CH296565A - Verfahren zum Betrieb von Schaltern mit Lichtbogenlöschung durch eine vorbestimmte, unabhängig von der Höhe des abzuschaltenden Stromes erzeugte Löschmittelströmung sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. - Google Patents

Description

  <B>Zusatzpatent</B> zum Hauptpatent Nr. 280015.    Verfahren zum Betrieb von Schaltern mit     Lichtbogenlöschung    durch eine vorbestimmte,  unabhängig von der Höhe des abzuschaltenden Stromes erzeugte     Löschmittelströmung     sowie Vorrichtung     zur        Durchführung    des Verfahrens.

      Das im Patentanspruch I des Haupt  patentes umschriebene Verfahren zum Be  trieb von Schaltern mit     Lichtbogenlöschung     durch eine     vorbestimmte,    unabhängig von der  Höhe des abzuschaltenden Stromes     erzeugte          Löschmittelströmung    ist.

   dadurch gekenn  zeichnet, dass im     Schaltraiun    eine spätestens       ummittelbar    vor Zündung des     Abschaltlicht-          bogens    unter     Druck    gebrachte     Löschmittel-          menge,    die mindestens für eine Abschaltung  ausreicht, die der dem Schalter zugeschrie  benen     Abschaltleistung    entspricht,     angesam-          n        fielt,

      bei     Lichtbogenlöschung    den einander  gegenüber und koaxial zur Schalterlängsachse  liegenden Löschdüsen     axialsymmetrisch    zen  tripetal zugeführt und in entgegengesetzten  Richtungen durch diese Löschdüsen hindurch  so abgeführt wird, dass der Lichtbogen bald  nach seiner Erzeugung in die     Löschdüsen-          aehse        abgedrängt    wird und von Fusspunkt zu  Fusspunkt in der Achse der     Löschmitte1-          st.römung    brennt.

   Dementsprechend zeichnet  sich die Vorrichtung zur Durchführung  des obengenannten Verfahrens gemäss dem  Patentanspruch     II    des Hauptpatentes durch  einen Behälter mit einem Aufnahmevermögen  für eine     Löschmittelmenge    aus, die min  destens für eine Abschaltung ausreicht, die  der dem Schalter zugeschriebenen     Abschalt-          leistung    entspricht, wobei die zur Führung  des Löschmittels dienenden Einrichtungen so  angeordnet und ausgebildet sind,

   dass das         Löschmittel        axialsymmetrisch    zentripetal den  einander gegenüber und koaxial zur Schalter  längsachse liegenden     Löschmitteldüsen    zu  geführt und in entgegengesetzten Richtungen  durch diese Löschdüsen hindurch abgeführt  wird.  



  Nach im Hauptpatent erwähnten Vor  schlägen hat man die Elektroden selbst als  Steuerorgane für das Löschmittel ausgebil  det, indem man sie als Hohlelektroden aus  führte. Bei einer     Elektrodentrennung    setzt  daher die     Löschmittelströmung    durch die so  bewirkte     Freilegung    der     Abströmöffnungen     sofort ein und sie bleibt erhalten, bis ent  weder die angesammelte     Löschmittelmenge     völlig     abgestrdmt    ist oder bis. wieder ein       Elektrodenschluss    vor     Abströmung    der im  Schalter     angesammelten        Löschmittelmenge     eingeleitet wird.

   Demgemäss kann der Druck  aufbau der für die nächste Lichtbogen  löschung benötigten     Löschmittelmenge    frühe  si     ens    vom     Zeitpunkt    des erneuten Elektroden  schlusses ab einsetzen.  



  Vorliegende Erfindung hat die Aufgabe,  die Löschbereitschaft des Schalters zu ver  bessern. Erfindungsgemäss geschieht dies,  ausgehend von dein im Patentanspruch I des  Hauptpatentes angegebenen Verfahren, da  durch, dass das Löschmittel für einen Ab  schaltvorgang bereits während eines letzten  Teils des letzten vorhergehenden Abschalt-           vorganges    im     Schaltraimi    unter Druck ge  setzt wird.  



