Elektrischer Hochspannungsschalter mit freier Lufttrennstreeke. Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Hochspannungsschalter mit freier Lufttrennstrecke und mit Lichtbogen löschung durch ein strömendes Druckmittel, insbesondere Druckgas.
Es ist üblich, diese Schalter in der Weise zu bauen, dass die Stromunterbrechung in einer geschlossenen Kammer vor sich geht, in welcher der Unterbrechungslichtbogen zum Beispiel durch Verwendung einer Düse der konzentrierten Einwirkung des Löschmittel- strahles ausgesetzt wird. Diese geschlossene Bauform bedingt aber für sehr hohe Betriebs- spannnungen eine verhältnismässig grosse Bauhöhe des Schalters, was unerwünscht ist. Ausserdem kann man dem Schalter auch nicht ohne weiteres ansehen, ob er eingeschaltet oder ausgeschaltet ist.
Auf der andern Seite sind Druckgasschal- ter mit freier Lufttrennstreeke bekannt, bei denen mindestens die eine Elektrode mit einem, sie ringförmig umgebenden Führungs- stück für das die Lichtbogenlöschung bewir kende strömende Druckmittel versehen ist.
Bei diesen bekannten Anordnungen besitzen jedoch die über die Führungsstücke hinausragenden Teile der Schaltelektroden die Form von Hörnerkontakten, so dass sich der Lichtbogen durch Hinaufwandern der Lichtbogenfuss- punkte an diesen Hörnern der Einwirkung der Beblasung durch das Löschmittel entzie hen kann.
Ferner werden die Schaltelektro den rasch auf eine verhältnismässig grosse Entfernung auseinandergezogen, wodurch unter Umständen ein sehr langer Lichtbogen entsteht, dessen Löschung dann erfahrungs gemäss durch die Beblasung nicht mehr ge lingt.
Die Erfindung unterscheidet sich von die sen bekannten Ausführungen vorteilhaft da durch, dass bei einem Hochspannungsschal ter, bei dem mindestens die eine Schaltelek trode mit einem sie rohrförmig umgebenden Führungsstück für das strömende Lösehmit- tel versehen ist, dieses Führungsstück so ge formt und gegenüber der Elektrode so ange ordnet ist und Führungsstück und Elek# trode beim Ausschalten so bewegt werden,
dass sich zwei Bewegungsphasen unterschei- den lassen, wobei in der ersten Phase der Lichtbogen durch Bespülen mit mindestens einem Löschmittel in einer Zone mit gegen über der Umgebungsluft erhöhtem Druck ge löscht wird, während die Elektroden in der zweiten Bewegungsphase auf eine gegensei tige Distanz gebracht werden, die mindestens gleich der der Betriebsspannung entsprechen den Distanz ist,
wobei zwischen den Elek troden eine von aussen sichtbare, freie Luft trennstrecke besteht.
Auf diese Weise kann erreicht werden; dass der Lichtbogen schon bei kleiner Länge zuverlässig gelöscht wird, da er in einer Zone mit gegenüber der Aussenluft erhöhtem Druck brennt und sich die Lichtbogenfu9- punkte dem Einfluss des Löschmittels niolt entziehen können:, während auf der andern Seite in der Ausschaltstellung des Schalters zwischen den Elektroden eine freie Luft trennstrecke besteht.
Eine besonders zweckmässige Ausfüh rungsform des Erfindungsgegenstandes be steht darin, dass die die Elektroden ring- förmig umgebenden Führungsstücke mit düsenartigen Verengungen an ihren<B>Aus-</B> trittsöffnungen versehen sind, durch welche die zugehörigen Elektroden bei der Strom- unterbrechung zurückgezogen werden.
Da bei kann die Anordnung so getroffen sein, dass die Löschmitteisträrmung erst einsetzt, wenn die Spitzen der Schaltelektroden sieh be reite in der günstigen Löschstellung hinter den Düsenverengungen: befinden.
Weiter ist es vorteilhaft, an den Austrittsöffnungen der Führungsstücke kalottenartige Ansätze vorzusehen, durch die einerseits ein gutes Ab strömen des Druckgases sichergestellt und auch für eine güntige Feldverteilung in der Schaltstrecke gesorgt wird::
Auf der Zeichnung sind in den Fig. 1 bis 14 einige Ausführungsbeispiele des Erfin- dungsgegenstandes dargestellt. In Fig. 1 ist mit 1 eine hohle Kugel " kalotte bezeichnet, die den Absehluss des rohrförmigen Führungsstückes 2 bildet, wel ches die Stiftelektrode 3 derart umschliesst,
dass zwischen den beiden Teilen der Ring spalt 4 für den Durchtritt des Löschmittels entsteht.
