DE1029905B

DE1029905B - Duese fuer elektrische Leistungsunterbrecher

Info

Publication number: DE1029905B
Application number: DEL22536A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Otto Mayr
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1955-07-27
Filing date: 1955-07-27
Publication date: 1958-05-14

Description

DEUTSCHES

Bei der Lichtbogenlöschung in elektrischen Leistungsunterbrechern, insbesondere Schaltern, kommt es darauf an, eine schnelle Löschung des Lichtbogens mit einem geringen Einsatz an Löschmittel, sei dieses ein unter Druck stehendes Gas oder eine Flüssigkeit, zu erreichen. Da der Löschmittel verbrauch außer von der Höhe des Druckes von der Größe der meist düsenförmigen Ausströmöffnung abhängt, wird der Ausströmquerschnitt im allgemeinen nicht so groß bemessen. Häufig läßt sich aber eine große Düsenaustrittsöffnung nicht vermeiden, wenn infolge einer hohen Abschaltleistung des Schalters starke Schaltkontakte notwendig sind. In diesem Falle führt dann eine Beschränkung des Ausströmquerschnittes zu einer ungünstigen Lichtbogenlöschung.

Die Erfindung betrifft einen Leistungsunterbrecher, der trotz großen Austrittsquerschnittes der Düse einen nur geringen Löschmittelverbrauch hat. Die Erfindung geht hierbei von bekannten Druckgasschaltern aus, deren Düse aus zwei mit Bezug auf die Symmetrieebene symmetrischen Teilen besteht, deren Zentrum das Löschmittel in radialer Richtung mit sich stetig verengendem Querschnitt durch einen engen festen Spalt zuströmt und in zwei axial und entgegengesetzt gerichteten Strahlen wieder varläßt.

Erfindungsgemäß ist dabei die radiale Abmessung des Spaltes für das zuströmende Löschmittel etwa um das Zehnfache größer als der Abstand der ihn bildenden Leitflächen, und ist deren Abstand etwa um das Zehnfache kleiner als der innere Austrittsdurchmesser der Düse. Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch die Zuführung des Löschmittels über einen längeren schmalen, spaltähnlichen Kanal zur Austrittsöffnung der Düse sich eine hohe Austrittsgeschwindigkeit ergibt, die angenähert der Schallgeschwindigkeit ist. Dadurch erreicht das Löschmittel eine starke Konzentration, die eine schnelle Reinigung der Lichtbogenstrecke von ionisierten Gasteilen ermöglicht, ohne daß hierbei ein stärkerer Löschmittelverbrauch auftritt. Bei den bekannten Schalfern, die ebenfalls eine Düse mit ähnlichem Strömungsverlauf aufweisen, tritt keine derartig hohe Löschmittelgeschwindigkeit auf. Außerdem ist auch der Löschmittelverbrauch bedeutend höher, da kein derart enger Austrittsspalt für das Löschmittel zur Schaltstrecke vorgesehen ist wie bei dem Schalter nach der Erfindung. Es ist zwar ein Druckgasschalter bekannt, bei dem das Löschmittel durch einen schmalen Spalt der Schaltdüse zuströmt, jedoch ist dies nur im 'Anfang der Ausschaltbewegung der Fall, während danach dieser durch eine Hülle abgegrenzte Spalt sich durch deren Mitnahme durch den Schaltstift ständig vergrößert, so daß damit der Düse für elektrische
Leistungsunterbrecher

Anmelder:

LICENTIA Patent-Verwaltungs-G.m.b.H., Hamburg 36, Hohe Bleichen 22

Dr.-Ing. Otto Mayr, Kassel,
ist als Erfinder genannt worden

Vorteil der scharf gerichteten Löschmittelzuführung verlorengeht.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung sei auf die Zeichnung verwiesen, in der Fig. 1 und 2 Schnitte längs der beiden Symmetrieebenen durch die Düse darstellen. Fig. 3 und 4 sind Abbildungen einer geänderten Ausführungsform der Leitflächen.

Der bei E eintretende Löschmittelstrom wird durch zwei ebene ringförmige Leitflächen F, die im Abstand d voneinander entfernt sind, zunächst in radiale Richtung gelenkt. Dabei wird sein Querschnitt entsprechend dem jeweiligen Durchmesser im Verlauf der Strömung stetig verkleinert. Am kleinsten Durchmesser (D₂) tritt das Löschmittel bei entsprechendem Überdruck innerhalb der Düse annähernd mit Schallgeschwindigkeit aus. Infolge der Massenträgheit behält es die radiale Richtung bei, bis es sich im Zentrum der Düsenöffnung, die von allen Seiten her radial angeblasen wird, staut. Infolge dieser Stauung wird es von selbst umgelenkt, und es verläßt das Zentrum der Düse in zwei axialen und entgegengesetzt gerichteten Strahlen mit dem Querschnitt (Z)₃).

Durch die verhältnismäßig große Austrittsöffnung der Düse ergibt sich die Möglichkeit, Schaltkontakte für eine hohe Strombelastung zu verwenden. Diese Kontakte sind mit K bezeichnet. Der zwischen den Kontakten gezogene Lichtbogen ist einer starken axialen Strömung ausgesetzt, die ihn gut kühlt und bald nach seinem natürlichen Nulldurchgang die Schaltstrecke von den ionisierten Schaltgasen reinigt. Die Säuberung der Schaltstrecke erfolgt infolge der beiden entgegengesetzten Strömungen mit doppelter Schallgeschwindigkeit. Die verschiedenen Strömungsrichtungen des Löschmittels verhindern auch, daß Metalldämpfe in den für die Lichtbogenlöschung entscheidenden Teil der Schaltstrecke gelangen. Außer-

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dem stellt sich als besonders vorteilhaft für die Ausbildung der Düse aus Isolierstoff heraus, daß die Isolierstoffteile infolge der weiten Düsenöffnung durch den Lichtbogen nicht angegriffen werden.

Um eine scharf radial gerichtete Strömung des Löschmittels zu erhalten, wird der Eintrittsdurchmesser D₁ der Düse zweckmäßig mindestens doppelt so groß" gemacht wie der Austrittsdurchmesser D₂. Dabei kann die radiale Zuströmung des Löschmittels noch durch besondere Stege S, die senkrecht zu den Leitflächen F stehen, verbessert werden, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Andererseits kann man auch an Stelle von Leitflächen radial gerichtete Kanäle in dem Düsenkörper vorsehen, die das Löschmittel z. B. durch radiale Bohrungen B von allen Seiten auf das Zentrum der Düse zuströmen lassen (Fig. 4).

Der eigentliche Düsenkörper wird zweckmäßig in eine ebene Platte aus Isolierstoff eingesetzt, die so große Abmessungen besitzt, daß Überschläge um die Außenränder der Platte herum nicht auftreten können. Mit dieser Platte wird dann die Düse innerhalb des Leistungsunterbrechers, der vorzugsweise als Druckgasschalter ausgebildet ist, befestigt. Wie bereits erwähnt, kann auch als Löschmittel eine Flüssigkeit, z. B. öl, dienen, die, durch den Lichtbogen unter Druck gesetzt, der Eintrittsöffnung E zugeführt und dann radial in den Lichtbogenraum eingespritzt wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Düse vorzugsweise aus Isolierstoff für elektrische Leistungsunterbrecher mit Lichtbogenlöschung durch ein strömendes Löschmittel, bestehend aus zwei mit Bezug auf die Symmetrieebene symmetrischen Teilen, deren Zentrum das Löschmittel in radialer Richtung mit sich stetig verengendem Querschnitt durch einen engen festen Spalt zuströmt und in zwei axial und entgegengesetzt gerichteten Strahlen wieder verläßt, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Abmessung (F) des Spaltes für das zuströmende Löschmittel etwa um das Zehnfache größer ist als der Abstand (d) der ihn bildenden Leitflächen und ίο daß deren Abstand (d) etwa um das Zehnfache kleiner ist als der innere Austrittsdurchmesser (D₂) der Düse.

2. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (D₁) der Eintrittsstellen des Druckgases in den Spalt mindestens doppelt so groß ist wie der innere Austrittsdurehmesser (D₀) des axialen Düsenteiles.

3. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Leitflächen (F) zu diesen senkrecht stehende Stege angeordnet sind (Fig. 3).

4. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der Leitflächen radial gerichtete Kanäle, insbesondere zylindrische Bohrungen vorgesehen sind (Fig. 4).

5. Düse nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß sie in eine ebene Platte aus Isolierstoff eingesetzt ist und diese Platte so große Abmessungen hat, daß Überschläge um die Außenwände der Platte nicht auftreten.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 660 740, 677 214, 151, 910 555.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen