DE737607C

DE737607C - Liquid switch with arc extinguishing in a nozzle by the pressure generated by the arc itself in a pressure chamber

Info

Publication number: DE737607C
Application number: DES118948D
Authority: DE
Inventors: Paul Duffing
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1935-07-09
Filing date: 1935-07-09
Publication date: 1943-07-17

Description

Flüssigkeitsschalter mit Lichtbogenlöschung in einer Düse durch den vom Lichtbogen selbst in einer Druckkammer erzeugten Druck P Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsschalter mit Lichtbogenlöschung in einer Düse durch den vom Lichtbogen selbst in :einer Druckkammer erzeugten Druck. Bei, den bekannten Flüssigkeitsschaltern mit Druckkammer sind die öffnungen, durch welche sich eine lichtbogenlöschende Strömung ausbilden soll, in der Druckkammer selbst angeordnet. Der Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß es schwer möglich ist, den Lichtb og en in eine heftige Flü ssigkeitsts trömung zu bringen, da diese Strömung meist schon abgelaufen ist, ehe der Lichtbogen .an die, betreffende Löschstelle gelangt. Es sind bereits verschiedene Versuche b,eksnntgeworden, bei Schaltern mit Hilfe einer besonderen Flüssigkeitsleitung aus dem unteren Ende eines Flüssigkeitsbehälters untrer der Einwirkung des beim Schaltvorgang entwickelten Druckes Schaltflüssigkeit an die Löschstelle zu befördern. Dierartige Anordnungen haben zwar eine gewisse zusätzliche Beeinflussung des Lichtbogens zur Folge, die sich jedoch praktisch hauptsächlich in einer Umlenkung des Lichtbogens auswirkt, wodurch,der Lichtbogenkern kaum beeinflußt wird, so daß die Verbesserung der Löschwirkung nur sehr ;gering ist.Liquid switch with arc quenching in a nozzle by the pressure P generated by the arc itself in a pressure chamber. The invention relates to a liquid switch with arc quenching in a nozzle by the pressure generated by the arc itself in a pressure chamber. In the known liquid switches with pressure chambers, the openings through which an arc-extinguishing flow is to be formed are arranged in the pressure chamber itself. The disadvantage of this arrangement is that it is difficult to bring the arc into a violent flow of liquid, since this flow has usually already passed before the arc arrives at the extinguishing point in question. Various attempts have already been made to convey switching fluid to the extinguishing point of switches with the aid of a special fluid line from the lower end of a fluid container under the influence of the pressure developed during the switching process. Such arrangements have a certain additional influence on the arc, but this mainly has the effect of deflecting the arc, so that the arc core is hardly influenced, so that the improvement in the extinguishing effect is only very slight.

Nach der Erfindung läßt sich bei einem Flüssigkeitsschalter mit Lichtbogenlöschung in einer Düse durch die vom Lichtbogen selbst in einer nach oben für den Austritt des Schaltstiftes geöffneten Druckkammer erzeugte Strömung die Löschwirkung dadurch verbessern, daß eine besondere, seitlich der Schaltstrecke geführte, teilweise gefüllte Flüssigkeitsleitung vorgesehen ist, die in -die außerhalb der Druckkammer angeordnete Löschdiise mündet, und zwar in der Art, daß die durch sie zugeführte Strömung auf den Lichtbolgen an einer Stelle einwirkt, wo @er durch die Düse eingeengt bzw. igeführt ist.According to the invention can be in a liquid switch with arc extinguishing in a nozzle through by the arc itself in an upward exit When the pressure chamber was opened, the flow generated the extinguishing effect improve that a special, laterally guided, partially filled circuit Liquid line is provided, which is arranged in -the outside of the pressure chamber The quenching nozzle flows out in such a way that the flow it feeds in the arc acts at a point where it is constricted or guided by the nozzle is.

Auf diese Weise ist ein Ausweichen des Lichtbogens sicher verhindert, so daß durch die zusätzliche Flüssigkeitsströmung eine erhebliche Verbesserung :der Löschwirkung @erreicht wird.In this way, the arc is reliably prevented from dodging, so that by the additional liquid flow a considerable improvement: the Extinguishing effect @ is achieved.

