Verfahren und Einrichtung zur .Ausschaltung elektrischer Stromkreise. In den bekannten Schaltern mit Löschung durch Öl, Wasser oder andere ruhende Flüs sigkeiten bildet sich um die sieh voneinander entfernenden Stromschlussstücke eine Gas- oder Dampfblase, in der der Lichtbogen weiter brennt. Diese Blase hat aber eine geringe Wärme leitfähigkeit und daher ein schlechtes Kühl vermögen, so dass die Löschung nicht schnell genug erfolgt; je länger . der Bogen aber steht, um so mehr Arbeit wird in Wärme verwandelt, um so schwieriger wird auch die Löschung.
Man hat in Ölschaltern auch sogenannte Löschkammern verwendet, bei denen durch den Überdruck im Innern und die Saug wirkung beim Durchgang des beweglichen Stromschlussstückes durch eine enge Öffnung Ölströmungen hervorgerufen werden, welche die Gasblase verkleinern und damit die Löschwirkung erhöhen.
Das Ausschaltverfahren nach der Erfin dung kennzeichnet sich dadurch, dass die Löschung des Lichtbogens durch einen Flüs- sigkeits- oder Dampfstrahl erfolgt, der in den brennenden Lichtbogen gerichtet wird. In der Zeichnung ist ein Beispiel einer Ausführungsform der Einrichtung zur Aus übung des Verfahrens schematisch darge stellt. Die Abbildung gibt einen Längsschnitt durch den Hauptteil des Schalters unter Ver nachlässigung aller für das Verständnis un wesentlichen Teile, wie Hauptkontakte, Vor richtungen zur Überwachung bezw. selbst tätigen gonstanthaltung des Wasserspiegels <B>USW.</B>
In dem Gefäss c aus Isolierstoff, welches die Vorratskammer bildet, ist die Lösch- flüssigkeit a enthalten, ferner eine enge Schaltkammer d aus Isolierstoff oder aus Metall mit Auskleidung mit Isolierstoff. Im Innern der Schaltkammer befinden sich die feststehenden Stromschlussstücke f, das untere Ende des beweglichen Stromschlussstückes e und die Flüssigkeit b. Letztere ist bei dem gezeichneten Beispiel mit der Löschflüssig- keit a identisch, da die Löcher in dem untern Teil der Schaltkammer d eine Verbindung herstellen.
Es sei angenommen, dass die Flüs sigkeit a-b Wasser sei.
An - dem Deckel h des Vorratsgefässes sind mehrere Saugrohre i befestigt, die tief in das Wasser der äussern Kammer c tau chen und deren obere Enden sich über dem Rand der Schaltkammer etwa bündig mit seiner Innenkante befinden. Wenn bei der Ausschaltung der bewegliche Stromschluss- teil e nach oben geht, so bildet sich in der Schaltkammer ein Lichtbogen, der nach oben gezogen wird. Es verdampft Wasser in der Schaltkammer und schiesst als Dampfstrahl nach oben aus der Kammer heraus.
Dieser Strahl saugt nach Art eines Injektors aus den Rohren i Wasser an und reisst es mit, so dass es in den Lichtbogen seiner Länge nach gespritzt wird und auf die obere Elek trode, nämlich das untere Ende des Stabes e prallt, wodurch eine intensive Kühlung er reicht wird.
Über dem Vorratsgefäss c und seinem Deckel h ist eine Isolierlaube k angebracht, welche Lichtbogen und Dampfstrahl umgibt. In ihr kann das Kondenswasser sich nieder schlagen und durch die Löcher im Deckel h. wieder in das Vorratsgefäss zurückfliessen. Zur Ergänzung des Wasservorrats wird durch den Trichter 1, etwa mittelst einer isolierten Kelle, Wasser nachgefüllt.
Am Ende seines Hubes tritt der Stab e durch ein enges Loch in der Haube k nach oben und aus dieser heraus, und zwei federnd an der Haube k angebrachte Isolierkörper ni, In' schnappen zusammen und verschliessen das Loch. Mit dem Erlöschen des Licht bogens hört auch der Dampfstrahl aus der Schaltkammer und die Saugwirkung in den Rohren i auf, es wird kein Wasser mehr eingespritzt. Der Stab e bewegt sich in seine gestrichelt gezeichnete Endlage oberhalb der Haube<I>k</I> und der Stücke<I>m, m',</I> so dass man von aussen die vollzogene Unterbrechung er kennen kann.
Bei der Erfindung wird also der Licht bogen der Einwirkung des Löschstrahles aus gesetzt. Die erste Löschflüssigkeit b, unter der die Trennung der Schaltstücke vor sich gehen kann, und die zweite a, aus der der Löschstrahl besteht, sind nicht notwendig identisch. Man kann zum Beispiel unter Öl unterbrechen, den Bogen in Luft ziehen (auch etwa Stickstoff) und dort mit einem Wasser strahl auslöschen.
Das beschriebene Verfahren hat den Vor teil, dass die kühlenden Teile der Lösch- flüssigkeit in das Innere des Lichtbogens geschleudert werden, wo sie .die intensive Wirkung haben. Bilden sich Dampf- oder Gasteile, so werden sie vom nachfolgenden Strahl teils fortgeblasen, teils kondensiert und mitgerissen.
Die Löschflüssigkeiten sollen zweckmässig unbrennbar sein; man verwendet also in erster Linie fliessendes Wasser. Dieses hat gegenüber der Löschung in ruhendem Wasser den grossen Vorteil, dass nach der Unter brechung der Wasserstrahl abgestellt werden kann, so dass keine leitende Verbindung durch das Wasser mehr bestehen bleibt.
Eine Einrichtung zur Ausübung des Ver fahrens könnte auch aus einem Schalter be stehen, in dem der Stromkreis in Luft, Öl oder Wasser unterbrochen und gleichzeitig eine Druckwasserdüse zur Einspritzung in den in Luft brennenden Lichtbogen geöffnet wird. Nach Auslöschung wird die Düse wieder geschlossen.
Statt - eine unter Druck stehende Düse zu verwenden und im Augenblick des Be darfes züi öffnen, kann man auch aus einer offenen Düse die Flüssigkeit ansaugen, in dem man den Schalter mit einer Pumpe, etwa einem Injektor, verbindet. Das hat den Vorteil, dass man von einer Wasserleitung unabhängig wird und mit einem Vorratsgefäss auskommt, aus dem man die Löschflüssigkeit entnimmt und in das unter Umständen das Kondensat zurückfliesst. Bei Anwendung in Hochspannungsanlagen ist hierin ein erheb licher Vorteil zu erblicken.
Eine weitere Vereinfachung wäre dadurch möglich, dass man den Schalter selbst als Pumpe benutzt, indem die Unterbrechung in einer engen Schaltkammer unter einer Flüs sigkeit b erfolgt, so dass sich beim Heraus ziehen des beweglichen Stromschlussstückes ein Dampf- oder Gasstrahl entwickelt, der an den Enden von Saugrohren vorbeistreicht, aus ihnen Löschflüssigkeit a ansaugt und nach Art eines Injektors in den Lichtbogen drückt. Es ist dabei möglich, aber nicht not wendig, dass die Flüssigkeit b in der Schalt kammer, welche den Strahl zum Ansaugen hergibt und die Vorratsflüssigkeit a für die Saugrohre identisch sind. Zweckmässig wird man die gleiche Flüssigkeit, z. B.
Wasser, verwenden und die Schaltkammer mit dem Vorratsgefäss kommunizieren lassen.
Die Wirkung wird dann noch verbessert, wenn das Vorratsgefäss keine weiteren Öff nungen besitzt, so dass durch den Rückstoss der Dampfentwicklung in der Schaltkammer das Wasser in den Saugrohren unter einen gewissen Druck gesetzt und damit die In jektorsaugwirkung erleichtert wird.
Eine Einrichtung dieser Art ist zum Bei spiel in der in der Zeichnung dargestellten Weise ausgebildet, nur dass die Löcher im Deckel h fehlen.
Der Wasser- und Dampfstrahl könnte eine gewisse Leitfähigkeit besitzen, die einen geringen -Reststrom zulässt. Dieser ist in an sich bekannter Weise zu unterdrücken, z. B. durch eine Bewegung aus dem Strahl her aus, d. h. Einschaltung nicht leitender, langer Luftstrecken, oder, wie anhand der Zeichnung beschrieben, durch Herausziehen des beweg lichen Stromschlussstückes aus dem Isolier- gefäss, in den der Strahl arbeitet, insbeson dere aus einer engen Öffnung, durch Ver schliessen dieser Öffnung mittelst isolierender Körper, welche über das Loch federn usw.
Die ganze geschilderte Einrichtung ist natürlich nur für den eigentlichen Ausschalt kontakt (Abbrennkontakt) notwendig; der für den dauernden Stromdurchfluss und für grössere Stromstärken bestimmte Eauptkon- takt, der sich später schliesst und früher öffnet, wird zweckmässig als gewöhnlicher Luftschalter ausgebildet.
Method and device for switching off electrical circuits. In the known switches with quenching by oil, water or other dormant fluids, a gas or vapor bubble forms around the current connection pieces that are separated from each other, in which the arc continues to burn. However, this bubble has a low thermal conductivity and therefore poor cooling capacity, so that the deletion does not take place quickly enough; the longer . but the arc stands, the more work is converted into heat, the more difficult it is to extinguish it.
So-called extinguishing chambers have also been used in oil switches, in which the overpressure inside and the suction effect when the movable current connection piece passes through a narrow opening causes oil flows that reduce the size of the gas bubble and thus increase the extinguishing effect.
