DE1729893A1 - Selbstloeschender Gasdruck-Schalter - Google Patents

Description

Selbstlöschtnder Gasdruck-Schalter

Die Erfindung "betrifft einige Ve~"b«sserungen an den Mündungs« öffnungen von selbetlösehender· uar aruok-Sohaltern, wodurch die Wirkungsweise der tfcterbreeherkammer ein·« solchen Schalters erheblich verbessert wird.

Elektrische Gasdruck-Schalter und die Merkmale der daran angeordneten Uhterbrecherkammern mit axialer Ausblasung sind bekannt und nunmehr bekannte Kriterien bestimmen die Formgebung der bei der Herstellung von Schaltern dieser Art verwendeten Unte rbrecherkammern.

Insbesondere sind ünterbreoherkammern einer solchen Art bekannt, von welcher ein konstruktiver Ausschnitt in Fig. 1 der Zeichnungen dargestellt ist. Diese Ünterbreoherkammern weisen Ausnehmungen 2 auf, die in unmittelbarer Nähe der stromabwärts gelegenen Zone 1 - einer kegelstumpfförmig ausgebildeten Zone geringer Oberfläche - angeordnet sind und dazu dienen sollen, zu einer Druckverminderung in der stromabwärts gelegenen Zone 1 der Kammer beizutragen. Da jedoch dieser Durchmesser im Vergleich su allen anderen Durchmessern des AuslaBquerschnittes

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dor zur Unterbrecherkammer führenden Ausnehmung 2 unter einem bestimmten Winkel zur Achse A-A (entsprechend dem Aufbau der Unterbrecherkammer) ausgerichtet ist und einen Winkel von d ji Q mit dieser Ache A-A, d.h. mit der Richtung des Gasstromes, einschließt, welche durch die Pfeile 3 angedeutet ist (wobei diese Richtung mit der Ausrichtung der Achse A-A zusammenfällt) , ergibt sich folglich, daß dieser Gasstrom in der Zone, welche neben der Rindung der zur Ohterbrecherkammer führenden Ausnehmung 2 liegt, einen Unterdruck hervorruft, und daß dieser Unterdruck ein Ansaugen von Gas in der Richtung des Pfeiles 4 bewirkt, wodurch wiederum die druckvermindernde Wirkung der Ausnehmungen 2 spürbar herabgesetzt wird.

Ein weiteres bekanntes Merkmal solcher Unterbrecherkammer für solche Gasdruck-Schalter besteht in der Anordnung von Ringnuten (siehe Fig. 3) in dem unteren Seil der Wand der ühterbreoherkammer, um das Strumen der Löschgase durch die Kammer zu verbessern·

Solche Ringnuten, die bei bekannten Ausführungen stet· einen reckteekigen Querschnitt aufweisen, verursachen nicht nur Wirbelströmungen, welche den innerhalb der Kammer in der Richtung von Pfeil 10 entstehenden Gasstrom in keiner Weise begünstigen, sondern bewirken auch-infolge der durch den Lichtbogen hervor-

Gase

gerufenen Zersetzung der/der Unterbrecherkammer - die Entwicklung eines aus diesen zersetzten Gasen bestehenden Gasstromes in Richtung der Pfeile 11 , deren Resultante durch die Pfeile angedeutet ist, welche den gesamten, von jeder der rechteckig ' ausgebildeten Ringnuten herkommenden Gasstrom darstellen.

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Die Nachteile, deren Ausschaltung beabsichtigt ist, bleiben somit bestehen oder werden sogar noch größer.

Die Aufgabe der Erfindung ist deshalb eine in ihrem Aufbau verbesserte ünterbrecherkammer für einen Gasdruck-Schalter. Die Erfindung beabsichtigt weiterhin, die Unterbrecherkammern von elektrischen Gasdruck-Schaltern in einer solchen Weise zu verbessern, daß die in radialer Richtung in den Kammerwänden angeordneten Ausnehmungen in der Zone, in welche ihre Auslässe einmünden, eine Druckverminderung begünstigen, anstatt eine solche zu behindern. Ein anderes Ziel der Erfindung ist darin zu sehen, daß die IJhterbrecherkammer dergestalt verbessert wird, daß die in den Innenwänden der Ohterbrecherkammer angeordneten Ringnuten das Ausstoßen der Löschgase in richtungmäßig geführter Weise begünstigen, anstatt zu behindern. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in einer Zusammenfassung der beiden vorstehenden Ziele, um auf diese Weise eine bemerkenswerte Verbesserung in der Wirkungsweise einer Unterbrecherkammer zu erhalten.

Diese und andere Vorteile, welche im einzelnen aus der nachfolgenden Beschreibung für den Fachmann ersichtlich sind, werden erfindungsgemäß durch eine Unterbrecherkammer mit axialer Ausblasung für einen selbstlöschenden elektrischen Gasdruck-Schalter erzielt, wobei die ühterbrecherkammer eine Mündungeöffnung und eine innere Zone geringer Oberfläche aufweist und mit Ausnehmungen für eine Druckverminderung versehen ist und sich dadurch ket&eichnet, daß die Zone geringer Oberfläche zylindrisch ausgebildet ist und sich die Ausnehmungen für die Druckverminderung in dieser Zone befinden und somit

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deren Auslaßöffnungen parallel zur Achse der Unterbrecherkammer ausgebildet sind und aus diesem Grunde auch parallel zur Strömung des Löschgases liegen, wobei im unteren Teil der Unterbrecherkammer und stromabwärts von der zylindrischen Zone geringer Oberfläche einige Ringnuten angeordnet sind, die einen im wesentlichen dreieckigen Querschnitt aufweisen, deren Basis der Mündung der Uhterbrecherkammer zugewandt ist und damit das Entweichen von Zersetzungsgasen in der ^trömungsrichtung der Löschgase begünstigt, und der untere, die Ringnuten enthaltende Teil der Unterbreoherkammer (welcher durch die zylindrische Zone geringer Oberfläche und durch die Mündung der Unterbrecherkammer begrenzt ist) in axialer Richtung eine von der Betriebsnennspannung des Schalters abhängige lineare Ausdehnung aufweist.

Sie durch die erfindungsgemäße Ausbildung erzielbaren Verbesserungen sind in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist· In den Zeichnungen sindι

Fig. 1 ein schematischer Längsquerschnitt eines Teilte

einer Unterbreoherkammer, deren Zone geringer Oberfläche in bekannter Weise ausgebildet ist, und die Ausnehmungen zur Verbindung mit der freien Atmosphäre aufweist,

Fig. 2 eine Teildarstellung entsprechend Fig. 1, wobei die Unterbreoherkammer jedoch erfindungsgemäß verbessert ist,

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UAB

Figo 3 eine Teildarstellung eines anderen Teiles der Unterbreoherkammer in der gleichen Ansicht wie in den vorstehenden Figuren, wobei der untere Teil der Kammer entsprechend der bekannten Weise ausgebildet ist,

Fig. 4 eine Teildarstellung entsprechend Fig. 3, wobei der untere Teil der Kammer jedoch erfindungsgemäß verbessert worden ist, und

Fig. 5 eine Teildarstellung in der gleichen Ansicht wie in den vorstehenden Figuren, v-^v9i die Zone geringer Oberfläche mit den Ausnehmui gen für die Verbindung zur freien Atmosphäre und der untere Teil der Kammer erfindungsgemäß ausgebildet sind?

