DE602040C

DE602040C - Circuit breaker with arc extinguishing by steam

Info

Publication number: DE602040C
Application number: DES82514D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Fritz Kesselring
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1927-11-02
Filing date: 1927-11-02
Publication date: 1934-08-30

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM
30. AUGUST 1934ISSUED ON
AUGUST 30, 1934

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

JVl 602040 KLASSE 21c GRUPPE 35 ίο JVl 602040 CLASS 21c GROUP 35 ίο

Patentiert im Deutschen Reiche vom 2. November 1927 abPatented in the German Empire on November 2, 1927

Es ist bekannt, den Unterbrechungslichtbogen von Flüssigkeitsschaltern durch den Dampf zu löschen, der vom Lichtbogen aus der Flüssigkeit gebildet wird und daher mit seiner Flüssigkeit in Verbindung steht. Dabei wird der Dampf unter hohen Druck gesetzt, wodurch der Lichtbogen erstickt werden soll. Um die erzeugte Dampfmenge unabhängig von der Wärmeentwicklung des Lichtbogens zu machen, hat man in jüngster Zeit auch vorgeschlagen, den Dampf zum Löschen des Lichtbogens der Unterbrechungsstelle von einer außerhalb der Unterbrechungsstelle liegenden Stelle aus unter Druck zuzuführen, wobei der löschende Dampf von seiner Flüssigkeit vollkommen getrennt ist.It is known that the interruption arc of liquid switches is caused by the vapor extinguish, which is formed by the arc from the liquid and therefore with its liquid communicates. The steam is put under high pressure, creating the arc to be suffocated. About the amount of steam generated regardless of the amount of heat generated To make the arc, it has recently been proposed to use the steam to extinguish the arc of the interruption point to be supplied under pressure from a point outside the point of interruption, the extinguishing steam from its fluid is completely separated.

Die Erfindung besteht darin, daß bei einem Schalter mit Dampflöschung, dessen Dampf mit seiner Flüssigkeit in Verbindung steht, der Dampf in einem zum Teil mit Flüssigkeit gefüllten Erzeugungsraum gebildet und in die darüberliegende, in einer Düse angeordnete Unterbrechungsstelle geschickt wird und den Lichtbogen so durchströmt, daß er längs des Lichtbogenpfades unter Druckgefälle wirkt.The invention consists in that when a switch with steam extinguishing, the steam with its liquid is in connection, the vapor in a partially filled with liquid Generating space is formed and sent to the overlying, arranged in a nozzle interruption point and the Arc flows through so that it acts along the arc path under pressure gradient.

Die Löschwirkung beruht hierbei nicht auf der erstickenden Wirkung des Dampfes oder der Blaswirkung schlechthin, wie bei bekannten Dampf- und Druckgasschaltern, sondern auf einem grundsätzlich anderen Prinzip: der Löschwirkung unter Druckgefälle strömenden Sattdampfes. Bei den bekannten Dampfschaltern steht der Lichtbogen während der Löschung unter der erstickenden Wirkung eines meist hoch überhitzten, unter hohem Druck stehenden Dampfes, der möglichst wasserfrei sein soll. Der Lichtbogen soll die Temperatur und damit den Druck des Dampfes zwecks Erzielung einer günstigen Löschwirkung in der Umgebung des Lichtbogens noch erhöhen. Durchströmt dagegen Sattdampf unter Druckgefälle den Lichtbogenpfad, dann tritt, wie die Versuche zeigen, eine erhöhte Löschwirkung ein. Diese ist etwa dadurch zu erklären, daß, wie Versuche von Millikan lehren, in rasch expandierendem Sattdampf die Ionen und Elektroden als Kondensationskerne wirken. Durch das den Kern umhüllende Kondensat wird die Masse der Ionen und Elektronen vergrößert, so daß die Entfernung aus dem Bereich der hohen elektrischen Feldstärke sicher vonstatten geht, da die Angriffsfläche der so entstehenden kleinen Kügelchen wesentlich größer ist als die der Ionen und Elektronen. Eine andere Erklärung ist die, daß bei der Druckverminderung durch Wiederverdampfung des Kondensats bzw. Flüssigkeitsgehalts bei Naßdampf eine ausgezeichnete innere Lichtbogenkühlung und damit Lichtbogenentionisierung herbeigeführt wird, was wieder die Löschung des Lichtbogens begünstigt. The extinguishing effect is not based on the suffocating effect of the steam or the blowing effect par excellence, as with known steam and gas pressure switches, but on a fundamentally different principle: the extinguishing effect of saturated steam flowing under a pressure gradient. In the case of the known steam switches, the arc is usually under the asphyxiating effect of one during the extinguishing process highly superheated, high-pressure steam that should be as free of water as possible. Of the The aim of the arc is to maintain the temperature and thus the pressure of the steam in order to achieve a the favorable extinguishing effect in the vicinity of the arc. Flows through against it Saturated steam under pressure gradient the arc path, then, as the tests show, an increased extinguishing effect occurs. This is about to be explained by the fact that, as experiments by Millikan teach, in rapidly expanding saturated steam the ions and electrodes act as condensation nuclei. Through the core enveloping condensate increases the mass of the ions and electrons, so that the Removal from the area of high electric field strength is safe because the attack surface of the resulting small globules is much larger than that of the Ions and electrons. Another explanation is that when the pressure is reduced by Re-evaporation of the condensate or liquid content with wet steam is excellent internal arc cooling and thus arc deionization is brought about, which again favors the extinguishing of the arc.

