DE690594C - mkreisen - Google Patents

mkreisen

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Publication number
DE690594C
DE690594C DE1934S0116371 DES0116371D DE690594C DE 690594 C DE690594 C DE 690594C DE 1934S0116371 DE1934S0116371 DE 1934S0116371 DE S0116371 D DES0116371 D DE S0116371D DE 690594 C DE690594 C DE 690594C
Authority
DE
Germany
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liquid
pressure
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Expired
Application number
DE1934S0116371
Other languages
English (en)
Inventor
Dr-Ing Floris Koppelmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
Original Assignee
Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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Publication date
Application filed by Siemens Schuckertwerke AG, Siemens AG filed Critical Siemens Schuckertwerke AG
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Application granted granted Critical
Publication of DE690594C publication Critical patent/DE690594C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/72Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid having stationary parts for directing the flow of arc-extinguishing fluid, e.g. arc-extinguishing chamber
    • H01H33/75Liquid-break switches, e.g. oil-break

Landscapes

  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Description

  • Vorrichtung zum Unterbrechen von elektrischen Stromkreisen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Unterbrechen von elektrischen Stromkreisen, deren Elektroden durch einen Leiter zweiter Klasse stromleitend verbunden sind.
  • Die Leiter zweiter Klasse, die sogenannten Zonenleiter, besitzen für den Zweck der Stromunterbrechung gegenüber den Leitern erster Klasse, das ist den Elektronenleitern, den Vorzug, daß eine Unterbrechungsstrecke, welche in dem Leiter geschaffen wird, nur von einer Spannung durchschlagen werden kann, die über 300 Volt beträgt. Eine Spannung unter 300 Volt kann jedenfalls einen Stromfiuß durch eine zwischen flüssigen Leitern zweiter Klasse geschaffene Unterbrechungsstrecke nicht hervorbringen.
  • Es sind Elektrolytschalterbekanntgeworden, welche den Stromkreis lichtbogenfrei in einem Leiter zweiter Klasse dadurch unterbrechen sollen, daß durch die Stromwärme des zu unterbrechenden Stromes selbst die Flüssigkeit verdampft wird. Der Anwendungsbereich dieser bekannten Schalter ist jedoch sehr beschränkt, dadurch, daß man ihre Bemessung mit Rücksicht auf die Verdampfungsleistung des zu unterbrechenden Stromes vornehmen muß. Bei kleinen zu unterbrechenden Stromstärken erfolgt die Verdampfung der Flüssigkeit nur sehr langsam, bei großen dagegen explosionsartig rasch. Infolgedessen ist die Unterbrechungszeit bei kleinen Strömen unbrauchbar lang, bei großen Strömen ist sie dagegen so kurz, daß unerwünschte Überspannungen in dem unterbrochenen Stromkreis entstehen. Außerdem wird der Schalter durch den explosionsartigen Druck des Dampfes sehr stark beansprucht. Der Betrieb fordert jedoch von einem Schalter gerade, daß er in der Lage ist, den Stromkreis in einem weiten Bereich der abzuschaltenden Stromstärken zu unterbrechen und daß dabei die Abschaltzeit einen bestimmten günstigen, nicht zu langen und nicht zu kurzen Wert hat, der etwa zwischen 1/10 und 1/10o Sekunde liegt. Außerdem sind die bekannten Schalter dadurch praktisch unbrauchbar, daß der Abschaltstrom in der Flüssigkeit, ehe er diese verdampft, immer einen relativ- hohen Spannungsabfall hervorruft, weil die Stromdichte relativ hoch bemessen sein muß, so daß ein den Flüssigkeitsschalter einschaltender Parallelschalter unentbehrlich ist und an diesem beim Öffnen regelmäßig ein Lichtbogen gezündet wird.
  • Nach der Erfindung wird eine Unterbrechung elektrischer Stromkreise durch eine Vorrichtung, deren Elektroden durch einen Leiter zweiter Klasse stromleitend verbunden sind, dadurch ermöglicht, daß die Bedingungen für die Verdampfung der stromleitenden Flüssigkeit, um den Zusammenhang der Flüssigkeit zwischen den Elektroden zu unterbrechen, an von den Elektroden entfernten, entsprechend ausgebildeten Stellen des flüssigen Stromleiters auch durch äußere Einw irkungtii aufgezwungene Änderungen des auf der Flüssigkeit lagernden Druckes eingeleitet wird. Die Anzahl der gegebenenfalls hintereinanderzuschaltenden Stellen ist nach der zu unterbrechenden Spannung des Stromkreises zu bemessen, derart, daß auf die einzelnen Unterbrechungsstellen nicht mehr als 3oo bis iooo Volt entfallen, während die Anzahl der gegebenenfalls parallel zu schaltenden Stellen nach der zu unterbrechenden Stromstärke bemessen werden muß.
