DE2304701A1

DE2304701A1 - Blasduesenanordnung fuer druckgasschalter

Info

Publication number: DE2304701A1
Application number: DE19732304701
Authority: DE
Inventors: Viktor Herbert Dr Stephanides; Richard Thaler
Original assignee: Sprecher und Schuh AG
Current assignee: Rockwell Automation Switzerland GmbH
Priority date: 1972-04-24
Filing date: 1973-01-31
Publication date: 1973-11-08
Also published as: ATA283973A; CH534420A; FR2181939A1; AT333373B; FR2181939B1

Description

TeI. 26uS989

.31. Januar 1973

SPRECHER & SCHUH AG, Aarau
Blasdüsenanordnung für Druckgasschalter

Die Erfindung betrifft eine Blasdüsenanordnung für Druckgasschalter mit mindestens einer rotationssymmetrisch geformten, für die Aufnahme eines Schaltlichtbogens vor dessen Löschung bestimmten Blasdüse, wobei der Lichtbogen mit Hilfe einer Löschgasströmung in das Innere der Blasdüse geblasen wird.

Es sind Einfach- und Doppel-Blasdüsenanordnungen für Druckgasschalter bekannt, bei denen der zu löschende Lichtbogen mit dem Löschgas in die Blasdüse hineingeblasen, dort in die Länge gezogen, gekühlt und schliesslich gelöscht wird. Der Lichtbogen wird entweder durch Trennen- der auch als Kantakt dienenden Blasdüsen, oder durch Zurückziehen eines die voneinander mit einer Isolierdistanz angeordneten Blasdüsen überbrückenden Schaltstiftes oder Schaltrohres gezündet. Die Löscheigenschaften solcher Druckgasschalter sind am besten, wenn der Lichtbogen in der Achse d.er Blasdüsen brennt. Durch die Magnetfelder äusserer Zuleitungen und von Strömen der anderen Phasen bei Mehrphasenschaltern\ sowie durch Unregelmässigkeiten in den Gasströmungen wird der Lichtbogen vielfach von der Mittelachse der Blasdüsen weggedrängt. Das Löschvermögen des Druckgasschalters wird dadurch beeinträchtigt.

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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Blasdüsenanordnung für Druckgasschalter zu schaffen, bei der das Löschvermögen des Druckgasschalters durch erzwungene Zentrierung des Lichtbogens in der Blasdüse verbessert wird.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Blasdüse aus einem inneren und aus einem äusseren rotationssymmetrisch ausgebildeten Metallmantel besteht, die einander koaxial umhüllen und nur an einem ihrpr Enden miteinander elektrisch leitend verbunden sind, wobei der Strom der Blasdüse an dem der Verbindungsstelle der beiden Metallmantel abgekehrten Ende des äusseren Metallmantels zugeführt, dann über die Verbindungsstelle und den inneren Metallmantel dem im Inneren der Blasdüse brennenden Lichtbogen weitergeleitet und aus der Blasdüse an der von der Verbindungsstelle umschlossenen Stelle der Rotationsachse herausgeführt ist.

Ströme ausserhalb des äusseren Metallmantels haben praktisch keinen Einfluss auf den im Inneren des inneren Metallmantels brennenden Lichtbogen, falls der äussere Metallmantel mindestens so dick ist als die Eindringtiefe netzfrequenter elektromagnetischer Wellen im Material des äusseren Metallmantels.

Es ist bekannt, dass in Rohren geführte Leiter mit entgegengesetzter Stromrichtung in Leiter und Rohr durch Stromkräfte zentriert werden. Die gleichen Stromkräfte helfen den Lichtbogen in der Blasdüse bei Unregelmässigkeiten in der Gasströmung zu zentrieren.

Im folgenden werden anhand der beiliegenden Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es^-zeigen:

Fig. 1 eine Doppeldüsenanordnung, und

Fig. 2, 3 und 4 drei Ausführungsvarianten von Blasdüsenanordnungen mit Einfachdüsen im Schnitt. .

Die Doppeldüsenanordnung in Fig;» 1 besteht aus zwei gleich ausge-

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bildeten Blasdüsen 1. Die beiden Blasdüsen 1 führen bei geschlossenem Druckgasschalter den Betriebsstrom und sind mit dem erforderlichen Kontaktdruck aneinandergedrückt. Bei Unterbrechen eines Stromes werden die beiden Blasdüsen 1 auseinandergezogen. In dem zwischen den beiden Blasdüsen 1 entstehenden Spalt strömt das Löschgas, wie in Fig. 1 mit den Pfeilen 2 angedeutet ist, in das Innere der Blasdüse 1 und bläst den Schaltlichtbogen 3 auch in das Innere der Blasdüse 1. Die Blasdüse 1 selbst besteht aus zwei einander koaxial umhüllenden Zylinder 4 und 5. Die beiden Zylinder 4 und 5 sind nur an der Verbindungsstelle 6 miteinander elektrisch leitend verbunden. Die Stromzuführung erfolgt an den Anschlüssen 7. Der Strom fliesst vom Anschluss 7 über den äusseren Metallmantel 5, über die Verbindungsstelle 6 und über den inneren Metallmantel 4 zum Lichtbogen 3 und verlässt die Blasdüse 1 an der von der Verbindungsstelle 6 umschlossenen Stelle der Rotationsachse

Der Lichtbogen 3 wird durch das Magnetfeld des im inneren Metallmantel 4 fliessenden Stromes in der Blasdüse 1 zentriert. Diese Zentrierungskraft wirkt den durch eventuelle Unregelmässigkeiten in der Löschgasströmung verursachten Kräften entgegen und bewirkt, dass der Lichtbogen 3 bis zu seiner Löschung in der Rotationsachse ß der Blasdüse 1 brennt. Ausserdem kompensiert sie den Einfluss von Musseren, den Lichtbogen 3 von der Rotationsachse 8 der Blasdüsen wegdrängenden, netzfrequenten, magnetischen Wechselfeldern. Um den Einfluss derartiger Magnetfelder zusätzlich abzuschwächen, wird die Dicke des äusseren Metallmantels 5 grosser als die Eindringtiefe von netzfrequenten elektro-magnetischen Wellen im Material des äusseren Metallmantels 5· gewählt. Die Eindringtiefe lässt sich mit der bekannten Formel δ = /2/μμ κω berechnen, wobei δ die Eindringtiefe in cm, μ die relative Permeabilität,.^ die Permeabilität des Vakuums in Vs/A cm, κ den spezifischen Leitwert in l/Ohm.cm und ω die Kreisfrequenz in Hz bedeuten.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Blasdüse 9 besteht aus den teilweise konischen inneren und äusse-

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ren Metallmänteln 10 und 11. Die Oberfläche der Metallmantel 10 und 11 sind in der Nähe der Verbindungsstelle 12 und an der Verbindungsstelle 12 mit einem elektrischen Isoliermaterial 13 überzogen. Die Festkontakte 14 des Druckgasschalters sind im inneren Metallmantel 10 befestigt. Der Schaltstift 15 wird aus dem inneren Metallmantel 10 bei Unterbrechung eines Stromes herausgezogen. Das -Löschgas strömt-neben ..dem. Schaltstift 15 in die Blasdüse 9
hinein.

In dem in Fig.3 dargestellten Ausführungsbeispiel strömt das Löschgas von dem der Verbindungsstelle 16 abgekehrten Ende des inneren
Metallmantels 17 her in die Blasdüse 18 hinein. Der Lichtbogen 3 wird durch den Schaltstift 19 in eine mit dem Isoliermantel 20 begrenzte Lavaldüse hineingezogen und gelöscht.

Der äussere Metallmantel 21 ist dünner als der innere Metallmantel 17. Durch diese Anordnung erhält man eine besonders gleichmassige Stromverteilung über den Umfang des inneren Metallmantels 37. Der höhere ohm'sche Widerstand des äusseren Metallmantels 21 erzwingt auch an der Verbindungsstelle 16 eine gleichmässigere
Stromverteilung.

Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel enthält die festen inneren und äusseren Metallmantel 22 und 23, die an der Verbindungsstelle mit einem Verbindungsstück 24 miteinander verbunden sind. Zwischen den beiden Metallmäntel 22 und 23 ist eine elektrische Isolation 25 zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit der
Blasdüse angebracht. In der Rotationsachse der Verbindungsstelle ist eine stiftförmige feste Lichtbogenelektrode 26 eingebaut. Um den Lichtbogen 3 zu löschen wird das ^Schaltrohr 27 im inneren Metallmantel 22 zurückgezogen und das Löschgas neben der Lichtbogenelektrode 26 in die Blasdüse geblasen. In dieser Anordnung kann die Blasdüse auch als Lavaldüse ausgebildet sein.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die Kombinationen der
AuBführungsbeispiele.

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Claims

Patentansprüche :

Blasdüsenanordnung für Druckgasschalter mit mindestens einer rotationssymmetrisch geformten, für die Aufnahme eines Schaltlichtbogens vor dessen Löschung bestimmten Blasdüse, wobei der Lichtbogen mit Hilfe einer Löschgasströmung in das Innere der Blasdüse geblasen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasdüse aus einem inneren und aus einem äußeren rotationssymmetrisch ausgebildeten Metallmantel (4, 5, 10, 11, 17, 21, 22, 23) besteht, die einander koaxial umhüllen und nur an einem ihrer Enden miteinander elektrisch leitend verbunden sind, wobei der Strom der Blasdüse an dem der Verbindungsstelle (6, 12, 16, 24) der beiden Metallmantel abgekehrten Ende des äußeren Metallmantels (5, 11, 21, 23) zugeführt, dann über die Verbindungsstelle (6, 12, 16,. 24) und den inneren Metallmantel (4, 10, 17, 22) dem im Inneren der Blasdüse brennenden Lichtbogen (3) weitergeleitet und aus der Blasdüse an der von der Verbindungsstelle (6, 12, 16, 24) umschlossenen Stelle der Rotationsachse (-8) herausgeführt ist.
2. Blasdüsenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Metallmantel (5, 11, 21,- 23) mindestens so dick ist als die Eindringtiefe netzfrequenter elektromagnetischer Wellen im Material des äußeren Metallmantels.
3. Blasdüsenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

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gekennzeichnet, daß der äußere Metallmantel (21, 23) dünner ist als der innere Metallmantel (17, 22).
4. Blasdüsenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die innere Oberfläche des

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inneren Metallmantels (4, 22) blank ist und daß das Löschgas von der Verbindungsstelle (6, 24) der beiden Metallmantel her in die Blasdüse hineinströmt.
5. Blasdüsenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des inneren und/oder des äußeren Metallmantels (10, 11, 17) mindestens teilweise mit einem elektrischen Isoliermaterial (13, 20) überzogen ist.
6. Blasdüsenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Löschgas von dem der Verbindungsstelle (16) abgekehrten Ende des inneren Metallmantels (17) her in die Blasdüse (18) hineinströmt.
7. Blasdüsenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Blasdüsen (1) mit ihren Verbindungsstellen (6) einander zugekehrt sind und eine Doppeldüsenanordnung bilden.
8. Blasdüsenanordnung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rotationsachse (8) der Verbindungsstelle eine stiftförraige Lichtbogenelektrode (26) angeordnet ist.
9. Blasdüsenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen dem äußeren und dem inneren Metallmantel (22, 23) mindestens teilweise mit einem elektrisch isolierenden Material (25) ausgefüllt ist.

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