Elektrischer Stromunterbrecher Die Erfindung bezieht sich auf einen
elektrischen Stromunterbrecher mit Lichtbogenlöschung durch ein strömendes Medium,
das der Lichtbogenbahn -über eine Düse mit das bewegliche Schaltstück allseitig
umschließendem Düsenmund zugeführt wird.Electrical circuit breaker The invention relates to a
electric circuit breaker with arc extinguishing by a flowing medium,
that of the arc path - via a nozzle with the movable contact piece on all sides
surrounding nozzle mouth is supplied.
Bei einem elektrischen Stromunterbrecher dieser Art wird der gezogene
Ausschaltlichtbogen vom Löschmittelstrom in axialer Richtung beblasen bzw. bespült.
Das Löschmittel erhitzt sich beim Vorbeistreichen längs der Oberfläche der Lichtbogensäule
fortlaufend, wobei sich seine Kühlwirkung vermindert. Die axiale Beblasung eignet
sich deshalb bekanntlich insbesondere für Löschmethoden, wo es darauf ankommt, nach
dem Erlöschen des Lichtbogens die dielektrische Festigkeit der Restgassäule rasch
genug zu erhöhen. Bebläst bzw. bespült man hingegen den Aussehaltlichtbogen quer
zu seiner Längsachse, so werden die Ladungsträger der ionisierten Gassäule auf kürzestem
Wege aus der Lichtbogenzone weggebracht. Diese Löschmethode hat daher gegenüber
der axialen Beblasung den Vorteil eines sofort einsetzenden, wirkungsvollen Energieentzuges
der Bogensäule, so daß deren Leitfähigkeit rasch vermindert und dabei der Lichtbogenwiderstand
erhöht wird. Ausgehend von diesen Erkenntnissen hat sich deshalb die Erfindung zur
Aufgabe gestellt, einen Schalter der eingangs dargelegten Gattung bei geringem technischem
Aufwand im Sinne der Vorzüge des Querströmungsprinzips zu verbessern.In an electrical circuit breaker of this type, the pulled
Blow out or purge the switch-off arc in the axial direction with the extinguishing agent flow.
The extinguishing agent heats up as it passes along the surface of the arc column
continuously, whereby its cooling effect is reduced. Axial blowing is suitable
Therefore, as is well known, in particular for extinguishing methods where it matters
When the arc is extinguished, the dielectric strength of the residual gas column rapidly decreases
enough to increase. On the other hand, the exterior arc is blown or flushed across
to its longitudinal axis, the charge carriers of the ionized gas column are as short as possible
Ways moved away from the arcing zone. This deletion method therefore has opposite
the axial blowing has the advantage of an effective energy withdrawal that starts immediately
the arc column, so that its conductivity is rapidly reduced, thereby reducing the arc resistance
is increased. Based on these findings, the invention has therefore to
Task set a switch of the type set out at the beginning with little technical
To improve effort in terms of the advantages of the cross-flow principle.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, bei ölarmen Strömungsschaltern
eine vom beweglichen Schaltstift nach seiner Trennung vom festen Schaltstück freigegebene
Ausströmöffnung, innerhalb welcher der Lichtbogen vom Löschmittel bespült wird,
an der dem druckfreien Raum der Löschkammer zugewandten Seite asymmetrisch zur Mittelachse
der Schaltstücke auszuweiten. Des weiteren ist eine Löschkammer mit flüssigem Löschmittel
bekanntgeworden, deren ebenfalls als Düse dienende Durchgangsöffnung für den Schaltstift
mit einer Aussparung versehen ist. In beiden Fällen wird infolge der seitlichen
Ablenkung der Löschmittelströmung in den druckfreien Raum der Lichtbogen in Form
einer Schleife in die Länge gezogen mit der Folge einer erhöhten Lichtbogenspannung
und größeren Schaltarbeit. Es ist schließlich noch eine flüssiges Löschmittel enthaltende
Löschkammer bekanntgeworden, bei der seitlich des festen Schaltstückes eine Düse
angeordnet ist. Hinter der in den druckfreien Ra:um der Löschkammer mündenden Düsenöffnung
befindet sich ein mit dem festen Schaltstück leitend verbundener Abbrandkörper,
der im Verlauf des Ausschaltvorganges den zuerst am festen Schaltstück entstehenden
Fußpunkt des Lichtbogens übernimmt. Auf diese verhältnismäßig aufwendige Weise soll
der Lichtbogen einer Längs- und Querbeströmung ausgesetzt werden. Eine asymmetrisch
ausgebildete Düse ist nicht vorhanden.It has been suggested for low oil flow switches
one released by the moving switch pin after it has been separated from the fixed contact piece
Outlet opening, within which the arc is flushed by the extinguishing agent,
on the side facing the pressure-free space of the extinguishing chamber, asymmetrical to the central axis
to expand the contact pieces. There is also an extinguishing chamber with liquid extinguishing agent
became known, whose passage opening also serves as a nozzle for the switch pin
is provided with a recess. In both cases it is due to the lateral
Deflection of the extinguishing agent flow in the pressure-free space of the arc in the form
a loop elongated with the result of an increased arc voltage
and larger switching work. Finally, it is still a liquid extinguishing agent containing
Quenching chamber has become known in which a nozzle on the side of the fixed contact piece
is arranged. Behind the nozzle opening into the pressure-free Ra: around the extinguishing chamber
there is an erosion body that is conductively connected to the fixed contact piece,
which occurs first on the fixed contact piece in the course of the switch-off process
Takes over the base of the arc. In this relatively expensive way is supposed to
the arc are exposed to a longitudinal and transverse flow. One asymmetrical
trained nozzle is not available.
Bei einem elektrischen Stromunterbrecher mit Lichtbogenlöschung durch
ein strömendes Medium, das der Lichtbogenbahn über eine asymmetrisch ausgebildete
Düse mit im eingeschalteten Zustand des Schalters das bewegliche Schaltstück allseitig
umschließendem Düsenmund zugeführt wird, wird das gesteckte Ziel erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß gegenüberliegende Wandungsteile des Düsenmundes in axialer
Richtung des beweglichen Schaltstückes gegeneinander versetzt angeordnet sind, derart,
daß der Düseninund schräg zur Mittelachse des beweglichen Schaltstückes liegt. Die
gegenüberliegenden Wandungsteile des Düsenmundes können dabei entsprechend einem
weiteren Merkmal der Erfindung etwa in der Größenordnung des Durchmessers bzw. der
Breite des beweglichen Schaltstückes versetzt werden.In the case of an electric circuit breaker with arc extinguishing
a flowing medium that the arc path over an asymmetrically formed
Nozzle with the movable contact piece on all sides when the switch is switched on
is supplied to the surrounding nozzle mouth, the aim is set according to the invention
achieved in that opposite wall parts of the nozzle mouth in the axial
The direction of the movable contact piece are arranged offset from one another, in such a way that
that the nozzle is inclined to the central axis of the movable contact piece. the
opposite wall parts of the nozzle mouth can according to a
Another feature of the invention roughly in the order of magnitude of the diameter or the
Width of the movable contact piece can be offset.
Infolge der Schrägstellung des Düsenmundes erfährt das axial an der
Oberfläche der Bogensäule entlangströmende Löschmittel am Düsenmund zusätzlich eine
Querablenkung. Da die Querkomponente mit Beginn der Löschmittelströmung wirksam
wird, vermag das Löschmittel gegenüber den bekannten Anordnungen besser in das Lichtbogenplasma
einzudringen. Es wird daher die radiale Diffusion der Ladungsträger trotz Vorhandenseins
einer der starken Ausweitung des Lichtbogens entgegenwirkenden Axialbeblasung erhöht,
so daß diese rascher rekombinieren. Der vom Löschmittel auf den Lichtbogen ausgeübte
Energieentzug übersteigt infolgedessen schneller die von der Stromquelle pro Zeiteinheit
zugeführte Leistung, d. h., es wird bei erhöhter Ausschaltleistung
des
Unterbrechers eine kürzere Lichtbogendauer in Verbindung mit geringerer Schaltarbeit
erzielt.As a result of the inclined position of the nozzle mouth, the extinguishing agent flowing axially along the surface of the arched column also experiences a transverse deflection at the nozzle mouth. Since the transverse component becomes effective when the extinguishing agent flow begins, the extinguishing agent is better able to penetrate the arc plasma than in the known arrangements. The radial diffusion of the charge carriers is therefore increased in spite of the presence of an axial blowing counteracting the strong expansion of the arc, so that they recombine more rapidly. The energy extraction exerted by the extinguishing agent on the arc consequently exceeds the power supplied by the power source per unit of time, i.e. more quickly. In other words, with increased breaking capacity of the interrupter, a shorter arc duration combined with less switching work is achieved.
In der Zeichnung sind stark schematisiert zwei Ausführungsbeispiele
des Erfindungsgedankens dargestellt. übereinstimmende Konstruktionsteile sind dabei
der Einheitlichkeit halber mit den gleichen Bezugszeichen versehen.The drawing shows two exemplary embodiments in a highly schematic manner
of the inventive concept shown. matching construction parts are included
for the sake of uniformity are provided with the same reference symbols.
In Abb. 1 der Zeichnung bezeichnet 1 das feste und 2
das bewegliche Schaltstück. 3 ist die Düse, der das strömende Lösehmedium
über die Kammer4 in Richtung der Pfeile 5 zugeführt wird, d. h. entgegen
der Öffnungsbewegung des Schaltstückes 2. Die gegenüberliegenden Wandungsteile
6 und 7 des Düsenmundes sind, wie ersichtlich, entsprechend der der
Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis in axialer Richtung des beweglichen Schaltstückes
2 etwa in der Größenordnung des Schaltstiftdurchmessers bzw. seiner Breite gegeneinander
versetzt angeordnet. Der Löschmittelstrorn folgt deshalb am Düserunund etwa der
Form der gestrichelt eingezeichneten Strömungslinien, so daß man bei einer geringeren
Lichtbogendauer zu einer erhöhten Ausschaltleistung gelangt. Als weitere Maßnahme
in dieser Richtung kann zumindest einer der Wandungsteile 6 oder
7 in eine Verlängerung auslaufen, die den Weg der Löschmittelströmung zusätzlich
beeinflußt. Vornehmlich den in Strömungsrichtung versetzten Wandungsteil
7 wird man dabei mit der Verlängerung versehen, die selbstverständlich eine
Durchtrittsöffnung für das bewegliche Schaltstück 2 aufweisen muß. Zweckmäßig verläuft
die Verlängerung gegen die Längsachse dieses Schaltstückes unter einem Neigungswinkel.
Auch ist es möglich, die neue Einrichtung so auszubilden, daß das bewegliche Schaltstück
2 die Düse 3 exzentrisch durchdringt.In Fig. 1 of the drawing, 1 denotes the fixed and 2 the movable contact piece. 3 is the nozzle to which the flowing dissolving medium is fed via the chamber 4 in the direction of the arrows 5 , i. H. against the opening movement of the switching piece 2. The opposite wall parts 6 and 7 of the nozzle mouth are, as can be seen, according to the knowledge underlying the invention in the axial direction of the movable switching piece 2 in the order of magnitude of the switching pin diameter or its width offset from one another. The extinguishing agent flow therefore follows the shape of the flow lines drawn in dashed lines at the nozzle round, so that an increased disconnection capacity is achieved with a shorter arc duration. As a further measure in this direction, at least one of the wall parts 6 or 7 can terminate in an extension which additionally influences the path of the extinguishing agent flow. Mainly the wall part 7 offset in the direction of flow is provided with the extension which, of course, must have a passage opening for the movable contact piece 2. The extension expediently runs against the longitudinal axis of this contact piece at an angle of inclination. It is also possible to design the new device in such a way that the movable contact piece 2 penetrates the nozzle 3 eccentrically.
Beim Ausführungsbeispiel nach A b b. 2 der Zeichnung erfolgt
die Ausschaltbewegung des Schaltstückes 2 in Richtung der durch die Pfeile
5 versinnbildlichten Löschmittelströmung. Beispielsweise kann es sich hier
um einen Schalter handeln, bei dem die in der Düse 3 auslaufende Kammer 4
den Druckraum der Löscheinrichtung bildet. Im Hinblick auf die durch die Löschmittelströmung
am Düsenmund hervorgerufene Querablenkung der Lichtbogensäule ist dabei der entgegen
der Strömungsrichtung versetzt angeordnete Wandungsteil 6 mit Isolierstoff
8
besonders hoher Lichtbogenbeständigkeit, wie z. B. keramischern Material
od. dgl., verstärkt bzw. ausgekleidet. Selbstverständlich kann der Wandungsteil
6 auch selbst aus einem solchen Material gefertigt sein.In the embodiment according to A b b. 2 of the drawing, the switch-off movement of the switching element 2 takes place in the direction of the extinguishing agent flow symbolized by the arrows 5. For example, this can be a switch in which the chamber 4 which runs out in the nozzle 3 forms the pressure chamber of the extinguishing device. With regard to the transverse deflection of the arc column caused by the extinguishing agent flow at the nozzle mouth, the wall part 6 with insulating material 8 , which is offset against the flow direction, is particularly high arc resistance, such as, for. B. ceramic material od. Like., Reinforced or lined. Of course, the wall part 6 itself can also be made from such a material.
Die erfindungsgemäße Düse ist sowohl in Verbindung mit einem beweglichen
Schaltstück runden Querschnittes als auch einem solchen mit Dreiecks-, Rechtecks-
oder ähnlichem Profil denkbar. Kommt ein Schaltstück mit Profilquerschnitt zur Verwendung,
dann wird man es vorteilhaft so einrichten, daß der Löschmittelstrom am Düsenmund
in Richtung der Schmalseite des Profils abgelenkt wird. Es müssen dann die Wandungsteile
6 und 7 des Düsenmundes an der Schmalseite des Schaltstückprofils
gegeneinander in axialer Richtung versetzt angeordnet werden. Unter Umständen kann
aber auch der umgekehrte Fall zweckmäßig sein.The nozzle according to the invention is conceivable both in connection with a movable contact piece of round cross-section and one with a triangular, rectangular or similar profile. If a contact piece with a profile cross-section is used, it will advantageously be set up in such a way that the extinguishing agent flow at the nozzle mouth is deflected in the direction of the narrow side of the profile. The wall parts 6 and 7 of the nozzle mouth on the narrow side of the contact piece profile must then be arranged offset from one another in the axial direction. Under certain circumstances, however, the reverse case can also be useful.