Wie in den Fig. 2, 4, 5 dargestellt ist, betrifft die erfindungsgemäße Verbesserung am Aufbau einer Unterbrecherkammer mit Auslaßöffnung für selbstlöschende Gasdruck-Schalter im Hinblick auf den in Fig_o 2 dargestellten Abschnitt einer Unterbrecherkammer in der Ausführung einer zylindrisch ausgebildeten Zone 5 geringer Oberfläche, in welche Ausnehmungen in einer solchen Weise eingeschnitten sind, daß die Querschnitte dieser Ausnehmungen 6 an den Mündungen zur Unterbreche rkammer parallel zur Achse A-A der Kammer und folglich auch parallel zur Richtung des durch die Pfeile 7 angedeuteten Gasstromes (der, wie bereits erwähnt, mit der Richtung der Achse A-A zusammenfällt) ausgerichtet eind, während alle anderen günstigen Merkmale diesea Unterbrecherkammertypβ unverändert beibehalten werden. Duron die erfindungegemäfl vorgeeohlagene Löeung entsteht auf der Innenseite der Kammer kein Unterdruck,

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sondern es wird im Gegenteil eine Verdichtungsverminderung auf der Innenseite der Uhterbrecherkammer begünstigt, indem die Gase durch die Ausnehmungen 6 entweichen können, wie durch die Pfeile 8 angedeutet ist·

Im Hinblick auf den in Fig. 4- dargestellten unteren Teil der Kammer besteht die Verbesserung darin, daß die Ringnuten 13 mit einem besonderen - im wesentlichen dreieckförmigen -Querschnitt ausgebildet werden, wie klar aus Hg. 4 zu ersehen ist. Diese Querschnittsform hat die besondere Eigenschaft, die Strömung durch die uhterbrecherkammer zu verbessern und damit das Auftreten von Wirbelströmungen auf ein Minimum herabzusetzen, während die Zersetzungsgase in der Richtung befördert werden, welche mit der Richtung der entionisierenden Gase (Löschgas©) zusammenfällt: Die durch die Pfeile 14 dargestellten Zersetzungsgase werden in der Tat zum Mittelpunkt der Strömungszone (nämlich nach unten in der Darstellung von Pig. 4 und in praktischen Ausführungen der Kammer) abgelenkt in der Richtung der Resultanten 15« Dieses durch einen Zerfallprozefl entstehende Gas unterstützt somit den zur Löschung des Lichtbogens dienenden Gasstrom, dessen Strömungsriohtung durch den Pfeil 16 dargestellt ist.

Der Querschnitt der Nuten ist, wie bereits erwähnt, dreieckföxmig. Jedes der einzelnen, di· Nuten bildenden Dreieck· let mit seiner offenen Basis zur Auslafiöffnung der Unterbrecherkammer hingewendet, so daJ eine Drei-eokeeite im wesentlichen eenkreoht zur Achee der Unterbrecherkammer liegt und die dritte Dreieokeeite in einer solοhen Riohtung ausgerichtet ist, dafl di· Nut al· Ganz·· di· einzelnen StrömuBgekomponent·», weleh·

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in der Figur durch die entstehenden Abgasströme dargestellt sind, in der bereits vorstehend beschriebenen Weise entsprechend der Strömungsrichtung des zur Unterbrechung des Lichtbogens dienenden Gases in der Richtung einer Resultante gelenkt werden.

Fig. 5 zeigt einen teilweisen Querschnitt durch den Aufbau einer Unterbrecherkammer, die entsprechend den vorstehend ausgeführten Prinzipien ausgeführt ist.

Die beschriebenen Verbesserungen bewirken nioht nur die angestrebten Vorteile, sondern tragen auch zur besseren Löschung des elektrischen Lichtbogens bei, indem die zur Löschung dienende Gasströmung über den Lichtbogen geführt wird und den Kern des Lichtbogens in der wirksamsten Weise einhüllen kann, da die Innenform der Kammer so gewählt ist, daß der Löschgasstrom erheblich leichter abströmen, dem Lichtbogen folgen, diesen anströmen und voll einhüllen kann und sih diese Wirkungsweise auf den ganzen Schaltweg der Kontakte erstreckt.

