DE767609C - Elektrischer Stromunterbrecher, insbesondere Druckgasschalter - Google Patents

Elektrischer Stromunterbrecher, insbesondere Druckgasschalter

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DE767609C
DE767609C DEA86665D DEA0086665D DE767609C DE 767609 C DE767609 C DE 767609C DE A86665 D DEA86665 D DE A86665D DE A0086665 D DEA0086665 D DE A0086665D DE 767609 C DE767609 C DE 767609C
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DE
Germany
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circuit breaker
gas
electric circuit
breaker according
nitrogen
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Expired
Application number
DEA86665D
Other languages
English (en)
Inventor
Franklin S Cooper
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AEG AG
Original Assignee
AEG AG
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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
    • H01H33/02Details
    • H01H33/04Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/22Selection of fluids for arc-extinguishing

Landscapes

  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Description

  • Elektrischer. Stromunterbrecher, insbesondere Druckgasschalter Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Stromunterbrecher, bei denen die Lichtbogenlöschung mit Hilfe eines gasförmigen Mittels erfolgt. In erster LiiZie handelt es sich bei der Erfindung um Stromunterbrecher mit Lichtbogenlöschung durch ein strömendes Druckmittel, insbesondere Druckgasschälter, daneben aber auch um Stromrichter und ähnliche Apparate..
  • Es ist bekannt, als Lichtbogen löschende gasförmige Mittel bei diesen elektrischen Apparaten, insbesondere bei Druckgasschaltern, neben Druckluft auch Stickstoff, Kohlensäure oder Helium zu verwenden. Gemäß der Erfindung wird nun ein Löschgas von unerwartet guten Eigenschaften durch die Verwendung von gasförmigen Kohlenwasserstoffen gewonnen, die gebundenen Fluor oder besser noch Chlor und Fluor enthalten. Ein derartiges Gas wird entweder allein oder unter Beimischung eines Verdünnungsgases verwendet, welches gegenüber der flüssigen Verbindung chemisch inert und schwer kondensierbar ist.
  • Der bevorzugte chlorierte und fluorierte gasförmige Kohlenwasserstoff gemäß der Erfindung ist Dichlordifluormethan (Freon) oder ähnliche andere Kohlenwasserstoffderivate. Derartige Verbindungen haben eine bestimmbare gasförmige Phase bei der gewöhnlichen
    Betriebstemperatur der elektrischen Anord-
    nungen und bleiben in den meisten Fällen bei
    höheren Drücken gasförmig. Gemäß der
    .weiteren Erfindung können ebenfalls folgende
    Gase benutzt werden, wobei die Auswahl von
    besonderen Betriebsbedingungen abhängt:
    Monochlortrifluormethan. C Cl F., Trichlor-
    monofluormethan. C CIJ, Dichlortetrafluor-
    äthan, C,, CI., F4, Trichlortrifluorätlian, C. CIS F.;
    und Tetrafluorkohlenstoff CF4. Diese Verbin-
    dungen sind elektrisch und chemisch beständig
    und haben andere für vorliegende Zwecke
    wünschenswerte Eigenschaften. sind z. B.
    nicht aggressiv -:gen lI°talle.
    Die Vorteile der erfindungsgemäß verwen-
    deten Stoffe liegen in zwei Richtungen. Zu-
    nächst sind ihre elektrischen Isolationseigen-
    schaften ganz hervorragend und wesentlich
    besser als beispielsweise diejenigen von Stick-
    stoff. Daneben haben diese Stoffe einen sehr
    niedrigen Verdampfungspunkt. Das hat zur
    Folge, daß bei den bei Stromunterbrechern,
    insbesondere Druckgasschaltern. üblichen
    Betriebstemperaturen die erfindungsgemällen
    Stoffe von sich aus in einem geschlossenen
    Behälter einen hohen Dampfdruck aufweisen.
    Besondere Kompressionseinrichtungen, wie
    sie z. B. bei der Verwendung von Druckluft
    erforderlich sind. können daher entfallen, und
    es genügt lediglich. Speichergefäße vor-
    zusehen. in denen außer der gasförmigen
    Phase auch die flüssige Phase der erfindungs-
    gemäß verwendeten Stoffe vorhanden ist. Aus
    dieser bilden sich die bei den _ Stromunter-
    hrechungscargängen verbrauchten Gasmengen
