AT145739B - Vorrichtung zur Löschung des Wechselstromunterbrechungslichtbogens. - Google Patents

Vorrichtung zur Löschung des Wechselstromunterbrechungslichtbogens.

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  Vorrichtung zur Löschung des Wechselstromunterbrechungslichtbogens. 



   Es ist bekannt, den Unterbrechungslichtbogen von Schaltern und Sicherungen zum Zwecke der Löschung mit Flüssigkeit anzuspritzen. einem Flüssigkeitsstrahl weicht jedoch der freibrennende Lichtbogen immer aus, auch dann, wenn dieses Anspritzen in der bekannten Blasdüse des   Hochleistungs-   druckluftschalters erfolgt. Eine   nennenswerte     Wirkung   der Flüssigkeit ist daher   nicht   vorhanden. 



   Bei der Ölschalterlöschkammer ist es bekannt, den Lichtbogen in der Achse eines engen Kanals, der durch die Austrittsöffnung des   Schaltstiftes gebildet wird, zu ziehen und Vorkehrungen zu   treffen, die bewirken sollen, dass die Flüssigkeit der Löschkammer in diesen Kanal hineingedriickt wird.

   Der Druck für das Hineindrücken der   Flüssigkeit wird hiebei vom Lichtbogen selbst erzeugt, u. zw. von   einem   Lichtbogenstück, welches   in der dem Austrittskanale vorgelagerten mit Flüssigkeit gefüllten 
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Die gleichen Verhältnisse sind bei allen bekannten Schaltern vorhanden, bei welchen ein Stück des durch den   Löschkanal   gezogenen Lichtbogens in einem mit Flüssigkeit gefüllten geschlossenen Raum brennt, der nur durch den Kanal unter   Flüssigkeit   mit   dem Aussenraum   in Verbindung steht. 



   Der Nachteil dieser   Lösehvorrichtungen   besteht darin, dass eine unzulängliche Zufuhr von kühlem   Löschmittel   zu dem   Lichtbogenraum   stattfindet. 



   Es ist auch ein   Schalter mit Liehtbogenlösehung durch   einen vom Lichtbogen selbst hervorgerufenen Strahl einer Löschflüssigkeit bekannt, der in den Lichtbogen   gespritzt   wird, wobei der Lichtbogen in dem Mund einer Schaltkammer, durch den der Schaltstift hindurchgeht, gelöscht wird. In 
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 hat ebenfalls den Nachteil, dass das Druckgefälle in dem Löschkammermund   nicht eindeutig   aus dem Kanal nach aussen gerichtet ist, sondern zu einem sehr wesentlichen Teil von   aussen   nach innen. 
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 vor jedesmaliger Lichtbogenlöschung in einen Kanal, in dem der Lichtbogen gezogen wird, Flüssigkeit aus einer Vorratskammer durch Federkraft hineingedrückt wird.

   Diese Flüssigkeit befindet sich jedoch während der Lichtbogenlöschung in Ruhe, und die   Liehtbogenlöschung   erfolgt lediglich durch den expandierenden Dampf der Flüssigkeit. 



   Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine mit Flüssigkeit betriebene   Lösehvorrichtung zu   schaffen, die eine besonders hohe Unterbrechungsleistung pro Zentimeter   Längonerstreckung   des Lichtbogens hat und mit mässigen Drücken arbeitet. Der Aufbau der Löschvorrichtung soll ein einfacher, offener sein, zum Unterschied von den bi her im Hochleistungsschalterbau meist verwendeten geschlossenen und daher explosionsgefährlichen Löschkonstruktionen. Es wird hiezu von einer an beiden axialen Enden offenen engen, in Gas, z. B. Luft, angeordneten Isolierhülle Gebrauch gemacht, welcher die Flüssigkeit derart zugeführt wird, dass sie den Lichtbogen nicht von der Stelle bewegt. 

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   Die Erfindung besteht darin, dass in den von der Hülle eingeschlossenen   Löschraum   gleichzeitig und in demselben Masse, als der aus der Flüssigkeit gebildete Dampf aus der Hülle expandiert, neue Flüssigkeit an einer von den Expansionsöffnungen entfernten Stelle durch einen äusseren Druck derart hineingedrückt wird, dass die Flüssigkeit jeweils im Stromnulldurchgang dem zusammenschrumpfenden Lichtbogenquerschnitt möglichst verzögerungsfrei nachfolgen kann und dadurch ein von der Zuflussmündung gegen die Expansionsöffnungen abnehmendes Druckgefälle im   Lichtbogenraum   erzeugt. 



