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Einrichtung zur Lichtbogenlöschung in Schaltern durch ein strömendes
gas-oder dampfförmiges Löschmittel Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Löschung
des Unterbrechungslichtbogens in Schaltern, Sicherungen o. dgl., die in Wechselstromkreise
eingeschaltet sind. Die Einrichtung besteht nach einem älteren Vorschlage in einer
Isolierhülle, die einen kanaloller düsenförmigen Löschrauen bildet, durch den der
Lichtbogen hindurchgezogen und innerhalb dessen er durch ein mit Fremddruck hineingedrücktes
Löschmittel gelöscht wird, welches schnell in einen freien Außenraum, in den der
Kanal mündet, expandiert. Der Lichtbogen wird dabei durch die ihn und den Löschmittelstrom
gemeinsam umfassende Isolierhülle an derselben Stelle festgehalten, an der er gezogen
wurde, so daß er dein entlangströmenden Löschmittel nicht ausweichen kann und ohne
Verlängerung im Stromnulldurchgang des Wechselstromes rasch entionisiert wird.
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Die Erfindung besteht darin, daß bei einer derartigen Löscheinrichtung
die Löschmittelzufuhr zu dem Löschkanal so angeordnet und der Strömungsweg des Kanals
so eingerichtet ist, daß die Löschmittelstr ömung in dem Kanal @ sich schon ausgebildet
hat, bevor der Lichtbogen in den Kanal hineingezogen wird. Hierdurch wird-eine weitgehende
Steigerung der Leistungsfähigkeit des Löschkanals und eine volle Ausnutzung der
Löschkar_allänge erreicht, da die Löschwirkung@des Kanals auf ihrer ganzen Länge
nur dann ganz ausgenutzt wird, wenn von Anbeginn des Lichtbögeneintritts die Löschmittelströmung
in vollem Gange ist. Da sich die Strömung bei Abwesenheit des Lichtbogens ausbildet,
wird ihre volle Ausbildung durch diesen nicht gehindert. Es kann somit mit einer
verhältnismäßig kurzen Kanallänge und mäßigem Zuführungsdruck des Löschmittels ein
erhöhtes Abschaltvermögen des Schalters oder der Sicherung erzielt werden.
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Es ist vom gewöhnlichen Druckluftschalter her bekannt, Lichtbogen
und Druckluftstrom in einer gemeinsamen Hülle zu führen, welche die Form einer Düse
hat. Bei dieser bekannten Einrichtung kann sich jedoch die Düse nicht vorzeitig
mit dem Löschmittelstrom füllen, sondern der Löschmittelstrom folgt dem Lichtbogen,
den er vor sich her bläst, nach. Der Lichtbogen gelangt also bei seiner Verlängerung
nicht in eine schon voll ausgebildete Lösclunittelströmung hinein. Die Ausbildung
dieser Strömung wird durch die
Gegenwart des Lichtbogens behindert.
Der Gegendruck des Lichtbogens ist höher- wie bei der Einrichtung nach der Erfindung.
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Es ist zweckmäßig, den Eintritt des Löschmittels in den Löschkanal
an einem Punkte erfolgen zu lassen, an den der Lichtbogen später hinkommt, so daß
mindestens zu Beginn des Unterbrechungsvorganges das Löschmittel im Gegenstrom zu
der Richtung der Lichtbogenverlängerung strömt.
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Das Löschmittel wird dem Löschkanal unter einem bestimmten Druck zug°führt,
da der Gegendruck des Lichtbogens überwunden werden muß. Der Druck kann sich jedoch
in mäßigen Grenzen halten, wenn die Einrichtung im Sinne der Erfindung richtig entworfen
ist, d. h. so, daß sich die Strömung, ohne vom Lichtbogen behindert zu werden, voll
ausbildet, bevor der Lichtbogen in dem Kanal gezogen wird. Die Druckmittelzufuhr
muß somit. wenn die Kontakttrennungsstelle nicht gar zu weit von dem Löschkanal
entfernt sein soll, schon vor dem Auslösekotnmando beginnen. Die zeitliche Aufeinanderfolge
der beiden Kommanden, nämlich der Druckmittelzuführung und der Kontaktauslösung,
bei einem Schalter muß unter Berücksichtigung der Strömungsverhältnisse, der .\rt
und des Druckes des Löschmittels sowie der Kontaktgeschwindigkeit entsprechend gewählt
sein. um mit kleinstem Löschmittelverbrauch dennoch die volle Wirkung der Erfindung
zu erzielen.
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Als Löschmittel kommt Druckgas, z. B. gewöhnliche Druckluft, Dampf
und auch Flüssigkeit, die unter Druck zugeführt wird, sowie Druckgas mit Flüssigkeit
gemischt in Betracht. Als Flüssigkeit kann man z. B. gewöhnliches Wasser verwenden.
Bei Verwendung von Flüssigkeit ist zu berücksichtigen, <laß wegen der kleineren
Strömungsgeschwindigkeit die Füllung des Kanals längere Zeit beansprucht. Die hohe
Wirksamkeit des aus der Flüssigkeit unter der Wirkung des Lichtbogens und der Druckverminderung
durch Expansion sich entwickelnden Dampfes ist bekannt.
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In der Zeichnung sind Aüsführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
-In Fig. i ist 1o eine Kammer aus Isoliermaterial, auf die eine Düse i i aus Isoliermaterial
aufgesetzt ist. Die Kammer hat einen Rohrstutzen 12, an den eine Zuführungsleitung
für das unter Fremddruclz befindliche Löschmittel angeschlossen ist: 13 ist ,las
feststehende, in der Kammer befestigt: Schaltstück, 1.1. ist der bewegliche Schaltstift,
der nach oben durch die Düse i i hindurchgezogen wird. Das Schaltstück 13 ist in
einem gewissen Abstand 15 von der unteren Diisenmünduiig befestigt, um dadurch einen
gewissen zeitlichen Spielraum für die Einschaltung der Löschmittelströmung zur Verfügung
zu haben. Der Schaltstift 14 hat auch in der unteren Düsenmündung ein gewisses Spiel.
tun die Ausbildung der Löschmittelströmung zu ermöglichen. Der Strom wird dem feststehenden
Schaltstück 13 durch die Leitung 16 zugeführt und vom Schaltstift 1q. mit Hilfe
des Gleitkontaktes 17 abgenommen. Die Düse i i mündet in einen flüssigkeitsfreien
Außenraum.
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Wenn der Schalter geöffnet «-erden soll, wird zunächst die Löschmittelzufuhr
eingeschaltet. Es kann z. B. auf das Auslösekommando hin ein Absperrventil in der
Leitung 12 geöffnet werden, welches in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Das
Löschmittel strömt nun in der Richtung des Pfeiles 18 ein. Hierauf erfolgt das Auslösekommando
für den Antrieb des Schaltstiftes 14. 'Nach der Kontakttrennung, die in der Figur
dargestellt ist, wobei sich ein Lichtbogen 19 außerhalb der Düse i i gebildet hat,
behindert dieser Lichtbogen zunächst die Ausbildung der Druckmittelströmung durch
die Düse i i hindurch nicht. Diese Strömung kommt daher voll in Gang, und in die
Druckmittelströrnung in der Düse i i hinein wird nun der Lichtbogen beim weiteren
Aufwärtsgang des Schaltstiftes 1d. verlängert. Der Lichtbogen kann in der Düse dem
Löschinittelstrom nicht ausweichen, sondern behält eine genau definierte Länge und
wird dabei in der Düse festgehalten, wo er der entionisierenden Wirkung des Löschmittelstromes
im Stromnulldurchgang auf das wirksamste ausgesetzt ist. Der Stromkreis wird dabei
beim ersten Stromnulldurchgang des Wechselstromes unterbrochen, während sich der
Lichtbogen gerade innerhalb der Düse befindet. Die Düse mündet oben in einen flüssigkeitsfreien
Expansionsraum, damit die Strömung und Expansion des Löschmittels nicht durch Gegendruckbildung
und Ausströmwiderstände behindert wird.
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In der Fig. a ist 2o ein Löschkanal aus Isoliermaterial, der in einem
flüssigkeitsfreien Raum angeordnet ist, so daß das Gas aus seinem Inneren nach beiden
Seiten frei expandieren kann. In der Mitte des Kanals ist durch den Rohrstutzen
21 die Zuführungsleitung 22 für das Löschmittel angeschlossen. 23 ist das feststehende
Schaltstück und 24 der bewegliche Schaltstift des Schalters. Das Schaltstück 23
ist in einem bestimmten Abstand 25 von der unteren Mündung des Löschkanals :2o befestigt,
um beim Ausschalten, bevor der Lichtbogen in den Kanal eintritt, genügend Zeit für
die Ausbildung der Löschmittelströmung in dem Löschkanal zur Verfügung zu haben.
Der Stift 2q. ist mit genügendem Spiel im Kanal :2o geführt, so
daß
er die Mündung der Löschmittelzuführung 2i nicht verschließt und das Löschmittel
frei hindurchströmen kann, sobald die Zufuhr freigegeben wird. Bei dieser Einrichtung
strömt das Löschmittel, wie der Pfeil 26 anzeigt, im unteren Teil des Kanals im
Gegenstrom zu der Schaltstiftbewegung. Der Lichtbogen gelangt somit bei der Aufwärtsbewegung
des Schaltstiftes immer wieder mit frisch zuströmendem Löschmittel in Berührung.