DE632117C

DE632117C - Wechselstromleistungsschalter

Info

Publication number: DE632117C
Application number: DES112085D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1933-12-14
Filing date: 1933-12-14
Publication date: 1936-07-03

Description

Die Erfindung betrifft Hochleistungswechselstromschalter mit einer Einrichtung für die Löschung des Unterbrechungslichtbogens, die in im wesentlichen flüssigkeitsfreie Räume mündet, in welche die Gase und Dämpfe aus der Löschvorrichtung während des Löschvorganges entweichen. Es sind verschiedene Arten derartiger Löschvorrichtungen bekannt, nämlich nach der Art des Löschmittels solche, die mit Druckgasen, insbesondere Druckluft, arbeiten, und solche, die mit Flüssigkeit betrieben werden, wobei der Lichtbogen aus der Flüssigkeit Dampf bildet, der aus der Löschvorrichtung heftig expandiert.

Hinsichtlich des konstruktiven Aufbaues unterscheidet man Löscheinrichtungen mit zeitweise geschlossener Schaltkammer, wie z. B. beim Expansionsschalter, sowie ständig offene kanal- und düsenförmige Hüllen, in denen· der

ao Lichtbogen gezogen und der Einwirkung des Löschmittels ausgesetzt wird. Hinsichtlich der Erzeugung des Löschdruckes, welcher für die Aufrechterhaltung eines Druckgefälles und damit eines Expansionsvorganges im Lichtbogenraum über den Stromnulldurchgang benötigt wird, unterscheidet man Einrichtungen, bei denen sich der Lichtbogen selbst den Druck erzeugt, und Einrichtungen mit Fremddruck. »

Allen diesen Löscheinrichtungen ist gemeinsam, daß eine hohe Löschwirkung nur erzielbar ist, wenn der Rückstau, welcher in dem Raum oder in den Räumen entsteht, in welche die Gase aus der Löschvorrichtung während des Löschvorganges entweichen, genügend klein gemacht wird. Infolge der großen Hitze des entweichenden Gases, welche mehrere tausend Grade beträgt, beträgt das Gasvolumen etwa das Zehn- bis Zwanzigfache von demjenigen, mit welchem man bei normalen Temperaturen rechnet. Bei dieser starken Volumvergrößerung läßt sich der rückstaufreie Austritt aus der Löschvorrichtung dadurch ausführen, daß dieser entweder unmittelbar ins Freie erfolgt oder in einen entsprechend groß bemessenen Vorraum. Der unmittelbare Austritt ins Freie hat den Nachteil, daß bei der Löschung ein starker Knall auftritt und die heißen ionisierten Gase in der Umgebung Schäden anrichten können, weshalb man in der Regel Auspuffbehälter verwendet.

Die Erfindung bezieht sich nun auf eine Einrichtung des Vorraumes der Löscheinrichtung, bei welchem die aus der Löschvorrichtung ausströmenden heißen Gase und Dämpfe auf Wände auftreffen oder an Wänden vorbeistreichen, und besteht darin, daß die Wände, bevor die Lichtbogengase in den Vorraum eintreten, mit einer verdampfbaren, nicht brennbaren Flüssigkeit benetzt werden. Diese Wände können in dem flüssigkeitsfreien Vor-

raum Angeordnet sein oder diesen begrenzen Hierdurch werden die austretenden Gase und -Dämpfe sehr -stark gekühlt und ihr Volumen weitgehend reduziert.
S Hierdurch ist erreicht, daß der Knall klein, wird, weil die Gase in dem Vorraum augen'r· blicklich auf ein kleines Volumen zusammen¹ schrumpfen. Ferner, daß man kleinere Auspuffräume oder Auspuffleitungen verwenden ίο kann, ohne daß dadurch ein zu großer Rückstau entsteht, welcher die Löschwirkung herabsetzen würde. Diese Vorteile werden durch die die Wände benetzende Flüssigkeitshaut hervorgebracht, auf welche die Gase auftreffen oder an der sie vorbeistreichen, wodurch sie ihre Wärme an die verdampfende Flüssigkeit sehr rasch abgeben. Mit der Flüssigkeit benetzte Wände werden deshalb verwendet, um bei großer wirksamer Oberfläche der Flüssigkeit die Flüssigkeitsmenge möglichst klein zu machen, damit nicht unnötigerweise viel Flüssigkeit aufgewirbelt und unter Umständen herausgeschleudert wird.

