DE756505C

DE756505C - Arc extinguishing device

Info

Publication number: DE756505C
Application number: DEST62308D
Authority: DE
Inventors: Friedrich Wilhelm Pape
Original assignee: STUDIENGES HOCHLEISTUNGSSCHALT; Studiengesellschaft fuer Hochleistungs Schalter GmbH
Current assignee: STUDIENGES HOCHLEISTUNGSSCHALT; Studiengesellschaft fuer Hochleistungs Schalter GmbH
Priority date: 1942-10-02
Filing date: 1942-10-02
Publication date: 1950-10-03

Description

Lichtbogenlöscheinrichtung Es sind Lichtbogenlöscheinrichtungen bekannt, bei denen durch die Einschaltbew aung des Kontaktstiftes ein Kraftspeicher aufgeladen wird, der mit Hilfe'eiiies-Koll)ens eine Löschmittelströmung hervorruft. Es wurde auch bereits vorgeschlagen, bei einem Schalter mit einem in einer Löschkammer eingebauten Differentialpumpkolben einen durch den Einschaltvorgang aufgeladenen Kraftspeicher auf diesen. Pumpkolben einwirken zu lassen. Bei diesen bekannten Einrichtungen ist der Kraftspeicher entweder die einzige Antriebsquelle für den Pumpkolben, oder aber er dient dazu, den Pumpkolben zusätzlich zu der vom Lichtbogen erzeugten Kraft anzutreiben.Arc extinguishing device Arc extinguishing devices are known in which an energy storage device is charged by the switch-on movement of the contact pin which causes an extinguishing agent flow with the help of a collapse. It was also already proposed for a switch with a built-in in an extinguishing chamber Differential pump piston an energy store charged by the switch-on process on this. Allow the pump piston to act. In these known bodies the energy store either the only drive source for the pump piston, or else it serves to drive the pump piston in addition to the force generated by the arc.

Diese bekannten Löscheinrichtungen haben den Nachteil, daß der Kraftspeicher während des Einschaltvorganges aufgeladen werden muß und sich außerdem nur in Abhängigkeit von der Bewegung des einzigen Pumpkolbens auswirken-kann. Es ist durch die Einschaltkraft außer den Widerstandskräften der Kontaktfederung auch noch die beim Einschalten sich steigernde Kraft der Kraftspeicherfedern zu überwinden, sö daß die Einschaltdauer unliebsam vergrößert wird. Ganz besonders nachteilig ist eine Verzögerung in der Einschaltzeit bei hohen Netzspannungen. Hat der Pumpkolben seine Endstellung erreicht, so ist keine zusätzliche Löschmittelströniung mehr möglich.These known extinguishing devices have the disadvantage that the energy storage has to be charged during the switch-on process and, moreover, is only dependent from the movement of the single pump piston. It's by the switching power In addition to the resistance forces of the contact springs, also those when switching on to overcome increasing force of the energy storage springs, so that the duty cycle is enlarged unpleasantly. A delay in the is particularly disadvantageous Switch-on time at high line voltages. When the pump piston has reached its end position, this means that no additional extinguishing agent flow is possible.

Uni die Vorteile der .zusätzlichen_Lichtbogenbespülung voll ausnutzen zu können, ohne die obigen -Nachteile in Kauf nehmen zu müssen, ist bei einer Lichtbogenlöscheinrichtung, bei der die Lichtbogenlöschung durch eine Flüssigkeitsströmung erfolgt, die durch die Lichtbogenwärme mit Hilfe eines Differentialpumpkolbens innerhalb einer Löschkammer erzeugt wird und bei der eine zusätzliche Pumpwirkung durch einen in Abhängigkeit von der Schaltgestängebewegung aufgeladenen Kraftspeicher entsteht, erfindungsgemäß der Kraftspeicher einem Hilfspumpkolben vor- oder nachgeschaltet, der in Abhängigkeit von der Ausschaltbewegung des Schaltgestänges von dem Raum außerhalb der Löschkammer in den Lösahkammerraum oder in einen mit dem Löschkammerraum kommunizierenden Druckraum getrieben wird.Uni the advantages of the additional arc purging fully To be able to exploit without having to accept the above disadvantages is with an arc extinguishing device in which the arc is extinguished by a flow of liquid takes place by the arc heat with the help of a differential pumping piston within an extinguishing chamber is generated and in which an additional pumping action by a depending on the shift rod movement, a charged energy storage device is created, According to the invention, the energy storage device is connected upstream or downstream of an auxiliary pump piston, depending on the switch-off movement of the switching linkage from the room outside the extinguishing chamber in the Lösahkammerraum or in a communicating with the extinguishing chamber space Pressure chamber is driven.

Bei dieser neuen Löscheinrichtung steht die zusätzliche Löschmittelströmung stets zur Verfügung, wenn sie benötigt wird; sie tritt aber nicht in Erscheinung, wenn der durch die Lichtbogenenergie erzeugte Pumpdruck für eine genügende Löschströmung ausreicht. Der Kraftspeicher greift ein für den Fall, daß die Lichtboggnenergie bei sehr kleinen Stromstärken nicht ausreicht, die Löschung herbeizuführen; die Hilfslöschmittelströmung setzt aber auch bei Stillstand des Differentialpumpkolbens ein, um nach Beendigung des Löschvorgänges die Lichtbogenbahn noch weiterhin zu säubern und in bezug auf eine Rückzündung noch weiter zu verfestigen. Brennt der Lichtbogen bei einer Fehlschaltung noch, wenn der Kontaktstift die Auslaßöffnung der Löschkammer freilegt, so wird dieser schon sehr gelängte-Lichtbogen durch die zusätzliche Lösehmittelströmung doch noch zum Erlöschen gebracht. Darüber hinaus wird. durch die Maßnahme, den Hilfspumpkolben in Abhängigkeit von der Ausschaltbewegung des Gestänges in den Löschkammerraum zu treiben, noch der weitere Vorteil erzielt, daß der Hilfspumpkolben während des Einschattens aus dem Druckraum der Löschkammer dann entfernt wird, wenn der Kontaktstift in die Löschkammer eindringt. Dies ist besonders wichtig bei 'einem Flüssigkeitsströmungsschalter, bei dem der in die Kammer eindringende Kontaktstift die Auslaßöffnung der Löschkammer verschließt. Bei einem derartigen Schalter wird das Einschalten erschwert, da bei einer mit Flüssigkeit angefüllten Löschkammer ein Teil der Flüssigkeit über die mit Druckfedern belasteten Sicherheitsventile hinweg ausgetrieben werden muli. Bei einer Löschkammer mit eingebautem Differentialpumpkolben wird hei der Einschaltbewegung des Kontaktstiftes die von ihm verdrängte Flüssigkeitsmenge den Differeiitialkolben aus seiner Ruhelage bewegen. sei daß dieser bei cinctn späteren Aussclialtvorgang nicht mehr finit seinem Gesanitpunilr hub zur L?rzeuguilg der Fliissigkeitsströnitinzur Verfii.ung steht. Durch das Entfernen des Ililfsptunlil:olliens aus dem Druckraum der Löschkammer während des Einschattens wird bei dem Erfindungsgegenstand selbsttätig Löschkanimerraum freigelegt, der dann zur-Aufnalinie der durch den Kontaktstift verdrängten Flüssigkeitsmenge dient. Für diese Flüssigkeitsverdrängung ist kein Arbeitsaufwand erforderlich, so daß der Einschaltvorgang schnellstens und hemmungslos sich abspielen kann.With this new extinguishing device, there is an additional flow of extinguishing agent always available when you need it; but it does not appear, when the pump pressure generated by the arc energy for a sufficient extinguishing flow sufficient. The energy store intervenes in the event that the arc energy in the case of very small currents, it is not sufficient to bring about the extinction; the Auxiliary extinguishing agent flow also starts when the differential pump piston is at a standstill in order to continue to close the arc path after the extinguishing process has ended clean and solidify even further with regard to reignition. Is it burning In the event of a faulty circuit, there will still be an arc if the contact pin is the outlet opening the arcing chamber is exposed, this already very elongated arc is caused by the additional solvent flow still brought to extinction. Furthermore will. by the measure, the auxiliary pumping piston depending on the switch-off movement to drive the rods into the extinguishing chamber space, yet another advantage is achieved, that the auxiliary pump piston during the shadowing out of the pressure space of the extinguishing chamber is then removed when the contact pin penetrates the arcing chamber. This is especially important in a liquid flow switch where the into the chamber penetrating contact pin closes the outlet opening of the arcing chamber. At a Such a switch is more difficult to turn on, since one with liquid filled extinguishing chamber a part of the liquid over the loaded with compression springs Safety valves are driven away muli. In the case of an extinguishing chamber with a built-in The differential pumping piston becomes that of the switch-on movement of the contact pin the amount of fluid displaced to him move the differential piston out of its rest position. let it be that this is no longer finite to its body part in a later closing process Hub to dispose of the liquid streamer is available. By removing des Ililfsptunlil: olliens from the pressure space of the extinguishing chamber during the shadowing is automatically exposed in the case of the subject of the invention, which then serves for the recording line of the amount of liquid displaced by the contact pin. For this liquid displacement is no labor required, so that the switch-on process can happen as quickly and unrestrainedly.

Die weiteren Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Beschreibung des neuen Schalteraufbaues erläutert. In der Zeichnung ist das äußere- Schaltergehäuse, das nur zum Teil mit Flüssigkeit gefüllt ist, mit i bezeichnet. Im Innern dieses Gehäuses befindet sich eine Löschkammer a, die durch den Differentialkolben 3 bei seiner Bewegung in einen sich verengenden Raum _.I und in einen sich erweiternden Raum 5 unterteilt ist. Im Raum .I ist die Riickstellfeder 6 für den Differentialkolben untergebracht. Die Kontaktstelle, bestehend aus dem ruhenden Kontakt und dem beweglichen Kontaktstift f;, befindet sich im Pumpenraum 5. Die beiden Pumpenräume .I und 5 stehen durch den Kanal g und durch die Ringdüse io miteinander in Verbindung . Im eingeschalteten Zustand des Schalters ist die Ringdüse io durch den Kontaktstift 8 verschlossen. Es kann aber auch eine ständig offene Verbindung iiber den Umfang des Stiftes zwische.i der Ringdüse und dem Pumpenraum 5 vorhanden sein. Die Löschkammer ist durch einen Deckel i i verschlossen, in dem sich ein Ringraum 12 befindet, dessen Luftinhalt als Kraftspeicher und Druckpuffer dient. Der Kraftspeicherraum 1 2 steht durch Rohre 13 mit dem Pumpenraum 5 in Verbindung. Außerhalb des Schaltergehäuses >: ist noch ein mit Löschflüssigkeit -e füllten Druckgefäß 14. vorgesehen, dessen Inhalt durch den Kanal 1 5 nach dem Pumpenraum 5 übertreten kann. 16 ist ein Hilfskolben, durch den eine Spindel i-, die mit dein Schaltgestänge i8 verbunden - ist, hindurchgleiten kann. An der Spindel 17 ist ein Mitnelimerkopf i9 vorhanden, der sich beim Einschaltvorgang. gegen den Kolben 16 anlegt. Außerdem ist noch zwischen dem Hilfskolben 16 und der Gestängespindel 1; ein unter Vorspannung stellender Federl:raftspeicher 2o eingebaut. Zur Druckbegrenzunini I'unipenraum 5 dienen Sicherheitsauslaß-Ventile a 1.The further details of the invention are based on the description of the new switch structure explained. In the drawing is the outer switch housing, which is only partially filled with liquid, denoted by i. Inside this Housing is an extinguishing chamber a, which is through the differential piston 3 at its movement into a narrowing space _.I and into an expanding one Room 5 is divided. In the room .I is the return spring 6 for the differential piston housed. The contact point, consisting of the stationary contact and the moving one Contact pin f; is located in pump chamber 5. The two pump chambers .I and 5 are in communication with one another through the channel g and through the annular nozzle io. in the In the switched-on state of the switch, the ring nozzle is OK through the contact pin 8 locked. But there can also be a permanently open connection over the circumference of the pin between the ring nozzle and the pump chamber 5. The quenching chamber is closed by a cover i i, in which there is an annular space 12, whose Air content serves as an energy store and pressure buffer. The force storage space 1 2 is up through pipes 13 with the pump chamber 5 in connection. Outside the switch housing >: a pressure vessel filled with extinguishing liquid -e is provided, its Contents can pass through the channel 1 5 to the pump chamber 5. 16 is an auxiliary piston, through which a spindle i-, which is connected to the shift linkage i8 - slide can. A Mitnelimerkopf i9 is present on the spindle 17, which is located during the switch-on process. applies against the piston 16. In addition, is still between the auxiliary piston 16 and the Rod spindle 1; a spring oil storage tank 2o installed under pretensioning. Safety outlet valves a 1 serve to limit the pressure in the unit chamber 5.