  Die     erfindungsgemässe    Vorrichtung zur       Durchführung    des hier vorgeschlagenen Ver  fahrens ist, ausgehend von der im Patent  anspruch     II    des Hauptpatentes vorgeschlage  nen Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet,  dass der     Schaltraurn    von einer Löschmittel  Speisevorrichtung dauernd mit unter Druck  stehendem Löschmittel     beaufschlagt    ist und  dass im Wege der     Löschmittelströmung    Mittel  zum Abschluss und     zur    Freilegung von     Ab-          strömöfinrzngen    für das Löschmittel vorge  sehen sind.

   Die dauernde     Beaufschlagung    des  Schaltraumes mit Löschmittel braucht dabei  nicht eine ununterbrochene zu sein.  



  Zur Durchführung des erfindungsge  mässen Verfahrens stehen verschiedene Mög  lichkeiten zur Verfügung. Ausgehend davon,  dass der Schaltraum von einem Speicher oder  einer sonstigen     geeigneten    Speisevorrichtung,  die auch im Schaltraum selbst untergebracht  sein kann, dauernd mit unter Druck stehen  dem     Lösehmittel        beaufschlagt    wird, können  die     Abströmöffnungen    für das Löschmittel  spätestens unmittelbar nach oder bei Be  endigung der Abstandsvergrösserung der  Elektroden oder auch noch während dieser  Abstandsvergrösserung geschlossen und damit  die durch die Grösse des Schaltraumes gege  bene,

   für     mindestens    eine Abschaltung aus  reichende     Löschmittelrnenge    unter Druck ge  bracht werden.  



  Die     Abströmöfinungen    können beim Aus  schaltvorgang     spätestens    unmittelbar vor       Elektrodent.rennung    teilweise- oder ganz ge  öffnet werden. Beim     Einschaltvorgang    blei  ben die genannten     Abst.römöffnungen    im all  gemeinen geschlossen. Eine     teilweise    Öffnung,  die     zu    keiner wesentlichen     Druckabsenkung     im Schaltraum führt, kann unter     Umständen,     wenn der     Einschaltvorgang    hierdurch erleich  tert wird,     zweckmässig    sein.  



  Um die stete     Löschbereitschaft    des Schal  ters sicherzustellen, wird das Löschmittel im       Einschaltzustand    des Schalters im Schalt:       raum        unter    Druck     gehalten.    Hierzu können       entweder    die erwähnten     Abströmöfinungen       geschlossen bleiben, oder es werden die  'Schaltelektroden selbst als Steuerungsorgane  so ausgebildet, dass sie den Schaltraum zuver  lässig abschliessen können.  



  Die Zeichnung zeigt eine     schematisch    ge  haltene,     beispielsweise    Ausführung der Er  findung. Als     Lösehmittel        ist-.    hierbei Druck  luft angenommen; es kann jedoch jedes an  dere     gas-    oder     dampfförmige    oder auch flüs  sige Löschmittel zur Anwendung kommen.  



  In der     Zeichnung    bedeuten A und B die  als Hohlelektroden ausgebildeten Schirm-,       elektroden,    G die     Abbrandelektroden    und C  den     driiekfesten    Behälter. Der gezeigte  Schalter ist zur Durchführung eines     Be-          triebsverfahrens    mit Löschung durch eine       vorbestimmte,    unabhängig von der Höhe des     i     abzuschaltenden Stromes erzeugte Lösch  mittelströmung bestimmt, bei dem im Schalt  raum C eine     Löschmittelmenge    bereits wäh  rend eines letzten Teils des letzten, voran  gehenden     Abschaltvorganges    unter Druck  gebracht wird,

   die     mindestens    für eine Ab  schaltung ausreicht, die der dem Schalter zu  geschriebenen     Absehaltleistung    entspricht  und bei     Lichtbogenlösehung    den einander  gegenüber und koaxial' zur     S.ehalt.erlängs-          achse    liegenden     Löschdüsen        axialsvmniet.risch     zentripetal zugeführt, und in entgegengesetz  ten Richtungen durch diese Löschdüsen hin  durch so     abgeführt.    wird, dass der Lichtbogen  bald nach seiner Erzeugung,

   in die     Löseh-          düsenachse    abgedrängt wird und von Fuss  punkt     zri    Fusspunkt in der Achse der     Lösch-          mittelströmung    brennt.  



       Erfindungsgemäss    sind nun im Wege der       Löschmittelströmung    Mittel zum Abschluss  und zur     Freilegung    von     Abströmöffrr.irugeri          für    das     Löschrnitt.el        verwirklicht.    worden.

    Diese     Mittel    sind in der gezeigten Ausfüh  rungsform als zusätzlich     zrr    den durch die  Elektroden A und B gebildeten Steuerungs  organen für das Löschmittel angeordnete,       Abströmöffnungen    schliessende     bzw.    öff  nende     Steuerungsorgane   <B>31</B> und     Q    aus  gebildet, denen dabei     Ventilförrn        erteilt    wor  den ist.

   Die     Lösehmittelzuleitung    zum     Schaft-          raum,    durch welche dieser von einer ge-      eigneten     Speisevorrichtung    dauernd mit  unter Druck stehendem     Löschmittel        beauf-          schlagt    wird, ist in der Figur nicht dar  gestellt.  



  Die Ventile     11    und Q sind innerhalb der  Hohlelektroden A und Bin der Höhe der       axialen    Abschlüsse des Behälters angeordnet.  Die Übergänge der     innern    Wandungen der       Hohlelektroden    A und B zu den Steuerungs  organen     11l    und Q     verlaufen.        allmählich,    um       Wirbelbildungen        möglichst    zu unterdrücken.

    Die kontaktgebenden Enden der Hohlelektro  den A und B sind .abgerundet bzw. an  nähernd halbkugelig, um das     elektrische     Feld möglichst homogen     zii        gestalten.    Im  Bereiche mindestens einer Länge gleich dem  grössten     Elektrodendurchmesser,    gerechnet  von den kontaktgebenden Enden der Elektro  den ab, weisen die Aussenwandungen der  Elektroden A und B einen völlig glatten Ver  lauf auf;

   auf einem Bereich gleichen Wertes       a    fehlen jegliche     Isolierstoffe.    Befänden sich  an den Schirmelektroden oder in ihrer Um  gebung Kanten oder     Isolierstoffübergänge,     so läge die Gefahr vor, dass bei hoher Span  nungsbeanspruchung an solchen Stellen     Ent-          ladungserscheinungen    auftreten würden. Der  Abstand von     Isolierstoffteilen    im Schalt  raum, beispielsweise der Wandungen des     Be@          hä.lters    C von den Elektroden, soll etwa min  destens so gross wie der     grösste    Elektroden  durchmesser sein; eine.

   Verringerung dieses  Abstandes im     Grenzfalle    auf die Hälfte des  grössten     Elektrodendurchmessers    erscheint  noch angängig; eine weitere     Herabsetzung          kann        unerwünschte    Wirbelbildungen zur  Folge haben. Die durch die Ventile     111        und        Q          freifegbaren        Ausströmquerschnitte        sowie    der  Rauminhalt des Behälters C entsprechen den  gegebenen     technischen    Lehren.  



  Die Wirkungsweise der dargestellten  Einrichtung ist folgende:  Im Einschaltzustand des Schalters be  rühren sich -die     Schirmelek        troden    A und B  so,     da.ss    die Betriebsstromstärke dauernd  durch sie durchfliessen kann.

   In     diesem        Ein-          schaltzwstand    des Schalters sind die Ventile         D1    und     Q        geschlossen.    Sie werden erst     un-          mittelbar    vor der Trennung der Elektroden  A und B geöffnet, so dass die     Abströmräume,     in denen die     Abbrandelektroden    G liegen,  entlüftet werden. Zum Ausschalten selbst  wird die untere Schirmelektrode B     zusam-          rnen    mit der mit ihr verbundenen     Abbrand          elektrode    G nach unten bewegt.

   Die Zeich  nung gibt     die    Stellung der     Elektroden    wie  der, in der der entstandene Lichtbogen ge  löscht wird. In diesem     Zugstand    sind die  Ventile     111    und Q voll geöffnet.

   Sie schliessen  sich noch während der     Abstandsvergrösse-          rung    der     Schirmelektroden    A     und    B un  mittelbar nach Löschung     des        Lichtbogens     und bleiben von da.

   ab bis zum Zeitpunkt       unmittelbar    vor der     nächsten    Elektroden  trennung     geschlossen,        wodurch    der Schalt  raum von der     Speisevorrichtung    her dauernd  mit einer unter Druck     stehenden        @    Lösch       mittelmenge    gefüllt ist,     die        mindestens    für  eine Abschaltung ausreicht.

   Die Ventile     M     und     Q        sind    also bis auf die     Zeitspanne    eines  sich an die     Elektrodentrennung        anschliessen-          den    Teil- der     Elektrodenabstandsvergrösse-          rung    dauernd     geschlossen.    Einem Einschal  ten auf einen     Kurzschluss    kann sofort das       Ausschalten    folgen, weil beim     Einschalten     der Druckbehälter gefüllt bleibt.

   Lediglich  innerhalb der genannten     Zeitspanne        entsteht     durch den Spalt     zwischen    .den beiden Schirm  elektroden infolge des dort     vorliegenden     vollen Druckgefälles eine sehr starke     Luft-          strömiuig.    Diese     Luftströmung        verläuft    von  allen Seiten     gleichzeitig    zu diesem Spalt hin,  so dass der entstandene     Lichtbogen    nach der       Mittelachse    hin     bewegt    wird;

   da nur die       kleine,    im Behälter C befindliche     Lösch-          mittelmenge    beschleunigt zu werden braucht,       verläuft    dieser Vorgang     praktisch        trägheits-          los    und sehr schnell. Da weiter irgendwelche  Unregelmässigkeiten auf den     Oberflächen    der       Schirmelektroden    und im weiteren. Wege der       Löschmittelströmung    vermieden sind, fehlen  Wirbelbildungen, die die Löschwirkung ver  schlechtern würden.

   Um auch bei grösse  ren     Elektrodenbeständen    diese gleichmässige  Strömung aufrechtzuerhalten, besitzt der      Behälter C den bereits oben erwähnten Ab  stand von den Schirmelektroden. Dadurch  bleiben die zwischen den     Schirmelektroden     A, B     auftretenden    Strömungsgeschwindig  keiten bei den kleinen     Löschmittelmengen     niedrig, so dass :die .eintretende wirbelfreie  oder mindestens wirbelarme Strömung auch  im Bereiche der Umlenkung zur     Mittelachse     hin erhalten bleibt.

   Aus diesem Grunde haben  die     Schirmelektroden    und die Übergänge zu  den Ventilen     31    und Q die     dargestellte,    ab  gerundete     Ausbildung    und die     allmählichen     Übergänge erhalten.  



  Die     Abbrandelektroden    G besitzen das  gleiche     Potential    wie die zu ihnen gehörigen       Schirmelektroden    A und B. Das von der  wiederkehrenden     Spannung    erzeugte elek  trische Feld tritt dann fast ausschliess  lich zwischen den Schirmelektroden .A und B  auf. Erst. gegen Ende der Brenndauer ver  läuft der Lichtbogen von einer     Abbrand-          elektrode    G über die Elektroden A, B zur  andern.