Hierbei bildet die Flüssigkeitsleitung einen Energiespleicher, dessen beweglicher Flüssigkeitsinhalt mit einem verhältnismäßig starken Impuls vorm Lichtbogen aus aufgeladen werden Lind diesen Impuls an der Löschstelle im richtigen Augenblick und in kurzer zeit in einen lichtbogenlöschenden Impuls umsetzen kann.Here, the liquid line forms an energy store, its Movable liquid content with a relatively strong impulse in front of the arc from being charged and this impulse at the extinguishing point at the right moment and can be converted into an arc-extinguishing pulse in a short time.

Man führt diesen Schalter vorzugsweise mit kleiner Schaltstiftgeschwindigkeit aus, damit man eine entsprechend lange Aufladezeit für die Flüssigkeitsmasse auch bei kurzem Schaltstifthub erhält. Vorzugsweise läßt man die Flüssigkeitsleitung in die Löschdüse in der der Schaltstiftbewegung ,entgegengesetzten Richtung münden, wobei sich Schaltstift und Flüssigkeitsstrom an der Löschstelle in ent-_ gegengesetzter Richtung bewegen. D:er Impuls, mit dem der löschende Strahl den Lichtbogen trifft, ist so groß, daß auch in starker Lichtbogen beine ersten folgenden Stromn:ulldurchgang :gelöscht wird.This switch is preferably carried out with a low switching pin speed so that a correspondingly long charging time for the liquid mass is retained even with a short switch pin stroke. The liquid line is preferably allowed to open into the extinguishing nozzle in the direction opposite to the movement of the switching pin, the switching pin and the flow of fluid moving in the opposite direction at the point of extinguishing. D: the momentum with which the extinguishing beam hits the arc is so great that even in a strong arc the first following currents: zero crossing: are extinguished.

Es ist zweckmäßig, zwischen Lös,chdüs;e und Schaltstiftaustrittsöffnung der Druckkammer einen druckentlasteten Raum anzuordnen, damit ein entsprechender Überdruck für diie Bewegung der Flüssigkeit zur Verfügung steht. Die Flüssigkeitsleitung wird vorzugsw=eise an dem der Austrittsöffnung ges Schaltstiftes entgegengesetzten Ende. der Druckkammer angeschlossen.It is useful between the release nozzle and the switch pin outlet opening to arrange a pressure-relieved space in the pressure chamber, so that a corresponding one Overpressure is available for the movement of the liquid. The liquid line is preferably at the switch pin opposite to the outlet opening End. connected to the pressure chamber.