Die als Kugelkalotte ausgebildete Hülle ist auf ihrer der nicht dargestellten Gegen elektrode zugekehrten ,'Seite abgeflacht, wo durch eine Auflagefläche im eingeschalteten Zustand für die ebenfalls abgeflachte Hülle der Gegenelektrode entsteht.
Die aus Metall bestehende Kalotte 1 ist zeckmässigerweise mit einer Isolierschicht, und zwar vorzugs- weise an den der stiftförmigen Elektrode zu- gekehrten Teilen, versehen. Hierdurch kann verhindert werden,
dass der bei hohen Span nungen entstehende Lichtbogen von der Elek trode auf die Schutzhülle überspringt und diese angreift. Eine weitere Massnahme, das Übergreifen des Lichtbogens auf die Hülle zu unterbinden, kann auch darin bestehen, daB man die eine Spitze 5 aus schwer verdamp fendem Werkstoff; z. B.
Wolfram; Wollram- kupferlegierung oder derg., aufweisende Elektrode 3 im ausgeschalteten Zustand des Schalters etwas aus der gewölbten Begren- zungsoberfläche der Kalotte 1 hervortreten lässt.
Werden insbesondere zwei gleichartige; zusammenwirkende Elektroden verwendet, so wird hierbei erreicht, dass die zylinderförmig den Lichtbogen umhüllenden, entgegenge setzt gerichteten Druckgasstrahlen bei ihrem Auftreffen aufeinander und '"Trenneue der Ka lotten eine starke Durchwirbelung cnit fri scher Luft hervorrufen.
Fig. 2 soll zur Veranschaulichung des Löschvorganges dienen: Man erkennt, ' dass während der Lichtbogenlöschung die beiden Elektroden 3,<B>43</B> mit ihren zugehörigen Ka- lotten 1, 11 nur auf einen verhältnismässig kleinen,
im wesentlichen vorbestimmten Löschabstand auseinandergezogen werden. Der zwischen ihnen brennende Lichtbogen wird dabei durch die aus den Führungs stücken 2, 12 austretenden Druckgasstrahlen 35, 36 schlauchartig umhüllt, und der Licht- kiogen brennt infolgedessen, trotzdem keine geschlossene Schaltkammer vorhanden ist, gegenüber der Umgebungsluft in einer Zone erhöhten Druckes.
Der Lichtbogen kann sich der Einwirkung der Löschmittelstrahlen nicht entziehen und wird daher durch die intensive Kühlung rasch zum Erlöschen ge bracht. Nach erfolgter Lichtbogenlöschung werden die Elektroden 3, 43 weiter ausein- anderbewegt, und zwar soweit, dass zwischen ihnen eine freie Lufttrennstrecke beträchli- eher Länge besteht. Beim Zusammentreffen der Löschmittelstrahlen werden diese von ihren Bahnen abgelenkt, dringen in den Kern des Lichtbogens und durchwirbeln ihn.
Zu gleich kann auch eine Durchwirbelung der Löschmittelstrahlen mit dem umgebenden Medium infolge der entstehenden Querströ mung der Löschmittelstrahlen stattfinden.
Bei der beschriebenen Anordnung finden somit zwei gleichartige Löschmittelstrahlen Anwendung, die, den Lichtbogenkörper um hüllend; in freier Luft gegeneinander geführt werden. Das Zusammentreffen der Lösch- mittelstrahlen kann, wie beschrieben, so er folgen, dass diese genau gegeneinander ge richtet sind, indem man vorzugsweise für beide Führungsstücke 2, 12 eine gemeinsame Achse wählt.
Eine weitere Möglichkeit be steht darin, dass man die Führungsstücke so anordnet, dass die Löschmittelstrahlen, bevor sie auf den Lichtbogen einwirken, unter einem Winkel aufeinandertreffen, um als dann die gewünschte Durchwirbelung mit dem Lichtbogenkörper einzuleiten und gleich zeitig eine bevorzugte Abzugsrichtung sicher zustellen.
Als Löschmittelstrahlenkönncn beliebige gasförmige bezw. flüssige Löschmittel oder deren Mischungen benutzt werden. Vorteil hafterweise kann hierbei Pressluft, Kohlen säure oder dergl. bezw. eine Mischung aus Luft und Wasserdampf verwendet werden.
Bei der Verwendung des Druckgases be ruht die Durchwirbelung hauptsächlich auf dynamischer Wirkung der Gasteilchen. Es ist aber auch möglich, dem Löschmittelstrahl chemisch wirkende Stoffe hinzuzufügen, die die Lichtbogenlöschung begünstigen.
Es ist bisher angenommen worden, dass die Elektroden 3, 43 mit ihren zugehörigen Führungsstücken 2, 12 fest verbunden sind. Es ist auch möglich, die vorgenannten Teile relativ zueinander beweglich anzuordnen. Die Fig. 3 und 4 lassen derartige Ausfüh rungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes erkennen. In Fig. 3 ist: das zweckmässigerweise aus Isolierstoff bestehende oder mit diesem aus gekleidete Führungsstück 2 für das Lösch- mittel düsenförmig ausgebildet. Das Füh rungsstück nimmt eine stiftförmige Elektrode 3 auf, die zum Einleiten des Schaltvorganges in beliebiger Weise verstellbar, insbesondere verschiebbar ist.
Die Bewegung der Elek trode 3 kann mittels eines Kolbens 34, der durch das jeweilige Löschmittel beaufschlagt wird, beziehungsweise rein mechanisch betä tigt wird, bewirkt werden. Wie die Fig. 3 zeigt, kann bei der Ausschaltbewegung ein Kraftspeicher aufgeladen, zum Beispiel eine Feder 18 gespannt werden, die durch Frei gabe der aufgespeicherten Energie die selbst tätige Rückführung bewirkt.
In den zwischen dem düsenförmigen Füh rungsstück 2 und der Elektrode 3 entstehen den ringförmigen Zwischenraum 4 wird das strömende Löschmittel in Richtung der in der Zeichnung, Fig. 3, angegebenen Pfeile eingeführt, so dass die Elektrode 3 beim Aus schaltvorgang in Richtung entgegengesetzt der Löschmittelbewegung vom Löschmittel umhüllt wird.
Das Führungsstück 2 läuft ebenso wie bei den Anordnungen nach Fig. 1 und 2 in eine Kalotte 1 aus, die zum Homogeni sieren des elektrischen Feldes und als Strah- hingsschutz dient. Die Kalotte 1 ist aber nicht unbedingt erforderlich.
Das Führungsstück 2 weist eine in der Nähe der Oberfläche der Kalotte 1 angeordnete Verengung 16 auf, die allmählich auf einer Seite in die zylinder förmige Innenwand des Führungsstückes 2 und auf der andern Seite unter Schaffung einer Erweiterung in die KalqUe 1 übergeht, Diese Ausbildung hat den Vorteil, dass so lange die stiftförmige Elektrode die Ver engung 16 versperrt,
kein Druckgasdurch- tritt stattfindet und die Beblasung erst dann einsetzt, wenn die Elektrodenspitze hinter die Verengung zurückgezogen ist, wobei dann der bereits eine gewisse Länge auf weisende Lichtbogen schlagartig sehr inten- siv beblasen wird und daher rasch erlischt.
Beim Ausschaltvorgang wird zunächst der Kolben 34 mit Druckgas beaufschlagt, wodurch die Elektrode 3 in die Zone hinter der Verengung 16 des düsenförmigen Füh rungsstückes 2, in der ein hoher Druck herrscht, zurückgezogen wird. Die Fig. 3 zeigt gerade die Löschstellung.
Der Lieht bogen unterliegt insbesondere in der Düsen verengung 16 der kräftigen Einwirkung des Löschmittels, wobei auch noch durch die im wesentlichen stehenbleibenden Kalotten 1, 1.1 ein weiterer Raum höheren Druckes abge grenzt wird, indem der Lichtbogen brennt. Nach vollzogener Lichtbogenlöschung wer den dann die Elektroden mit den zugehörigen Kalotten in ihre Endstellung bewegt, wobei dann zwischen den Elektroden eine freie Luftstrecke erheblicher Länge besteht.
An Stelle der beweglichen Elektroden sind bei der Ausführungsform nach Fig. 4 die bei den Kalotten 1,11 verschiebbar angeordnet, wo bei zwischen der Kalotte und der jeweiligen Elektrode Führungsglieder 46 vorgesehen sind. Die Verschiebung der Kalotten 1, 11 wird durch die Federn 28 ermöglicht; die gegen einen Flansehkörper 22, 49 abgestützt sind.
Im eingeschalteten Zustand schliesst die Spitze jeder Elektrode mit der Kalottenober- fläche ab, beziehungsweise steht etwas aus dieser hervor. Beim Ausschalten werden die einander gegenüberstehenden Elektroden in die erweiterten Teile hinter der Verengung der Düse gebracht, während die beiden Ka- lotten unter der Wirkung der Federn 28 ihre Stellungen zu den Elektroden ändern.
In dem ersten Teil dieser Relativbewegung fin det jedoch keine Trennung der Kalotten l voneinander statt. Die Fig. 4 entspricht die ser Bewegungsphase. Während die Elektro- den bereits voneinander getrennt sind;
be rühren sieh die Kalotten 1, 11 zunächst noch, so dass sie einen abgegrenzten Raum höhe ren' Druckes abschliessen: Bei einer weiteren Entspannung der Federn 28 findet die Tren nung der Kalotte 1, 11 voneinander statt, wodurch eine die Löschwirkung begünsti- gende Längs- und Querströmung des Lösch mittels etwa in Richtung der Pfeile 73 ent steht.
Sodann wird nach vollzogener Licht bogenlöschung eine weitere sichtbare, freie Lufttrennstrecke gebildet. Durch besondere in der Zeichnung nicht dargestellte Vorrich tungen, zum. Beispiel Verklinkungen, kann dabei erreicht werden, dass die Trennung der Kalotten voneinander plötzlich erfolgt.
Der beschriebene Erfindungsgegenstand kann vorteilhafterweise auch an Anordnun gen, bei denen sowohl die Elektroden als auch die Kalotten beweglich sind, beziehungsweise an den verschiedenartigen Bauformen von Trenn-, Leistungs- oder Leistungstrennschal- tern angewandt werden.
Fig. 5 zeigt die Anwendung des Erfindungsgedankens bei einem Drehtrennschalter. Jeder der gemein sam um den Stützisolator 19 drehbaren Schaltarme 17 bezw. 27 hat einen rechtwink lig verlaufenden Endteil mit dem Führungs stück und der Schaltelektrode:
Die Elektro den sind in den düsenförmigen Führungs stücken untergebracht und greifen unter Um- ständen ebenfalls in in Führungsstücken ge- lagerte Gegenelektroden ein; die von den Stützisolatoren 21, 63 getragen werden.
In der Fig. ö ist der Aufbau eines Lei- stungstrennschalters mit zwei Schaltarmen 24, 25 dargestellt, die jeweils um einen Stütz isolator drehbar sind. Der Schalter nach Fig. 7 hat zwei Doppelschaltarme und Drei- faehunterbrechung. Die Drehung der Schalt arme erfolgt mittels der Stützisolatoren 29 oder um dieselben:
Die drei Schaltstellen sind gleichartig, und zwar etwa nach Fig. 1 bis 4 ausgebildet: Fig. 8 zeigt einen Schal ter mit zwei Schaltarmen 24, 25, ohne die winkligen Endstücke.
Fig. 9 bringt schliesslich einen Schalter mit einem um den Stützisolator 19 drehbaren Doppelarm 17,<B>27.</B> Die festen und bewegli chen Schaltteile sind dabei so durchgebildet, dass die Trennbewegung zu Anfang in der Achse der Druckmittelströmung erfolgt. Die Erfindung ist ferner auch bei Schubschaltern anwendbar.
Die Druckluft kann hierbei den festste henden bezw. den beweglichen, z. B. dreh baren, Isolatoren oder auch zugleich sowohl den feststehenden als auch den beweglichen Isolatoren zugeführt werden. Falls die Druckluft nicht nur zum Beblasen, sondern auch zum Betätigen der Kontakte oder/und der düsenförmigen Führungsstücke dient, so ist es wegen des weichen Arbeitens eines der artigen Druckgasantriebes möglich, die Kraft des Antriebes bedeutend höher zu wählen, als es der Trennschalter erfordert.
Es wird daher eine grosse Sicherheit bei Verklemmun- gen infolge von Festrosten und Vereisungen (Eisbrecherwirkung) erreicht.
In Fig. 10 ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, bei dem an Stelle der kalottenartigen Ansätze solche in Kugelform verwendet sind. Dabei hat nur die eine Elektrode 3 Stiftform, wäh rend die Gegenelektrode 23 als Tulpenkon takt ausgebildet ist. Das Führungsstück mit der kugelförmigen Hülle 1 sitzt dabei vor schiebbar auf der Elektrode 3 und ist mit einer Hülse 7 verbunden, die unter der Wir kung einer Feder 8 steht. Die Hülse 7 hat eine Führung 12, die an einem Stütztisolator 10 angreift, der zugleich zur Druckgasleitiuig dient. Die Elektrode 3 kann entweder fest oder ebenfalls verschiebbar angeordnet sein.
