DE628852C

DE628852C - Device for extinguishing the alternating current arc in current interruption devices

Info

Publication number: DE628852C
Application number: DES108345D
Authority: DE
Inventors: Dr Albert Lotz
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1933-02-17
Filing date: 1933-02-17
Publication date: 1936-04-17

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM
17. APRIL 1936ISSUED ON
April 17, 1936

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

M 628852 KLASSE 21 c GRUPPE 35 ίο M 628852 CLASS 21 c GROUP 35 ίο

Patentiert im Deutschen Reiche vom 17. Februar 1933 abPatented in the German Empire on February 17, 1933

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Löschen des Wechselstromlichtbogens in Stromunterbrechungseinrichtungen mit Hilfe einer strömenden Flüssigkeit, die einer den Lichtbogen und das Löschmittel gemeinsam führenden engen Hülle vermittels Druckgas zugeführt wird. Hierbei wird von einem neuartigen Löschprinzip ausgegangen, welches darin besteht, in den innerhalb der engen Hülle befindlichen Lichtbogenraum die Flüssigkeit so rasch eindringen zu lassen, daß die Flüssigkeit in die unmittelbare Nachbarschaft der Lichtbogensäule gelangt und dadurch den Wechselstromlichtbogen beim ersten Stromnulldurchgang löschen kann. Der Lichtbogen kann also nicht wie bei den bekannten Löscheihrichtungen dem Löschmittel ausweichen und sich dabei verlängern, wobei der Löschmittel strom eine Art Zerreiß-The invention relates to a device for extinguishing the alternating current arc in Current interruption devices with the help of a flowing liquid, which one the Arc and the extinguishing agent jointly leading narrow envelope by means of compressed gas is fed. This is based on a new type of deletion principle, which consists in the liquid in the arc space located within the narrow envelope to let it penetrate so quickly that the liquid in the immediate vicinity the arc column and can thereby extinguish the alternating current arc at the first current zero crossing. The arc cannot, as in the known extinguishing directions, the extinguishing agent evade and lengthen in the process, with the extinguishing agent flow acting as a kind of tear

ao wirkung ausübt, sondern er steht innerhalb der engen Hülle absolut fest. Da der Lichtbogen einen beträchtlichen Qegendruck äußert, wenn in dem von der Hülle engbegrenzten Löschraum die Flüssigkeit in seine unmittelbarste Nähe gebracht wird, so ist umgekehrt, um die Flüssigkeit besonders nah an die Lichtbogensäule zu bringen, ein Flüssigkeitsdruck von bestimmter Mindestgröße erforderlich.ao has an effect, but it is absolutely fixed within the narrow envelope. Because the arc expresses a considerable counter-pressure when in that narrowly delimited by the envelope Extinguishing room the liquid is brought into its immediate vicinity, so is conversely, in order to bring the liquid particularly close to the arc column, a liquid pressure of a certain minimum size required.

Es ist eine Löschvorrichtung bei Schaltern bekannt, bei welcher eine Flüssigkeit unter Druck zugeführt wird. Bei dieser bekannten Einrichtung wurde jedoch die gesamte in der Leitung und in einem geräumigen Vorratsbehälter " befindliche Flüssigkeit bei jedem Abschaltvorgang beschleunigt.There is an extinguishing device known for switches, in which a liquid is under Pressure is applied. In this known device, however, the entire in the Line and liquid in a spacious reservoir "in each case Shutdown process accelerated.

Die Erfindung besteht darin, daß die Flüssigkeit in einem Teil der Druckgaszuleitung, der um eine flüssigkeitsfreie Beschleunigungsstreeke von der Löscheinrichtung entfernt ist, in einer Menge bereit gehalten wird, die gerade nur für eine Abschaltung ausreicht und auf der flüssigkeitsfreien Strecke der Zuleitung durch das Druckgas beschleunigt wird.The invention consists in that the liquid in a part of the compressed gas supply line, which moves away from the extinguishing device by a liquid-free acceleration distance is kept ready in an amount that is just sufficient for a shutdown and accelerated on the liquid-free route of the supply line by the compressed gas will.

Hierdurch ist erreicht, daß die Flüssigkeit von vornherein mit der nötigen hohen Geschwindigkeit und leichten Beweglichkeit in den von der Hülle engbegrenzten Lichtbogenraum gebracht wird, wie es für die Wirksamkeit der benutzten Löscheinrichtung erforderlich ist. Die Geschwindigkeit der Löschflüssigkeit in der Hülle wird dabei infolge des Gegendruckes des Lichtbogens mindestens zeitweise in dynamischen Druck umgesetzt. Wegen ihrer kleinen Masse wirkt die Flüssigkeit elastisch auf den Lichtbogen in der Löschvorrichtung ein. Die aufzuwen-This ensures that the liquid flows at the necessary high speed from the outset and easy mobility is brought into the arc space narrowly defined by the envelope, as it is for the Effectiveness of the extinguishing device used is required. The speed of the Extinguishing liquid in the envelope is at least due to the counterpressure of the arc temporarily implemented in dynamic pressure. Because of its small mass, the liquid has an elastic effect on the arc in the extinguishing device. The to be expended

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

Dr. Albert Lots in Berlin-Siemensstadt,Dr. Albert Lots in Berlin-Siemensstadt,

denden Drücke für das die Flüssigkeit beschleunigende Druckgas können daher mäßig sein. Ferner besitzt die Flüssigkeit von Anbeginn ihrer Einwirkung auf den Lichtbogen an Geschwindigkeit, wodurch die lichtbogenlöschende Wirkung beschleunigt wird.The pressures for the compressed gas accelerating the liquid can therefore be moderate be. Furthermore, the liquid has from the beginning of its action on the arc speed, which accelerates the arc-extinguishing effect.

Der in der Löschvorrichtung· wirksam werdende Flüssigkeitsdruck kann um so größer und der aufzuwendende Druck bei gleiehem. wirksamtem Flüssigkeitsdruck in der Löschvorrichtung um so kleiner gemacht werden, je größer man die flüssigkeitsfreie Beschleunigungsstrecke der Zuleitung und je kleiner man die Menge bewegter Flüssigkeit macht. Die Mindestmenge zu beschleunigender Flüssigkeit ist dadurch vorgeschrieben, daß diese ausreichen muß, um den Löschraum der Löschvorrichtung während der Löschzeit in entsprechender Weise mit strömender Flüssigkeit zu versorgen. Man wird zweckmäßigerweise die Flüssigkeit so in Bewegung setzen, daß sie den Löschraum der Löschvorrichtung erreicht und durchströmt, knapp bevor der Lichtbogen durch diesen Löschraum hindurchgezogen wird.The liquid pressure that becomes effective in the extinguishing device can be all the greater and the pressure to be applied at gleiehem. the effective fluid pressure in the extinguishing device is made all the smaller become, the greater the liquid-free acceleration distance of the supply line and ever smaller you make the amount of fluid moving. The minimum amount to be expedited Liquid is stipulated that this must be sufficient to the extinguishing space the extinguishing device during the extinguishing time in a corresponding manner with flowing To supply fluid. The liquid is expediently in motion in this way set that it reaches the extinguishing chamber of the extinguishing device and flows through it just before the arc passes through it Extinguishing space is pulled through.

Die Anordnung kann zweckmäßig so getroffen werden, daß von der Zuleitung des Löschmittels zur Löscheinrichtung ein Teil, der um die Beschleunigungsstrecke von der Löschvorrichtung entfernt ist, zur Aufnahme einer beschränkten Flüssigkeitsmenge eingerichtet ist. Die Flüssigkeit kann auf den Auslösebefehl unter Druck gesetzt werden. In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt.The arrangement can expediently be made so that of the supply line of the Extinguishing agent to the extinguishing device a part that is around the acceleration distance from the Extinguishing device is removed, set up for receiving a limited amount of liquid is. The liquid can be pressurized upon the trip command. In the drawing the invention is for example shown.

10 ist die Löschvorrichtung, bestehend aus einem Isolierkörper mit der Bohrung i 1, dem Löschkanal, durch den der Lichtbogen hindurchgezogen und in den die Flüssigkeit hineingepreßt wird. Die Flüssigkeitszuleitung, durch die die Flüssigkeit dem Löschkanal zugeführt wird, ist mit 12 bezeichnet. Sie besitzt einen Krümmer 13, dessen Ende sich in dem gasdichten Flüssigkeitsbehälter 14 befindet. In dem Krümmer steht bis zur Marke 15 Flüssigkeit, während der rechte Teil der Flüssigkeitsleitung 12 flüssigkeitsfrei ist. Der Krümmer 13 besitzt eine enge Öffnung 16, durch die er mit dem Flüssigkeitsbehälter in "Verbindung steht. Das Ende 17 des Rohres ist offen. Das Gefäß 14 besitzt in seinem oberen Teil einen Anschlußstutzen 18, an den eine Druckgasquelle, beispielsweise ein Kompressor oder eine Druckgasflasche, angeschlossen wird. 19 ist ein in dem Anschlußstutzen angeordnetes Absperrventil, welches durch eine Magnetspule 20 gesteuert wird. Das feststehende Schaltstück des Schalters ist mit bezeichnet, der bewegliche Schaltstift mit 22, die Ausschaltfeder mit 23. 24 ist eine als Kniehebel ausgebildete Sperrklinke, welche hinter den Zahn 25 des Schaltstiftes 22 greift und dadurch den Schaltstift in der geschlossenen Schalterstellung sperrt. An · dem Kniehebel greift der Magnet 26 an. Die Spulen der Magnete 20 und 26 werden von einer Batterie 27 in Parallelschaltung gespeist und sind durch den Uberstromauslöser 28 gesteuert, der in der Hauptleitung liegt. Der Strom wird dem Schaltstift durch die Leitung 29 und dem Gleitkontakt 30 zugeführt und vom feststehenden Schaltstück durch die Leitung 31 abgenommen.10 is the extinguishing device, consisting of an insulating body with the bore i 1, the Extinguishing channel through which the arc is drawn and into which the liquid is pressed will. The liquid feed line through which the liquid is fed to the extinguishing channel is denoted by 12. It has a manifold 13, the end of which is in the gas-tight liquid container 14 is located. The manifold says up to the mark 15 liquid, while the right part of the Liquid line 12 is free of liquid. The manifold 13 has a narrow opening 16, through which it communicates with the liquid container. The end 17 of the tube is open. The vessel 14 has in its upper part a connecting piece 18 to the a pressurized gas source, for example a compressor or a pressurized gas cylinder, is connected will. 19 is a shut-off valve arranged in the connection piece, which through a solenoid 20 is controlled. The fixed contact of the switch is with denotes, the movable switching pin with 22, the opening spring with 23. 24 is a designed as a toggle pawl, which behind the tooth 25 of the switching pin 22 engages and thereby locks the switch pin in the closed switch position. At · The magnet 26 acts on the toggle lever. The coils of magnets 20 and 26 are of a battery 27 fed in parallel and are controlled by the overcurrent release 28, which is in the main line. The current is fed to the switch pin through line 29 and sliding contact 30 and removed from the stationary contact piece through the line 31.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Wenn der Überstrom einen gewissen Wert erreicht, spricht der Auslöser 28 an, wodurch die Spulen 20 und 26 erregt werden. Durch den Magnet 20 wird das Absperrventil 19 geöffnet und dadurch in den Raum im Behälter 14 oberhalb der Flüssigkeit Druckgas, z. B. Druckluft von einigen Atmosphären Druck, eingelassen. Der Druck wirkt durch die offene Mündung 17 des Rohr- ' krümmers 13 auf die in dem Krümmer stehende Flüssigkeit, deren Spiegel mit 15 bezeichnet ist. Diese Flüssigkeitsmenge wird infolgedessen auf der flüssigkeitsfreien Strecke 12 der Leitung beschleunigt und trifft mit einer bestimmten Geschwindigkeit im Löschkanal 11 der Löschvorrichtung ein. Einstweilen wurde durch den Magnet 26 der Kniehebel 24 nach unten durchgezogen; dieser hat die Nase 25 am Schaltstift 22 freigegeben, wodurch die Schaltfeder 23 den Schaltstift 22 in die Ausschaltlage 32 bewegt, welche gestrichelt eingezeichnet ist. Hierbei wird ein Lichtbogen durch den Löschkanal 11 der Löschvorrichtung hindurchgezogen. Die Auslöseverzögerung der beiden durch den Uberstromauslöser 28 gesteuerten Organe 19 und 24 ist nun so eingerichtet, daß die Flüssigkeit aus der Leitung 12 im Löschkanal 11 zeitlich vor dem Hindurchziehen des Lichtbogens eintrifft. Der Lichtbogen wird also in der strömenden Flüssigkeit gezogen, die den ganzen Löschkanal 11 in der Umgebung des Lichtbogens ausfüllt. Die Geschwindigkeitsenergie der Flüssigkeit setzt sich hierbei zum Teil in Verzögerungdruck um, weil der Lichtbogen, insbesondere im Strommaximum des Wechselstromes, wo er den Löschkanal 11 nahezu ausfüllt, einen großen Gegendruck äußert und nur wenig Flüssigkeit hindurchströmen läßt. Dieser statische. Druck setzt sich jedoch bei dem darauffolgenden Stromnulldurchgang des Wechselstromlichtbogens, wobei der Lichtbogenquerschnitt zusammenschrumpft, wieder in Bewegungsenergie um. Die Geschwindigkeit der ankommenden Flüssigkeit befähigt diese, verzögerungsfrei der Änderung des Lichtbogenquerschnitts zu folgen und den Löschraum auf diese Weise vonThe operation of the device is as follows: When the overcurrent reaches a certain value, the release 28 responds, whereby the coils 20 and 26 are excited. By the magnet 20, the shut-off valve 19 is opened and thereby in the space in the container 14 above the liquid pressurized gas, for. B. compressed air of a few atmospheres pressure admitted. The pressure acts through the open mouth 17 of the pipe 'manifold 13, the mirror is denoted by 15 on the standing liquid in the manifold. This amount of liquid is consequently accelerated on the liquid-free section 12 of the line and arrives at a certain speed in the extinguishing channel 11 of the extinguishing device. In the meantime, the toggle lever 24 was pulled down by the magnet 26; this has released the nose 25 on the switching pin 22, whereby the switching spring 23 moves the switching pin 22 into the switch-off position 32, which is shown in dashed lines. Here, an arc is drawn through the extinguishing channel 11 of the extinguishing device. The release delay of the two organs 19 and 24 controlled by the overcurrent release 28 is now set up so that the liquid from the line 12 arrives in the extinguishing channel 11 before the arc is drawn through. The arc is thus drawn in the flowing liquid which fills the entire extinguishing channel 11 in the vicinity of the arc. The velocity energy of the liquid is partly converted into delay pressure because the arc, especially in the current maximum of the alternating current, where it almost fills the extinguishing channel 11, expresses a high counterpressure and only allows little liquid to flow through it. This static. However, pressure is converted back into kinetic energy during the subsequent current zero passage of the alternating current arc, with the arc cross-section shrinking. The speed of the incoming liquid enables it to follow the change in the arc cross-section without delay and in this way to remove the quenching space