Bei einer t?liei-lastalisclialtun.#, wird durch das Sclialtgestange 18 der I,7,oiltalctstift f; nach Oben bewegt. Der sich zwischen den Kontakten 7 und 8 bildende Lichtbogen verdampft Flüssigkeit. Der hierdurch entstehende Druckanstieg im Raum 5 will den Differentiaikolben 3 bewegen. Er bleibt aber -zunächst noch in seiner Ruhelage stehen, bis der zwisdhen den beiden Pumpenrätunen liegend Ringkanal io durch den Kontaktstift 8 freigelegt ist. Erst von diesem Augenblick an strömt Flüssigkeit aus dem Pumpenrauen durch dielKanäle 9 und ioüberdenLichtbogen _ hinweg zum Raum .5 und führt die endgültige Löschung herbei. Der bei der Kontakttrennung entstehende Druckanstieg überträgt sich auch auf den luftgefüllten Ringraum 12 und vorverdichtet den Inhalt. Gleichfalls wirkt auch der Lichtbogengasdruck auf den Hilfskolben 16 ein und' verhindert ein Eindringen des Kolbens 16 in den Raum 14. Ist aber Löschung erfolgt und hat der Kontaktstift 8 die. Bohrung in dem Löschkammerdeckel v erjassen, so strömen die Druckgase aus, und der Kammerdruck sinkt ab. Dadurch können sich die Kraftspeicher 12 und 2o entladen und drücken zusätzlich noch reine Löschflüssigkeit durch die Liehtbogenstrecke.?. At a t-liei lastalisclialtun #, is the Sclialtgestange 18 of the I, 7, oiltalctstift f; moved up. The arc that forms between contacts 7 and 8 vaporizes liquid. The resulting increase in pressure in space 5 wants to move the differential piston 3. However, it initially remains in its rest position until the ring channel located between the two pump runners is exposed by the contact pin 8. Only from this moment on does liquid flow out of the pump pipe through the channels 9 and 10 over the arc to space 5 and bring about the final extinction. The pressure increase resulting from the contact separation is also transferred to the air-filled annular space 12 and precompresses the content. The arc gas pressure also acts on the auxiliary piston 16 and prevents the piston 16 from penetrating into the space 14. V erjassen the hole in the extinguishing chamber cover, the compressed gases flow out and the chamber pressure drops. As a result, the energy accumulators 12 and 2o can discharge and additionally push pure extinguishing fluid through the arcuate section.

Erfolgt jedoch eine Abschaltung bei sehr niedriger Stromstärke, so ist der Druckanstieg .in der Löschkammer sehr gering und genügt nicht zur Erzeugung einer ausreichenden Löschmittelströmung. In diesem Falle wird durch das Ausschaltgestänge 18 der Kolben 16 in die Kammer i.1 hineüngetrieben, da der unter Vorspannung stehende Federkraftspeicher 2o die Verstellkraft auf den Kolben überträgt. Die verdrängte Flüssigkeit verdichtet den Gasinhalt in der Ring= kammer 12, und beide Kraftspeicher treiben Löschflüssigkeit über den Lichtbogen hinweg, sobald der Kontaktstift die Deckelbohrung freigelegt hat. Äuch arbeitet der D.ifferentialpumpkolben mit, solange er noch nicht seine Endlage erreicht hat. Es' erfolgt auf diese Weise auch bei sehr kleinen Strömen, zuverlässigLöschung des Lichtbogens. Anstatt zwei Kraftspeicher vorzusehen, genügt auch einer von beiden, gni die gewünschten Vorteile zu e rz * ielen.However, if there is a shutdown at a very low current strength, so the pressure increase in the quenching chamber is very low and is not sufficient to generate it a sufficient flow of extinguishing agent. In this case, the switch-off linkage 18 the piston 16 is driven into the chamber i.1, since the is under tension Spring force accumulator 2o transfers the adjustment force to the piston. The repressed Liquid compresses the gas content in the ring = chamber 12, and both energy stores drive extinguishing liquid over the arc as soon as the contact pin dies Has exposed the cover hole. The differential pump piston also works as long as it does it has not yet reached its end position. It's done in this way even with very small currents, reliable arc extinguishing. Instead of two energy stores one of the two is sufficient to achieve the desired benefits * ielen.

' Beim Eingehalten dringt die Kontakt-1 durch den Hals des LUschlCatllnierclccl:cls e t tettd verschlieLit diese _lu_lat.üittnun- vier Löschkaninier. Bei (lern weiteren Lindringen der Kontaktspindel muß Flüssigkeit vcrdr;iee@t werden können. Da gleichzeitig finit deni.Linschalten des Schalters teer TIilfskolbcii 16 aus der Kammer entfernt wird, so tindet die durch den Kontaktstift verdrängte Flüssigkeit in der Druckkammer 14 genügend freigelegten Raum vor. Es ist also nicht nötig, diese Flüssigkeitsmenge aus derLöschkammer austreten zu lassen. Damit sich während des Einschaltvorganges bei reichlich großem Kolben-i6 kein Unterdruck in der Löschkammer ausbilden kann, .ist noch ein Rückschlagventil 22 vorgesehen, das in diesem Falle Flüssigkeit aus dem äußeren Schalterraum in die Löschkammer eintreten läßt.'When kept, the contact-1 penetrates through the neck of the LUschlCatllnierclccl: cls e t tettd closes this _lu_lat.üittnun four fire-fighting rabbits. At (learn more Liquid must be able to be displaced by the contact spindle. Since at the same time finit deni.Linschalt the switch tar TIilfskolbcii 16 removed from the chamber the fluid displaced by the contact pin is in the pressure chamber 14 sufficient exposed space. So it is not necessary to use this amount of liquid to escape from the quenching chamber. So that during the switch-on process If the piston i6 is sufficiently large, no negative pressure can develop in the extinguishing chamber, .A check valve 22 is also provided, which in this case removes liquid allows the outer switch room to enter the extinguishing chamber.

Claims

PATENT CLAIM: i. Arc extinguishing device in which the arc extinguishing takes place by a liquid flow that is helped by the arc heat a differential pumping piston is generated within an extinguishing chamber and in which an additional pumping action by a depending on the shift rod movement charged energy storage takes place, characterized in that the energy storage upstream or downstream of an auxiliary pumping piston (16) or an energy storage device each (12 and 2o) is connected upstream and downstream of an auxiliary pinip piston, which is dependent on from the switch-off movement of the switching linkage from the space outside the extinguishing chamber in the extinguishing chamber space or in a pressure chamber communicating with the extinguishing chamber space is driven.

2. Arc extinguishing device according to claim i, characterized in that that gas-filled spaces are provided within the extinguishing chamber, the gas content of which is diluted by the penetration of the auxiliary pumping piston into the extinguishing chamber space.