Der Ringkanal 4 für das Druckgas wird hier zwischen der Oberfläche der Elektrode 3 und der Innenwandung der Hülse 7 gebildet. Die Gegenelektrode 23 ist ebenfalls von einer kugelförmigen Hülle 11 Umschlossen, die an einem um den Punkt 9 drehbaren Doppel arm 13 sitzt. Am andern Ende trägt der Doppelarm 13 eine gleichartige Hülle 11 mit der Gegenelektrode.
Beim Einschalten legt sich die kugelför mige Hülle 11 mit ihrer abgeflachten Vorder seite gegen den ebenfalls abgeflachen Teil der kugelförmigen Hülle 1 der Elektrode 3, wobei die kugelförmige Hülle 1 zurückge schoben und die Elektrode 3 in die Gegen elektrode 23 hineingedrückt wird. Hierbei wird auch die Ausschaltfeder 8 gespannt. Der Schalter kann auch sinngemäss für Mehrfach unterbrechung ausgebildet werden.
Beim Ausschaltvorgang werden zunächst die Elektroden 3, 23 auf einen kleinen, im wesentlichen vorbestimmten Löschabstand auseinandergezogen, wobei die Feder 8 die kugelförmige Hülle 1 nachschiebt, so dass diese zusammen mit der andern Hülle 11 einen gegenüber der Umgebungsluft ganz oder nahezu geschlossenen Raum erhöhten Druckes abgrenzt, in dem der Lichtbogen brennt.
Nach erfolgter Lichtbogenlöschung ,werden die Kontakte weiter auseinander ge zogen, wodurch in der vorbeschriebenen Weise die freie Lufttrennstrecke zwischen den Schaltelektroden erzielt wird.
Die Fig. 11 bis 14 zeigen die Anwendung des Erfindungsgedankens bei verschiedenen Schaltern. Der einfache Leistungsdrehtrenn- schalter nach Fig. 11 und 12 zum Beispiel ist etwa nach Art der in den Fig. 4 und 8 angegebenen Anordnungen ausgeführt. Er hat zwei auf der Grundplatte 60 drehbar ge lagerte Stützisolatoren 52 und 56 mit den hohlen Schwenkarmen 44 und 45 und den Löschvorrichtung 1, 11. Die Hochspan nungsleitung ist an den Klemmen 61 und fit der Schwenkarme angeschlossen.
Der Antrieb der Stützisolatoren 52, 56 erfolgt mittels Druckluft aus den Leitungen 69, 70 über die Zahnkränze 65, 66 durch den Antrieb 64, 68.
Der Schalter arbeitet folgendermassen: In der Einschaltstellung (volle Linien der Fig. 11, 12) liegen die Schwenkarme 44, 45 mit ihrem Kalotten 1, 11 aufeinander auf. Die Schaltkontakte sind dabei geschlossen. Zur Öffnung des Schalters wird den Schwenkarmen 44, 45 das Löschmittel, z. B.
Druckluft, zugeführt und die Schaltkontakte getrennt. Die Antriebe 68, 64 erhalten die Druckluft etwas später und drehen die Iso- latoren 52, 56 bis in die Ausschaltstellung (gestrichelte Linien), bei der zwischen den Kontakten eine von aussen sichtbare Luft- trennstreeke liegt.
Die Fig. 13 und 14 zeigen die Anwen dung der Erfindung bei einem Doppeldreh trennschalter etwa entsprechend der Anord nung nach Fig. 7. Die Drehisolatoren 29 und 39 arbeiten dabei entsprechend den Fig. 13, 14. Die Schaltarme haben jedoch noch Verlängerungen 47, 67; die über Schleif stücke 58, 59 in die Gegenelektroden 43, 53 eingreifen, die an den festen Isolatoren 51, 54 sitzen und die Stromzuführungen tragen. Beim Ausschalten entstehen hier drei Luft trennstrecken. Unter Umständen kann man auch an Stelle der Schleifkontakte Lösch- kontakte verwenden.
Das mittlere Schaltteil ist auf Rollen gelagert und kann dann bei Prüfungen leicht ausgefahren werden.
Ergänzend sei noch bemerkt, dass der erfindungsgemässe Schalter auch als Schub trennschalter ausgebildet sein kann.
Electrical high voltage switch with free air separation line. The invention relates to an electrical high-voltage switch with a free air separation section and with arc extinguishing by a flowing pressure medium, in particular compressed gas.
