DE1150428B

DE1150428B - Arrangement for compressed air switches

Info

Publication number: DE1150428B
Application number: DEA33420A
Authority: DE
Inventors: Haakon Forwald
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1958-12-06
Filing date: 1959-12-03
Publication date: 1963-06-20
Also published as: CH376161A; GB875968A; US2987596A; FR1243097A

Description

Bei Druckluftschaltern mit Lichtbogenlöschung durch Druckluft, die in einer Düse oder unmittelbar vor derselben auf den Lichtbogen einwirkt, ist es bekannt, den Raum in der Nähe der Eintrittsmündung der Düse über besondere Kanäle oder Öffnungen mit der freien Luft zu verbinden, um eine Ausströmung der Gase zu erhalten, die bereits vom Lichtbogen ionisiert worden sind. Diese Maßnahme beruht auf der Erfahrung, daß während des Teils einer Wechselstromperiode, in der der elektrische Strom verhältnismäßig groß ist, keine nennenswerte Luftströmung in die Düse hinein stattfindet, daß vielmehr die wirksame Luftströmung nur in den kurzen Zeitabschnitten vor, während und nach dem Nulldurchgang des Stromes auftritt. Bei den größeren Stromwerten erzeugt der Lichtbogen einen so hohen Gegendruck in der Düse, daß eine merkbare Strömung nicht eintritt. Zufolge des Gegendruckes des Lichtbogens entsteht eine Ansammlung von ionisiertem Gas auf der Zuströmungsseite der Düse, und wenn bei abnehmender Stromstärke die Strömung der Druckluft einsetzt, wird der Lichtbogen zunächst nicht mit frischem, d. h. nicht ionisiertem Gas bespült, sondern in erster Linie mit schon ionisiertem Gas. Leitet man wenigstens teilweise das ionisierte Gas durch besondere Kanäle und ersetzt es ständig durch frisches, nicht ionisiertes Gas, so erhält man eine beträchtliche Verbesserung des Schaltvermögens.In the case of compressed air switches with arc quenching by compressed air in a nozzle or directly before the same acts on the arc, it is known to open the space near the inlet mouth the nozzle to connect with the open air via special channels or openings in order to create an outflow of the gases that have already been ionized by the arc. This measure is based on the experience that during that part of an alternating current period in which the electric current is relatively is large, there is no significant air flow into the nozzle, but rather the effective air flow only in the short periods of time before, during and after the zero crossing of the current occurs. With the higher current values, the arc generates such a high counter pressure in the nozzle that a noticeable flow does not occur. As a result of the back pressure of the arc arises an accumulation of ionized gas on the upstream side of the nozzle, and when decreasing Current strength of the flow of compressed air begins, the arc is not initially filled with fresh, d. H. not purged with ionized gas, but primarily with already ionized gas. One directs at least partially the ionized gas through special channels and constantly replaces it with fresh, non-ionized gas, a considerable improvement in switching capacity is obtained.

Die zusätzlichen Kanäle in der Nähe der Düse bringen jedoch eine Erhöhung des Verbrauches an Druckluft, weil nicht nur die heißen Lichtbogengase, sondern auch frische Luft durch die Kanäle vom Raum in der Nähe der Eintrittsmündung der Düse abgeleitet werden.However, the additional channels in the vicinity of the nozzle increase consumption Compressed air, because not only the hot arc gases, but also fresh air through the channels from Space near the inlet mouth of the nozzle.

Die Anordnung von Kühlgittern bei Druckluftschaltern ist bekannt. Solche bekannten Kühlgitter dienen zur Entionisierung.The arrangement of cooling grids in compressed air switches is known. Such known cooling grids serve for deionization.

Die Erfindung bezweckt, bei Druckluftschaltern der genannten Art den Verbrauch an Druckluft zu vermindern. Zu diesem Zweck sind erfindungsgemäß in den Einlaßöffnungen der zusätzlichen Ausströmungskanäle Kühlgitter angeordnet. The aim of the invention is to reduce the consumption of compressed air in compressed air switches of the type mentioned. For this purpose, cooling grids are arranged according to the invention in the inlet openings of the additional outflow channels.