Anbeginn an auszufüllen, so daß die Lichtbogenlöschung mit verhältnismäßig, geringem Flüssigkeitsdruck und in der Regel schon im ersten Stromnulldurchgang, also mit kleinster Gasentwicklung, erreicht wird.Beginning to fill in, so that the arc extinguishing with relatively little Liquid pressure and usually already in the first current zero passage, i.e. with the smallest Gas evolution, is achieved.

Die Menge der im Krümmer 13 enthaltenen Flüssigkeit ist so berechnet, daß sie ausreicht, den Löschkanal 11 während der Dauer mehrerer Halbwellen gefüllt zu erhalten, so daß die Löschung des Lichtbogens, wenn sie nicht schon beim ersten Stromnulldurchgang erzielt werden kann, in einer der folgenden Halbwellen stattfindet. Wenn die Löschung des Lichtbogens und damit die Stromunterbrechung vollzogen ist, öffnet sich der Kontakt des Auslösers 28, wodurch das Absperrventil 19 geschlossen wird und der Kniehebel 24 wieder in seine Strecklage zurückgestellt wird. Da der Rohrkrümmer 13 nunmehr flüssigkeitsleer ist, strömt die Flüssigkeit aus dem Nachfüllbehälter 14 durch die enge Öffnung 16 in das Rohr wieder nach, bis dieses wieder gefüllt ist. Die Einrichtung ist sodann zur nächsten Abschaltung bereit. Der Schalter kann durch Herunterziehen des Schaltstiftes 22 bis zur verklinkten Stellung wieder geschlossen werden.The amount of liquid contained in the manifold 13 is calculated so that it is sufficient to keep the extinguishing channel 11 filled for the duration of several half-waves, so that the extinguishing of the arc, if not already at the first current zero crossing can be achieved takes place in one of the following half-waves. When the deletion of the arc and thus the power interruption is complete, the contact opens of the trigger 28, whereby the shut-off valve 19 is closed and the toggle lever 24 is returned to its extended position. Since the elbow 13 now is empty of liquid, the liquid flows from the refill container 14 through the narrow Opening 16 in the tube again until it is filled again. The establishment is then ready for the next shutdown. The switch can be operated by pulling down the Switching pin 22 to be closed again to the latched position.

Claims

Claim:

Device for extinguishing the alternating current arc in current interruption devices with the help of a flowing liquid, which is one of the leading the arc and the extinguishing agent together narrow envelope is supplied by means of compressed gas, characterized in that the liquid in a part of the compressed gas supply line, which is a liquid-free acceleration distance away from the extinguishing device, in a Amount is kept ready, which is just enough for a shutdown and Accelerated on the liquid-free route of the supply line by the compressed gas will.

1 sheet of drawings