It is customary to build these switches in such a way that the current interruption takes place in a closed chamber in which the interrupting arc is exposed to the concentrated action of the extinguishing agent jet, for example by using a nozzle. However, for very high operating voltages, this closed design requires a relatively large overall height of the switch, which is undesirable. In addition, you cannot easily see whether the switch is switched on or off.
On the other hand, pressurized gas switches with free air separation are known, in which at least one electrode is provided with a guide piece surrounding it in a ring shape for the flowing pressure medium causing the arc extinction.
In these known arrangements, however, the parts of the switching electrodes protruding beyond the guide pieces are in the form of horn contacts, so that the arc can escape the effect of the blowout by the extinguishing agent by moving up the arc roots on these horns.
In addition, the switching electronics are quickly pulled apart over a relatively large distance, which in certain circumstances creates a very long arc, which experience has shown to no longer be successful due to the blowing.
The invention differs from these known designs because in a high-voltage switch in which at least one switching electrode is provided with a tubular surrounding guide piece for the flowing solvent, this guide piece is shaped in such a way and opposite the electrode is arranged in this way and the guide piece and electrode are moved when switching off so that
that two movement phases can be differentiated, whereby in the first phase the arc is extinguished by flushing with at least one extinguishing agent in a zone with increased pressure compared to the ambient air, while the electrodes are brought to a mutual distance in the second movement phase that is at least equal to the distance corresponding to the operating voltage,
There is a clear air separation section between the electrodes that is visible from the outside.
In this way can be achieved; that the arc is reliably extinguished even with a short length, as it burns in a zone with increased pressure compared to the outside air and the arc bases cannot escape the influence of the extinguishing agent: while on the other side in the off position of the switch between the Electrodes there is a free air separation distance.
A particularly expedient embodiment of the subject matter of the invention is that the guide pieces surrounding the electrodes in a ring-shaped manner are provided with nozzle-like constrictions at their outlet openings through which the associated electrodes are withdrawn when the power is interrupted .
In this case, the arrangement can be such that the heating of the extinguishing agent only begins when the tips of the switching electrodes are already in the favorable extinguishing position behind the nozzle constrictions.
It is also advantageous to provide dome-like extensions at the outlet openings of the guide pieces, which on the one hand ensure a good flow of the compressed gas and also ensure a favorable field distribution in the switching path:
Some exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in FIGS. 1 to 14 of the drawing. In Fig. 1, 1 denotes a hollow ball "dome", which forms the Absehluss of the tubular guide piece 2, wel Ches encloses the pin electrode 3 in such a way
that between the two parts of the ring gap 4 is created for the passage of the extinguishing agent.
The shell, designed as a spherical cap, is flattened on its' side facing the counter-electrode, not shown, where a contact surface in the switched-on state for the likewise flattened shell of the counter-electrode is created.
The spherical cap 1, which is made of metal, is preferably provided with an insulating layer, specifically preferably on the parts facing the pin-shaped electrode. This can prevent
that the arcing created at high voltages jumps from the electrode to the protective cover and attacks it. Another measure to prevent the arc from spreading to the envelope can also consist in the fact that one tip 5 is made of material that is difficult to evaporate; z. B.
Tungsten; In the switched-off state of the switch, a woolen copper alloy or similar electrode 3 can protrude somewhat from the curved delimiting surface of the spherical cap 1.
In particular, two similar; When interacting electrodes are used, what is achieved here is that the oppositely directed compressed gas jets enveloping the arc in the shape of a cylinder cause a strong swirl of fresh air when they strike one another and separate the cores.
2 is intended to illustrate the extinguishing process: It can be seen that during the arc extinction the two electrodes 3, 43 with their associated calipers 1, 11 only focus on a relatively small,
be pulled apart substantially predetermined erase distance. The arc burning between them is encased in a hose-like manner by the compressed gas jets 35, 36 emerging from the guide pieces 2, 12, and the light consequently burns, despite the fact that there is no closed switching chamber, in a zone of increased pressure compared to the ambient air.
The arc cannot escape the action of the extinguishing agent jets and is therefore quickly extinguished by the intensive cooling. After the arc has been extinguished, the electrodes 3, 43 are moved further apart, to the extent that there is a considerable length of free air separation path between them. When the jets of extinguishing agent meet, they are deflected from their paths, penetrate the core of the arc and whirl it through.
At the same time, the extinguishing agent jets can also be swirled with the surrounding medium as a result of the cross-flow of the extinguishing agent jets.
In the described arrangement, therefore, two similar extinguishing agent jets are used, which envelop the arc body; be conducted against each other in the open air. The jets of extinguishing agent can meet, as described, in such a way that they are directed precisely against one another by preferably choosing a common axis for both guide pieces 2, 12.
