeichnete Lage einstellen konnte, in der ein verhältnismässig langer Lichtbogen zwischen den Elektroden 27 und 28 gezogen wurde. Die Länge des Lichtbogens entspricht der
Kleinheitdes zu unterbrechenden Stromes. Dieser Stromfliesst nämlich durch die Wicklung 4ss und hat daher den Magnet 39 nur wenig erregt, so dass die Feder 38 die Elektrode 28 in die gezeichnete Stellung gebracht hat.
Der Lichtbogen im Verdampfer 26 erzeugt daher von vornherein vermöge seiner grossen Länge und daher grossen Verdampferleistung eine grosse selmndliche Gas- und Dampfmenge aus der im Verdampfer enthaltenen Flüssigkeit. Diese Gase oder Dämpfe strömen durch das Rohr 32 in die Blaskammer 21. Der Schaltstift 24 hat sich unterdessen gerade vom Schaltstück 25 getrennt. Beim Weiteraufwärtsgang des Sehaltstiftes wird der Lichtbogen durch die beiden Düsen 22 und 23 der Blaskammer 21 hindurchgezogen, wobei die in der Blaskammer 21 gesammelten und durch das Rohr 32 nachströmenden Gase und Dämpfe heftig durch den Lichtbogenpfad nach beiden Seiten ausströmen und expandieren und dabei den Lichtbogen löschen.
Wenn die zu unterbrechende Stromstärke grösser ist, wird der Magnet 39 stärker angezogen.
Infolgedessen wird zwischen den Elektroden 27 und 28 im Vordampfer 26 nur ein kurzer Lichtbogen gezogen, dessen Leistung in diesem Falle, da die Stromstärke grösser ist, ausreicht, um die für die Löschung erforderliche sekundliche Gas-oder Dampfmenge zu erzeugen.
Als Flüssigkeit kann man in dem Verdampfer reines Wasser oder Wasser mit geeigneten Zusätzen, z. B. mit Glykolzusatz, verwenden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schalter, der sich das Löschmittel für den Unterbrechungsliehtbogen durch einen Teil des zu unterbrechenden Hauptstromes insbesondere aus einer Flüssigkeit erzeugt, mit einer in Reihe mit dem Unterbrechungslichtbogen liegenden Dampferzeugungsstelle, dadurch gekennzeichnet, dass sieh die Verdampfungsleistung der Dampferzeugungsstelle selbsttätig in Abhängigkeit von der Grösse des zu unterbrechenden Stromes auf den für die Liehtbogenlösehung günstigsten Wert einstellt.
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Electric switch.
In the case of the known high-performance switches with arc extinguishing by flowing compressed gas, the extinguishing agent must be generated by special compressed gas generation systems. In contrast, it is advantageous if the switch itself generates the extinguishing agent required to extinguish the interrupting arc through the current interrupting xu. as is the case with certain liquid holders, which do not use the liquid as such, but rather the liquid gases and vapors to extinguish arcs.
The invention relates to such switches with generation of the extinguishing agent by the current to be interrupted, in particular from a liquid. A difficulty with these switches
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To reduce the current intensity compared to the extinguishing agent production at lower currents by reducing the arc power.
However, this measure does not guarantee this. that in which for deletion
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A switch is known in which the length of an evaporator arc used to generate the extinguishing agent is regulated by moving a driver stop. by lengthening the arc to a higher or lower value during the shutdown process, depending on the position of the stop. This does not increase the evaporator output from the outset, but rather the evaporation time and thus the work of evaporation. Such a regulation of the steam generation is very disadvantageous with regard to the fact that the steam pressures increase in an undesirable and uncontrollable manner when stronger currents. in particular the short-circuit current of the system must be switched off.
According to the invention, the gas or vapor extinguishing agent is generated thereby. that the vaporizer output adjusts itself automatically, depending on the size of the current to be interrupted, to the value that is most favorable for arc extinction. This regulation of the evaporation capacity makes you independent of the evaporation time. and thus one can achieve the most favorable evaporation with regard to arc extinction from the outset.
The power of the evaporator used to generate the extinguishing agent can then always be regulated in this way, taking into account the extinguishing agent generator and the substance from which the extinguishing agent is generated by the electricity. that even in the critical area of the switch. d. H. with medium and small breaking currents. the extinguishing of the arc is flawlessly ensured, on the other hand, an undesirably large amount of gases and vapors does not arise at high currents.
You can z. B. provide an automatic adjustment of the evaporator current and to this
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The solvent generator can be an arc which is ignited in a liquid-containing chamber, for example by a leading-opening contact.
The automatic change in the evaporation capacity at the steam generation point can also be generated by a variable separation speed of the evaporator electrodes,
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to bring about automatic quick adjustment of the electrode gap.
Since setting the vaporizer to the most favorable output for extinguishing may take a certain amount of time. it can be useful. to maintain a short circuit of the evaporator electrodes for so long. until the automatic setting of the evaporator output has taken place.
In the drawing, the invention is shown for example.
In Fig. 1, 1 is the extinguishing device for the interruption arc of the switch, 2 is the extinguishing agent generator, 3 is the fixed switching piece of the switch, 4 is a limited movable central contact piece, 5 is the movable switching pin, to which the upward looking outward movement is given by a suitable switching device . 6 is the supply line and 7 is the discharge of the main stream, 8 is a parallel line to the extinguishing agent generating branch 3 # 18 # 4. 9 is an iron choke coil saturated to near the saturation knee.