Die Löschung erfolgt um so sicherer, je größer das Druckgefälle und damit die Dampfge-The extinguishing is all the more secure, the greater the pressure gradient and thus the steam

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Or.-Ing. Fritz Kesselring in Berlin-Hermsdorf.Or.-Ing. Fritz Kesselring in Berlin-Hermsdorf.

schwindigkeit ist. Aus diesem Grunde ist es vorteilhaft, den Dampfstrahl in eine Kondensationskammer mit Unterdruck einmünden zu lassen, da in diesem Falle sehr große Druckgefälle und Dampfgeschwindigkeiten erreichbar sind und der Strömungswiderstand sowie die Wirbelung denkbar klein werden. Die Unterbrechungsstelle wird einfacherweise in einer Düse angeordnet, welche den- Dampferzeugungsbehälter mit dem Kondensationsraum verbindet. speed is. For this reason it is advantageous to place the steam jet in a condensation chamber to open with negative pressure, since in this case very large pressure gradient and steam velocities are achievable and the flow resistance as well as the Vortex can be as small as possible. The interruption point is simply in a nozzle arranged, which connects the steam generating tank with the condensation space.

Zweckmäßig wird man Dämpfe verwenden,Vapors will be used appropriately,

welche nicht brennbar sind, z. B. Wasser-, Kohlensäure-, Quecksilberdampf usw. Unterwhich are not flammable, e.g. B. water, carbonic acid, mercury vapor, etc. Under

is Umständen ist es vorteilhaft, den Dampf durch den Kurzschlußstrom selbst zu erzeugen, indem man z. B. den Kurzschlußstrom unmittelbar oder über einen Wandler einem Heizwiderstand zuführt, der die Flüssigkeit zum Verdampfen bringt.In some circumstances it is beneficial to let the steam through to generate the short-circuit current itself by z. B. the short-circuit current directly or via a converter to a heating resistor that supplies the liquid to vaporize brings.

Um ein öffnen der Schaltstücke erst nach Erreichen eines genügend großen Dampfdruckes zu erzielen, ist es zweckmäßig, entweder eine vom Dampfdruck abhängige Verriegelung vorzusehen oder die öffnung der Schaltstücke durch den Dampfdruck hervorzurufen.To open the contact pieces only after a sufficiently high vapor pressure has been reached To achieve this, it is advisable to either provide a lock that is dependent on the steam pressure or to cause the contact pieces to open by the steam pressure.

In der Figur ist ein derartiger Schalter dargestellt. Es bedeuten 11 und 12 die feststehenden Schaltstücke, 13 das bewegliche Schaltstück. 14 ist ein Gefäß mit der zn verdampfenden Flüssigkeit 15, 16 ein Heizwiderstand, der vom Schalterstrom durchflossen wird. 17 ist eine Funkenkammer, in die die Lichtbögen hineingeblasen werden. Durch einen Magneten 18 kann das bewegliche Schaltstück 13 bewegt werden.Such a switch is shown in the figure. 11 and 12 mean the fixed ones Contact pieces, 13 the movable contact piece. 14 is a vessel with the zn evaporating Liquid 15, 16 is a heating resistor through which the switch current flows. 17 is a spark chamber into which the arcs are blown. By a magnet 18, the movable contact piece 13 can be moved.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende:The mode of operation of the arrangement is as follows:

Beim Auftreten eines Überstromes wird die Flüssigkeit 15 erhitzt und verdampft. Ist ein genügender Druck erreicht, so wird der Magnet 18 erregt und das Schaltstück 13 bewegt sich nach oben. Der Dampf strömt nun aus dem Gefäß 14 in die Funkenkammer 17 ein und reißt die Lichtbogen von den Unterbrechungsstellen weg. Um die Ionen herum kondensiert sich der Dampf, und die so entstehenden kleinen Tröpfchen werden durch den nachströmemden Frischdampf mit großer Geschwindigkeit von der Unterbrechungsstelle weggeblasen. Wenn der Lichtbogen erKscht, d. h. der Strom unterbrochen ist, hört auch die Heizung der Flüssigkeit auf, der Flüssigkeitsverbrauch ist also außerordentlich gering.When an overcurrent occurs, the liquid 15 is heated and evaporated. Is a If sufficient pressure is reached, the magnet 18 is excited and the contact piece 13 moves up. The steam now flows out of the vessel 14 into the spark chamber 17 and tears the arcs away from the interruption points. Condenses around the ions the steam, and the small droplets that are created in this way, are emitted by the flow Live steam blown away from the point of interruption at high speed. if the arc dies, d. H. the current is interrupted, the heating of the liquid also stops on, the liquid consumption is extremely low.

Claims

Patent claims:

1. Circuit breaker with arc quenching by steam connected to its Fluid is in communication, characterized in that it consists of a part with Liquid-filled steam generating space

• consists of which a jet of saturated steam is sent into the overlying interruption point arranged in a nozzle which flows through the arc in such a way that it acts along the arc path under a pressure gradient.

2. Circuit breaker according to claim 1, characterized in that the outflow opening of the steam generating space is kept closed by the movable contact piece.

3. Circuit breaker according to claim 1, characterized in that the steam jet opens into a condensation chamber with reduced pressure.

4. Circuit breaker according to claim 1, characterized marked- that non-flammable vapors, e.g. B. water, carbonic acid or mercury vapor can be used.

5. Circuit breaker according to claim 1, characterized in that the steam through the short-circuit current itself is generated.

6. Circuit breaker according to claim 1, characterized in that the steam outflow is only released when the vapor pressure has a sufficient value.

For this purpose ι sheet of drawings

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