Gute V erhältnisse erhält man, wenn man die Flüssigkeitsleitung nur so weit mit Flüssigkeit füllt, daß sich vor der Löschdüse eine fiü sigkeitsfreiie Anlaufstrecke befindet, deren Länge annähernd ;gleich ist dem vom Schaltstift bis zur Löschdüse zurückzulegenden Hub, wobei die auf i cms D!rucl;angri-ffsfläche entfallende bewegte Mässe des Schaltstiftes annähernd gleich der ebenfalls auf 1 cm2 Druckangriffsfläche entfallenden Masse bewegter Flüssigkeit gemacht wird. In diesem Falle wird der Lichtbogen, sobald er in die Löschdüse e=intritt, von einer starken und genügiend lange anhaltenden Flüssigkeitsströmung umfaßt und gelöscht.You get good conditions if you only use the liquid line Fills so far with liquid that there is no liquid in front of the extinguishing nozzle The length of the start-up section is approximately the same as that from the switch pin to The stroke to be covered to the extinguishing nozzle, whereby the attack area allocated to i cms D! rucl; Moved dimensions of the switch pin approximately equal to that also on the 1 cm2 pressure application area omitted mass of moving liquid is made. In this case the arc, as soon as he enters the extinguishing nozzle e =, from a strong and sufficiently long-lasting one Fluid flow includes and clears.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. i ist die Druckkammer mit dem festen Schaltstück 2 und dem beweglichen Schaltstift 3, welcher durch die Antriebskurbel d. mit verhältnismäßig kleiner Ausschaltgeschwindigkeit gehoben werden kann. 5 ist die Stiftaustrittsöffnung der Druckkammer, die den Stiften- umfaßt. ,^ ist eine Flüssigkeitsleitung, die an dem der Austrittsöffnung entgegengesetzten Ende der Druckkammer angeschlossen ist und in die Löschdüse 8 mündet, die gegenüber der Druckkammeröffnung 5 angeordnet ist. 9 ist ein Raum, der bei der Abschaltung einen niedrigen Druck halten kann. Er ist zu diesem Zweck durch einen Druckentlastungsstutzen io mit dem Freien oder mit einem genügend großen Raum verbunden. DieDruckkammer i und die Flüssigkeitsleitung 7 sind bis zur Marke i i mit einer Flüssigkeit gefüllt. Als Flüssigkeit kann man z. B. ü1 oder eine andere Isolierflüssigkeit oder auch halbleitende Flüssigkeiten, wie z. B. Wasser, verwenden. Oberhalb des Flüssigkeitsspiegels i i in der Flüssigkeitsleitung 7 befindet sich die flüssigkeitsfreie Anlaufstrecke a. Der Schaltstifthub bis zur Löschdüse 8 ist mit b bezeichnet. a ist annähernd = b. Die bewegte Masse der in der Flüssibgkeitsleitunb- 7 befindlichen Flüssigkeitssäule ist ungefähr gleich der bewegten Masse des Schaltstiftes 3. Bei Verwendung eines kupfernen Schaltstiftes muß also unter Berücksichtigung der spez. Gewichte die Flüssigkeitssäule vom Durchmesser des Stiftes ungefähr iomal länger sein als der Schaltstift.The invention is shown in the drawing, for example. i is the pressure chamber with the fixed switch piece 2 and the movable switch pin 3, which is driven by the drive crank d. can be raised with a relatively low switch-off speed. 5 is the pin exit opening of the pressure chamber, which includes the pin. ^ is a liquid line which is connected to the end of the pressure chamber opposite the outlet opening and opens into the extinguishing nozzle 8 which is arranged opposite the pressure chamber opening 5. 9 is a space that can hold a low pressure when shut down. For this purpose, it is connected to the outside or to a sufficiently large room by a pressure relief nozzle. The pressure chamber i and the liquid line 7 are filled with a liquid up to the mark ii. As a liquid you can, for. B. ü1 or another insulating liquid or semiconducting liquids, such as. B. use water. The liquid-free run-up section a is located above the liquid level ii in the liquid line 7. The switch pin stroke up to the extinguishing nozzle 8 is denoted by b. a is approximately = b. The moving mass of the liquid column located in the liquid line 7 is approximately equal to the moving mass of the switching pin 3. When using a copper switching pin, taking into account the spec. Weigh the column of liquid from the diameter of the pin to be about ten times longer than the switch pin.