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Nozzles 10, 11 in the Loschkanal. The extinguishing agent generator 2 consists of a chamber filled with a liquid in which the stationary contact piece 3 and the center contact 4 are located.
The center contact 4 has a collar 13 and a collar 14. A compression spring 15 is located between the collar 14 and the lid of the chamber. 16 is a pipeline which leads from the extinguishing agent generator 2 into the storage space 12. A cooling device 17 is switched into the pipeline 16 and consists, for example, of spheres stacked on top of one another, between which the gases can easily slide. where they give off the heat on the heat sinks.
When the switch is closed, the center contact 4 is in the contact piece 3 and the current
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The drawing shows the switch during the first part of a switch-off process. The switch pin 5 was moved upwards by the switch drive, with the middle contact 4 moving upwards under the pressure of the spring 15 and the contact between 4 and 3 separated. As a result, an arc 18 is formed which vaporizes and gasifies the liquid in chamber 2. The current strength of this arc is due to the shunt. which is formed by the line 8 with the throttle 9, limited.
If a very strong current, e.g. B. the short-circuit current, switched off. then the choke 9 is saturated far beyond the saturation knee, whereby the resistance of the shunt branch is small in relation to the total resistance and the majority of the current flows through the line 8. As a result, the current intensity in the arc 18 remains relatively low. On the other hand, if the current to be switched off is small,
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Part of the current through the arc M. As a result, an arc burns in the extinguishing agent generator 2 for each current intensity to be switched off, which provides the required amount of extinguishing gas and extinguishing vapor.
This extinguishing steam flows through line 16 and cooler 17 and arrives
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begins. With the further upward movement of the switching pin 5, the pin separates from the center contact 4, and the resulting interruption arc is pulled through the quenching device 1.
In this way it is extinguished in a known manner in that the compressed gases from the annular space 12 violently flow through the arc path and the electrical charge carriers and metal
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strength, which causes the arc to go out.
The liquid for the extinguishing agent generator 2 can advantageously be used from which the arc forms large amounts of gas, e.g. B. glycol, oil or the like. To the cooling device 17
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wet. You can z. B. inject atomized liquid.
An electrolysis device can also be used as an extinguishing agent instead of an electric arc.
In Fig. 2, 21 is the blow chamber of a switch, which has two hole nozzles 22 and 23, through
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an extinguishing agent generator separate from the extinguishing device, in which the fixed contact 27 and the movable electrode 28 are arranged. The electrode 28 can be rotated about the axis 2. 9, and its edge, on which the arc is applied, has a curve shape around the electrode spacing during rotation
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to enlarge the electrode 28 in the left direction of rotation. The two electrodes 27 and 28 are installed in a vessel 30 which, for. B. is filled with a liquid. The level of the liquid is indicated by the mark 31 in the drawing. A pipe 32 connects the extinguishing agent generator to the blowing chamber 31.
The gaseous or vaporous extinguishing agent generated can cool down accordingly in this pipe.
A rod 33, which is fastened to the electrode 25 and serves to hold the electrode 28 in the current-closed position when the switch is switched on, is passed through the vessel 30. Two collars 34 and 35 are attached to the rod 33. The compression spring 36 is supported against the upper collar. The
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on the other hand the magnet 39. The winding 40 of the magnet 39 is excited by the current to be switched off.
The current of the switch is fed through the lead 47 to the contact piece 27, flows from here in the closed position of the switch, the electrode 28 being in the position shown in dashed lines, through the electrode 28, taken from the axis 29, through the winding 40 of the magnet, then through the retaining piece 2'3 and the switching pin 24 to the sliding contact 42.
From this the current is discharged through line 43.
The drawing shows the switch when a relatively small current is interrupted.
At the beginning of the interruption process, the contact 25 was released for an upward movement by the upward moving switch pin 24. It therefore moved under the pressure of the spring 36 into the position shown where the collar 35 rests against the wall of the vessel 80. This movement took place very quickly, so that under the action of the spring 88 and the magnet 39, the movable electrode 28 could immediately adjust itself to the position shown in which a comparatively long arc was drawn between the electrodes 27 and 28. The length of the arc corresponds to
Smallness of the current to be interrupted. This current flows namely through the winding 4ss and has therefore only slightly excited the magnet 39, so that the spring 38 has brought the electrode 28 into the position shown.
The arc in the vaporizer 26 therefore generates a large amount of gas and vapor from the liquid contained in the vaporizer from the outset by virtue of its great length and therefore great vaporizer output. These gases or vapors flow through the pipe 32 into the blowing chamber 21. The switching pin 24 has meanwhile just separated from the switching piece 25. As the retaining pin moves further up, the arc is drawn through the two nozzles 22 and 23 of the blow chamber 21, the gases and vapors collected in the blow chamber 21 and flowing through the tube 32 flowing out violently through the arc path to both sides and expanding and extinguishing the arc .
If the current to be interrupted is greater, the magnet 39 is attracted more strongly.
As a result, only a short arc is drawn between the electrodes 27 and 28 in the pre-evaporator 26, the power of which in this case, since the current intensity is greater, is sufficient to generate the secondary gas or vapor quantity required for the extinction.
The liquid can be pure water or water with suitable additives such. B. with glycol addition, use.
PATENT CLAIMS:
1. Switch that generates the extinguishing agent for the interruption arc through part of the main stream to be interrupted, in particular from a liquid, with a steam generation point lying in series with the interruption arc, characterized in that see the evaporation capacity of the steam generation point automatically depending on the size of the current to be interrupted to the most favorable value for the Liehtbogenlösehung.