DE1729893C3 - Rohrförmige Löschkammer für elektrische Druckgasschalter - Google Patents

Description

L^-^-1,5- ψ!

U_n

bestimmt wird.

Die Erfindung betrifft eine rohrförmige Löschkammer der im Oberbegriff des vorstehenden Hauptanspruches genannten Art.

Aus der US-PS 32 91 948 ist eine rohrförmige Löschkammer dieser Art bekannt, bei der der Bereich, der sich unmittelbar an den mit dem geringsten Innendurchmesser anschließt, bereits einen sich düsenförmig erweiternden Querschnitt aufweist, der stetig in den Bereich mit sich düsenförmig erweiterndem Querschnitt übergeht, in dem die zum Inneren der Löschkammer hin geöffneten Ringnuten ausgebildet sind- Durch die düsenförmige Erweiterung des sich an den Bereich geringsten Durchmessers anschließenden Mündungsbereich der Auslaßöffnungen wird in diesem Bereich ein Unterdruck aufgebaut, der den Druckabbau vom Blasstrom her durch die seitlichen Auslaßöffnungen hindurch spürbar behindert; es besteht die Gefahr, daß durch die Auslaßöffnungen sogar Gas in den Blasstrom eingesaugt wird. Bei der bekannten Löschkammer weisen die zum Inneren der Löschkammer geöffneten Ringnuten in Richtung der Längsachse der Löschkammer gesehen einen rechteckigen Querschnitt bestimmt. Diese Formel ist das experimentelle Ergebnis langwieriger Versuche.

Der Stand der Technik gemäß der US-PS 32 91 948 und eine Ausführungsforrn der erfindungsgemäßen rohrförmigen Löschkammer sollen nun anhand der Figuren genauer beschrieben werden. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch die bekannte Löschkammer im Bereich geringsten Innendurchmessers und im Bereich mit seitlichen Auslaßöffnungen,

F i g. 2 einen der F i g. 1 vergleichbaren Schnitt durch die erfindungsgemäße Löschkammer,

F i g. 3 einen Teilschnitt durch den sich düsenförmig erweiternden Bereich mit zum Inneren der Löschkammer geöffneten Ringnuten bei der bekannten Löschkammer,

Fig.4 einen der Fig.3 vergleichbaren Teilschnitt durch die erfindungsgemäß ausgebildete Löschkammer, F i g. 5 einen Gesamtschnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Löschkammer.

Bei der in der F i g. 1 gezeigten Löschkammer schließt sich an einen Bereich 1 mit sich gleichmäßig verengendem Querschnitt in Strömungsrichtung des Löschgases 3 gesehen eine Kante la geringsten Innendurchmessers an. Von dieser Kante ta ab erweitert sich der Querschnitt der Löschkammer stetig, wobei die sich ergebende Kegelstumpffläche einen Winkel oc#O mit der Strömungsrichtung 3 und damit mit der Längsachse A-A der Löschkammer einschließt In dem sich unmittelbar an den Bereich mit dem geringsten

innendurchmesser anschließenden Teilbereich der düsenförmigen Erweiterung sind seitliche Auslaßöffnungen 2 vorgesehen, deren Achsen senkrecht auf der Längsachse A-A der Löschkammer stehen und die dazu dienen sollen, zu einer Druckverminderung in dem bezüglich des Bereichs 1 stromabwärts gelegenen Bereichs der Löschkammer beizutragen. Die kegelstumpfförmige Ausbitdung der Innenfläche der Löschkammer im Mündungsbereich der Auslaßöffnungen 2 führt zum Aufbau eines Unterdruckes im. Bereich der Auslaßöffnungen, der ein Ansaugen von Gas in Richtung des in der F i g. 4 dargestellten Pfeiles in den Löschgasstrom hinein bewirkt, wodurch die durch die Ausbildung der Auslaßöffnungen 2 angestrebte Druckverminderung spürbar herabgesetzt wird.

Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Löschkammer (F i g. 2) schließt sich an den Bereich 1 keine Kante la geringsten Querschnitts an, sondern ein im Querschnitt zylindrischer Bereich 5 mit vorgegebener Axiallänge an. In diesem Bereich sind in die Wandung der Löschkammer Auslaßöffnungen 6 mit zur Längsachse A-A senkrechten Achsen eingeschnitten. Da sich die zylindrische Mantelfläche 5 im Mündungsbereich der Auslaßöffnungen 6 parallel zur Strömungsrichtung 3 des Löschgases erstreckt, die parallel zur Achse A-A verläuft, wird im Bereich 5 an den Einmündungen der Auslaßöffnungen 6 in die Löschkammer hinein kein Unterdruck aufgebaut, so daß ein Teil des im Löschstrom geführten Löschgases in Richtung des Pfeils 8 aus dem Löschstrom in die Auslaßöffnungen 6 ungehindert eintreten kann und somit die durch die Auslaßöffnungen 6 im bezüglich des Bereichs 1 stromabwärts gelegenen Bereichs der Löschkammer möglich wird.

Gemäß Fig.3 sind im Bereich mit sich düsenförmig erweiterndem Querschnitt bei der bekannten Löschkammer Ringnuten 9 mit rechteckigem Querschnitt vorgesehen, die bei geöffnetem Druckgasschalter eine erhöhte Impulsdurchbruchsspannung gewährleisten sollen, wie dies in den Zeilen 49—51 der Spalte 2 der US-PS 32 91 948 beschrieben ist. Durch die thermische Belastung der Innenwandung durch den Lichtbogen werden durch Zersetzung der die Löschkammer bildenden Werkstoffe selbst Gase freigesetzt, die in Richtung der kleinen Pfeile 11 sich von der Innenwandung der Löschkammer entfernen. Durch den rechteckigen Querschnitt und die Anordnung dieses Querschnitts bezüglich der Strömung 3 und damit bezüglich der Achse A-A der Löschkammer treten aus den Nuten 9 Gasströmungen aus, deren durch die Pfeile 12 dargestellte Strömungsrichtung senkrecht zur Längsachse der Löschkammer steht.

Bei der erfindungsgemäßen Löschkammer (F i g. 4) sind Ringnuten !.3 mit Dreiecksprofil vorgesehen, wobei die Winkelhalbierende des Winkels im Nutengrund jeweils in Strömungsrichtung schräg zur Längsachse A-A der Löschkammer steht. Bei der in der Fig.4 gezeigten Ausführungsform steht die in Strörnungsrichtung gesehene erste Seite 13a der Ringnut senkrecht auf der Längsachse A-A der Löschkammer. Wegen der Querschnittsform und der Anordnung der Nuten 13 bezüglich der Strömungsrichtung 3 wird die Wirbelbildung an den Nuten auf ein Minimum herabgesetzt. Die durch thermische Zersetzung in den Nuten freigesetzten Gase, die auch in der F i g. 4 durch die kleinen Pfeile Ii dargestellt sind, treten aus den Ringnuten 13 als Gasströme mit den durch die Pfeile 15 dargestellten Strömungsrichtungen aus. Die Strömungsrichtung der aus den Nuten austretenden Gase weist eine Komponente in Strömungsrichtung 3 auf, so daß die durch die thermische Zersetzung der Innenwandung durch den Lichtbogen gebildeten Gase die Wirkung des in Strömungsrichtung 3 strömenden Löschgases nicht behindert, sondern vielmehr unterstützen. Die in Strömungsrichtung gesehene erste Seite: 13a der Ringnut 13 steht vorzugsweise senkrecht auf der Längsachse der Löschkammer, jedoch können auch Abweichungen von der senkrechten Ausrichtung zugelassen werden.

In der F i g. 5 sind die Einzelheiten der F i g. 2 und 4 zusammengefaßt dargestellt, wobei der in Längsachse der Löschkammer liegende feste Kontakt des elektrischen Druckgasschalters ebenfalls dargestellt ist. Aus der Gesamtdarstellung wird ersichtlich, daß bei Entfernung des beweglichen Kontaktes von dem festen Kontakt der sich bildende Lichtbogen von dem Löschgasstrom vollständig eingehüllt werden kann, wobei der in der Nähe des festen Kontakts liegende zylindrische Bereich 5 die entionisierende Wirkung des Löschgases auf den Lichtbogen verlängert.