    jeweils von selbst nach.
    Irn nachstehenden wird die Erfindung an
    Hand der Zeichnung noch näher erläutert.
    Dabei dienen die Schaubilder nach Abb. i
    und a dazu. die hervorragenden Isoliereigen-
    schaften der erfindungsgemäß verwendeten
    Löschgase darzulegen.
    Abb. i zeigt. daß die auftretenden Durch-
    schlagsspannungen der von Dichlortetrafluor-
    äthan, C., Cl., F4. und Dichlordifluormethan
    (Freon). C CI" F- um,-
    - Elektroden eines
    Apparates oher- und unterhalb des Atmo-
    sphärendruckes höher sind als diejenigen unter
    entsprechenden Verhältnissen in Stickstoff bei
    demselben Druck. Eine entsprechende Kurte
    für andere Derivate (z. B. MonochIortrifluor-
    metlian) würde dicht bei den gezeigten liegen.
    Wie ersichtlich. ist die Durchschlagsspannung
    bei jedem Druck für Dichlordifluormethan
    annähernd 2i'--inal größer als diejenige für
    Stickstoff bei demselben Druck. während die
    Durchschlagsspannungen für Äthanderivate
    noch höher liegen. Wenn für eine gegebene
    Schaltanordnung- -.eine hohe Betriebsspannung
    erwünscht ist. kann die Anordnung in ihrem
    Ausmaße entsprechend verringert werden. wo-
    durch gegenüber der Verwendung von Stick-
    stoff eine erhebliche Baukostenersparnis er-
    zielt wird. Dichlordifluormethan-(Freon-) Gas
    hat bei 6.3 Atm. eine dielektrische Durch-
    schlagsfestigkeit, «-elche r3,3mal größer ist
    als die des Stickstoffes bei Atmosphärendruck.
    Bei diesem Druck hat diese Verbindung die-
    selbe dielektrische Durchschlagsfestigkeit wie
    Stickstoff bei i5.,#Atm.
    Wenn es erwünscht ist. Drücke oberhalb
    (1.3 Afm. anzuwenden. kann entweder die Be-
    triebstemperatur, also der Druck, erhöht oder
    ein inertes Gas, z. B. Stickstoff. beigemischt
    oder eine Kombination beider -Maßnahmen
    vorgenommen werden. Die Druck-Temperatur-
    \-erhältnisse beider Gase sind bekannt und
    brauchen nicht mehr erörtert zu werden.
    In Abb. z ist die Durchschlagsspannung in
    Abhängigkeit vom Druck bei Zusatz von
    Stickstoff zu Dichlordifluormethan (Freon)
    bei einem Druck oberhalb (@.3 Atm. (Dampf-
    druck- bei Raumtemperatur) gezeigt. Die
    Überschlagsspannung der lIischung ist durch
    den gestrichelten Teil der Kurve dargestellt,
    sie ist also noch größer als bei Stickstoff
    allein bei demselben Druck. Zum Beispiel ist
    die dielektrische Durchschlagsfestigkeit einer
    solchen Mischung von Dichlordifluormethan
    i Freon) und Stickstoff bei Drücken von
    i-[,o Atm. iS.imal größer als die für Stick-
    stoff bei Atmosphärendruck. Bei Verwendung
    von Trichlormonofluormethan erhält man
    einen noch größeren Effekt als bei Freon,
    wenn als Betriebsdruck Atmosphärendruck
    verwendet wird, Dieses Gas hat also gute
    chemische und physikalische Eigenschaften
    und eine 3mal größere dielektrische Durch-
    schlagsfestigkeit als Stickstoff unter denselben
    Bedingungen.
    Bei Raumtemperaturen und mäßigen Drücken
    ergibt Diehlortetrafluoräthan spezielle Vor-
    teile, da sein Dampfdruck in gewünschten
    Grenzen liegt und seine Durchschlagsfestig-
    keit ebenfalls 3mal so groll ist wie bei Stick-
    stoff bei demselben Druck.
    An Stelle von Stickstoff können auch andere
    verdünnende Gase. z. B. Wasserstoff oder He-
    lium. dem Fluor enthaltenden Gas beigemischt
    werden. Solche Wasserstoff enthaltenden
    -Mischungen weisen eine fast lineare Bezie-
    hung zwischen der dielektrischen Durch-
    schlagsfestigkeit und der molekularen Kon-
    zentration auf. Bei völligem Ersatz einer
    Atmosphäre Wasserstoff durch eine Atmo-
    sphäre Dichlordifluorinethan wird die dielek-
    trische Durchschlagsfestigkeit um einen
    Faktor von über d...1 erhöht. jedoch werden
    bei Auftreten einer Entladung in einem solchen
    mit Wasserstoff gemischten Gase gasförmige
    Produkte entstehen. die von Natur aus
    korrosiv sind. Aus diesem Grunde sind
    Wasserstoffe enthaltende Mischungen weniger vorteilhaft als Mischungen, die chemisch inerte Gase enthalten.
  • In den Abb. 3 und 4 sind bekannte Schalteranordnungen dargestellt, die mit den erfindungsgemäßen Löschgasen betrieben werden. In Abb. 3 ist das feste Kontaktglied 43 und das bewegliche Glied 44 von dem Gehäuse 45 umgeben, welches ein metallisches Glied 46, einen Isolator 47 und eine passende Auskleidung 48 umschließt. Das bewegliche Kontaktglied 44 steht -mit einem Kern 49 in Verbindung, der sich in einem Führungsstück 50 bewegt und durch die magnetische Spule 51 in Bewegung gesetzt 'wird. Durch die Wirkung der Spule 51 wird der bewegliche Kontakt 44 vom festen Kontakt 43 getrennt, wodurch die Feder 52 gespannt wird. Das Innere des Gehäuses 45 wird mit einem passenden Gas, z. B. Dichlordifluormethan, durch das Rohr 53 gefüllt. Ein Auslaßrohr 54 kann zur 'leichteren Ausstoßung des Gases vorgesehen werden.
  • Die Schalteranordnung nach Fig. 4 besteht aus einem geschlossenen Gehäuse 55 mit dem festen, mit einer Öffnung 6o versehenen Kontakt 56. Der bewegliche Kontakt 57 wird durch einen nicht gezeigten Antrieb eines Stiftes 58 bewegt. Durch das Rohr 59 wird das Löschgas eingeführt, wenn die Kontakte 56 und 57 sich trennen und ein Lichtbogen zwischen ihnen entsteht. Das fluorierte Löschgas durchströmt dann die Öffnung 6o und gewährleistet eine sichere Löschung des Lichtbogens beim Stromnulldurchgang und wegen der hohen dielektrischen Durchschlagsfestigkeit solcher Gase eine Verhinderung von Rückzündungen.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrischer Stromunterbrecher mit Lichtbogenlöschung durch ein gasförmiges Mittel, insbesondere Druckgasschalter, gekennzeichnet durch die Verwendung von aliphatischen Kohlenwasserstoffen, welche gebundenen Fluor oder gebundenen Chlor und gebundenen Fluor, enthalten, als Löschmittel.
  2. 2. Elektrischer Stromunterbrecher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zum Löschen die gasförmige Phase und als Gasquelle die flüssige Phase des Löschmittels dient.
  3. 3. Elektrischer Stromunterbrecher nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet durch die Verwendung vo,n Dichlordifluormethan, C C12 F2.
  4. 4. Elektrischer Stromunterbrecher nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet durch die Verwendung von Dichlortetrafluoräthan, C2 C12 F4, gegebenenfalls bei überatmosphärendruck.
  5. 5. Elektrischer Stromunterbrecher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dem Löschmittel ein verdünnendes Gas beigemischt ist.
  6. 6. Elektrischer Stromunterbrecher nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Verwendung eines chemisch inerten Gases als Verdünnungsgas.
  7. 7. Elektrischer Stromunterbrecher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als chemisch inertes Verdünnungsgas Stickstoff dient. B. Elektrischer Stromunterbrecher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gasgemisch verwendet wird, das aus einem Gas der Gruppe von Dichlordifluormethan, Tfichlormonofluormethan und Dichlortetrafluoräthan und einer Beimischung von Stickstoff besteht. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Schweizerische Patentschrift Nr. 161672; französische Patentschriften Nr. 595 049, 763 338, 796 141.
DEA86665D 1937-07-27 1938-05-01 Elektrischer Stromunterbrecher, insbesondere Druckgasschalter Expired DE767609C (de)

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DEA86665D Expired DE767609C (de) 1937-07-27 1938-05-01 Elektrischer Stromunterbrecher, insbesondere Druckgasschalter

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3142324A1 (de) * 1981-09-30 1983-04-14 BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., 5401 Baden, Aargau Gekapselte elektrische anlage
DE3148258A1 (de) * 1981-12-05 1983-06-09 Calor-Emag Elektrizitäts-Aktiengesellschaft, 4030 Ratingen Hochspannungsanlage

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FR763338A (fr) * 1932-11-05 1934-04-27 Westinghouse Electric & Mfg Co Liquide isolant et de refroidissement pour appareils électriques
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CH208627A (de) 1940-02-15

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