Lichtbogenlöscheinrichtung für Hochspannungsschaltgeräte Die Erfindung
bezieht sich auf eine als Schaltröhre ausgebildete Lichtbogenlöscheinrichtung für
Hochspannungsschaltgeräte, bei der der Lichtbogen während des Abschaltvorganges
durch einen engen Spalt gezogen wird, dessen Wandungen aus Isoliermaterial bestehen,
das unter dem Einfluß der Lichtbogenwärme Gas abgibt.Arc extinguishing device for high-voltage switchgear The invention
refers to an arc extinguishing device designed as a switching tube for
High-voltage switchgear in which the arc occurs during the shutdown process
is pulled through a narrow gap, the walls of which are made of insulating material,
which emits gas under the influence of the heat of the arc.
Es ist bei solchen Einrichtungen bekannt, die Abschaltgase nach vorheriger
Speicherung plötzlich ins Freie abzuleiten. Dabei kommt es unter dem Einfluß des
Luftsauerstoffes oft zu explosionsartigen Erscheinungen.. ' Der Erfindung liegt
die Aufgabe zugrunde, diese unerwünschte Erscheinung zu vermeiden. Erfindungsgemäß
weist eine Löscheinrichtung der zugrunde liegenden Art zwei Gasspeicherräume auf,
die durch den engen Spalt, in dem der -Lichtbogen gebildet wird, untereinander verbunden,
sonst jedoch geschlossen sind. Dabei spielt sich der Löschvorgang, innerhalb einer
gekapselten Anordnung ab, und heiße Gase werden nicht plötzlich in die freie Atmosphäre
ausgestoßen. Die Schaltgase entweichen erst nach relativ längerer Zeit durch die
natürlichen Undichtigkeiten des Löschsystems abgekühlt ins Freie. Die Löschung des
im engen Spalt aus gasabgebendem Isoliermaterial gelängten Lichtbogens kann durch
die Druckausgleichswirkung der in die beiden Räume gelangten Gase stark begünstigt
werden. Der verhältnismäßig hohe Druck setzt die Durchschlagfestigkeit des Gases
herauf, so daß die Rückzündgefahr wesentlich vermindert ist. Nachteilige elektrisch
leitende Niederschläge auf außerhalb des Löschsystems vorgesehenen Isolieroberflächen
werden vermieden, da das ausgeschiedene Schaltgas keine festen Bestandteile, z.
B. Ruß, mehr enthält.It is known in such facilities, the shutdown gases after previous
Suddenly divert storage into the open. It comes under the influence of the
Oxygen in the air often leads to explosive phenomena .. 'The invention lies
the underlying task is to avoid this undesirable phenomenon. According to the invention
if an extinguishing device of the type on which it is based has two gas storage spaces,
which are connected to one another by the narrow gap in which the arc is formed,
otherwise, however, are closed. The deletion process takes place within a
encapsulated arrangement, and hot gases are not suddenly released into the open atmosphere
pushed out. The switching gases only escape through the after a relatively long time
natural leaks in the extinguishing system cooled to the outside. The deletion of the
in the narrow gap of gas-emitting insulating material elongated arc can through
the pressure equalization effect of the gases in the two rooms is greatly enhanced
will. The relatively high pressure sets the dielectric strength of the gas
up, so that the risk of backfire is significantly reduced. Disadvantageous electrical
Conductive deposits on insulating surfaces provided outside of the extinguishing system
are avoided because the excreted switching gas does not have any solid components, e.g.
B. soot, contains more.
Es ist zweckmäßig, die Anordnung so zu treffen, daß die Volumina der
beiden Gasspeicherräume reichlich voneinander verschieden sind, so daß, wenn sie
beim Schaltvorgang mit einer annähernd gleichen Gasmenge beschickt werden, in ihnen
eine genügend hohe Druckdifferenz entsteht, die sich im Augenblick des Stromnulldurchganges
durch den engen Spalt ausgleicht und somit wesentlich zur Lichtbogenlöschung beiträgt.It is useful to make the arrangement so that the volumes of the
two gas storage spaces are abundantly different from each other, so that when they
be charged with an approximately equal amount of gas during the switching process in them
a sufficiently high pressure difference arises, which increases at the moment of the current zero crossing
compensated by the narrow gap and thus contributes significantly to the arc extinguishing.
Ferner empfiehlt es sich, dafür zu sorgen, daß sich die Volumina der
beiden Gasspeicherräume beim Schalten in geeigneter Weise ändern. Zum Beispiel kann
in an sich bekannter Weise ein dem beweglichen Schaltstift nachfolgender Isolierkörper
aus ebenfalls gasabgebendem Isolierstoff vorgesehen sein, der sich beim Abschaltvorgang
aus einem der Gasspeicherräume, dem beweglichen Schaltstift nachfolgend, in das
Isolierrohr in spaltbildender Weise hineinbewegt. Dann entsteht durch die Bewegung
des Isolierkörpers eine Volumenänderung der b iden Räume, und die dabei auftretende
Pumpwirkung dient der Lichtbogenlöschung.It is also advisable to ensure that the volumes of the
Change both gas storage spaces appropriately when switching. For example can
in a manner known per se, an insulating body following the movable switching pin
also be provided from gas-emitting insulating material, which is during the shutdown process
from one of the gas storage spaces, following the movable switch pin, into the
Insulating tube moved into it in a gap-forming manner. Then arises from the movement
of the insulating body a change in volume of the two spaces, and the occurring
The pumping action is used to extinguish the arc.
-` Es kann auch einer der beiden Räume als Kolbenraum ausgebildet
sein, der durch einen sich beim Schalten bewegenden Kolben begrenzt ist. Durch die
Bewegung des Kolbens wird eine Volumenänderung hervorgerufen, die eine druckausgleichende
Gasströmung im engen Löschspalt erzeugt.-` One of the two spaces can also be designed as a piston space
which is limited by a piston that moves when switching. Through the
Movement of the piston causes a change in volume that compensates for pressure
Gas flow generated in the narrow extinguishing gap.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
in schematischer Darstellung. Die Lichtbogenlöscheinrichtung enthält zwei geschlossene
Räume 1 und 2, die durch das Isolierrohr 3 aus gasabgebendem Material miteinander
verbunden sind. Wird die Stange 6 nach oben bewegt, dann vergrößert sich zunächst
das Volumen des Raumes 2, ferner wird über das Federlager 7 die Feder 4 gespannt,
bis sie über die Stange 8 den sich dann aus der Rastfeder 9 lösenden Isolierbolzen
5 nach oben und in das Isolierrohr 3 schnellen läßt.The drawing shows an embodiment of the subject matter of the invention
in a schematic representation. The arc extinguishing device contains two closed ones
Spaces 1 and 2, which are connected by the insulating tube 3 made of gas-emitting material
are connected. If the rod 6 is moved upwards, it initially increases in size
the volume of space 2, furthermore the spring 4 is tensioned via the spring bearing 7,
until they over the rod 8 the isolating bolt which is then released from the detent spring 9
5 up and into the insulating tube 3 can be quick.
Dabei wird der durch den Anschlußkontakt 10, die Stange 6, das Federlager
7, die Stange 8, den Kontakt 11 und den Anschlußkontakt 12 gebildete Stromkreis
unterbrochen und der sich bildende Lichtbogen in den engen, aus Isoliermaterial
gebildeten Spalt zwischen den Teilen 3 und 5 gezogen. Der auf diese Weise eingeleitete
Lichtbogenlöscheffekt wird durch eine Anzahl weiterer Faktoren wirkungsvoll unterstützt.
Die durch den Lichtbogen erzeugten Schalt-P a -se gelangen, von einem Druckmaximum
an der Er zeugerstelle ausgehend, zu angenähert gleichen Gewichtsanteilen in die
Räume 1 und 2 und bilden dort vom Raumvolumen abhängige und somit unterschiedliche
Staudrücke, deren Höhen jedoch weit unter dem Druckmaximum an der druckerzeugenden
Stelle im Spalt liegen. Erst bei nachlassender Druckerzeugung,
d.
h. im Augenblick des angenäherten Stromnulldurchganges, kommt es zu einem Druckausgleich
der beiden Räume in Form einer intensiven Gasströmung durch den Spalt, die die Restgassäule
des Lichtbogens wirkungsvoll angreift und somit die Lichtbogenlöschung unterstützt.The through the connection contact 10, the rod 6, the spring bearing
7, the rod 8, the contact 11 and the connection contact 12 formed circuit
interrupted and the forming arc in the narrow, made of insulating material
formed gap between the parts 3 and 5 pulled. The one initiated in this way
The arc extinguishing effect is effectively supported by a number of other factors.
The switching P a -se generated by the arc arrive from a pressure maximum
starting at the He generating place, to approximately equal proportions by weight in the
Rooms 1 and 2, where they are dependent on the volume of the room and are therefore different
Dynamic pressures, the heights of which, however, are far below the pressure maximum at the pressure generating one
Place in the gap. Only when the pressure generation decreases,
d.
H. at the moment of the approximate current zero crossing, there is a pressure equalization
of the two spaces in the form of an intense gas flow through the gap, which is the residual gas column
of the arc effectively attacks and thus supports the arc extinguishing.
Weitere Ursachen zur Erzeugung einer zusätzlichen Gasströmung in dem
engen Spalt sind gegeben durch die Eigenbewegung des Isolierbolzens 5 und
durch die Volumenänderung des Raumes 2 bei weiterem Betätigen der Stange
6 während des Löschvorganges. Durch eine entsprechende maßliche Gestaltung
der Räume 1 und 2 wird durch deren Druckdifferenz eine Beschleunigung
der Bewegung des Isolierbolzens 5 erzielt, die die Stromabhängigkeit der Löschwirkung
steigert. Schließlich wird durch die Eigenart des druckfest geschlossenen Systems
unter dem kurzzeitig relativ hohen Schaltgasdruck die Durchschlagfestigkeit des
Gasmediums heraufgesetzt, so daß auch die Rückzündungsgefahr wesentlich beschränkt
wird. Da durch die maßliche Gestaltung des Systems erst im Augenblick des Stromnulldurchganges
die intensive Bearbeitung der Restgassäule erfolgt, bleiben Schaltarbeit und Verschleiß
bei der Löscheinrichtung der Erfindung klein. Die Oszillogramme von Schaltversuchen
zeigten ungewöhnlich kleine Lichtbogenspannungen.Further causes for generating an additional gas flow in the narrow gap are given by the intrinsic movement of the insulating bolt 5 and by the change in volume of the space 2 when the rod 6 is actuated further during the extinguishing process. By appropriately designing the dimensions of the spaces 1 and 2 , their pressure difference accelerates the movement of the insulating bolt 5, which increases the current dependency of the extinguishing effect. Finally, due to the nature of the pressure-tight closed system, the dielectric strength of the gas medium is increased under the briefly relatively high switching gas pressure, so that the risk of reignition is also significantly limited. Since, due to the dimensional design of the system, intensive processing of the residual gas column only takes place at the moment when the current passes through zero, the switching work and wear in the extinguishing device of the invention remain small. The oscillograms from switching tests showed unusually small arc voltages.