Another possibility is to arrange the guide pieces in such a way that the extinguishing agent jets meet at an angle before they act on the arc in order to then initiate the desired turbulence with the arc body and at the same time ensure a preferred withdrawal direction.
Any gaseous resp. liquid extinguishing agents or mixtures thereof are used. Advantageously, compressed air, carbon acid or the like. a mixture of air and water vapor can be used.
When using the compressed gas, the turbulence is based mainly on the dynamic effect of the gas particles. However, it is also possible to add chemically active substances to the extinguishing agent jet that promote arc extinguishing.
It has hitherto been assumed that the electrodes 3, 43 are firmly connected to their associated guide pieces 2, 12. It is also possible to arrange the aforementioned parts so as to be movable relative to one another. 3 and 4 can be seen approximately examples of the subject invention Ausfüh. In FIG. 3, the guide piece 2 for the extinguishing agent, which expediently consists of insulating material or is lined with it, is designed in the shape of a nozzle. The Füh approximately piece takes on a pin-shaped electrode 3, which can be adjusted in any way, in particular displaceable, to initiate the switching process.
The movement of the electrode 3 can be brought about by means of a piston 34, which is acted upon by the respective extinguishing agent, or actuated purely mechanically. As FIG. 3 shows, an energy storage device can be charged during the disconnection movement, for example a spring 18 can be tensioned, which causes the self-acting return by releasing the stored energy.
In the between the nozzle-shaped Füh approximately piece 2 and the electrode 3 arise the annular space 4, the flowing extinguishing agent is introduced in the direction of the arrows in the drawing, Fig. 3, so that the electrode 3 when switching off in the direction opposite to the movement of the extinguishing agent Extinguishing agent is enveloped.
As in the arrangements according to FIGS. 1 and 2, the guide piece 2 ends in a spherical cap 1, which serves to homogenize the electrical field and to protect against radiation. The cap 1 is not absolutely necessary.
The guide piece 2 has a constriction 16 arranged in the vicinity of the surface of the dome 1, which gradually merges on one side into the cylinder-shaped inner wall of the guide piece 2 and on the other side, creating an expansion into the KalqUe 1 Advantage that as long as the pin-shaped electrode blocks the constriction 16,
there is no passage of pressurized gas and the blowing only starts when the electrode tip is withdrawn behind the constriction, in which case the arc, which is already a certain length, is suddenly blown very intensively and therefore goes out quickly.
When switching off the piston 34 is first acted upon with pressurized gas, whereby the electrode 3 is withdrawn into the zone behind the constriction 16 of the nozzle-shaped Füh approximately piece 2, in which there is a high pressure. Fig. 3 shows the extinguishing position.
The Lieht arc is subject to the strong action of the extinguishing agent, especially in the nozzle constriction 16, and another space of higher pressure is delimited by the substantially stationary dome 1, 1.1 by the arc burning. After the arc has been extinguished, the electrodes with the associated spherical caps are then moved into their end position, with a considerable length of free air gap between the electrodes.
In place of the movable electrodes, in the embodiment according to FIG. 4, those at the domes 1, 11 are arranged to be displaceable, where guide members 46 are provided between the dome and the respective electrode. The displacement of the domes 1, 11 is made possible by the springs 28; which are supported against a flange body 22, 49.
When switched on, the tip of each electrode is flush with the cap surface, or something protrudes from it. When switching off, the electrodes facing each other are brought into the widened parts behind the constriction of the nozzle, while the two cams change their positions in relation to the electrodes under the action of the springs.
In the first part of this relative movement, however, there is no separation of the spherical caps 1 from one another. Fig. 4 corresponds to this movement phase. While the electrodes are already separated from each other;
Be see the domes 1, 11 initially still touching, so that they close a delimited space of higher pressure: When the springs 28 are relaxed further, the domes 1, 11 are separated from one another, which results in a longitudinal which favors the extinguishing effect - And cross flow of the extinguishing means is approximately in the direction of arrows 73 ent.
Then, after the arc has been extinguished, another visible, free air gap is formed. By special in the drawing not shown Vorrich lines to. For example notches, it can be achieved that the spherical caps are suddenly separated from one another.
The described subject matter of the invention can advantageously also be applied to arrangements in which both the electrodes and the domes are movable, or to the various types of construction of isolating, power or power disconnectors.
Fig. 5 shows the application of the inventive concept to a rotary disconnector. Each of the jointly rotatable switch arms 17 respectively around the post insulator 19. 27 has a rectangular end part with the guide piece and the switching electrode:
The electrodes are housed in the nozzle-shaped guide pieces and, under certain circumstances, also engage in counter-electrodes stored in guide pieces; which are carried by the post insulators 21, 63.
In FIG. 6, the structure of a circuit breaker is shown with two switching arms 24, 25, each of which can be rotated about a support insulator. The switch according to FIG. 7 has two double switch arms and a triple break. The switching arms are rotated by means of the post insulators 29 or around the same:
The three switching points are similar, namely approximately according to Fig. 1 to 4: Fig. 8 shows a scarf ter with two switching arms 24, 25, without the angled end pieces.
Finally, FIG. 9 shows a switch with a double arm 17, 27, rotatable around the support insulator 19. The fixed and movable switching parts are designed in such a way that the separating movement initially takes place in the axis of the pressure medium flow. The invention is also applicable to push switches.
The compressed air can here bezw the Festste existing. the movable, z. B. rotating ble, isolators or at the same time both the fixed and the movable isolators are fed. If the compressed air is used not only for blowing, but also for actuating the contacts and / or the nozzle-shaped guide pieces, it is possible, because of the smooth operation of one of the pressurized gas drives, to select the power of the drive significantly higher than the isolating switch requires.
A high level of safety is therefore achieved in the event of jamming as a result of rusting and icing (ice breaker effect).
In Fig. 10, an embodiment of the subject invention is shown in which, instead of the dome-like approaches, those in spherical shape are used. Only one electrode 3 has a pin shape, while the counter electrode 23 is designed as a Tulpenkon contact. The guide piece with the spherical shell 1 sits in front of slidable on the electrode 3 and is connected to a sleeve 7 which is under the We effect of a spring 8. The sleeve 7 has a guide 12 which engages a support insulator 10, which also serves to conduct pressure gas. The electrode 3 can be arranged either fixed or also displaceable.
The annular channel 4 for the compressed gas is formed here between the surface of the electrode 3 and the inner wall of the sleeve 7. The counter electrode 23 is also enclosed by a spherical shell 11 which sits on a double arm 13 rotatable about the point 9. At the other end of the double arm 13 carries a similar sheath 11 with the counter electrode.
When you turn on the kugelför-shaped shell 11 with its flattened front side against the also flattened part of the spherical shell 1 of the electrode 3, the spherical shell 1 pushed back and the electrode 3 is pushed into the counter electrode 23 is pressed. The opening spring 8 is also tensioned here. The switch can also be designed for multiple interruptions.
During the switch-off process, the electrodes 3, 23 are first pulled apart to a small, essentially predetermined extinguishing distance, the spring 8 pushing the spherical cover 1 so that it, together with the other cover 11, delimits a completely or almost closed space of increased pressure compared to the ambient air in which the arc burns.
After the arc has been extinguished, the contacts are pulled further apart, whereby the free air separation distance between the switching electrodes is achieved in the manner described above.
11 to 14 show the application of the inventive concept to various switches. The simple rotary circuit breaker according to FIGS. 11 and 12, for example, is designed roughly in the manner of the arrangements indicated in FIGS. 4 and 8. He has two on the base plate 60 rotatably ge superimposed post insulators 52 and 56 with the hollow pivot arms 44 and 45 and the extinguishing device 1, 11. The high-voltage power line is connected to the terminals 61 and fit the pivot arms.
The post insulators 52, 56 are driven by means of compressed air from the lines 69, 70 via the gear rims 65, 66 by the drive 64, 68.
The switch works as follows: In the switched-on position (full lines in FIGS. 11, 12), the pivot arms 44, 45 with their domes 1, 11 rest on one another. The switching contacts are closed. To open the switch, the pivot arms 44, 45, the extinguishing agent, for. B.
Compressed air, supplied and the switching contacts separated. The drives 68, 64 receive the compressed air somewhat later and turn the isolators 52, 56 into the switch-off position (dashed lines), in which an air separation line visible from the outside lies between the contacts.
13 and 14 show the application of the invention in a double rotary disconnector approximately in accordance with the arrangement of FIG. 7. The rotary isolators 29 and 39 work in accordance with FIGS. 13, 14. The switching arms, however, still have extensions 47, 67 ; which engage via grinding pieces 58, 59 in the counter electrodes 43, 53, which sit on the fixed insulators 51, 54 and carry the power supplies. When switching off, there are three air separation sections. Under certain circumstances, you can also use quenching contacts instead of sliding contacts.
The middle switching part is mounted on rollers and can then be easily extended during tests.
In addition, it should also be noted that the switch according to the invention can also be designed as a push disconnector.