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Lichtbogenloscheintiehtung mit IIilfe eines strömenden Löschmittel.
Das Patent Nr. 146990 betrifft eine Einrichtung zum Löschen eines Lichtbogens in verschiedenen Unterbreehungsvorriehtungen mit Hilfe eines strömenden Löschmittels, das durch einen Lichtbogenkanal, in den es an einer oder mehreren mittleren Stellen eintritt, in seiner Längsrichtung gegen beide Elektroden geführt wird. Die Erfindung verbessert diese Lichtbogenlöscheinrichtung in der Weise, dass der Lichtbogenkanal inmitten einer ihm das Löschmittel liefernden Druckhaltekammer angeordnet wird. Die den Lichtbogenkanal bildenden Hüllen oder Düsen sind hierbei zweckmässig innen an den beiden axialen Enden der Druckhaltekammer befestigt.
Durch diese Anordnung wird einerseits dasjenige hohe Druckgefälle und somit diejenige Strömungsgeschwindigkeit im Lichtbogenraum hervorgebracht und aufrechterhalten, welche erforderlich sind, um eine durchschlagsfeste Strecke in eine mittlere Stelle des Lichtbogenraumes einzusehieben.
Bei Wechselstromlichtbogen steht hiefür während der sogenannten stromlosen Pause eine sehr kurze Zeit in der Grössenordnung von 0'001 set zur Verfügung. Anderseits kann bei Anordnung des Lichtbogenkanals inmitten der Druckhaltekammer die Einströmung des Löschmittels quer zur Kanalachse vollkommen gleichmässig von allen Seiten stattfinden. Die Druckhaltekammer erfüllt somit die doppelte
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bei pulsierender Strömung hochzuhalten und den Lichtbogen durch andauernd gleichmässige allseitige Löschmitteleinströmung im Raum festzuhalten. Beides zusammen ergibt eine hohe Relativgeschwindigkeit der Strömung zum Lichtbogen, der vollkommen stillsteht und dem Löschmittelstrom nicht ausweichen kann.
Mithin wird der Liehtbogenkörper zunächst an einer mittleren Stelle von seinen Ladungsträgern rasch gesäubert, welcher Vorgang gegen beide Liehtbogenenden fortschreitet. Man kann also mit Hilfe der Erfindung einen Lichtbogen ohne besondere Verlängerung, mit kleiner Lichtbogenarbeit, viel geringerem Löschmitteldruck und viel kleinerer Löschmittelmenge unterbrechen, als dies bisher möglich war.
Sogenannte Blaskammern sind bei Druekgassehaltern bekannt. Ihre Vorteile werden aber dort nicht voll ausgenützt, weil das aus ihnen in den Lichtbogenraum abströmende Löschmittel auf den ihm teilweise ausweichenden Lichtbogen mechanisch einwirken muss und daher Druckstauungen unterliegt. Bei der Anordnung nach der Erfindung kann dagegen die der Druckhaltekammer entnommene Druckenergie nahezu vollkommen in Strömungsenergie umgesetzt werden, so dass das Löschmittel mit hohem Druckgefälle und hoher Geschwindigkeit längs des ruhenden Lichtbogens von dessen Mitte gegen seine Enden strömt.
Wird die Erfindung auf einen Schalter angewendet, dann ist es wesentlich, dass der Lichtbogen in der Achse des Löschkanals gezogen wird, so dass er von allem Anfang an zentrisch in einer strömenden Gashülle brennt und bis zum Erlöschen in dieser für die Löschung günstigsten zentrischen Lage in bezug auf das strömende Löschmittel bleibt.
Der Rauminhalt der Druckhaltekammer soll ein Vielfaches desjenigen Gasvolumens sein, das während der stromlosen Pause des Wechselstromlichtbogens durch den Löschkanal ausfliessen kann, damit während dieser ganzen Pause annähernd der volle Druck in der Druckhaltekammer aufrecht-
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Zuflussquerschnitt aber nicht zu gross machen, vor allem um zu verhindern, dass der Bogen in die Druckhaltekammer schlägt.
Es ist besonders zweckmässig, die Wand des Löschkanals aus Isolierstoff zu machen, damit keine Rückzündung über sie hinweg erfolgen kann. Mit Rücksicht auf den Abbrand kann es nützlich sein, gewisse Teile der Kanalwand aus Metall zu machen, welches aber in keiner Verbindung mit den Elektroden stehen soll, sondern ein Zwischenpotential annimmt.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt.
1 ist eine zylindrische Hülle oder Doppeldüse aus Isoliermaterial, die den Löschkanal 2 für den Lichtbogen bildet. Sie hat mitten zwischen ihren beiden Enden ringsum angeordnete Einström- öffnungen 3. Man kann auch die diese Öffnungen voneinander trennenden Stege weglassen, so dass eine zusammenhängende ringförmige Verbindung zwischen der Druckhaltekammer ? und dem Lösehkanal 2 entsteht. 4 ist ein Isolierrohr, das die Hülle 1 konzentrisch umschliesst. Durch die kegelig einspringenden Stirnflächen 5, 6 sind die beiden Rohre 1 und 4 zu einem Ganzen verbunden.
Durch diese Wandungen wird ein geschlossener Ringraum 7 abgegrenzt, der sich rings um die Achse des Lösehkanals 2 erstreckt. 8 ist das feststehende Sehaltstück, 9 der Schaltstift, der durch einen nicht gezeichneten An-
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trieb bewegt wird. 10 ist die Stromleitung zum feststehenden Schaltstück 8, 11 die Stromableitung vom beweglichen Sehaltstift 9, 12 ist eine Druckgaszuleitung zum Ringraum 7.
Die Unterbrechung des Lichtbogens in dieser Löscheinrichtung vollzieht sich folgendermassen :
Zuerst wird durch den Auslöser des Sehalters ein Druekgasventil, welches in der Leitung 12 angeordnet ist, geöffnet. Darauf strömt das Druckgas in der Pfeilrichtung durch die Leitung 12 in die Druckhaltekammer 7 ein und tritt von hier in der Richtung der Pfeile durch die Öffnungen 3 in den Losehkanal. 2 ein. Da der Stift 9 zwischen seinem Umfang und der Hülle 1 einen Ringraum freilässt, kann sich die Gasströmung durch den Löschkanal schon ausbilden, während noch der Stift 9 sich in ihr befindet. Der Schaltstiftantrieb wird mit einer gewissen Verzögerung gegenüber dem Druckgasventil ausgelöst.
Der Stift bewegt sich nun nach rechts und zieht dabei den Unterbrechungslichtbogen durch den Löschkanal 2 hindurch. Der Lichtbogen wird durch die Hülle 1 eng umschlossen. Er brennt in einer strömenden Druckgashülle, wobei das ganze aus der Druckhaltekammer 7 nach dem Löschkanal 2 sich ausbildende Strömungsbild axiale Symmetrie mit Bezug auf den Lichtbogen besitzt.
In dem Masse, als das Lichtbogenvolumen mit der Weehselstromfrequenz wechselt, wechselt auch die Stärke der Druckgasströmung in der Hülle 1, weil deren freier Strömungsquerschnitt im Strommaximum des Lichtbogens durch diesen stark verlegt wird, in der stromschwachen Pause des Wechselstromes dagegen nicht. Es bildet sich also eine mit der Weehselstromfrequenz pulsierende Gasströmung aus, welche in der Richtung der in der Zeichnung eingetragenen Pfeile aus der Druckhaltekammer 7 durch den Löschkanal 2 hindurch gerichtet ist.
Dadurch, dass der Ringraum 7 das Vielfache von demjenigen Gasvolumen fasst, welches während der stromschwachen Pause des Wechselstromlichtbogens durch den Löschkanal 2 ausfliessen kann und diese Gasmenge durch die geometrische Form des Druckhalteraumes in die unmittelbarste Nähe des Löschkanals gebracht ist, wird die aufzuwendende Beschleunigungsarbeit ein Minimum, so dass das Gas im Löschkanal kurz vor dem Stromnulldurchgang unter kleinstem Druckverlust auf eine hohe Geschwindigkeit beschleunigt wird. Dadurch tritt im Augenblick des Stromnulldurchganges eine wirksame Löschung des Unterbrechungslichtbogens im Löseh- kanal 2 ein.
In die Leitung 12 kann, um unnötigen Pressgasverbrauch nach beendeter Abschaltung zu vermeiden, ein drosselnder Teil eingeschaltet werden, dessen Durchflussquersehnitt enger ist als der Ausfluss querschnitt des Löschkanals 2, so dass diese Drosselstelle den engsten Teil des ganzen Strömungsweges des Lösehmittels bildet.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Lichtbogenlöscheinrichtung mit Hilfe eines strömenden Lösehmittels nach Patent Nr. 146990, dadurch gekennzeichnet, dass der das Löschmittel gegen beide Elektroden führende Lichtbogenkanal inmitten einer das Lösehmittel liefernden Druckhaltekammer liegt.