DE2118167A1

DE2118167A1 - Verbesserte Blasoffnungseinheit fur einen selbstloschenden elektrischen Druckgasschalter

Info

Publication number: DE2118167A1
Application number: DE19712118167
Authority: DE
Inventors: Denito Jose Calvino Bergamo Teijeiro (Italien)
Original assignee: MSMSPA
Current assignee: MSMSPA
Priority date: 1970-04-16
Filing date: 1971-04-15
Publication date: 1971-10-28
Also published as: CA933555A; US3670124A; SE362531B; BE765778A; DE2118167C3; JPS5341345B1; ES390207A1; NO129595B; GB1352228A; CH535488A; DE2118167B2; BR7102242D0; FR2089724A5

Description

PATENTANWÄLTE OI Λ Q 1 C Π

DR.iNG. H. NEGENDANK ■ dipl.-ing. H. HATJCK · dipl-phys. W. SCHMITZ

HAMBURG-MÜNCHEN ZUSTELLUNGSANSCHRIFT: HAMBURG 36 ■ NEUER WALL 11

TBL. 36 74 28 UND 36 41 15

TEI.IGH, NEGEDAPATENT HAMBTJRG MÜNCHEN 15 · MOZARTSTR. 23

TEL.5 38Ο5 86

TELEGH. NEGEJJAPATENT MÜNCHEN

Hamburg, den 13. April 1971

M a g r i η i

Fabbriche Riunite Magrini

3 carp a e Magnano M.S.M. S.ρ.A.

Via F. Juvara 9

Mailand (Italien)

Verbesserte Blasöffnungseinheit für einen selbstlöschenden elektrischen Druckgasschalter.

Die Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Blasöffnungseinheit für einen selbstlöschenden elektrischen Druckgasschalter, V7elche im Vergleich zu bekannten Ausführungen eine bemerkenswerte Verbesseruns der Leistungsfähigkeit von mit diesen Unterbrechungskammern ausgestatteten Schaltern ermöglicht. Elektrische Druckgasschalter sind bereits bekannt und werden in elektrischen Anlagen in großem Maße verwendet. Insbesondere sind auch bekannt Unterbrechungskammern mit axialer Ausblasung, die bei diesen Schalterausführungen verwendet werden, und deren Formgebung bei den verschiedenen Ausführungs-

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formen weitgehend experimentell ermittelt worden ist.

Vor nicht allzu langer Zeit hat auch die Anmelderin einige Patentanmeldungen eingereicht (von denen auf eine Anmeldung das italienische Patent Nr. 791 651 erteilt worden ist, während die. anderen Anmeldungen, von denen eine das Aktenzeichen 24 973-A/69 trägt, noch im Verfahren befindlich sind), die auf Unterbrechungskammern mit axialer Ausblasung für selbstlöschende elektrische Druckgasschalter gerichtet sind, die Ψ eine in einer solchen ¥eise ausgebildete Öffnungsform mit (Dekompressions)bohrungen und ringförmigen Nuten aufweisen, daß diese sowohl das Entweichen der durch Zersetzung der die Unterbrechungskammer bildenden Werkstoffe entwickelten Zersetzungsgase als auch das Löschgases begünstigen, wodurch eine gemeinsame Strömung dieser beiden Gase erreicht wird. Die abstrom- oder endseitigen Abschnitte dieser Unterbrechungskammern stehen in Beziehung zur Betriebsnennspannung entsprechend der nachfolgend angegebenen experimentellen Beziehung:

»U ■
L> -£? . 1,5 . YT

(oder in vereinfachter Form: L^ Y 1,5 · U ), in welcher L die Länge des KammerendabSchnitts in mm und U die Betriebsnennspannung des Schalters in kV ist.

Es wurde jedoch festgestellt, daß die bisher bekannten Unterbrechungskammern mit axialer Ausblasung im Hinblick auf die Abgabe des Bogenlöschgases und den Schutz der äußeren Teile

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des Schalters gegen die Auswirkungen des Lichtbogens nicht den größtmöglichsten Wirkungsgrad erreichen.

Der Erfindung liegt daher, die Aufgabe zugrunde, eine Unterbrechungskammer für elektrische Druckgasschalter zu schaffen, die im Vergleich zum gegenwärtigen Stand der Technik und insbesondere zu ähnlichen Unterbrechungskammerausführungen, die für die Anmelderin durch Patente geschützt sind, einen verbesserten Aufbau aufweist, bei der die Dekompression in der den kleinsten Querschnitt aufweisenden Zone der Öffnungs-einheit in im wesentlich besseren Maße ermöglicht wird und daher das Entweichen des Löschgases besonders leicht erfolgen kann, bei der das bestmögliche Zusammenströmen der Zersetzungsgase und des Löschgases durch den End- oder Abstromabschnitt der eigentlichen Unterbrechungskammer erhalten wird und folglich das Ausströmen sämtlicher Gase durch die Auslaßöffnung der Kammer beschleunigt und die Auswirkung von Wirbelbildun- . gen im gesamten Ausstrom verringert wird, und schließlich die äußeren Teile der Kammer und insbesondere der Isolationszylinder aus bakelitisiertem Papier oder eine andere und ähnliche , außen um die Kammer herumgewickelte Isolationshülse wirksam gegen die Auswirkungen des elektrischen Unterbrechungslichtbogens geschützt werden.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird die in der nachfolgenden Beschreibung für den Fachmann im einzelnen ersichtliche Unterbrechungskammer mit axialer Ausblasung für selbstlöschen-

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de elektrische Druckgasschalter vorgeschlagen, die eine Blasöffnungseinheit aufweist, welche in ihrem Inneren in Auslaßrichtung aus einer ersten sich konisch verjüngenden und konvergierenden Zones einer im Vergleich zu den anderen inneren Zonen die kleinste Oberfläche aufweisenden zweiten zylindrischen Zone ohne seitlich angeordnete Auslaßmittel

(im Gegensatz zu bekannten Ausführungen) und einer dritten sich im wesentlichen konisch verjüngenden und divergierenden Zone besteht, deren Länge L durch die an sich bekannte expe-

rimentelle Beziehung L ^ ——■ * 1,5 * |/ 2 vorgegeben ist,

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und bei der die dritte sich konisch verjüngende und divergierende Zone eine Vielzahl ringförmiger Nuten aufweist, die jeweils in bezug auf eine durch die Kammerachse verlaufende Ebene einen im wesentlichen dreiecksförmigen Querschnitt mit einer zur Auslaßöffnung der Unterbrechungskammer hin offenen Basis aufweisen, wobei die Unterbrechungskammer dadurch gekennzeichnet ist, daß die Wand der Unterbrechüngskammer voll und in einem einzigen Stück ausgebildet ist und auf ihrer Innenseite wenigstens zwei parallel und symmetrisch zur Hauptachse der Kammer verlaufende Längsnuten aufweist, und die Längsausnehmung der Nuten über den größten Teil der Längsausdehnung der zweiten zylindrischen Zone und wenigstens einen Teil der Längsausnehmung der dritten sich konisch verjüngenden und divergierenden Zone reicht.

Die erfindungsgemäße Unterbrechungskammer wird im nachfolgenden unter Bezugnahme auf das in der Zeichnung dargestellte

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. Ausführungsbeispiel näher erläutert, in welcher

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt entlang der gestrichelten Linie A-A der Fig. 2, d.h. in zwei unterschiedlichen Axialebenen durch.die erfindungsgemäße Unterbrechungskammer und Fig. 2 dieselbe Unterbrechungskammer im Querschnitt entsprechend der Ebene B-B der Fig. 1 zeigt.

Unter Bezugnahme auf diese Figuren besteht die den Inhalt dieser Erfindung darstellende Verbesserung in der Blasöffnungseinheit der Unterbrechungskammer für selbstlöschende elektri- * sehe Druckgasschalter darin, daß eben dieselbe Kammer wie folgt ausgebildet wird: Im wesentlichen mündungsförmig nach dem" Prinzip des Venturirohrs, mit einer zweiten Zone 5 (oder einer Halszone mit der kleinsten Oberfläche), die (entsprechend der Lehre früherer Patente und von derselben Anmelderin eingereichter Patentanmeldungen) zylindrisch ausgebildet ist und nicht die üblichen Dekompressionsbohrungen aufweist, durch welche die zylindrische Zone kleinster Oberfläche 5 mit dem Außenraum der Unterbrechungskammer in Verbindung kommen kann; die Verbesserung besteht auch darin, daß mehrere Längsnuten 21, die sich parallel zur Unterbrechungskammerachse hin und axial wenigstens so weit erstrecken, daß sie wenigstens teilweise die zweite zylindrische Zone kleinster Oberfläche 5 und wenigstens teilweise die dritte sich konisch verjüngende und divergierende Zone

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9 bedecken, wobei die Nuten 21 in der Innenwand des Endes oder der abstromseitigen Zone oder des abstromseitigen Teils 9 der Unterbrechungskammer ausgebildet sind und der Teil 9 die dritte oder kegelstumpfförmige divergierende Zone der Unterbrechungskammer bildet und ringförmige, im Querschnitt dreiecksförmige Nuten 13 entsprechend der Lehre derselben Anmelderin in ihren eigenen Patenten und Patentanmeldungen aufweist.

Bei geschlossenem Schalter nimmt der feststehende Kontakt ziemlich viel Platz in der Unterbrechungskammer ein, indem er nämlich durch die ganze dritte Zone 9, die ganze zweite Zone 5 wie auch durch einen großen, wenn auch nicht den ganzen Teil der ersten sich konisch verjüngenden und konvergierenden Zone 1 hindurchragt. In diesem statischen Zustand hat das Löschgas keinen Grund zum Zirkulieren. Wenn jedoch der öffnungsvorgang eingeleitet wird und folglich die Selbstlöschung stattfe findet, behindert der feststehende Kontakt, der in fester Berührung mit der Innenwandfläche der zylindrischen Zone 5 steht, auch wenn er keine volle Abdichtung gewährleistet, im wesentlichen das Ausströmen des Löschgases, mit Ausnahme der vernaehlässigbaren Mengen, welche durch die üblichen mechanischen Spielräume entweichen können, die auf Bearbeitungstoleranzen zurückzuführen sind. Beim Fortschreiten des öffnungsVorgangs beginnt der feststehende Kontakt, die Einlasse der Nuten 21 freizugeben, und von diesem Augenblick an

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ist das Ausströmen des Löschgases bereits gewährleistet und wird dabei durch die Nuten 21 sehr gut geführt. Die Fläche des Auslaßquerschnitts, die ursprünglich auf die Summe aller Querschnitte der Nuten 21 begrenzt ist, nimmt allmählich zu, je weiter sich die Unterbrechungskammerteile von dem feststehenden Kontakt entfernen, da stets weitere Querschnitte der kegelstumpfförmigen Zone 9 in die Ausströmung einbezogen werden, wobei diese Querschnitte im wesentlichen kreisring- und kronenförmig ausgebildet sind, wie auf der Innenseite durch den vorgenannten feststehenden Kontakt und auf der Außenseite durch die Innenwandfläche der dritten kegelstumpfförmigen Zone 9 vorgegeben ist, welche die Längsnuten 21 aufweist, deren Querschnitte Zonen bilden, die von der oben genannten kreisförmigen Krone in die Ebene der letzteren vorstehen.

In dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier Nuten 21 vorgesehen, die zueinander um 90° versetzt sind, was die bevorzugte Lösung darstellt. Es muß jedoch bemerkt werden, daß die Anzahl dieser Nuten wenigstens zwei und auch mehr als vier betragen kann (offensichtlich ist eine Anzahl von Nuten kleiner als vier keine geeignete Lösung, da dadurch der zu Beginn des Öffnungsvorgangs zur Verfügung stehende Ausströmquerschnitt zu stark verringert ist).

Auf diese Weise werden mehrere bemerkenswerte Ergebnisse erhalten: In erster Linie eine gute Zuführung der Gasströmung

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durch die Nuten 21 hindurch zur Auslaßöffnung 2 der Unterbrechungskammer, wobei diese Zuführung zu einem größtmöglichsten Maße gestattet, die Auswirkungen von in der Endzone 9 der Unterbrechungskammer auftretenden Verwirbelungen zu vermeiden, indem nämlich das Löschgas in einer ersten Stufe . nur durch die Nuten 21 durchgeleitet wird und sich dann in den vorgenannten kreisförmigen Kronenabschnitten der dritten £ Zone 9 ausdehnt, eine zur Achse Y-Y der Kammer parallele Richtung beibehält und die Zersetzungsgase leichter in der gleichen Richtung mitreißt, da die Resultanten dieser Zersetzungsgase (infolge der besonderen Formgebung der abstromseitigen Zone 9 der Kammer, welche ringförmige Nuten von dreiecksförmigem Querschnitt 13 aufweist) bereits zur Auslaßöffnung 2 der Unterbrechungskammer gerichtet sind. Obwohl die besondere Formgebung der Endzone 9 der Unterbrechungskammer den Gegenstand früherer Patente der Anmelderin bildet, ist sicher, daß die Summe der durch die hier zur Rede stehende und die früheren Erfindungen erzeilten Wirkungen bei der gleichen Kammer eine "schnellere, vollständigere J~\

und wesentlich wirksamere Bogenlöschung gestattet im Vergleich

zu den erzielbaren Ergebnissen, wenn die angegebenen Lösungen CTet^renn"t voneinander einzeln verwirklicht werden. Ein weiterer Vorteil der durch die Erfindung vorgeschlagenen Lösung besteht in dem maximalen Schutz für den aus bakelitisiertem Papier oder einem anderen geeigneten Isolationsmaterial hergestellten Zylinder, dessen Querschnitt in den Figuren

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mit den Bezugszeichen 2ο bezeichnet ist. In der Tat gewährleistet das völlige Fehlen durch die Kammerwand durchgeführter radialer Bohrungen, daß die infolge ihrer Berührung mit dem Lichtbogen hocherhitzten Gase und vor allem das Löschgas an einer Berührung mit dem Zylinder 2ο gehindert werden, wodurch für diesen erstens eine lange Lebensdauer gewährleistet ist, da er keinen Verbrennungswirkungen ausgesetzt ist, und dieser zweiten⁵ näher an der Unterbrechungskammer angeordnet werden kann, so daß eine größere Kompaktheit und kleinere Abmessungen der ganzen Einheit möglich sind.

Die vorstehend beschriebene, anhand eines Beispiels veranschaulichte, dargestellte und im nachfolgenden beanspruchte Erfindung läßt sich offensichtlich innerhalb des Rahmens der Erfindungsidee und des Schutzumfanges weiter abändern oder in technisch äquivalenter Weise ausführen. Wie bereits oben ausgeführt, kann beispielsweise die Anzahl der Nuten 21 je nach Zweckmässigkeit und in Übereinstimmung mit den durch die Konstruktion der Unterbrechuhgskammer vorgegebenen Beschränkungen verändert werden. Die Querschnittsformgebung der Nuten läßt sich gleichfalls abändern (wenngleich die in Fig. 2 dargestellte Formgebung bevorzugt ist), wenn bestimmte Vorzüge oder Bedürfnisse bestehen. Weiterhin läßt sich bemerken, daß die erfindungsgemäße Verbesserung die beste Arbeitsweise des Schalters auch dann gewährleistet, wenn sie auf bekannte Unterbrechungskammern ähnlicher Ausführung angewendet wird.

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Claims

- Io Patent an s prü ehe

1. J Unterbrechungskammer mit axialer Ausblasung für einen selbstlöschenden elektrischen Druckgasschalter mit einer BlasÖffnungseinheit, die in ihrem Inneren in Auslaßrichtung aus einer ersten sich konisch verjüngenden und konvergierenden Zone, einer im Vergleich zu den anderen inneren Zonen die kleinste Oberfläche aufweisenden zweiten zylindrischen Zone ohne seitlich angeordnete Ausiaavorrichtungen ■--■" und einer dritten sich im wesentlichen konisch verjüngenden und divergierenden Zone besteht, deren Länge L durch die

• U_n .

an sich bekannte experimentelle Beziehung L ^ · 1,5 * V

v~r

vorgegeben ist, und die dritte sich konisch verjüngende und divergierende Zone eine Vielzahl ringförmiger Nuten aufweist, die jeweils in bezug auf eine durch die Kammerachse verlaufende Ebene einen im wesentlichen dreiecksförmigen Querschnitt mit einer zur Auslaßöffnung der Unterbrechungskammer hin offenen Basis aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand der Unterbrechungskammer voll und in einem einzigen Stück ausgebildet ist und auf ihrer Innenseite wenigstens zwei parallel und symmetrisch zur Hauptachse-(Y-Y) der ^ Kammer verlaufende Längsnuten (21) aufweist, und die Längsausdehnung der Nuten (21) über den größten Teil der Längsausdehnung der zweiten zylindrischen Zone (5) und wenigstens einen Teil der Längsausdehnung der dritten sich konisch verjüngenden und divergierenden Zone (9) reicht.

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-ii-

2. Unterbrechungskammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als zwei und insbesondere vier Längsnuten (21) vorhanden sind.

3. Unterbrechungskammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsnuten (21) ihren Ausgang in der zylindrischen Zone (5) unmittelbar auf der Abstromseite des die sich konisch verjüngende und konvergierende Zone (1) von der zylindrischen Zone (5) trennenden Kammerquerschnitts nimmt.

4-. Unterbrechungskammer nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschluß oder die Herstellung der Verbindung zwischen den Längsnuten (21) und der sich konisch verjüngenden Zone (1) der Kammer auf der Aufstromseite der Nuten (21) bestimmt ist durch die jeweilige Lage der Kammer und des dieser fest zugeordneten betreffenden beweglichen Schalterkontakts in bezug auf den feststehenden Schalterkontakt, die äußere zylindrische Oberfläche des feststehenden Kontakts, welche der'inneren Oberfläche der zylindrischen Zone (5) entspricht, und dazu dient, das Abschließen desjenigen Teils der Längsnuten (21) zu bewirken, welcher sich in der zylindrischen Zone (5) befindet, wenn der Schalter geschlossen ist und der bewegliche und der feststehende Kontakt in gegenseitiger Berührung stehen, wie auch wenn beide Kontakte zu Beginn des Öffnungsvorgangs bereits voneinander getrennt sind, jedoch der Anfangsabschnitt der Längsnuten (21)

das untere Ende des feststehenden Kontakts noch nicht erreicht _hat. 109844/1242

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