Wird der Kontakt zwischen Schaltstift 3 und Schaltstück 2 in der Druckkammer i geöffnet, dann entsteht ein Abschaltlichtbogen, welcher einen Druck erzeugt. Dieser Druck «-irkt nach oben auf den Schaltstift 3, der gewissermaßen einen Metallkolben bildet, nach unten. auf die Flüssigkeitssäule in der Leitung 7, die einen in entgegengesetzter Richtung bewegten Flüssigkeitskolben bildet. Die Schaltstiftspitze trifft ungefähr gleichzeitig mit der Flüssigkeitssäule in der Düse 8 ein. Durch den Gegendruck des in die Düse 8 hineingezogenen Lichtbogens entsteht nun ein Verzögerungsirnpuls .auf die Flüssigkeitsströmung in der Düse 8, welcher diese Strömung zu bremsen sucht. Da jedoch die Masse der Flüssigkeit mit einer starken Energie aufgeladen ist, so genügt die der Flüssigkeit innewohnende Energie :auf alle Fälle, um die Löschmittelströmung über den Stromnulldurchgang entsprechend kräftig aufrechtzuerhalten und dadurch den Lichtbogen u-irksam zu kühlen und zu löschen und, insbesondere bei Verwendung isolierender Flüssigkeit, die geschaffene Unterbrechungsstrecke zu isolieren. Damit nicht zu hohe Verzögerungsdrücke in der Düse 8 entstehen, insbesondere wenn bei einem Wechselstromlichtbogen der Strom seinen Maximalwert hat, kaim man an die Düse einen elastischen Puffer 12 anschließen, welcher einen unerwünscht hohen Druck ausgleicht und unter Umständen sogar seinen unter Druck befindlichen Inhalt in der stromlosen Pause des Lichtboxens wieder nach der Düse 8 abgibt und dadurch die Lösciunittelströmung in der Düse unterstützt. Man kann auch die Düsenwandung aus elastisch nachgiebigem Stoff machen. ,If the contact between switching pin 3 and switching piece 2 in the pressure chamber i opened, then a cut-off arc occurs, which generates pressure. This Pressure «acts upwards on the switch pin 3, which is, so to speak, a metal piston forms, down. on the column of liquid in line 7, the one in opposite Direction moving liquid piston forms. The tip of the switch pin hits roughly at the same time as the column of liquid in the nozzle 8. The back pressure of the The arc drawn into the nozzle 8 now produces a delay pulse .auf the liquid flow in the nozzle 8, which seeks to slow this flow. However, since the bulk of the liquid is charged with a strong energy, so the energy inherent in the liquid is sufficient: in any case, to the flow of extinguishing agent to be maintained accordingly vigorously over the current zero crossing and thereby to effectively cool and extinguish the arc and, especially when using it insulating liquid to isolate the interruption path created. In order to not too high delay pressures arise in the nozzle 8, especially when at an alternating current arc, the current has its maximum value, you can get to the nozzle connect an elastic buffer 12, which compensates for an undesirably high pressure and possibly even its pressurized content in the currentless one Pause of the light box emits again after the nozzle 8 and thereby the solvent flow supported in the nozzle. You can also make the nozzle wall from elastically resilient Make fabric. ,

Claims

PATENT CLAIMS: i. Liquid switch with arc quenching in a nozzle through the arc itself in an upward direction for the exit of the Switch pin opened pressure chamber generated flow, characterized by a special, partially filled liquid line led to the side of the switching path, the extinguishing nozzle arranged in this way outside the pressure chamber flows into that the flow through them acts on the arc at one point, Where. it is constricted or guided by the gland.

2. Liquid switch after Claim i, characterized in that the through the separate liquid line supplied flow is directed along the arc.

3. Liquid switch according to claims i and 2, characterized in that the direction of flow of the liquid flow `the direction of the Awsschaltheweg ung the switch pin: is opposite. q ..

Liquid switch according to claims i to 3, characterized in that: that the separate, Liquid line is so long that its contents can be consumed during the average Duration of an interruption process corresponds to.

5. Liquid switch according to claim i to q., characterized in that the separate liquid line .. to the The end of the pressure chamber opposite the outlet opening of the switching pin is connected is.

6. Liquid switch according to claim i to 5, characterized in that the separate liquid conduit is only filled with liquid to such an extent that there is a liquid-free run-up section in front of the extinguishing nozzle, which is approximately is the same as the stroke to be covered from the switch pin to the extinguishing nozzle, whereby the The masses of the switching pin and the moving liquid are approximately in the same ratio stand like the associated D: ruck-'attack surfaces.

7. Liquid switch after Claims 1 to 6, characterized in that there is between the extinguishing nozzle and the switch pin outlet opening the pressure chamber a pressure-relieved rate is arranged. B. Liquid switch according to claims i to 7, characterized in that in front of the nozzle a buffer space (i2) connected or the nozzle wall is made of elastic material to the effect of the counter-pulse emanating from the arc on the liquid piston in the current-carrying To weaken half-wave.