  • Durch die Erfindung ist eine Unterbrechung des Stromes in dem Leiter zweiter Klasse über weite Bereiche der abzuschaltenden Ströme und dabei bei sämtlichen Stromwerten innerhalb der vorteilhaftesten Abschaltzeit möglich. Dadurch nämlich, daß die Schaffung von Gas- oder Dampftrennungsstellen willkürlich durch äußere Druckänderungen herbeigeführt wird, ist man in der Bemessung des stromleitenden Flüssigkeitskörpers des Schalters nicht mehr einseitig von der zu unterbrechenden Stromstärke und der ihr entsprechenden Stromwärme abhängig. Man kann vielmehr die Bildung dieser L-nterbrechungsstellen in beliebiger Weise beschleunigen, ihre Anzahl den Strom- und Spannungsverhältnissen anpassen und dadurch bei relativ kleinem Gesamtwiderstand des Flüssigkeitskörpers zwischen den Elektroden die Trennungsstellen im ganzen Bereich der abzuschaltenden Stromstärken mit Sicherheit hervorrufen. Die Eigenstromwärme des zu unterbrechenden Stromes wirkt hierbei ohnedies mit und unterstützt diesen Vorgang; sobald er einmal eingeleitet ist.
  • Man kann bestimmte Stellen zwischen den Elektroden derart ausgestalten oder ausrüsten, daß beim Einsetzen der willkürlichen Druckänderung die Flüssigkeit in ihnen verdampft, z. B. kann man einzelne Stellen des stromleitenden Flüssigkeitskörpers verengen oder auf andere Weise über die Temperatur der umgebenden Flüssigkeit erwärmen und zum Zweck der Unterbrechung den auf der Flüssigkeit lastenden Druck plötzlich vermindern. Unter dein den Siedepunkt herabsetzenden Einfluß dieser Druckverminderung verdampft die Flüssigkeit an den verengten Stellen, wo die Stromdichte höhere Werte annimmt. Über der Flüssigkeit wird beispielsweise ein Gasraum angeordnet, in dem der auf der Flüssigkeit lastende Druck geregelt -,werden kann. Die Regelung kann beispielsweise in der Weise durchgeführt werden, daß dieser Raum an einen Unterdruckbehälter angeschlossen wird, wobei die Verbindung beispielsweise über ein Ventil beliebig gesteuert werden kann. Das Gefäß kann bei geschlossenem Stromkreis unter normalem Druck stehen; es ist aber besonders zweckmäßig, es unter Überdruck zu setzen, weil dadurch der Siedepunkt und damit die Leitfähigkeit des Elektrolyten noch erhöht wird, so daß größere Stromstärken durch einen verhältnismäßig schwachen stromleitenden Querschnitt geleitet werden können. Zu diesem Zweck kann z. B. ein zweiter Rohranschluß zu einem Druckgasbehälter vorgesehen sein.
  • Zum Zweck. der Unterbrechung öffnet man das Ventil zu dem Behälter, in welchem ein verminderter Druck herrscht. Durch die plötzliche Druckentlastung verdampft die Flüssigkeit, und es bilden sich Dampfblasen, welche den Strom unterbrechen. Die Dainpfbildüng ist um so heftiger, je stärker der herrschende Dampfdruck den Unterdruck überwiegt. Um den Druck möglichst unmittelbar zu entlasten, ist es zweckmäßig, diesen Stellen möglichst wenig Flüssigkeit vorzulagern, d. h. sie möglichst knapp an den Flüssigkeitsspiegel zu verlegen. Ist die Anzahl der Dampfblasen genügend groß gewählt, so daß auf die einzelne Dampfblase nicht mehr als 3oo bis iooo Volt entfallen, dann ist der Stromkreis unterbrochen.
  • Man kann auch in jeder Trennwand inelirere Löcher anbringen, so daß eine Parallelschaltung von Strompfaden entstellt.
  • Ein Ausführungsbeispiel für diese Art eines Stromunterbrechers zeigt die Abbildung. In einem leitenden Gefäß 2o, welches gleichzeitig die eine Elektrode des Stromkreise:. bildet, sind zwei Isoliertöpfe 2i und 22 eingesetzt. Sie können z. B. aus einem keramischen Isoliermaterial bestehen. Sie sind mit einer großen Anzahl von Löchern versehen oder sind natürlich porös. 23 ist die Gegenelektrode. In dem Isolierdeckel 2-1 des Gefäßes, welcher gutdichtend aufgesetzt ist, befindet sich ein Loch 25, an welches eine Leitung angeschlossen wird, durch die der in dem Gefäß herrschende Druck vermindert werden kann. Normalerweise stellt das Gefäßinnere unter normalem atinosphärischein Druck oder auch unter einem gewissen L'berdruck. Durch die Stromwärme des durch.die Löcher der Töpfe 21, 22 fließenden Stromes ist die Flüssigkeit im Innern dieser Löcher gegenüber der umgebenden Flüssigkeit stärker erwärmt. Zum Zwecke der Unterbrechung wird null eine Druckentlastung voll solche-i-Größe herbeigeführt, daß die Flüssigkeit in den Löchern oder Poren der Gefäße 2i, 22 verdampft, und zwar in der gewünschten , günstigsten Abschaltzeit. Die Anzahl der eingesetzten Töpfe und damit die Zahl der in Reihe geschalteten Unterbrechungsstellen richtet sich nach der Spannung des zu unterbrechenden Stromkreises.
  • Man kann nach der weiteren Erfindung bestimmte Stellen des Flüssigkeitskörpers zwischen den Elektroden zum Einschieben von Druckgas zwischen die Flüssigkeit einrich= ten. Bei Stromkreisen, deren Spannung 300 Volt überschreitet, wird eine größere Anzahl derartiger Taschen hintereinandergeschaltet.
  • Es ist auch möglich, bestimmte Stellen des Gefäßes, welche die stromleitende Flüssigkeit enthalten, noch mit einer Zusatzheizung auszurüsten. Diese kann entweder zum Zwecke der Unterbrechung eingeschaltet werden und ist dann derart bemessen, daß sie die Verdampfung an den betreffenden Stellen in der günstigsten Abschaltzeit bewirkt. Man kann auch eine dauernde Zusatzheizung an den Verdampfungsstellen vorsehen, um bei kleiner Stromdichte, z. B. bei kleinem Abschaltstrom oder bei verhältnismäßig großer Querschnittsbemessung des leitenden Flüssigkeitspfades, noch eine entsprechend rasche Verdampfung durch Druckentlastung zu erzielen.
  • Es kann vorteilhaft sein, bei einer Unterbrechungsvorrichtung mit mehreren parallel oder hintereinandergeschalteten Unterbrechungsstellen dieUnterbrechungsstellen stufenweise hintereinander ansprechen zu lassen, z. B. um ein zu rasches Unterbrechen und damit Überspannungen zu vermeiden. Man kann eine solche stufenweise Unterbrechung dadurch erreichen, daß eine abgestufte Erwärmung der Flüssigkeit an den einzelnen Unterbrechungsstellen oder eine verschieden starke Druckentlastung an den einzelnen Stellen vorgesehen wird. Man kann auch eine Zusatzheizung von verschiedener Stärke an den einzelnen Stellen anwenden. Schließlich kann man durch die Höhe der über den einzelnen Stellen lastenden Flüssigkeitsmassen die Stärke der Druckentlastung verschieden abstufen. Je größer die vorgelagerte Flüssigkeitsmasse ist, desto mehr beeinträchtigt sie die Druckentlastung.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zum Unterbrechen eines elektrischen Stromkreises, dessen Strombahn über einen flüssigen Leiter zweiter Klasse geführt ist, durch wenigstens stellenweise Verdampfung der leitenden Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedingungen für die Verdampfung durch äußere Einwirkungen aufgezwungene Änderungen des auf der Schaltflüssigkeit lagernden Drucks geändert werden. a. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit vor der Unterbrechung unter einem Überdruck steht. 3. Vorrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Stellen des Strompfades einer Zusatzheizung ausgesetzt sind. 4. Vorrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Stellen des Strompfades in der leitenden Flüssigkeit, z. B. durch Verengung des stromleitenden Querschnitts, über die Temperatur der umgebenden Flüssigkeit erwärmt werden und zum Zwecke der Unterbrechung der auf der Flüssigkeit lastende Druck vermindert wird. 5. Vorrichtung nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckverminderung durch Verbindung mit einem Unterdruckraum erfolgt. 6. Vorrichtung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der hintereinandergeschalteten Trennstellen nach der zu unterbrechenden Spannung, die Anzahl der parallel geschalteten Stellen nach der Stromstärke des Stromkreises bemessen ist. 7. Vorrichtung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechungszeit der einzelnen Trennungsstellen dadurch abgestuft ist, daß die Flüssigkeit an verschiedenen Stellen verschieden stark erhitzt und die Druckentlastung verschieden groß gemacht wird.
DE1934S0116371 1934-12-08 1934-12-08 mkreisen Expired DE690594C (de)

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