   Die zwischen ihnen wiederkehrende  Spannung wird jedoch dann in drei Teile       aufgeteilt.    Durch eine     Spaunungsteilschal-          tung    mit     Widerständen        und/oder    Kapazitä  ten kann die günstigste Spannungsverteilung  auf diese     einzelnen    Elektroden erzwungen  werden. Ausserdem könnte bei dieser An  ordnung durch     besondere    Schaltorgane da  für gesorgt werden, dass der     Hauptstrom    zu  nächst über die Schirmelektroden,     später     ausschliesslich über die     Abbrandelektroden     fliesst.

   Zur Verhinderung einer dauernden  Überbrückung der     Luftspalte        zwischen    den  zugehörigen     Abbrandelektroden    kann es  nötig werden, innere Teile der Schirmelek  troden oder innere Teile der     Abbrandelek          troden    oder die     Tragkonstruktion    aus     Isolier-          stoffen    herzustellen. Eine Überbrückung der  Zwischenräume kann ausserdem durch An  oTdnung voneinander isolierter ringförmiger       3"-Ietallteile    in dem Raum     zwischen    Schirm  und     Abbrandelektroden        verhindert    werden.

    Diese Metallringe sind vorteilhaft so anzu  ordnen, dass sie den Lichtbogen     zwischen     Schirm- und     Abbrandelektroden    in mehrere  Teile aufteilen.    Was für eine einzige Schaltstrecke vor  geschlagen worden ist, gilt sinngemäss für  den Fall, dass entsprechend einem im Haupt  patent     geniaehten    Vorschlag mehrere Schalt  strecken in Reihe angeordnet sind.

   Es sind  also jeweils für jeden zwischen zwei Schalt  strecken entstehenden     Abströmraum,    in den  das Löschmittel von beiden Seiten her ein  strömt, besondere.     Steuerungsorgane    vorzu  sehen, für deren     Steuerungsphasen,    Anord  nung und     Ausbildung    dasselbe gilt wie für  den Fall einer einzigen Schaltstrecke.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren nach Patent:ansprueh I des Hauptpatentes, dadurch gekennzeichnet, dass das Löschmittel für einen Abschaltvorgang bereits während eines letzten Teils des letzten vorhergehenden. Abschaltv organfies im Schaltraum unter Druck gesetzt wird.

   II. Vorrichtung nach Patentanspruch II des Hauptpatentes zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I hiervor, dadurch gekennzeichnet,

   dass der Schalt raum von einer Löselimittelspeisevorrichting dauernd mit unter Druck stehendem Lösch- mittel beaufschlaggt ist. und dass im Wege der Löschmittelströmung Mittel zum Schliessen und zum Freilegen von Abströmöffnungen für das Löschmittel vorgesehen sind.

   UNTERANSPRCCHE l.. Verfahren nach Pa.tent.ansprueh I, da durch gekennzeichnet, dass spätestens un mittelbar nach Beendigung der Abstandsver- grösserung der Elektroden im Wege der L:öschmittelströniiun;, liegende Abst:römöff- nungen für das Löschmittel geschlossen werden. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass bei Beendigung der Abstandsvergrösserung der Elektroden im Wege der Lösehmittelströmung liegende Abströmöffnungen für das Löschmittel ge schlossen werden. 3. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet., dass nach der Licht bogenlöschung noch während der Abstands- vergrösserung der Elektroden im Wege der Löschmittelströmung liegende Abströmöff- rutngen für das Löschmittel geschlossen Werden. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass spätestens un mittelbar vor der Elektrodentrennung im Wege der Löschmittelströmung liegende Ab sirömöffnungen für das Löschmittel geöffnet Werden. 5.

   Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass spätestens unmittelbar vor der Elek- irodentrennung im Wege der Lösehmittel- strömung liegende Abströmöffnungen für das Löschmittel ganz geöffnet werden. 6.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da- durch gekennzeichnet, dass im Wege der Löschmittelströmung liegende AbströmöfL'- nungen während des Einschaltungsvorganges des Schalters geschlossen gehalten werden. 7. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass im Wege der Lösehmittelströmung liegende Abströmöff- nungen für das Löschmittel während des Ein schaltungsvorganges des Schalters zum Teil geöffnet gehalten werden. B.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass im Wege der Löschmittelströmung liegende Abströmöff- nungen mit Ausnahme eines Teils der Zeit der Elektrodenabstandsvergrösserung zu Be ginn des Ausschaltvorganges stets geschlossen gehalten werden. 9. Verfahren nach Patentanspruch I, ge kennzeichnet durch eine solche Bemessung der Schaltgeschwindigkeit, dass der während des Absehaltungsvorganges absinkende Druck des im Schalter angesammelten Löschmittels gerade zur Verhinderung eines Durchschlages zwischen den Elektroden ausreicht. 10.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet., dass zusätzlich zu den durch die Elektroden gebildeten Steue rungsorganen für das Löschmittel besondere Abströmöffnungen für das Löschmittel schliessende bzw. öffnende Steuerungsorgane vorgesehen sind. 11. Vorrichtung nach Patentanspruch 1I und Unteranspruch 10, dadurch gekennzeich net, dass die besonderen Steuerungsorgane in den Hohlräumen von Elektroden angeordnet sind. 12.

   Vorrichtung nach Patentanspruch 11 und Unteransprüchen 10 und 11, dadurch ge kennzeichnet, dass die besonderen Steuerungs organe in der Nähe der axialen Behälter- abschlüsse angeordnet sind. .13. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergänge der Innenwandungen der Hohlelektroden zu den besonderen Steuerungsorganen allmäli- lieh verlaufen. 14. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet., dass die kontakt gebenden Enden der Elektroden abgerundet ausgebildet sind. 15.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 14, dadurch gekennzeich net, dass die kontaktgebenden Enden der Elektroden halbkugelförmig ausgebildet. sind. 16. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereiche mindestens einer Länge gleich dem grössten Elektrodendurchmesser, gerechnet von den kontaktgebenden Enden der Elektroden ab, deren Aussenwandungen einen völlig glatten Verlauf aufweisen. 17. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Behälterwandungen von den Elektroden mindestens gleich ist dem halben grössten Durchmesser der Elektroden.

   18. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 17, dadurch gekennzeich net, dass der Abstand der Behälterwandungen von den Elektroden mindestens gleich ist dem Durchmesser der Elektroden. 19. Vorrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch Anordnung von Isolier stoffen im Schaltraum in einem Abstand von den Elektroden, der mindestens gleich dem halben grössten Durchmesser der Elektroden ist. 20. Vorrichtung nach Patentanspruch II, und Unteranspruch 19, gekennzeichnet durch Anordnung von Isolierstoffen im Schaltraum in einem Abstand von den Elektroden, der gleich ist dem grössten Durchmesser der Elektroden. 21.

   Vorrichtung nach Patentansprueh 1I, gekennzeichnet durch eine Bemessung der A.bströmöffnungen, bei denen die bei Höchst stromstärke entwickelte Liehtbogenwärme gerade abgeführt wird. 22. Vorrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch mehrere in Reihe ge schaltete Schaltstreeken, wobei die den ein zelnen Sehaltstrecken zugeordneten Räume e besondere Abströmöffnungen für das Löseh- mittel schliessende bzw. öffnende Steuerungs organe aufweisen. 23.

   Vorrichtung nach Patentanspruch 1I, gekennzeichnet durch eine 'Spannungsteiler anordnung in Verbindung mit Widerständen. 24. Vorrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet dureh eine Spannungsteiler- a,nordnung in Verbindung mit. Kapazitäten. 25. Vorrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch eine Spannungsteiler- anordnung in Verbindung mit Widerständen und Kapazitäten.