Diese erfindungsgemäßen Gitter dienen nicht zum Entionisieren. Ein Kühlgitter mit einer großen Anzahl enger Kanäle hat nämlich einen verhältnismäßig hohen Strömungswiderstand, wenn es von kalter Luft durchströmt wird. Dagegen strömen heiße Unterbrechungsgase ohne großen Widerstand durch ein solches Gitter, weil das heiße Gas im Kühlgitter gekühlt wird und an Volumen verliert. Es entsteht so zusätzlich eine Saugwirkung, die das Ausströmen der heißen Luft begünstigt. Kalte Luft kann nicht in Anordnung bei DruckluftschalternThese grids according to the invention are not used for deionization. A cooling grid with a large number Narrow channels namely has a relatively high flow resistance when it is cold air is flowed through. In contrast, hot interruption gases flow through without great resistance such a grid, because the hot gas is cooled in the cooling grid and loses volume. It is created like this In addition, a suction effect that favors the outflow of hot air. Cold air can't get in Arrangement for compressed air switches

Anmelder:Applicant:

Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget, Västeräs (Schweden)Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget, Västeräs (Sweden)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Missling, Patentanwalt, Gießen, Bismarckstr. 43Representative: Dipl.-Ing. H. Missling, patent attorney, Giessen, Bismarckstrasse. 43

Beanspruchte Priorität: Schweden vom 6. Dezember 1958 (Nr. 11 325)Claimed priority: Sweden of December 6, 1958 (No. 11 325)

Haakon Forwald, Västeräs (Schweden), ist als Erfinder genannt wordenHaakon Forwald, Västeräs (Sweden), has been named as the inventor

demselben Maße durch das Gitter abgekühlt werden, folglich ändert sich das Volumen der Luft im Kühlgitter auch nicht in derselben Weise wie bei heißen Gasen, d. h., der Strömungswiderstand des Kühlgitters ist gegenüber kalter Luft höher als gegenüber den heißen Unterbrechungsgasen. Indem man diese Eigenschaft eines Kühlgitters ausnutzt und ein solches in die Eintrittsöffnungen der Lüftungskanäle einsetzt, wird eine wirksame Ableitung der heißen ionisierten Gase erhalten, die sich bei großen Stromwerten an der Unterbrechungsstelle ansammeln, und gleichzeitig der Luftverbrauch trotz der zusätzlichen Lüftungskanäle innerhalb annehmbarer Grenzen gehalten. Um das Kühlgitter so wirksam wie möglich auszunutzen, ist es zweckmäßig, die Eintrittsöffnungen der Lüftungskanäle im wesentlichen konzentrisch zum Lichtbogen und in unmittelbarer Nähe desselben anzuordnen.be cooled by the grille to the same extent, consequently the volume of air in the cooling grille changes also not in the same way as with hot gases, d. i.e. the flow resistance of the cooling grille is higher in relation to cold air than in relation to the hot interruption gases. By doing this Property of a cooling grille exploits and such in the inlet openings of the ventilation ducts occurs, an effective dissipation of the hot ionized gases is obtained, which accumulate at the point of interruption in the case of high current values, and at the same time, the air consumption was kept within acceptable limits despite the additional ventilation ducts. In order to use the cooling grid as effectively as possible, it is advisable to use the inlet openings the ventilation ducts essentially concentric to the arc and in the immediate vicinity to order the same.

Die Zeichnung, die die Schaltkammer eines Druckluftschalters im Schnitt darstellt, zeigt eine Ausführungsform der Erfindung. In der Zeichnung bezeichnet 1 einen ringförmigen Isolator, der in nicht gezeigter Weise den rohrförmigen festen Kontakt! trägt. Der bewegliche Kontakt des Schalters besteht aus einer Düse. Sie ist im Boden eines beweglichen Kolbens 4 befestigt, der in einem Zylinder 5 geführt ist. Der Zylinder kann aus Metall bestehen und am oberen Ende des Isolators 1 befestigt sein. Im nicht dargestellten Deckel des Zylinders 5 ist der Fangkontakt 6 für den Lichtbogen befestigt. Eine Feder 7The drawing, which shows the switching chamber of a compressed air switch in section, shows an embodiment the invention. In the drawing, 1 denotes an annular insulator, which is not in shown way the tubular fixed contact! wearing. The moving contact of the switch exists from a nozzle. It is fastened in the bottom of a movable piston 4 which is guided in a cylinder 5 is. The cylinder can be made of metal and attached to the upper end of the insulator 1. Im not The illustrated cover of the cylinder 5 is attached to the safety contact 6 for the arc. A spring 7

309 617/212309 617/212

wirkt auf den Kolben 4 in-schließender Richtung des beweglichen Kontaktes 3.acts on the piston 4 in the closing direction of the movable contact 3.