   Hiedurch ist erzielt, dass die Gase in der unmittelbaren Umgebung der   Liehtbogensäule   fortlaufend durch Flüssigkeit, das ist durch einen Stoff von hohem Wärmefassungsvermögen pro Kubikzentimeter ersetzt werden. 



   Die überlegene Wirkungsweise der Erfindung kann etwa damit erklärt werden, dass sie ein besonders hohes Temperaturgefälle und einen besonders kleinen Lichtbogendurchmesser auf einem bestimmten   Lichtbogenstück   erzeugt, während der Lichtbogenstrom durch seinen Nullwert hindurchgeht. Die Herstellung dieses kleinen Lichtbogendurchmessers und hohen Temperaturgefälles erfolgt nämlich nach der Erfindung durch Mittel, welche bewirken, dass in jedem Augenblick der Dampf bzw. das Gas in der unmittelbaren Umgebung der Lichtbogensäule durch Flüssigkeit ersetzt wird. Dieses Mittel besteht in einer Flüssigkeitsklammer aus Druckflüssigkeit, welche den Lichtbogen auf einer bestimmten Länge eng umklammert und dadurch eine rasche Strömung eines dünnen   dampf-und gasförmigen   Strahles durch axiale Öffnungen hindurch erzeugt.

   Dieser Strahl besteht aus den   Lichtbogengasen   selbst und einem dünnen sich darum bildenden Dampfmantel. Zum Unterschied von bekannten Vorrichtungen kühlt aber nicht nur der strömende Dampf den Lichtbogen, sondern er ist auch das Mittel, um die Flüssigkeit mit Aufwendung mässiger Drücke in die unmittelbarste   Nähe der Liehtbogensäule   zu bringen. Durch den fortwährenden Ersatz der hocherhitzte Gase in der unmittelbaren Nachbarschaft der Lichtbogensäule durch ein Mittel von hoher Wärmeaufnahmefähigkeit pro Kubikzentimeter wird die strömende 
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 durchmesser und ein hohes Temperaturgefälle am Lichtbogen vorhanden ist, welches genügt, um den Lichtbogen zum Erlöschen zu bringen.

   Da bei dieser Einrichtung der Druck des vom Lichtbogen erzeugten Dampfes (und damit die Lichtbogenenergie selbst) fortlaufend in   Strömungsenergie   umgesetzt wird, arbeitet die Einrichtung mit mässigen Drücken von wenigen Atmosphären. 



   In der Zeichnung ist in den schematischen Fig.   1-4   die Erfindung erläutert. Die Fig. 5-10 zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung. 



   In den Fig. 1-3 ist L der   Löschkanal,   in dessen Achse der Lichtbogen gezogen wird und der beidseitig in freie Räume mündet. Z ist die Zuführungsleitung für die Druckflüssigkeit, die in der Mitte des   Löschkanals   L mündet. Die Figuren stellen nun den Unterbrechungsvorgang in drei verschiedenen Zeitmomenten dar, u.   zw.   beträgt der Zeitunterschied zwischen Fig. 1 und 2 und zwischen Fig. 2 und 3 je etwa 0'0005 Sekunden. Der Zeitunterschied zwischen Fig. 1 und Fig. 3 ist also insgesamt   0'001   Sekunde. 



  Fig. 3 stellt den Lichtbogen in dem Augenblick dar, wo der Wechselstrom gerade den Nullwert hat. 
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 Beispielsweise beträgt der Lichtbogenstrom in Fig. 1 noch 3000 Amp., in Fig. 2 1500 Amp., in Fig. 3 ist er Null. Vorausgesetzt ist 50periodiger Wechselstrom. 



   Knapp bevor der Lichtbogen durch den Löschkanal L hindurchgezogen wird, wird durch die Zuleitung Z Flüssigkeit in den Löschkanal hineingedrückt. Der Lichtbogen ist daher in Fig. 1 bereits ringsum mit einem zylindrischen Mantel M von Druckflüssigkeit umgeben, die das in dem Kanal befindliche Lichtbogenstüek gewissermassen umklammert. Der Lichtbogen verdampft die an ihn angrenzende Flüssigkeitsschicht, so dass sich um den Lichtbogenkern ein Dampfmantel bildet, der die weiter abliegende Flüssigkeit vor dem Lichtbogen isoliert. Die ganze Gassäule samt dem Dampfmantel wird durch den zwischen der Mitte des   Löschkanals   und den freien Ausflussenden herrschenden grossen Druckunterschied in rasche axiale Strömung versetzt.

   Die durch die Zuleitung Z hineingedrüekte Flüssigkeit ersetzt nun die abströmenden Gase augenblicklich, so dass sich mit abnehmendem Strom der Flüssigkeitskanal um den Lichtbogen zusammenschnürt. Die Zufuhr der Flüssigkeit erfolgt dabei mit solchem Überdruck und durch so weite Leitungen, dass sich der Löschkanal innerhalb eines Bruchteiles einer Halbwelle mit der Flüssigkeit füllen kann. Man sieht ohne weiteres, dass es genau so wichtig ist, für die freie Ausströmung der Gase und Dämpfe aus dem Löschkanal L zu sorgen, wie für einen genügend hohen Zu-   führungsdruek   der Flüssigkeit, da der für das Einströmen der Flüssigkeit   massgebende Überdruck   um so grösser ist, je kleiner der Gegendruck der Gase ist.

   Der Gegendruck der Gase ist aber um so kleiner, je stärker der statische Druck der Gase in Strömungsenergie umgewandelt wird. 



   In Fig. 2 ist nun der Kanal schon zum grössten Teil mit Flüssigkeit gefüllt und in Fig. 3 ist der Lichtbogen auf einen fadendünnen Flüssigkeitskanal   zusammengeschrumpft.   Dadurch wird nun ein sehr hohes Temperaturgefälle an dem in dem Kanal vorhandenen Lichtbogenstück erzeugt, weil die Flüssigkeit eine sehr hohe   Wärmeaufnahmefähigkeit   hat. Die Temperatur sinkt infolgedessen an diesem   Lichtbogenstück   in der kurzen stromlosen Pause während des Stromnulldurchganges (die etwa   0'0001   bis   0'00001   Sekunde andauert) unter jenen Wert, der für das Fortbestehen des Lichtbogens nach dem   Stromnulldurehgang erforderlich   wäre.

   Der Lichtbogen entsteht daher auf der im Kanal vorhandenen 

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Strecke nicht wieder und wird überhaupt nicht wieder gezündet, wenn dieser Kanal eine entsprechende
Länge hat, die von der Betriebsspannung nicht mehr durchschlagen werden kann. 



   In Fig. 4 sind die Zustandsänderungen im Löschkanal während einer Halbperiode des Wechsel- stromes sehaubildlich dargestellt. J ist eine Halbwelle des Wechselstromes, v ist die Zuflussgeschwindigkeit des Wassers in den Löschkanal und K ist die für den Wasserzufluss aufzuwendende Besehleunigungskraft, die vorhanden sein muss, damit sich der   Löschkanal   in der in den Fig. 1-3 dargestellten Weise mit Flüssigkeit füllen kann. Nach dieser Beschleunigungskraft richtet sieh die für die Flüssigkeitszufuhr aufzuwendende Druckkraft. 



   Bei Versuchen wurde z. B. mit einem frei in Luft angeordneten   Löschkanal   von 49 mm Länge ein Lichtbogen von 8000 Amp. effektiv bei 15. 000 Volt effektiv Betriebsspannung mit Wasser, welches mit einem Druck von 10 Atm. zugeführt wurde, beim ersten Stromnulldurchgang gelöscht ; die auf 1 ein Länge des   Löschkanals   entfallende Spannung betrug somit etwa 3000 Volt, was bisher in Einrichtungen für die Löschung von Hochleistungslichtbögen unerreicht ist. 



   Die Stärke der äusseren Druckkraft ist nach der Erfindung dadurch gegeben, dass die Flüssigkeit imstande sein muss, jeweils in der abnehmenden, dem Nulldurchgang sieh nähernden Wechselstromwelle dem   zusammenschrumpfenden   Lichtbogenquerschnitt verzögerungsfrei auf der ganzen Länge des Kanals nachzufolgen. Der   Löschkanal   muss sieh also innerhalb des Bruchteils einer Halbwelle mit Flüssigkeit füllen können. Hiezu sind je nach Ausbildung des Löschkanals, der Zuführungsleitung für die Flüssigkeit und nach der Stärke des Lichtbogens Drücke in der Grössenordnung von 2 bis 20 Atm. erforderlich. 



  Der aufzuwendende Druck kann einerseits um so kleiner sein, je günstigere Expansionsverhältnisse man schafft, denn es kommt bloss auf den Überdruck an ; anderseits je kleiner die zu beschleunigende Flüssigkeitsmasse und der Weg, auf dem die Masse beschleunigt werden muss, gemacht wird. Vorzugsweise wendet man einen engen   Löschkanal   und eine besondere Flüssigkeitsleitung oder einen besonderen Flüssigkeitsbehälter an und   drückt   die Flüssigkeit durch Druckgas, beispielsweise Druckluft, in den Löschkanal hinein. 



   Die Löschung des Lichtbogens hängt bei dieser Vorrichtung davon ab, ob das   Lichtbogenstüek,   welches im Kanal in innige Berührung mit der Flüssigkeit kommt, genügend lang ist. Es ist daher wesentlich für die Erfindung, dass der mit Druckflüssigkeit gefüllte Kanal eine ganz bestimmte Mindestlänge hat, die sich für jeden Stromkreis aus der Betriebsspannung und der zu unterbrechenden Stromstärke unter Zugrundelegung einer bestimmten erreichbaren   Löschleistung   pro Zentimeter Länge der Vorrichtung berechnet. Die Kanallänge darf schon aus dem Grund nicht zu klein sein, weil an der freien Kanalöffnung ein freier Ausfluss stattfindet, daher   Druck- und Klammerwirkung   der Flüssigkeit nur im mittleren Teil vorhanden sind.

   Die Kanallänge darf aber auch nicht zu gross sein, da die Dicke der axial strömenden Gassäule von der Mitte gegen die Enden des Kanals stark zunimmt, so dass bei einer bestimmten Grenzlänge das Temperaturgefälle an den Endstücken zu klein wird, so dass diese unwirksam sind. 



   Die Vorrichtung kann mit beliebigen, insbesondere auch halbleitenden Flüssigkeiten, z. B. Wasser, betrieben werden, da die   Löschwirkung   nicht der Isoliereigenschaft, sondern der Wärmeaufnahmefähigkeit der Flüssigkeit zuzuschreiben ist. 



   Die Fig. 5-7 zeigen verschiedene Formen des   Löschkanals   und des Zuführungskanals für die Flüssigkeit. In Fig. 5 ist in einem Isolierkörper 10 der Kanal 11 vorgesehen, in den senkrecht der Zu-   führungskanal 12   einmündet. Das feste Schaltstück 13 ist an der einen Seite der Einrichtung angeordnet, der Schaltstift 14 wird durch den   Löschkanal   hindurchgezogen. In dem gezeichneten Augenblick ist der Lösehkanal mit der Druckflüssigkeit gefüllt, man sieht, dass der Durchmesser der Lichtbogengase und der darin befindlichen Dämpfe von der Mitte gegen die Enden zu zunimmt. In Fig. 6 befindet sich in dem Isolierkörper 15 ein den   Löschkanal16   in der Mitte ringförmig umgebender Raum 17, so dass die Flüssigkeit ringsum dem Kanal zufliessen kann. 



   Bei grösseren Spannungen und Leistungen können mehrere   Löschvorrichtungen,   deren jede einen Kanal von begrenzter Länge hat, hintereinander geschaltet sein. Man kann auch den Kanal der Löschvorrichtung mit mehreren radialen Entlastungsöffnungen versehen, wobei die Flüssigkeit an mehreren Stellen, u. zw. zwischen je zwei Entlastungsöffnungen dem Kanal zugeführt wird. In Fig. 7 ist in dem Isolierkörper 18 der   Lösehkanal 19   mit einer radialen Entlastungsöffnung 20 versehen, und die Flüssigkeit wird durch zwei Kanäle 21 und 22 zugeführt. Bei dieser Ausführung ist die Wirkung des verhältnismässig langen Lösehkanals verbessert, da er durch die Entlastungsöffnung 20 in zwei kurze   Löschkanäle   getrennt ist, die jeder für sich beidseitig geöffnet sind. 



   Um zu erreichen, dass die Flüssigkeit im Stromnulldurchgang auf einer grossen Länge in die unmittel- 
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 Speicher ausgebildet sein, dessen Eigenschwingungszahl über oder in der Nähe der doppelten Eigenfrequenz des Wechselstromes liegt. Durch diese Ausbildung ist die den Lichtbogen umklammernde Flüssigkeit imstande, den mit der doppelten Wechselstromfrequenz erfolgenden Schwingungen des   Lichtbogendurchmessers   zu folgen. Um insbesondere die   Löschvorrichtung   mit mässigen Drücken betreiben zu können, soll die entsprechend dem Pulsieren des   Weehselstromliehtbogens   zu beschleunigende 

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 Flüssigkeitsmasse möglichst. klein gemacht werden. Dies kann durch Abfederung der Druckflüssigkeit, beispielsweise mit Hilfe von Luftpuffern, erreicht, werden. Man kann z.

   B. an die an den Lösehraum angeschlossene Zuführungsleitung für die   Druckflüssigkeit   windkesselartige   Einrichtungen anschliessen,   so dass sich die- Schwingungen der Flüssigkeit in der   Löschvorrichtung   nicht auf den.   ganzen Flüssigkeits-   vorrat übertragen, sondern auf eine verhältnismässig kleine Flüssigkeitsmasse in der Nähe des   Lösch-   kanals   beschränkt'sind.   Man kann ferner den den Löschraum einschliessenden Körper selbst aus elastischem Stoff machen. Ferner ist es möglich, gasgefüllte, elastische Hüllen in der Nähe des   Löschraumes   unter der Druekflüssigkeit anzuordnen. 



   In den Fig. 8-10 sind Einrichtungen   dargestellt, ; die   die Flüssigkeitszufuhr verbessern, indem sie ein möglichst   trägheitsloses Nachströmen   der Flüssigkeit in den   Löschkanal   bewirken. In Fig. 8 ist zu diesem Zweck an den Löschkanal 23 ein Windkessel 24 angeschlossen, der die rasche Bewegung der Flüssigkeit ubernimmt, wodurch die Flüssigkeit in der Zuleitung 25 nicht auf die hohe Geschwindigkeit beschleunigt zu werden braucht. 



   In dem Schaubild Fig. 11 sind die Zuflussverhältnisse, wie sie in einer Vorrichtung ohne Ausgleich durch eine entsprechende Puffereinrichtung vorhanden sind, den Verhältnissen bei Vorhandensein einer solchen Puffereinrichtung gegenübergestellt. Die horizontale Achse ist die Zeitaehse, J ist der Lichtbogenstrom,   i   ist die   Zuflussgeschwindigkeit   der Flüssigkeit im Kanal 25 ohne Pufferung,   V2   dagegen die Geschwindigkeit der Flüssigkeit mit Pufferung. Der Tangente des Winkels b ist die für die Flüssigkeit aufzuwendende Beschleunigungskraft proportional. Man sieht, dass diese durch eine entsprechende Pufferungseinrichtung wesentlich verkleinert werden kann. Somit kann man mit viel kleineren   Drücken   auskommen. 
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 Raum 30   befindliehe   Gas zusammengedrückt wird.

   Statt das Gas durch Herabdrücken eines Kolbens zu komprimieren, kann man auch den Raum 30 mit Hilfe eines Ventils mit einer Druckgasquelle verbinden. Das Ventil wird bei der Unterbrechung des Schalters geöffnet. Die Gaskissen 26, 27 wirken derart, dass sie während des Strommaximums, wo keine oder wenig Flüssigkeit in den   Löschkanal   eindringt, zusammengedrückt werden und sich in der Umgebung des Stromnulldurchganges ausdehnen. 



     'In   Fig. 10 ist ein besonders grosser   Zuflussquerschnitt   für die Flüssigkeit vorgesehen. Der Lösehkanal in dem Isolierkörper 31 ist durch mehrere Zuflussöffnungen 32,33, 34 mit dem Flüssigkeitsraum 35 verbunden, so dass von dem Kanal an der einen Seite nur Kanalwände 35,36, 37, 38 stehengeblieben sind und der Kanal in einzelne   Stücke   aufgelöst erscheint. In dem   Flüssigkeitsdruckraum   35 ist wieder ein mit einer elastischen Hülle umgebenes Gaskissen, z. B. ein Gummiballon, angeordnet. Die Flüssigkeit wird in Richtung des Pfeiles 37 von aussen unter Druck gesetzt. Durch den grossen Zuflussquerschnitt ist erreicht, dass die Flüssigkeit nur auf eine kleine Geschwindigkeit beschleunigt werden muss, um den erforderlichen sekundlichen Zufluss zu erhalten. 



   In Fig. 12 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, nach dem die Flüssigkeit der Lichtbogenhülle durch mehrere Zuführungskanäle, welche schlitzförmige   Mündungsöffnungen   haben,   zugeführt wird. In Fig. 12 bedeuten 110, 111, 112, 113 Isolierplatten, durch die eine zentrische Bohrung 114,   der Löschkanal, hindurehgeht. 115, 116, 117 sind Ringe aus Isoliermaterial, welche die Platten 110-113 in Abstand halten. Zwischen den Platten 110-113 und den Ringen 115-117 befinden sieh Zwischen- 
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 durch Schraubenbolzen   124,   125 zusammengezogen. 



   Die Platten 111, 112 und die Innenseiten der Platten 110 und 113 sind gegen die Bohrung 114 zu koniseh   abgeschrägt.   Es entstehen auf diese Weise zwischen den Platten drei ringförmige Öffnungen 126 bis 128 von kleiner axialer Breite.   Der Durchflussquerschnitt zwischen   den Platten verbreitert sich aber in radialer Richtung nach aussen zu rasch. Die Wand des Löschkanals ist dadurch in einzelne ringförmige Rippen   129-132   aufgelöst. In den Platten 111, 112 befinden sich in genügendem radialen Abstand von der Löschkanalaehse Verbindungsöffnungen   133,   134.

   Der erweiterte Ringraum   135,   der sich konzentrisch um die Achse des Löschkanals 114 erstreckt, bildet auf diese Weise einen Flüssigkeitsspeicherraum, dem durch Kanäle   136,   137 die Flüssigkeit zugeführt wird. Die Einrichtung, welche die Flüssigkeit unter äusseren Druck setzt, ist an diese Kanäle angeschlossen. Es kann z. B. bei der Auslösung des Schalters ein Ventil geöffnet werden,. welches eine   Druckgas- oder Druckflüssigkeitsleitung   mit den Zuführungsleitungen 136, 137 verbindet und diese augenblicklich unter einen Druck von mehreren Atmosphären versetzt. 



   In dem Ringraum 135 ist ein ebenfalls ringförmiger elastischer   gasgefüllter Hüllkörper 73S ange-   ordnet, der zwischen den Platten 111, 112 festgehalten wird. Die Hülle muss sehr elastisch, z. B. aus Gummi, sein, damit sie trägheitslos den raschen im Bruchteil einer Halbwelle erfolgenden Bewegungen der Flüssigkeit folgen kann.. 

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 kanal gezogene Schmelzleiter durch. Es entsteht daher der Abschaltlichtbogen im Löschkanal. Die   Lichtbogensäule   ist mit 139 bezeichnet. Solange der Lichtbogenstrom, der ein Wechselstrom ist, in der Nähe des Strommaximums sich befindet, kann nur wenig Kühlflüssigkeit durch die   Ringschlitze   126-128 in den Löschkanal eintreten, da der Lichtbogen fast den ganzen Kanal ausfüllt und einen hohen Druck entwickelt.

   Unter dem Druck, der durch die Leitungen 136, 137 zugeführten Flüssigkeit wird daher die Gashülle 138 zusammengedrückt und der dadurch frei gewordene Raum in dem Speicherraum 135 füllt sich mit Flüssigkeit. In der Nähe des Stromnulldurchganges schrumpft der Lichtbogen schnell zusammen und die Flüssigkeit wird aus dem Raum 135 durch die Schlitze 126-128 in den Lichtbogenkanal hineingedrüekt. Dieses Hineindrüeken erfolgt fast trägheitslos, da die sich ausdehnende Gashülle 138 die Flüssigkeit aus dem Speicherraum 135 in den   Löschkanal   hineindrückt und die Flüssigkeit daher nur auf kleinen Wegen in grossen Zuflussquerschnitten beschleunigt zu werden braucht. 



   Diese Vorrichtung hat also einen verhältnismässig grossen Zuflussquerschnitt. Den Mündungs- öffnungen der Zuführungskanäle gibt man zweckmässig kleine Abmessungen in der Richtung der Löschkanalaehse. Die Tiefe der Zuführungskanäle muss, gemessen senkrecht zur   Löschkanalachse,   mindestens so gross sein, dass der Lichtbogen nicht durch das Kanalsystem hindurch zünden kann. Es ist zweckmässig, die Speicherräume für die Flüssigkeit rings um den Löschkanal und konzentrisch zu diesem in geringem Abstand von der Achse anzuordnen, um kleinste Flüssigkeitsmassen zu beschleunigen. 



   Vorteilhaft ist es ferner, den   Durchflussquerschnitt   der Zuführungskanäle in der Richtung von der   Löschkanalachse   radial nach aussen hin zunehmen zu lassen, so dass die dem Lichtbogen zugekehrten Mündungsöffnungen der Zuführungskanäle zwar kleine Abmessungen haben, der Durchflussquerschnitt sich aber nach aussen rasch vergrössret. Die Zuführungskanäle können allseitig um die   Liehtbogen-   achse herum angeordnet sein. Die Mündungsöffnungen können vorteilhafterweise mit Bezug auf die Achse des Löschkanals ringförmig ausgebildet sein. Hiebei ist es vorteilhaft, die Vorrichtung aus   senk-   recht zur Achse des Löschkanals aufeinandergeschichteten Isolierplatten aufzubauen, wobei zwischen den Isolierplatten die Schlitze gebildet werden, durch die die Flüssigkeit zugeführt wird.

   Man kann dem Mündungssehlitz auch schraubenförmige Form mit Bezug auf die Achse des Löschkanals geben. 



   Die Fig. 13 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. 140 ist ein Isolierkörper mit einer Bohrung   141,   dem Löschkanal, der sich an den Enden in der Form von Düsen 142, 143 erweitert. 



  In der Mitte des Isolierkörpers 140 ist ein grosser Hohlraum 144 vorgesehen, in welchem Platten 145, 146 aus Isoliermaterial eingebaut sind. Diese besitzen Öffnungen   147,   so dass ausserhalb des Löschkanals ein zusammenhängender Flüssigkeitssammelraum entsteht. Oberhalb dieses Sammelraumes befindet sich ein ringförmiger Hohlraum 148, dessen oberster Teil 149 mit Luft gefüllt ist, so dass ein Windkessel entsteht. 150 ist der Zuführungskanal für die Druckflüssigkeit, an welchen die Einrichtung für die Zuführung der   Druckflüssigkeit   angeschlossen ist. 



   Die Löschvorrichtung wirkt   ähnlich   wie die nach Fig. 12, wobei der Windkessel 149 die Rolle der gasgefüllten Hülle 138 übernimmt. 



   Dem lichten Querschnitt der Liehtbogenhülle kann vorteilhafterweise eine längliche Form, z. B. rechteckig oder elliptisch, gegeben werden. Bei dieser Querschnittsform lässt man die Zuführungkanäle   zweckmässigerweise   an den beiden langen Querschnittsseiten einmünden. Bei kreisrundem Querschnitt des Lichtbogens empfiehlt es sich, den Durchmesser kleiner wie 15 mm zu machen. 



   Um ein ständiges Ausfliessen von Druckflüssigkeit aus der Löscheinrichtung zu vermeiden, kann die   Zuführungseinrichtung   für die Druckflüssigkeit erst kurz vor dem Öffnen des Schalters unter Druck gesetzt werden. Insbesondere kann der Druck, unter den die Flüssigkeit gesetzt wird, von dem Getriebe, das den Schaltstift bewegt, erzeugt werden. 



   Es ist auch denkbar, einen periodischen mit dem Wechselstrom wechselnden Druck anzuwenden, der jedesmal ungefähr   1/""Sekunde   vor dem Stromnulldurchgang wiederkommen muss. 



   Der Mindestdruck, unter den die Flüssigkeit in der unmittelbaren Umgebung des Lichtbogens gesetzt werden muss, ist durch die jeweilige   Liehtbogenleistung,   für welche die Einrichtung berechnet ist, vorgeschrieben. Die Anwendung zu hoher Drücke ist unzweckmässig, weil es überflüssig, ja sogar schädlich ist, die Flüssigkeit in der Nähe des Strommaximums in den   Löschraum   hineinzupressen. 



   Bei Verwendung von Öl oder ähnlichen isolierenden, aber brennbaren Flüssigkeiten kann man die Luft in den   Expansionsräumen   durch ein sauerstoffreies Gas ersetzen. Der den   Löschkanal   umschliessende Isolierkörper kann aus einem Faserstoff, z. B. Papier, Fiber, Holz, bestehen. 

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Claims (1)

  1. PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Vorrichtung zum Löschen von Wechselstromunterbrechungslichtbögen mit Hilfe einer Flüssigkeit in einer an beiden axialen Enden offenen, engen, in Gas, z. B. Luft, angeordneten Isolierhülle, welcher <Desc/Clms Page number 6> die Flüssigkeit derart zugeführt wird, dass sie den Lichtbogen nicht von der Stelle bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig und in demselben Masse, als der aus der Flüssigkeit gebildete Dampf aus der Hülle expandiert, neue Flüssigkeit in den Lösehraum an einer von den Expansionsöffnungen entfernten Stelle durch einen äusseren Druck derart hineingedrückt wird,
    dass sie jeweils im Stromnulldurchgang dem zusammenschrumpfenden Lichtbogenquerschnitt möglichst verzögerungsfrei nachfolgen kann und dadurch ein von der Zuflussmündung gegen die Expansionsöffnungen abnehmendes Druckgefälle im Lichtbogenraum erzeugt.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit in die Hülle an einer zwischen ihren Expansionsöffnungen liegenden Stelle hineingedrüekt wird, so dass die Expansion der Gase und Dämpfe aus der Hülle von dieser mittleren Stelle aus nach beiden axialen Richtungen erfolgt.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine beschränkte Menge von Flüssigkeit durch Druckgas, z. B. Druckluft, in den Lösehraum hineingedrückt wird, um die Flüssigkeit möglichst verzögerungsfrei bewegen zu können.
    4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine solche Einrichtung und Anordnung der Flüssigkeitszuleitung zum Lösehraum, dass die entsprechend der Änderung des Lichtbogendurchmessers beschleunigte Flüssigkeitsmasse auf einen Mindestwert gebracht ist.
    5. Vorrichtung nach Anspruch 4 mit Speicher, dessen Eigensehwingungszahl über oder in der Nähe der doppelten Sehwingungszahl des Wechselstromes liegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher zwischen Zuflussleitung und Löschraum eingeschaltet ist.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Löschraum oder an der Zuflussleitung in der Nähe des Lösehraumes Windkessel angeordnet sind.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass gasgefüllte elastische Hüllen unter der Druckflüssigkeit angeordnet sind.
    8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der den Lösehraum einschliessende Körper aus elastischem Stoff besteht.
    9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mündungsöffnungen der Zuführungskanäle in der Hülle die Form von Schlitzen haben, deren kleinere Abmessung in der Richtung der Hüllenachse liegt.
    10. Vorrichtung naeh Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der Zuführungskanäle, gemessen in der Richtung senkrecht zur Hüllenachse, möglichst klein bemessen ist und dass die untere Bemessungsgrenze nur gegeben ist durch die erforderliche Rüekzündsieherheit für den Lichtbogen.
    11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass konzentrisch zur Lichtbogenhülle in geringem Abstand von ihrer Achse Zwischenspeicher für die unter Druck zuströmende Flüssigkeit angeordnet sind, die sich, ebenso wie ihre Mündungsöffnungen in die Hülle, rings um die Achse erstrecken, wobei die Zuführungsleitungen in die Zwischenspeicher münden.
    12. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch einen ring-oder schraubenförmigen Mündungssehlitz, durch den der Zwischenspeicher mit der Hülle in Verbindung steht.
    13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei kreisrundem Hüllenquerschnitt der lichte Durchmesser der Hülle kleiner als 15 mm ist.
    14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der lichte Querschnitt der Hülle längliche Form hat.
    15. Vorrichtung nach Anspruch 2 für hohe Spannungen, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere kurze Hüllen hintereinander geschaltet sind, um den vom Lichtbogen erzeugten Rückdruck klein zu halten.
AT145739D 1934-01-23 Vorrichtung zur Löschung des Wechselstromunterbrechungslichtbogens. AT145739B (de)

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