The switch-off method according to the invention is characterized in that the arc is extinguished by a jet of liquid or steam which is directed into the burning arc. In the drawing, an example of an embodiment of the device for practicing the method is shown schematically Darge. The figure shows a longitudinal section through the main part of the switch, neglecting all parts that are not essential for understanding, such as main contacts, devices for monitoring BEZW. keep the water level constant <B> ETC. </B>
The container c made of insulating material, which forms the storage chamber, contains the extinguishing liquid a, furthermore a narrow switching chamber d made of insulating material or of metal with a lining with insulating material. Inside the switching chamber are the fixed current connection pieces f, the lower end of the movable current connection piece e and the liquid b. In the example shown, the latter is identical to the extinguishing liquid a, since the holes in the lower part of the switching chamber d establish a connection.
It is assumed that the liquid a-b is water.
Several suction tubes i are attached to the cover h of the storage vessel, which dip deep into the water of the outer chamber c and the upper ends of which are located over the edge of the switching chamber approximately flush with its inner edge. If the movable current connection part e goes up when it is switched off, an arc forms in the switching chamber and is drawn upwards. Water evaporates in the switching chamber and shoots up out of the chamber as a jet of steam.
This jet sucks in water from the tubes i like an injector and pulls it along with it, so that it is injected lengthways into the arc and hits the upper electrode, namely the lower end of the rod e, which creates intensive cooling is enough.
An insulating arbor k, which surrounds the arc and steam jet, is attached over the storage vessel c and its cover h. The condensation water can settle in it and h through the holes in the lid. flow back into the storage vessel. To replenish the water supply, water is refilled through the funnel 1, for example by means of an insulated ladle.
At the end of its stroke, the rod e passes up and out of the hood k through a narrow hole, and two insulators ni, In 'attached to the hood k snap together and close the hole. When the arc is extinguished, the jet of steam from the switching chamber and the suction effect in the pipes i cease, and water is no longer injected. The rod e moves into its dashed end position above the hood <I> k </I> and the pieces <I> m, m ', </I> so that one can recognize the completed interruption from the outside.
In the invention, the light arc is set from the action of the extinguishing beam. The first extinguishing liquid b, under which the separation of the contact pieces can take place, and the second a, of which the extinguishing beam consists, are not necessarily identical. For example, you can interrupt under oil, draw the arc in air (including nitrogen, for example) and extinguish it there with a jet of water.
The method described has the advantage that the cooling parts of the extinguishing liquid are thrown into the interior of the arc, where they have an intense effect. If steam or gas parts are formed, they are partly blown away, partly condensed and carried away by the subsequent jet.
The extinguishing liquids should expediently be incombustible; so one primarily uses running water. Compared to extinguishing in still water, this has the great advantage that the water jet can be switched off after the interruption, so that no conductive connection through the water remains.
A device for exercising the process could also consist of a switch in which the circuit in air, oil or water is interrupted and a pressurized water nozzle is opened at the same time for injection into the arc burning in air. After extinction, the nozzle is closed again.
Instead of using a pressurized nozzle and opening it at the moment it is needed, you can also suck in the liquid from an open nozzle by connecting the switch to a pump, such as an injector. This has the advantage that you become independent of a water pipe and get by with a storage vessel from which you can take the extinguishing liquid and into which the condensate may flow back. When used in high-voltage systems, this is a considerable advantage.
A further simplification would be possible by using the switch itself as a pump, in that the interruption takes place in a narrow switching chamber under a liquid b, so that when pulling out the movable current connection piece, a steam or gas jet develops which at the ends sweeps by suction pipes, sucks extinguishing liquid a from them and pushes it into the arc like an injector. It is possible, but not necessary, that the liquid b in the switching chamber, which provides the jet for suction, and the storage liquid a for the suction pipes are identical. Expediently, the same liquid, for. B.
Use water and let the switching chamber communicate with the storage vessel.
The effect is further improved if the storage vessel has no further openings, so that the water in the suction pipes is put under a certain pressure by the recoil of the steam development in the switching chamber and thus the injector suction is facilitated.
A device of this type is designed for example in the manner shown in the drawing, only that the holes in the cover h are missing.
The water and steam jet could have a certain conductivity that allows a small residual flow. This is to be suppressed in a manner known per se, e.g. B. by a movement out of the beam, d. H. Switching on non-conductive, long air gaps, or, as described with reference to the drawing, by pulling the movable current connection piece out of the insulating vessel in which the beam works, in particular from a narrow opening, by closing this opening by means of insulating bodies, which spring over the hole, etc.
The entire device described is of course only necessary for the actual switch-off contact (burning contact); the main contact intended for the continuous flow of current and for larger currents, which closes later and opens earlier, is expediently designed as an ordinary air switch.