Der die Ringnuten enthaltende und sich düsenförmig erweiternde Bereich erstreckt sich von dem Bereich 5 mit zylindrischem Querschnitt bis zum freien Ende der Löschkammer über eine Länge L Die höchste Leistung und die größte Wirksamkeit der Löschkammer wird dann erzielt, wenn die Länge L der experimentell bestimmten Formel

folgt, wobei LZ_n die Schalternennspannung in kV und L die Länge in mm ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

17 29 Patentansprüche:

1. Rohrförmige Löschkammer für elektrische Druckgasschalter mit axialer Beblasung des in der Längsachse der Löschkammer gezogenen Lichtbogens, mit einem Querschnitt, der sich in zur Längsachse parallelen Strömungsrichtung des Löschgases zuerst bis zu einem Bereich geringsten Innendurchmessers verringert, anschließend an diesen Bereich düsenförmig wieder erweitert, mit seitlichen Auslaßöffnungen im Bereich, der sich unmittelbar an den mit dem geringsten Innendurchmesser anschließt, deren Achsen senkrecht auf der Längsachse der Löschkammer stehen, und mit zum Inneren der Löschkammer geöffneten Ringnuten im Bereich mit sich düsenförmig erweiterndem, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich (5) geringsten Querschnitts zylindrisch ausgebildet ist und sich über den Mündungsbereich der Auslaßöffnungen (6) erstreckt, daß die Ringnuten (13) ein Dreiecksprofil haben, wobei die Winkelhalbierende des Winkels im Nutengrund jeweils in Strömungsrichtung (3) schräg zur Längsachse (A-A) der Löschkammer steht, und daß die axiale Länge (L) des Bereichs, dessen Querschnitt sich düsenförmig erweitert, in lineare Abhängigkeit von der Nennspannung des Druckgasschalters festgelegt ist.

2. Rohrförmige Löschkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in Strömungsrichtung gesehen erste Seite (13a,) der Ringnut (13) senkrecht auf der Längsachse der Löschkammer steht.

3. Rohrartige Löschkammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (L) des Bereichs mit sich düsenförmig erweiterndem Querschnitt nach der Formel

auf. Diese Querschnittkonfiguration verursacht zum einen eine Wirbelbildung in den außenliegenden Strömungspfaden des Löschgases. Der rechteckige Querschnitt der Nuten führt aber auch dazu, daß die durch thermische Zersetzung der die Löschkammer begrenzenden Werkstoffe durch den Lichtbogen freigesetzten Gase mit einer Strömungsrichtung aus den Nuten austreten, die senkrecht auf der Strömungsrichtung des Löschgases, d. h. senkrecht zur Längsachse der Löschkammer, steht. Da die Strömungsrichtung der aus den Nuten austretenden Zersetzungsgase und die Strömungsrichtung des Löschgases senkrecht zueinander stehen, tragen diese Gase nicht zur Löschung des Lichtbogens bei, sondern behindern vielmehr durch auftretende Wirbelbildung die Wirkung des in axialer Richtung eingeblasenen Löschgases.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Löschkammer zu schaffen, bei der die Auslaßöffnungen in erhöhtem Maße wirksam werden und bei der die in den Ringnuten durch thermischen Abbau freigesetzten Gase die Löschwirkung des Löschgases unterstützen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichens des vorstehenden Hauptanspruches gelöst.

Vorzugsweise sind die Ringnuten mit Dreiecksprofil so angeordnet, daß die in Strömungsrichtung gesehen erste Seite der Ringnut senkrecht auf der Längsachse der Löschkammer steht. Eine solche Ringnut läßt sich besonders einfach herstellen und ermöglicht eine einfache Einstellung der Winkelhalbierenden bezüglich der Strömungsrichtung.

Weiterhin ist die Länge des Bereiches mit sich düsenförmig erweiterndem Querschnitt nach der Formel