Durch den rohrförmigen Isolator 1 wird der Schaltstelle Druckluft zugeführt, die teils durch die Düse im beweglichen Kontakt 3 und teils durch den Ausströmungskanal 8 im festen Kontakt und teils den zusätzlichen Kanal 9 ausströmt, der dem Kanal 8 parallel geschaltet und im wesentlichen konzentrisch zu diesem am festen Kontajct 2 angeordnet ist. In der Einlaßöffnung des Ausströmungskanals 9 ist ein Kühlgitter 10 angeordnet. . -Through the tubular insulator 1, the switching point is supplied with compressed air, which is partly through the Nozzle in movable contact 3 and partly through outflow channel 8 in fixed contact and partly the additional channel 9 flows out, which is connected in parallel to the channel 8 and is essentially concentric this is arranged on the fixed Kontajct 2. In the A cooling grille 10 is arranged in the inlet opening of the outflow channel 9. . -

Bei einer Schaltung wird der Sehaltstelle Druckluft durch den beweglichen Isolator 1. zugeführt. Die Druckluft wirkt auf den Kolben 4 und treibt diesen mit dem beweglichen Kontakt 3 unter Gegenwirkung der Feder 7 nach oben. Dabei ensteht zwischen den Kontakten ein Lichtbogen, der durch die starke Luftströmung durch die Düse heraus schnell zu dem Fangkontakt 6 des beweglichen Kontaktes 3 hinübergeblasen und auch, wie in der Zeichnung angedeutet ist, ein Stück in den Ausströmungskanal des festen Kontaktes hineingeblasen wird. Der Lichtbogen erzeugt dabei einen hohen Gegendruck in der Düse bzw. in der Eintrittsöffnung des Ausströmungskanals 8 im festen Kontakt 2, dieser Gegendruck variiert mit der Stromstärke und ist am größten, wenn diese ihr Maximum erreicht hat. Das heiße ionisierte Gas, das in dieser Weise daran gehindert wird, durch die genannten Öffnungen hinauszuströmen, wird indessen nun durch das Kühlgitter 10 und den Ausströmungskanal 9 abgeleitet. Wie früher erwähnt, ist es jedoch nur ein kleiner Teil der kalten Luft, der durch das Kühlgitter 10 abgeleitet wird, da dieses für kalte Luft einen bedeutend größeren Strömungswiderstand hat als für die heißen Unterbrechungsgase. Dadurch, daß das heiße ionisierte Gas aus der Umgebung des Lichtbogens abgeleitet wird, wächst die Isolationfestigkeit zwischen den Kontakten schnell, und das Schaltvermögen des Schalters wird größer, während gleichzeitig der Druckluftverbrauch mittels eines gemäß der Erfindung angeordneten Kühlgitters in tragbaren Grenzen gehalten wird.When switching, compressed air is supplied to the contact point through the movable isolator 1. the Compressed air acts on the piston 4 and drives it with the movable contact 3 with counteraction the spring 7 upwards. This creates an arc between the contacts, which is caused by the strong Air flow through the nozzle blown out quickly to the catch contact 6 of the movable contact 3 over and also, as indicated in the drawing, a piece into the outflow channel of the solid contact is blown into it. The arc creates a high back pressure in the Nozzle or in the inlet opening of the outflow channel 8 in the fixed contact 2, this counter pressure varies with the strength of the current and is greatest when it has reached its maximum. The hot ionized gas, which is prevented in this way from flowing out through said openings, is now diverted through the cooling grille 10 and the outflow channel 9. Like in old times mentioned, it is only a small part of the cold air that is discharged through the cooling grille 10 because this has a significantly greater flow resistance for cold air than for the hot interruption gases. By the fact that the hot ionized gas is removed from the vicinity of the arc the insulation strength between the contacts increases rapidly, and so does the switching capacity of the Switch becomes larger, while at the same time the compressed air consumption by means of a according to the invention arranged cooling grid is kept within acceptable limits.

Der Schalter hat einen in der Zeichnung nicht angegebenen, automatisch betätigten Reihentrennschalter, der öffnet, wenn die Kontakte einen solchen Abstand voneinander erreicht haben, daß ein dem maximalen Schaltvermögen des Schalters entsprechender Lichtbogen gelöscht wird. Danach wird die Druckluftzufuhr durch den rohrförmigen Isolator 1 abgestellt, und die Kontakte schließen wieder.The switch has an automatically operated series disconnector that is not specified in the drawing, which opens when the contacts have reached such a distance that a dem maximum switching capacity of the switch corresponding arc is extinguished. After that, will shut off the supply of compressed air through the tubular insulator 1, and the contacts close again.

Es ist natürlich möglich, auch ein Kühlgitter in einem zusätzlichen Ausströmungskanal anzuordnen, der die Düse des beweglichen Kontaktes 3 umgibt.It is of course possible to arrange a cooling grille in an additional outflow channel, which surrounds the nozzle of the movable contact 3.

Claims

PATENT CLAIM:

Arrangement for compressed air switches with additional channels branching off from the arc chamber, which allow a part of the compressed air to flow out in front of the actual extinguishing nozzles of the switch, characterized in that cooling grids (10) are arranged in the inlet openings of the additional outflow channels.

Considered publications:
German patent specifications No. 588 443, 644970, 767 738, 909 216.

1 sheet of drawings