Insbesondere verlängert die Zone mit zylindrischer Oberfläche (5 in Fig. 2, 17 in Fig. 5) die entionisierende Wirkung dee Löschgase β. Die zylindrisch· Zone und der untere !Teil der Unterbrecherkammer, welcher die Länge L hat (siehe Fig. 5), gestatten, die Wirksamkeit der Unterbrecherkammer während des ganzen Schaltweges der Kontakte zu erhöhen.

Im Hinblick auf das Letztgesagte hat sich gezeigt, daß die höchste Leistung und die größte Wirksamkeit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Unterbrecherkammer dann erzielt werden kann, wenn die Abmessung L des unteren Teils der Unterbrecherkammer dem duroh di· experimentelle Formel

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L> n , 1,5 .

gegebenen Wert entspricht, wobei IL die Schalter-Nennspannung in kV und L die Länge in ana ist·

Es liegt auf der Hand, daß die an Hand eines Ausftihrungsbeispiele beschriebene und dargestellte Erfindung auch in abgeänderter oder in AlternatiYfο im darstellbar ist, ohne dabei den durch die Erfindung gesetzten Rahmen, der durch die Ansprache definiert ist, zu verlassen.

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Claims (1)

1. DR. ING. H. NEGBNDANK Patenhwwaff _{PATBNTANWAIjT} PafenfanwaJf ·, τ ₀ Q Q Q O

   Dipl.-lng.H. Hawrk Oipl. -Phys. W. Schmitz ' /29893

   HAMBURG S8 · NBlTBR WALL « ■ FBBNRUF M 74 88 DND 8β 41 18

   HSlDiPlTlItT

   MAGHINI Fabbriohe Hiunite Magrini

   Soarpa e Magnano M.S.M. S.p.λ.

   Mailand, Italien

   Via Bronzino, 3 22. Dezember 1967

   Patentansprüche

   1» Unterbreoherlcammer für das axiale Auablaeen eines selbe tlö sehenden elektrisch® Gras druck-Schalters, deren Aufbau eine Auslaööffnun^ unr¹ eine Zone geringer Oberfläche aufweist, dadurch^©kennzeichnet, daß die Zone geringer Oberfläche (5, 17) zylindrisch ausgebildet ist und in an sich bekannter Weise Ausnehmungen (2, 6) für die Erzielung einer Verdichtungβverminderung in dieser Zone vorgesehen sind, wobei die Auslaßquerschnitte dieser Ausnehmungen jedoch folglich parallel zur Achse der Uhterbreoherkammer (A-A) und damit parallel zur Strömung des Lösohgases liegen, und im unteren, noch innerhalb und stromabwärts von der zylindrischen Zone kleiner Oberfläche befindlichen Teil der Unterbreoherkammer einige Hingnuten (13) angeordnet sind, die einen im we»entliehen dreieokftirmigen Querschnitt aufweisen, dessen Basis der Auslaßt}ffhung der" Unterbrecherkammer zugewendet ist und damit das Entweichen von Zersetzungsgasen in der Strömungsriohtung der Lösohgase begünstigt, und der untere, die Hingnuten enthaltende Teil der Uhterbreoherkammer, weloher duroh die zylindrtoohe Zone geringer Oberfläche und duroh die Auelaßöffnung der Unter-

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   It

   tore ehe rkammer begrenzt ist, in axialer Richtung eine von der Nennspannung des Schalters abhängige lineare Ausdehnung aufweist.

   2· Unterbrecherkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dreieckförmige Querschnitt der Ringnuten so angeordnet ist, dad eine der Dreieckaeiten im wesentlichen senkrecht zur Achse der Uhterbrecherkammsr steht·

   3· Uhterbrecherkammer nach den. Ansprüchen 1 und Z₉ dadurch gekennzeichnet, daß die lineare Ausdehnung in axialer Richtung des unteren Teils der Kammer, in welchem sich die Ringnuten befinden, zwischen der zylindrischen Zone kleiner Oberfläche und der Auslaßöffnung der Unterbrecherkainm&r von der Betriebsnennspannung U_Q des Schalter» abhängig ist entsprechend, dear Formel

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