Als Flüssigkeit kann insbesondere Wasser verwendet werden. Bei Löschvorrichtungen, welche mit Löschflüssigkeit betrieben werden, ist es zweckmäßig, diese gleichzeitig zur Benetzung der Wände zu benutzen, z. B. dadurch, daß die Flüssigkeit der Löschvorrichtung schon vor der Abschaltung zugeführt und die Löschvorrichtung relativ zum Auspuffraum so angeordnet wird, daß die vorgelagerten Wände durch die aus der Lösch-' vorrichtung austretende Flüssigkeit benetzt werden. Man kann auch in dem Auspuffraum Zerstäuberdüsen anordnen, durch welche die der Mündung der Löschvorrichtung vorgelagerten Wände vor dem Löschvorgang mit Flüssigkeit bespritzt werden. Wegen der stark das. Volumen vermindernden Wirkung der flüssigkeitsbenetzten Wände kann man den Vorraum auch so weit geschlossen ausführen, daß die Gase erst in der Zeit von mehreren Sekunden ins Freie austreten können. Man kann sogar einen vollkommen geschlossenen Auspuffraum verwenden, ohne die Abmessungen des Schalters über das praktisch zulässige Maß zu vergrößern.

In der Zeichnung sind Aüsführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In Fig. 1 ist die Erfindung für einen mit Flüssigkeit betriebenen sog. Löschkanalschalter dargestellt. In einer Isolierplatte 1 befindet sich eine enge zylindrische Bohrung 2, der sog. Löschkanal, durch welchen der Schaltstift 3 hindurchgeht. 4 ist das feststehende Schaltstück des Schalters. In der Platte 1 befindet sich ferner eine Querbohrung 5, welche in den Löschkanal 2 mündet und an welche eine Zuführungsleitung 6 für das Löschmittel angeschlossen . ist." Das Löschmittel kann z.B. Wasser oder ein WasSer-Luft- Gemisch sein, welches durch äußeren Druck während des Bestehens des Lichtbogens dem Löschkanal 2 zugeführt wird. ■Die Löscheinrichtung 1 ist in eine Klammer 7 : eingebaut, welche mit Auspuffstutzen 8 ausge- !. rüstet sein kann. Die Kammer 7 dient gleichzeitig als Vorratsbehälter für die Schaltflüssigkeit, z. B. Wasser, deren Spiegel durch die Marke 9 bezeichnet ist, weil sie das aus der Löschvorrichtung ausgeschleuderte Wasser auffängt. 10 ist eine Abdeckplatte aus Isoliermaterial, welche über dem Spiegel 9 der Schaltflüssigkeit angeordnet ist und verhindert, daß das aus dem Löschkanal 2 ausströmende Gas die Flüssigkeit aufwirbelt und umherschleudert.

Dieser Schalter wirkt folgendermaßen: Bei einer Abschaltung wird, bevor die Kontakte getrennt werden, Wasser durch die Leitung 6 dem Löschkanal 2 unter Druck zugeführt. Dieses tritt oben und unten aus dem Löschkanal aus und trifft die Wände der Kammer 7 sowie die Platte 10, wie in der Zeichnung angedeutet ist. Diese werden daher von einer Wasserhaut benetzt, bevor der Löschvorgang einsetzt. Nach der Kontakttrennung wird der Lichtbogen durch den aufwärts gehenden Schaltstift 3 durch den Löschkanal 2 hindurchgezogen und ist dort dem heftig strömenden Löschmittel ausgesetzt. Die heißen Gase und Dämpfe strömen sehr heftig aus und treffen auf die mit Wasser benetzten Wände. Sie kommen dabei in innigen Kontakt mit der kühlenden Oberfläche, reißen auch Flüssigkeitsteilchen ab und durchwirbeln sich mit diesen. Dabei verdampft die Flüssigkeit und bindet große Wärmemengen. Das Volumen der ausgeströmten Gase und Dämpfe schrumpft durch diese Kühlwirkung sehr stark zusammen. Im Stromnulldurchgang wird der Lichtbogen in dem Löschkanal gelöscht. Die Länge des Lichtbogens und die Lichtbogenenergie ist bei dieser Einrichtung verhältnismäßig klein, so daß man an sich schon mit verhältnismäßig kleinen Auspuffräumen auskommt. Durch die Flüssigkeitsbenetzung kann deren Größe ohne Schaden für die Wirksamkeit der Löschvorrichtung noch weiter verkleinert werden. ■

In Fig. 2 ist 11 eine Druckgaskammer, in welche eine Druckgaszuführungsleitung 12 mündet. 13 ist das feststehende Schaltstück des Schalters, 14 der bewegliche Schaltstift. 15 ist die Stromzuführungsleitung, 16 die ng Stromableitung. Auf die Kammer 11 ist eine Kammer 17 aufgesetzt, in welche Wände 18 eingebaut sind. In den Wänden 18 befinden sich Löcher 19, um eine gute Verbindung zwischen den durch die Wände 18 abgeteilten Räumen zu schaffen. 20 sind. Zerstäuberdüsen, welche an eine Zuführungsleitung 21

angeschlossen sind, die in einem Flüssigkeitsbehälter 22 mündet. In diesem steht die Flüssigkeit, z. B. Wasser, bis zu einer Marke 23.

24 ist eine Druckluftzuleitung. Die Ventile für die Leitungen 12 und 24 und der Antrieb für den Schaltstift 14 sind in der Zeichnung nicht dargestellt.

Der Schalter wirkt folgendermaßen: Wenn eine Abschaltung erfolgen soll, wird zuerst Druckgas in die Leitung 24 eingeleitet, welches die Flüssigkeit 23 aus dem Behälter 22 in die Leitung 21 drückt. Durch diese Düsen 20 wird diese Flüssigkeit zerstäubt gegen die Wände 18 gespritzt, so daß diese mit einer Flüssigkeitshaut' bedeckt werden. Nun wird auch Druckgas in die Leitung 12 eingeleitet und der Antrieb für den Schaltstift 14 ausgelöst, wodurch der Kontakt getrennt wird. Das Druckgas, welches durch den zwischen 13 und 14 brennenden Lichtbogen auf eine hohe Temperatur erhitzt und mit den heißen Lichtbogengasen vermischt ist, strömt nunmehr aus der Kammer 11 durch die Öffnung

25 in den Auspuff raum 17. Es streicht an den flüssigkeitsbenetzten Platten 18 entlang, verdampft die Flüssigkeit und wird sehr rasch gekühlt, so daß sein Volumen stark zusammenschrumpft. An dem Auspuff behälter 17 kann auch ein nach dem Freien führender Auspuffstutzen 26 angebracht sein.

Claims

Patentansprüche:

ι. Wechselstromleistungsschalter mit Einrichtung zum Löschen des Unterbrechungslichtbogens, die in im wesentliehen flüssigkeitsfreie Vorräume mündet, in welchen die aus der Löschvorrichtung entweichenden Gase und Dämpfe auf Wände auftreffen oder an Wänden vorbeistreichen, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände, bevor die Lichtbogengase in den Vorraum eintreten, mit einer verdampfbaren, nicht brennbaren Flüssigkeit benetzt werden.
2. Schalter nach Anspruch 1 mit Löschvorrichtung für den Lichtbogen, die mit Flüssigkeit betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit schon vor der Abschaltung zugeführt wird und die Löschvorrichtung in bezug auf den Auspuffraum und die Wände so angeordnet ist, daß die aus der Löschvorrichtung austretende Flüssigkeit die Wände des Auspuffraumes benetzt.
3. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Auspuffraum Zerstäuberdüsen angeordnet sind, durch die die der Mündung der Löschvorrichtung vorgelagerten Wände vor dem Löschvorgang mit Flüssigkeit benetzt werden.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen