DEP0053419DA

DEP0053419DA - Method and device for operating counters

Info

Publication number: DEP0053419DA
Authority: DE
Original assignee: Elor AG, Zug
Publication date: 1951-01-04

Description

Das gemäss vorliegender Erfindung vorgeschlagene Verfahren zum Betriebe von Schaltern mit Lichtbogenlöschung durch ein strömendes, in Bezug auf seine Strömung stromunabhängiges Löschmittel kennzeichnet sich dadurch, dass spätestens unmittelbar vor der Zündung des Abschaltlichtbogens unter Druck gebrachtes Löschmittel im Schaltraum selbst in einer Menge angesammelte wird, die mindestens für eine der grössten Abschaltleistung entsprechende Abschaltung ausreicht, worauf das Löschmittel zunächst zentripetal und hierauf achsial nach zueinander entgegengesetzten Richtungen unter Abdrängung des Lichtbogens in die Achsialrichtung nach seiner Erzeugung abgeführt wird.The method proposed according to the present invention for operating switches with arc extinguishing by a flowing extinguishing agent that is independent of its flow is characterized in that, at the latest immediately before the ignition of the cut-off arc, extinguishing agent pressurized is accumulated in the switch room itself in an amount that is at least for a disconnection corresponding to the greatest disconnection power is sufficient, whereupon the extinguishing agent is first discharged centripetally and then axially in mutually opposite directions with displacement of the arc in the axial direction after its generation.

Die Vereinigung dieser teilweise bekannten Massnahmen führt zu einem Mindestmass an Strömungsverlusten, weil die gesamte Löschmittelmenge für die Löschung zur Verfügung steht und weil die Lichtbogenverluste infolge des geringen Spannungsabfalles im Schalter gering sind. Ebenso vorteilhaft ist die Vereinigung des achsialsymmetrischen Brennens des Lichtbogens sowie der achsialsymmetrischen Beblasung desselben in Verbindung mit der allseitigen Versammlung des Löschmittels um die Lichtbogenstrecke. Die Löschbereitschaft des Schalters erhöht sich auf ein bisher nicht bekanntes Mass und gebildete Lichtbögen werden ohne jegliche Verzögerung in bisher nicht bekannten, kurzen Zeiten zuverlässig gelöscht.The combination of these measures, some of which are known, leads to a minimum amount of flow losses because the entire amount of extinguishing agent is available for extinguishing and because the arc losses are low due to the low voltage drop in the switch. The combination of the axially symmetrical burning of the arc and the axially symmetrical blowing of the same in connection with the all-round gathering of the extinguishing agent around the arc path is also advantageous. The readiness of the switch to be extinguished increases to a previously unknown level and arcs that have formed are reliably extinguished without any delay in previously unknown, short times.

Die Ansammlung des Löschmittels kann in verschiedener Weise bewirkt werden. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, dem Schaltraum drucklos zugeführtes Löschmittel im Schaltraum selbst unter Druck zu setzen. Also ebenso zweckmässig hat es sich erwiesen, unter Druck stehendes Löschmittel im Schaltraum gespeichert zu halten.The accumulation of the extinguishing agent can be brought about in various ways. It has proven to be particularly advantageous to pressurize extinguishing agent that is supplied to the control room without pressure in the control room itself. So it has proven to be just as useful to keep pressurized extinguishing agent stored in the control room.

Die Erzeugung des Druckgefälles kann bereits mittels ...........The pressure gradient can already be generated using ...........

........(folgen Seiten 2 - 6 ursprünglichen Beschreibung vom 4.10.1950) durch vorbereitende Bewegungen ausgelöster Kräfte erfolgen. Weiter kann die Löschmittelspannung in Abdichtungsdrücke zwischen Löschmittelansammlung und Löschmittelabströmleitung umgesetzt werden. Es bestehen auch die Möglichkeiten der Umsetzung dieser Spannung in Kontaktschlussdrücke und in Beschleunigungskräfte für die Schaltmittel, wobei diese Möglichkeiten einzeln, sämtliche oder in teilweiser Vereinigung Anwendung finden können......... (follow pages 2 - 6 of the original description from October 4th, 1950) take place through preparatory movements of released forces. The voltage of the extinguishing agent can also be converted into sealing pressures between the accumulation of extinguishing agent and the discharge line of the extinguishing agent. There is also the possibility of converting this voltage into contact closing pressures and into acceleration forces for the switching means, whereby these possibilities can be used individually, all or in part.

Die Durchführung des Verfahrens ist in keiner Weise auf gasförmige Löschmittel eingeschränkt; in Durchführung desselben können ebenso flüssige Löschmittel, insbesondere Öle, zur Anwendung kommen. Zweckmässig ist jedoch in diesem Falle die Unterdrucksetzung der flüssigen Löschmittel durch auf sie zur Wirkung gebrachte gespannte Gase.Carrying out the process is in no way restricted to gaseous extinguishing agents; Liquid extinguishing agents, in particular oils, can also be used to carry out the same. In this case, however, it is expedient to pressurize the liquid extinguishing agent by applying pressure to it.

Soweit von Drücken gesprochen worden ist, werden als Drücke auch die Wirkungen der Atmosphäre auf Unterdrücke bzw. auf ein Vakuum verstanden.As far as pressures have been mentioned, pressures are also understood to mean the effects of the atmosphere on negative pressures or on a vacuum.

Bildet man hiernach die Schaltelektroden als allein vorhandene Steuerungsorgane für das Löschmittel aus, so setzt die Löschmittelströmung durch die so bewirkte Freilegung der Abströmungsquerschnitte sofort ein un sie bleibt erhalten, bis entweder die versammelte Löschmittelmenge völlig abgeströmt ist oder eine Elektrodenberührung bereits vor Ab- strömung der im Schalter versammelten Löschmittelmenge eintritt. Demgemäss kann der Druckaufbau der für die nächste Lichtbogenlöschung benötigten Löschmittelmenge frühestens vom Zeitpunkt der Elektrodenberührung ab einsetzen.If the switching electrodes are then designed as the only available control elements for the extinguishing agent, the flow of extinguishing agent immediately ceases as a result of the exposure of the outflow cross-sections and remains until either the accumulated amount of extinguishing agent has flowed out completely or the electrodes have already been touched before the discharge. flow of the amount of extinguishing agent collected in the switch occurs. Accordingly, the pressure build-up of the amount of extinguishing agent required for the next arc extinguishing can start at the earliest from the point in time at which the electrode is touched.

Nach einer zusätzlichen, vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Erkenntnis kann man diese Zeitspanne noch verkürzen, sodass die Lichtbogenlöschungsbereitschaft des Schalters entsprechend grösser wird. Das wird dadurch erreicht, dass das Löschmittel im Ausschaltzustand des Schalters unter Druck gehalten wird. Das kann zunächst dadurch geschehen, dass spätestens unmittelbar nach Beendigung der Abstandsvergrösserung der Elektroden, die für den Abschaltungsvorgang kennzeichnend ist, im Wege der Löschmittelströmung liegende Abströmquerschnitte geschlossen werden. Jedoch ist man nicht darauf angewiesen, diese Abströmquerschnitte erst zu diesem Zeitpunkt zu schliessen. Man kann die Schliessung bereits bei Beendigung der Abstandsvergrösserung durchführen, man hat sogar die weitere Möglichkeit, die Abströmquerschnitte nach der Lichtbogenlöschung noch während der Abstandsvergrösserung der Elektroden zu schliessen, weil eine Löschmittelströmung in diesem Zeitpunkt bereits entbehrlich geworden ist. Überträgt man diesen grundsätzlichen Gedanken der Beseitigung von Zeitspannen, während derer das Löschmittel drucklos oder mit zu niedrigem Druck versammelt ist, ohne dass diese Zeitspannen fehlender Lichtbogenlöschungsbereitschaft des Schalters durch die Lichtbogenlöschung selbst unmittelbar bedingt wären, auf den Einschaltzustand und die Einschalt- vorgänge des Schalters, so ergibt sich als erste Möglichkeit, die Abströmquerschnitte erst unmittelbar vor der Elektrodentrennung zu öffnen. In diesem Falle tritt die Druckentlastung der Hohlräume der Elektroden rechtzeitig genug ein, die dazu führt dass im Zeitpunkt der Elektrodentrennung selbst das Löschmittel das ihm zugeordnete Druckgefälle vorfindet. Die Löschmittelströmung setzt mit der maximalen Löschmittelgeschwindigkeit ein, wenn die Abströmquerschnitte zu dem genannten Zeitpunkt voll eröffnet werden. Daher kann das Löschmittel zunächst wie das auch bereits mit den eingangs genannten Mitteln erreicht wird, während des Einschaltzustandes des Schalters unter Druck gehalten werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die Abströmquerschnitte während der gesamten Einschaltvorgänge des Schalters geschlossen zu halten, sodass auch diese Zeitspanne fehlender Lichtbogenlöschungsbereitschaft des Schalters in Fortfall kommt. Öffnet man die Abströmquerschnitte während dieser Zeitspanne nur zum Teil, so wird dadurch, dass sich der Druckaufbau des Löschmittels auf den vollen Wert der Löschmittelspannung in kürzerer Zeit vollziehen kann, bereits eine wesentliche Verbesserung erreicht. Die Abströmquerschnitte sind also, zusammengefasst, im wesentlichen bis auf die Zeitspanne eines sich an die Elektrodentrennung anschliessenden Teiles der Abstandsvergrösserung geschlossen zu halten, womit die oben im Einzelnen dargelegten Vorteile eintreten. Unter dem Zeitpunkt der Elektrodentrennung ist dabei der zumAccording to an additional knowledge on which the present invention is based, this period of time can be shortened so that the readiness of the switch to extinguish arcing is correspondingly greater. This is achieved by keeping the extinguishing agent under pressure when the switch is switched off. This can initially be done by closing outflow cross-sections in the path of the extinguishing agent flow at the latest immediately after the increase in the distance between the electrodes, which is characteristic of the shutdown process, has ended. However, one is not dependent on closing these outflow cross-sections only at this point in time. The closure can be carried out as soon as the distance increase has ended, and there is even the further option of closing the outflow cross-sections after the arc extinguishing while the distance between the electrodes is being increased, because a flow of extinguishing agent has already become dispensable at this point in time. If this fundamental idea of eliminating time spans during which the extinguishing agent is assembled without pressure or at too low a pressure, without these time spans of lack of arc extinguishing readiness of the switch being directly caused by the arc extinguishing itself, to the switch-on state and the switch-on operations of the switch, the first possibility arises to open the outflow cross-sections only immediately before the electrodes are separated. In this case, the pressure relief of the cavities of the electrodes occurs in good time, which means that at the time of the separation of the electrodes, the extinguishing agent itself finds the pressure gradient assigned to it. The extinguishing agent flow starts at the maximum extinguishing agent speed when the outflow cross-sections are fully opened at the specified time. As a result, the extinguishing agent can initially be kept under pressure while the switch is switched on, as is already achieved with the means mentioned at the beginning. In addition, there is the possibility of keeping the outflow cross-sections closed during the entire switch-on process of the switch, so that this period of time when the switch is not ready to extinguish an arc is also eliminated. If the outflow cross-sections are only partially opened during this period of time, a significant improvement is achieved because the pressure of the extinguishing agent can build up to the full value of the extinguishing agent voltage in a shorter time. The outflow cross-sections are therefore, in summary, to be kept closed essentially except for the period of time of a part of the increased spacing that follows the electrode separation, which results in the advantages detailed above. The time at which the electrodes are separated is the one at

Beginn der Löschmittelströmung führende Vorgang verstanden. Das ist deshalb zu beachten, weil im Nachfolgenden der Vorschlag gemacht wird, federnde Schaltmittel zu verwenden, die den Strom erst abschalten, nachdem sich bereits die zum Auftreten einer Löschmittelströmung Anlass gebenden Elektroden getrennt hatten. Das dargestellte Verfahrne führt infolge der vermöge seiner Durchführung erreichten völligen Beherrschung aller Vorgänge zu der Möglichkeit, alle wesentlichen Bemessungen vorausberechnen zu können. Dadurch zeichnen sich die zur Durchführung des Verfahrens dienenden Schalterbauarten bereits bekannten Schaltern gegenüber aus. Der Querschnitt der Abströmöffnungen wird so berechnet, dass das ausströmende Löschmittel gerade in der Lage ist, die Lichtbogenwärme abzuführen. Diese Lichtbogenwärme ist bekannt, da sie durch Stromstärke, Lichtbogenspannung und Zeit eindeutig gegeben ist. Andererseits ist die durch das Löschmittel abzuführende Wärme bestimmt durch die Löschmittelgeschwindigkeit, den Abströmquerschnitt sowie Druck und Temperatur des Löschmittels. Soweit diese Grössen nicht mathematisch genau festlegbar sind, können sie mit hinreichender Genauigkeit durch Annäherungsberechnungen erfasst werden. Es ergibt sich, dass die mit einer derartigen Schaltstrecke zu lösende Stromstärke proportional dem Ab- strömquerschnitt ist. Dieser kann also für jede geforderte Abschaltstromstärke genau angegeben werden. Wählt man als Löschmittel Luft, so wird dabei deren Spannung auf 4 bis 6 atü zu bestimmen sein, um mit normalen Verdichtern auskommen zu können. In diesem Zusammenhang entsteht die vorteilhafte Möglichkeit, den günstigsten Wert der Schaltgeschwindigkeit dahin zu bestimmen, dass der Während des Abschlatvorganges absinkende Druck des im Schalter versammelten Löschmittels gerade zur Verhinderung eines Durchschlages zwischen den Elektroden ausreicht, wobei die Lichtbogenspannung klein bleibt. Bei zu grosser Schaltgeschwindigkeit würde nämlich der Lichtbogen bei der endgültigen Löschung zu lang, die Lichtbogenspannung würde unnötig hoch und die Wärmezufuhr würde erschwert. Es ist also am Vorteilhaftesten, die Bestimmung so zu treffen, dass der Elektrodenabstand bei der endgültigen Lichtbogenlöschung gerade so gross ist, dass eine Rückzündung vermieden wird. Die Durchschlagspannung der Schaltstrecke ergibt sich dabei, nach bekannten Gesetzen der elektrischen Festigkeit, aus Abstand und Druck. Bei dieser Berechnung muss natürlich der Beginn der Aus- schaltbewegung auf den ungünstigsten Zeitpunkt angenommen werden. Die entscheidenden Grössen wie Abströmquerschnitt, Druck, Grösse des Behälters und Schaltgeschwindigkeit hängen natürlich voneinander ab. Es müssen also, um bei allen vorkommenden Betriebsspannungen und Abschaltleistungen zu den günstigsten Schalterabmessungen kommen zu können, wiederholte Rechnungsvorgänge durchgeführt werden. Auch über die noch zu beherrschende Höchstfrequenz der wiederkehrenden Spannung lässt sich aus den Strömungsgeschwindigkeiten mit Hilfe von Aufzeichnungen über den Strömungsverlauf und das elektrische Feld ein einwandfreies Bilde gewinnen.Understood the beginning of the extinguishing agent flow leading process. This must be taken into account because in the following the proposal is made to use resilient switching means which only switch off the current after the electrodes which give rise to the occurrence of an extinguishing agent flow have already separated. As a result of the complete mastery of all processes achieved by virtue of its implementation, the procedure shown leads to the possibility of being able to calculate all essential measurements in advance. As a result, the types of switches used to carry out the method are distinguished from switches that are already known. The cross-section of the outflow openings is calculated so that the extinguishing agent flowing out is just able to dissipate the arc heat. This arc heat is known because it is clearly given by current strength, arc voltage and time. On the other hand, the heat to be dissipated by the extinguishing agent is determined by the speed of the extinguishing agent, the outflow cross-section as well as the pressure and temperature of the extinguishing agent. If these quantities cannot be precisely determined mathematically, they can be recorded with sufficient accuracy by approximation calculations. The result is that the current strength to be resolved with such a switching path is proportional to the flow cross-section is. This can therefore be specified precisely for each required breaking current. If air is chosen as the extinguishing agent, its voltage must be set to 4 to 6 atmospheres in order to be able to get by with normal compressors. In this context, there is the advantageous possibility of determining the most favorable value of the switching speed so that the pressure of the extinguishing agent collected in the switch, which drops during the shutdown process, is just sufficient to prevent a breakdown between the electrodes, with the arc voltage remaining low. If the switching speed is too high, the arc would be too long for the final extinction, the arc voltage would be unnecessarily high and the supply of heat would be more difficult. It is therefore most advantageous to make the determination in such a way that the electrode spacing during the final arc extinction is just large enough to avoid reignition. The breakdown voltage of the switching gap results, according to known laws of electrical strength, from distance and pressure. With this calculation, of course, the beginning of the switching movement at the most unfavorable point in time can be assumed. The decisive parameters such as discharge cross-section, pressure, size of the container and switching speed naturally depend on each other. So, in order to be able to achieve the most favorable switch dimensions for all operating voltages and breaking capacities, repeated calculation processes have to be carried out. A flawless picture can also be obtained of the maximum frequency of the recurring voltage, which has yet to be controlled, from the flow velocities with the help of recordings of the course of the flow and the electric field.

Die Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens können in der verschiedensten Art und Weise ausgeführt sein. Sie kennzeichnen sich vorzugsweise durch Anordnung eines Druckbehälters zur Aufnahme einer Menge unter Druck stehenden Lösungsmittels, die mindestens für ein der grössten Abschaltleistung entsprechende Abschaltung ausreicht, in Verbindung mit der Anordnung einandergegenüber liegender, als Löschdüsen ausgebildeter Hohlelektroden und mit der zur Achse der Hohlelektroden symmetrischen Ausbildung letzterer,des Druckbehälters und der weiteren, zur Führung des Löschmittels dienenden Einrichtungen.The devices for carrying out the method can be designed in the most varied of ways. They are preferably characterized by the arrangement of a pressure vessel to hold a quantity of pressurized solvent that is at least sufficient for a shutdown corresponding to the greatest disconnection capacity, in connection with the arrangement of opposing hollow electrodes designed as extinguishing nozzles and with the latter being symmetrical to the axis of the hollow electrodes , the pressure vessel and the other devices used to guide the extinguishing agent.

Bezüglich der Einzelausbildung der Vorrichtungen kann auf die Erläuterung der nachfolgenden Ausführungsbeispiele verwiesen werden. Es soll jedoch an dieser Stelle hervorgehoben werden, dass die neue Ausbildung der Vorrichtung die Möglichkeit gibt, in enger Anpassung an die theoretische Erkenntnis der Zusammenhänge und die wissenschaftliche Aufklärung der Bildungsvorgänge des Lichtbogens den Schalter so auszubilden, dass grosse Abschaltleistungen bei geringem Löschmittelbedarf, bei niedrigen Drücken und kleinen Schaltwegen verwirklicht werden können. Erreicht wird das durch Führung und Zuführung der Löschmittelströmung in unmittelbarer Nähe des zu löschenden Lichtbogens, durch Anwendung von Schirmelektroden mit düsenförmigen Auströmöffnungen, zentral angeordneten Abbrandelektroden, Isolierung der Abbrandelektroden von den Schirmelektroden, Verwendung der Abbrandelektroden als Schaltelektroden, geringe Lichtbogenspannung in dem Gebiet, das der Wärmeabfuhr bedarf, richtige Bemessung von Druck, Strömungsquerschnitten und damit Geschwindigkeit des Löschmittels, günstige Elektrodenabstände während der Löschung, zweckentsprechende Elektrodenausbildung, Anordnung von Wirkwiderständen und/oder Kapazi- täten zwischen Schirm- und Abbrandelektroden sowie Verwendung von Widerständen mit positivem Temperaturkoeffizienten. Die Ausführungsbeispiele zeigen, dass sich diese Massnahmen ohne Schwierigkeiten erfindungsgemäss in beliebiger oder in gesamter Vereinigung verwirklichen lassen, sodass damit optimale Verhältnisse geschaffen werden können.With regard to the individual design of the devices, reference can be made to the explanation of the following exemplary embodiments. It should be emphasized at this point, however, that the new design of the device enables the switch to be designed in such a way that, in close adaptation to the theoretical knowledge of the relationships and the scientific elucidation of the formation processes of the arc, high disconnection capacities with low extinguishing agent requirements, with low ones Press and small switching paths can be realized. This is achieved by guiding and supplying the extinguishing agent flow in the immediate vicinity of the arc to be extinguished, by using screen electrodes with nozzle-shaped discharge openings, centrally arranged consumable electrodes, isolation of the consumable electrodes from the screen electrodes, use of the consumable electrodes as switching electrodes, low arc voltage in the area where the Heat dissipation is required, correct measurement of pressure, flow cross-sections and thus the speed of the extinguishing agent, favorable electrode spacing during extinguishing, appropriate electrode design, arrangement of effective resistances and / or capacitance between shielding and burning electrodes as well as the use of resistors with positive temperature coefficients. The exemplary embodiments show that these measures can be implemented according to the invention in any combination or in their entirety without difficulty, so that optimal conditions can be created with them.

Die Vorrichtungen, die der Durchführung des Verfahrens der Unterdruckhaltung des Löschmittels im Ausschaltzustand des Schalters dienen, kennzeichnen sich dadurch, dass im Wege der Löschmittelströmung Mittel zum Abschluss und zur Freilegung von Abströmquerschnitten für das Löschmittel in vorbestimmten Zeitpunkten vorgesehen sind. Diese Mittel wird man also vorzugsweise dadurch verwirklichen, dass zusätzlich zu den durch die Elektroden selbst gebildeten Steuerungsorganen für das Löschmittel besondere, Abströmquerschnitte schliessende bzw. öffnende Steuerungsorgane vorgesehen sind. Diese Steuerungsorgane wird man in Hohlelektroden etwa in der Höhe der achsialen Behälterabschlüsse anordnen, um günstige Verhältnisse verwirklichen zu können.The devices that are used to carry out the method of maintaining the extinguishing agent underpressure when the switch is switched off are characterized in that means for closing off and exposing outflow cross-sections for the extinguishing agent at predetermined times are provided by way of the extinguishing agent flow. These means are therefore preferably implemented in that in addition to the control organs formed by the electrodes themselves for the extinguishing agent, special control organs closing or opening outflow cross-sections are provided. These control organs will be arranged in hollow electrodes approximately at the level of the axial container closures in order to be able to achieve favorable conditions.

Zu der bereits hervorgehobenen, vollständigenTo the already highlighted, complete

Beherrschung aller Vorgänge und der dadurch ermöglichten Vorausberechnung gehört es nun, dass die Elektroden in der Löschstellung bzw. während des gesamten Abschaltvorganges ein annähernd homogenes elektrisches Feld bilden. Es sind also Wirbelbildungen des Löschmittels möglichst vollständig zu vermeiden, zumal Lichtbögen in Wirbelgebieten besonders leicht festgehalten werden. Die Forderungen in strömungstechnischer und elektrischer Beziehung decken sich also, sodass man zunächst die Übergänge der inneren Wandungen der Hohlelektroden zu den Steuerungsorganen allmählich verlaufen lassen muss, um diese Wirbelbildungen auszuschliessen oder wenigstens weitgehend zu unterdrücken. Aus diesem Grunde wird man die kontaktgebenden Enden der Hohlelektroden stark abgerundet, insbesondere halbkugelig ausbilden. Weiter ist im Bereiche mindestens einer Länge gleich dem grössten Elektrodendurchmesser, gerechnet vom kontaktgebenden Ende der Elektrode ab, deren Aussenwandungen ein völlig glatter, weder von Kanten noch von Erhebungen unterbrochener Verlauf zu erteilen. Weiter hat sich gezeigt, dass bei einem zu geringen Abstand der Behälterwandungen von den Elektroden gleichfalls Wirbelbildungen auftreten, sodass der Abstand der Behälterwandungen von den Elektroden mindestens gleich dem halben Durchmesser der Elektroden einzustellen ist; vorteilhaft ist es, diesen Abstand bis auf den vollen, grössten Durchmesser der Elektroden zu vergrössern. Aus dem gleichen Grunde sind Isolierstoffe in einem Abstand von den Elektroden anzuordnen, der mindestens gleich dem halben grössten Durchmesser der Elektroden ist, wobei es sich auch hier als vorteilhaft erwiesen hat, den gleichen Abstand auf den vollen, grössten Elektrodendurchmesser zu vergrössern.Mastery of all processes and the precalculation made possible by this means that the electrodes in the extinguishing position or during the entire switch-off process form an approximately homogeneous electrical field. The formation of eddies in the extinguishing agent must therefore be avoided as completely as possible, especially since arcs are particularly easily captured in eddy areas. The requirements in terms of flow technology and electrical relationship are therefore identical, so that the transitions between the inner walls of the hollow electrodes and the control organs must first be allowed to run gradually in order to exclude or at least largely suppress these eddy formations. For this reason, the contact-making ends of the hollow electrodes are strongly rounded, in particular hemispherical. Furthermore, in the region of at least one length equal to the largest electrode diameter, counted from the contact-making end of the electrode, the outer walls of the electrode are to be given a completely smooth course that is not interrupted by edges or elevations. It has also been shown that if the distance between the container walls and the electrodes is too small, vortices also occur, so that the distance between the container walls and the electrodes must be set to at least half the diameter of the electrodes; it is advantageous to increase this distance to the full, largest diameter of the electrodes. For the same reason, insulating materials are to be arranged at a distance from the electrodes that is at least half the largest diameter of the electrodes, whereby it has also proven advantageous here to increase the same distance to the full, largest electrode diameter.

Auf die Bemessung der Abströmquerschnitte ist bereits oben hingewiesen worden. Sie sind im allgemeinen so einzustellen, dass die bei Höchststromstärke entwickelte Lichtbogenwärme gerade abgeführt wird. Aus den gleichen Gründen ist der Rauminhalt des Behälters vorteilhaft so zu bemessen, dass bei grösstmöglichem Löschabstand der Druck im Sperrgebiet gerade noch zur Verhinderung einer Rückzündung ausreicht. Denn der Druck im Behälter fällt bei Öffnung der Schaltstrecke annähernd exponentiell ab. Der Druckabfall zwischen Beginn der Ausschaltbewegung und endgültiger Lichtbogenlöschung ist also umso grösser, je kleiner der Rauminhalt des Behälters ist. Die Bemessung des Behälters muss also so erfolgen, dass bei der im ungünstigsten Falle vorliegenden, endgültigen Löschstellung noch ein ausreichender Druck des Löschmittels vorhanden ist.The dimensioning of the outflow cross-sections has already been pointed out above. In general, they should be set in such a way that the arc heat developed at the maximum current strength is just dissipated. For the same reasons, the volume of the container should advantageously be dimensioned in such a way that, with the greatest possible extinguishing distance, the pressure in the restricted area is just sufficient to prevent backfire. This is because the pressure in the container drops almost exponentially when the switching path is opened. The pressure drop between the start of the switch-off movement and the final arc extinction is therefore greater, the smaller the volume of the container. The dimensioning of the container must therefore be carried out in such a way that there is still sufficient pressure of the extinguishing agent in the final extinguishing position in the worst case.

Was für eine Schaltstrecke vorgeschlagen worden ist, gilt sinngemäss für den Fall, dass mehrere Schaltstrecken inWhat has been proposed for a switching path, applies mutatis mutandis to the case that several switching paths in

Reihe angeordnet sind. Es sind also jeweils für die zwischen je zwei Schaltstrecken entstehenden Abströmräume, in die das Löschmittel von beiden Seiten her einströmt. Besondere Steuerungsorgane vorzusehen, für deren Steuerungsphasen, Anordnung und Ausbildung dasselbe gilt, was oben für den Falle einer einzigen Schaltstrecke dargelegt worden ist. Insbesondere ist die Ausbildung und Anordnung der durchweg als Ventile oder Absperrklappen ausgebildeten Steuerungsorgane so zu treffen, das Wirbelbildungen des Löschmittels in Fortfall kommen oder weitgehend unterdrückt werden.Are arranged in a row. There are therefore in each case for the outflow spaces that arise between two switching sections into which the extinguishing agent flows from both sides. Provide special control organs, the same applies to the control phases, arrangement and training of what has been set out above for the case of a single switching path. In particular, the design and arrangement of the control organs, which are consistently designed as valves or shut-off flaps, must be designed in such a way that eddy formations of the extinguishing agent are eliminated or largely suppressed.

Die Zeichnung gibt eine Reihe von Ausführungsbeispielen der Erfindung an Hand schematisch gehaltener, senkrechter Schalterschnitte wieder. Im Einzelnen zeigtThe drawing shows a number of exemplary embodiments of the invention by means of schematically held, vertical switch sections. Shows in detail

Fig. 1 eine Schalterausbildung mit Speicherung einer bereits vor Beginn eines Abschaltvorganges unter Druck stehenden, zu mindestens für eine Lichtbogenlöschung einer Abschaltung ausreichenden Löschmittelmenge im Schalter selbst in Verbindung mit Mitteln zur Unterbrechung des Stromes zu einem zeitlich nach dem Eröffnungszeitpunkt der Abströmleitung für das Löschmittel liegenden Zeitpunkt,Fig. 1 shows a switch design with storage of an extinguishing agent quantity in the switch itself which is already under pressure before the start of a shutdown process and is at least sufficient for an arc extinguishing of a shutdown in connection with means for interrupting the current at a time after the opening time of the discharge line for the extinguishing agent ,

Fig. 2 einen Doppeldüsenschalter mit pneumatischem Antrieb.2 shows a double nozzle switch with a pneumatic drive.

Fig. 3 eine Schalterausbildung mit abgeänderter Elektrodenform,3 shows a switch configuration with a modified electrode shape,

Fig. 4 einen Schalter mit im Schalter selbst erfolgender Unterdrucksetzung des Löschmittels,4 shows a switch with the extinguishing agent being pressurized in the switch itself,

Fig. 5 einen Schalter mit mehreren in Reihe geschalteten Schaltstrecken,5 shows a switch with several switching paths connected in series,

Fig. 6 einen Schalter mit abgeänderten Schaltmitteln,6 shows a switch with modified switching means,

Fig. 7 einen Flüssigkeitsschalter und7 shows a liquid switch and

Fig. 8 eine dem Schalter nach Fig. 1 entsprechende Schalterausbildung mit zur Löschmittelsteuerung durch die Schaltelektroden zusätzlichen Steuerorganen.8 shows a switch configuration corresponding to the switch according to FIG. 1 with additional control elements for controlling the extinguishing agent by the switching electrodes.

In Figur 1 bezeichnen A und B die Schaltelektroden, C den Druckkessel, der aus Porzellan, Hartpapier oder anderen ge- eigneten Werkstoffen bestehen kann, D Gummidichtungen an der unteren Schaltelektrode B, E bewegliche Kontaktstifte, die längs des Federweges an die Elektrode B angedrückt gehalten werden, F die hierzu erforderlichen Federn, G Abbrandelektroden, H düsenförmige Durchlässe in den Schaltelektroden A und B, J Stege aus Isolierstoffen und S Stromleitungen.In Figure 1, A and B designate the switching electrodes, C the pressure vessel, which is made of porcelain, hard paper or other suitable materials, D rubber seals on the lower switching electrode B, E movable contact pins that are held against the electrode B along the spring path, F the springs required for this, G burning electrodes, H nozzle-shaped openings in the switching electrodes A and B, J webs made of insulating materials and S power lines.

Der so nach seinen Hauptteilen gekennzeichnete Schalter dient zur Lichtbogenlöschung durch ein strömendes, stromunabhängiges Löschmittel mit der besonderen Maßgabe, dass eine bereits vor Beginn eines Abschaltvorganges unter Druck gebrachte, zu mindestens einer Lichtbogenlöschung bei einer Abschaltung ausreichende Löschmittelmenge im Schaltraum des Schalters versammelt, das Löschmittel symmetrisch zur Kontaktsberührungsebene und achsialsymmetrisch zu den Lichtbogenlöschdüsen diesen zu- und symmetrisch zu den Kontakten sowie achsialsymmetrisch zu den Lichtbogenlöschdüsen von letzteren weggeführt wird, wobei der Lichtbogen unmittelbar nach seiner Erzeugung, von Fusspunkt zu Fusspunkt etwa in der Achse der zu den Löschdüsen achsialsymmetrischen Strömung brennend, ausgerichtet wird. Dabei stellt der als Isolierzylinder ausgeführte Druckkessel C den Behälter dar, der die bereits vor Beginn eines Abschaltvorganges unter Druck gebrachte, zu mindestens einer Lichtbogenlöschung bei einer Abschaltung ausreichende Löschmittelmenge und die zur Kontaktberührungsebene und zu den Löschdüsen symmetrisch ausgebildeten Schaltmittel selbst enthält.The switch, which is characterized according to its main parts, serves to extinguish the arc using a flowing, current-independent extinguishing agent with the special requirement that an extinguishing agent that is already pressurized before the start of a shutdown process and that is sufficient for at least one arc extinguishing during shutdown collects in the switch room of the switch, the extinguishing agent symmetrically to the contact contact plane and axially symmetrical to the arc extinguishing nozzles these towards and symmetrically to the contacts as well as axially symmetrically to the arc extinguishing nozzles from the latter, whereby the arc is directed burning immediately after its generation, from base to base approximately in the axis of the axially symmetrical flow to the extinguishing nozzles will. The pressure vessel C, designed as an insulating cylinder, represents the container that contains the extinguishing agent, which is already pressurized before the start of a shutdown process, sufficient amount of extinguishing agent in the event of a shutdown, and the switching means, which are symmetrical to the contact plane and to the extinguishing nozzles.

Die Wirkungsweise des Schalters ergibt sich in Übereinstimmung mit der Zeichnung aus folgendem:The mode of operation of the switch results from the following in accordance with the drawing:

Zum Ausschalten wird die Elektrode B schnell nach unten bewegt. Dadurch löst sich ihre Gummidichtung D von der oberen Elektrode A ab und das den Raum C anfüllende Löschmittel strömt sofort über die freigelegten Querschnitte ab. Unter dem Einfluss der Federn F bleibt jedoch die anlage der Kontaktstifte E an der Gegenelektrode B trotz deren nach unten gerichteter Bewegung zunächst noch bestehen, bis der volle Federungsweg zurückgelegt ist. Inzwischen sind zwischen den Teile A und B Querschnitte von mindestens der Grösse der Düsenquerschnitte J freigegeben worden, sodass sich Strömungshöchstgeschwindigkeiten in den Düsen H einstellen. Bei überkritischem Druckverhältnis, wie es durchweg verwirklicht ist, strömt also das Löschmittel durch die Düsen H mit Schallgeschwindigkeit. Der im Zeitpunkt des Abhebens der Kontaktstifte E von der Elektrode B entstehende Lichtbogen wird durch das mit Schallgeschwindigkeit zwischen den Schaltelektroden durchströmende Löschmittel, meistens Pressluft, sehr schnell in die Mittelachse der Anordnung getrieben. Entsprechend der achsialsymmetrischen Ausbildung der Elektroden G bleibt der Lichtbogen in der Mittelachse durch die Luftströmung festgehalten. Er steht also während des grössten Teiles der Ausschaltdauer zwischen den Abbrandelektroden G. Diese Lichtbogenlöschanordnung hat die bereits von Hochdrucklichtbogenventilen nach Erwin MARX her bekannten Vorzüge. Der Lichtbogen ist ringsherum von einer sehr schnellen Löschmittelströmung umgeben, durch welche die erwärmten und ionisierten Gasteilchen laufend aus dem Lichtbogengebiet entfernt werden. Eine zu grosse Lichtbogenverlängerung wird vermieden. Beide Lichtbogenfusspunkte stehen beim Verlöschen des Lichtbogens in einem Gebiet, in dem das elektrische Feld bei Rückkehr der Spannung sehr schwach ist. Die metallischen Schaltelektroden dienen zugleich als Schirmelektroden. Die an den Lichtbogenfusspunkten entstehenden Abbrandprodukte können nicht in das Rückzündgebiet gelangen. Der Lichtbogen brennt in genügender Entfernung von dem Gebiet, in welchem bei Wiederkehr der Spannung eine hohe elektrische Feldstärke auftritt. Die Luft, die durch jede der beiden Düsen H strömt, wird nur unter dem Einfluss eines Bruchteiles der Lichtbogenleistung erwärmt. Eine Deformation der Abbrandelektroden durch den Lichtbogen ist auf den Schaltvorgang ohne Einfluss. Von der Einschalt- bis zur Ausschaltstellung ist nur ein kleiner Weg notwendig, da zwischen den Schirmelektroden ein annähernd homogenes Feld vorliegt und zwischen den Schirmelektroden kalte Druckluft auftritt. Die Kraftwirkungen des Luftdruckes selbst beschleunigen die Ausschaltgeschwindigkeiten.To switch off, the electrode B is quickly moved downwards. As a result, its rubber seal D separates from the upper electrode A and the extinguishing agent filling the space C immediately flows off via the exposed cross-sections. Under the influence of the springs F, however, the contact pins E remain in contact with the counter electrode B, despite their downward movement, until the full suspension travel has been covered. In the meantime, cross-sections of at least the size of the nozzle cross-sections J have been released between parts A and B, so that maximum flow velocities in the nozzles H to adjust. In the case of a supercritical pressure ratio, as has been implemented throughout, the extinguishing agent flows through the nozzles H at the speed of sound. The arc that occurs when the contact pins E are lifted from the electrode B is driven very quickly into the center axis of the arrangement by the extinguishing agent, usually compressed air, flowing through the switching electrodes at the speed of sound. Corresponding to the axially symmetrical design of the electrodes G, the arc remains held in the central axis by the air flow. During the major part of the switch-off period, it stands between the consumable electrodes G. This arc extinguishing arrangement has the advantages already known from the Erwin MARX high-pressure arc valves. The arc is surrounded all around by a very rapid flow of extinguishing agent, by means of which the heated and ionized gas particles are continuously removed from the arc area. Too great a lengthening of the arc is avoided. When the arc is extinguished, both arc roots are in an area in which the electric field is very weak when the voltage returns. The metallic switching electrodes also serve as shielding electrodes. The burn-up products created at the arc roots cannot get into the re-ignition area. The arc burns at a sufficient distance from the area in which a high electric field strength occurs when the voltage returns. The air that flows through each of the two nozzles H is only heated under the influence of a fraction of the arc power. Deformation of the consumable electrodes by the arc has no effect on the switching process. Only a short distance is necessary from the switch-on to the switch-off position, as there is an almost homogeneous field between the shield electrodes and cold compressed air occurs between the shield electrodes. The force effects of the air pressure itself accelerate the switch-off speeds.

Man erkennt aus der Darstellung dieser Vorgänge die Vorteile, die sich aus der Anordnung des Druckkessels C um die Schaltstelle herum ergeben. Zahlreiche Versuche bestätigen in der Tat, dass es nur auf diese Weise möglich ist, die Druckluft völlig gleichmässig von allen Seiten zentripetal zum Lichtbogen zuströmen zu lassen und den Lichtbogen schnellstmöglich in der Mittelachse der Anordnung zu zentrieren. Strömt gemäss dem ersten der eingangs behandelten, bekannten Verfahren das Löschmittel noch während des Schaltvorganges zu, so entstehen stets einseitige Strömungsvorgänge, die nicht geordnet sind und es verhindern, den Lichtbogen so zu beeinflussen und so schnell abzulöschen, wie dies erfindungsgemäss möglich ist. Dadurch, dass man die Dichtungen D in unmittelbarster Nähe des Schaltlichtbogens anordnen kann, kommt man mit einem Minimum an Pressluft zum Löschen aus, weil keine toten Räume aufgefüllt und keine grösseren Luftmassen beschleunigt werden müssen. Die Anordnung der Dichtungen an den Schaltelektroden, die erfindungsgemäss durchgeführt ist, ermöglicht es, trotz des entgegengesetztgerichteten Pressluftflusses mit einer einzigen Dichtung auszukommen. Die Oeffnung der Dichtung vor Oeffnung der Kontakte bewirkt dabei, dass ein nennenswerter Pressluftstrom mit geringstmöglichem Aufwand an Pressluft schon vorhanden ist, ehe der Lichtbogen entsteht, sodass er bereits während seiner Entwicklung an- und ausgeblasen wird.The representation of these processes shows the advantages that result from the arrangement of the pressure vessel C around the switching point. In fact, numerous tests confirm that this is the only way to allow the compressed air to flow completely evenly from all sides centripetal to the arc and to bring the arc into the arc as quickly as possible to center the central axis of the assembly. If, according to the first of the known methods discussed at the beginning, the extinguishing agent flows in during the switching process, one-sided flow processes always arise that are not orderly and prevent the arc from being influenced and extinguished as quickly as is possible according to the invention. Since the seals D can be arranged in the immediate vicinity of the switching arc, a minimum of compressed air can be used for extinguishing, because no dead spaces have to be filled and no large air masses have to be accelerated. The arrangement of the seals on the switching electrodes, which is carried out according to the invention, makes it possible to manage with a single seal despite the opposing flow of compressed air. The opening of the seal before opening the contacts has the effect that a significant flow of compressed air with the least possible amount of compressed air is already present before the arc occurs, so that it is blown on and off during its development.

Einem Schalter nach Figur 1 kann ein Trennschalter zugeordnet sein, der automatisch kurze Zeit nach Oeffnung des Leistungsschalters öffnet. Nach Oeffnung des Trennschalters kann der Leistungsschalter sofort wieder geschlossen werden. Sobald der Leistungsschalter geschlossen ist, füllt sich Druckkessel C selbsttätig wieder mit Druckluft an, sodass der Schalter schaltbereit ist. Wenn der Trennschalter zum Einschalten geschlossen wird, kann, falls auf einen Kurzschluss geschaltet wird, wieder sofort eine Oeffnung des Leistungsschalters erfolgen.A switch according to FIG. 1 can be assigned an isolating switch which opens automatically a short time after the circuit breaker has opened. After opening the disconnector, the circuit breaker can be closed again immediately. As soon as the circuit breaker is closed, pressure vessel C automatically fills up again with compressed air so that the switch is ready to switch. If the circuit breaker is closed for switching on, the circuit breaker can be opened again immediately if there is a short circuit.

Bei dem in Figur 2 dargestellten Doppeldüsenschalter mit pneumatischem Antrieb haben die in Fig. 1 gleichbezeichneten Teile dieselbe Bedeutung wie in Figur 1. Zusätzlich vorhanden ist eine Bohrung L in dem am Boden des Kessels C angeordneten Antriebszylinder Z. Ueber L steht das Innere des Hohlzylinders Z mit Druckluft in Verbindung. In einer Ausnehmung des Zylinders Z gleitet der Kolben K, dessen oberer freier Rand mit der Dichtung D bewehrt ist. Die die Hohlzylinderwandung Z durch- setzenden Bohrungen 0 sind durch ein Gummiband V rückschlagventilartig abgekleidet derart, dass der Uebertritt von Druckluft von L in den vom Zylinder C umschlossenen Raum, aber nicht die umgekehrte Strömungsrichtung möglich ist. Die bewegliche Schaltelektrode B mit ihrer düsenförmigen Mittelausnehmung ist mit dem sie umschliessenden Kolben K mit geringem achsialem Spiel gekuppelt. Der untere Rand der Schaltelektrode B ist dabei mit einer Gummidichtung T bewehrt, die sich gegen den freien Rand des zentralen Abfuhrrohres für das Löschmittel legt. Im Einschaltzustand drückt die bei L zugeführte Pressluft auf den Kolben K, sodass dieser über Dichtung D mit einer gewissen Vorspannung an der Elektrode A anliegt. Auf diese Weise wird die Löschmittelspannung in Abdichtungsdrücke zwischen Löschmittel und Löschmittelabströmleitung umgesetzt. In dieser Stellung gibt Kolben K die Bohrungen 0 frei, sodass im Kessel C die Pressluftmenge versammelt ist, die bei der nächsten Abschaltung den Lichtbogen abzulöschen vermag. Unabhängig vom Kolben K ist hierbei die Schaltelektrode B gegen die Elektrode A gepresst, wobei Druckluft über den Ringspalt zwischen Kolben K und Elektrode B Zutritt zu dem durch die Gummidichtung T abgedichteten Ringraum unter der Schaltelektrode B hat.In the double nozzle switch with pneumatic drive shown in FIG. 2, the parts identified identically in FIG. 1 have the same meaning as in FIG in connection with compressed air. The piston K, the upper free edge of which is reinforced with the seal D, slides in a recess in the cylinder Z. The hollow cylinder wall Z through The bores 0 in which they are placed are covered by a rubber band V like a check valve in such a way that the passage of compressed air from L into the space enclosed by the cylinder C is possible, but not in the opposite direction of flow. The movable switching electrode B with its nozzle-shaped central recess is coupled to the piston K surrounding it with little axial play. The lower edge of the switching electrode B is reinforced with a rubber seal T, which lies against the free edge of the central discharge pipe for the extinguishing agent. When switched on, the compressed air supplied at L presses on piston K so that it is applied to electrode A via seal D with a certain preload. In this way, the voltage of the extinguishing agent is converted into sealing pressures between the extinguishing agent and the extinguishing agent discharge line. In this position, piston K releases bores 0 so that the amount of compressed air that is able to extinguish the arc the next time it is switched off is collected in tank C. Independent of the piston K, the switching electrode B is pressed against the electrode A, with compressed air having access to the annular space under the switching electrode B, which is sealed by the rubber seal T, via the annular gap between the piston K and the electrode B.

Die Abschaltung wird durch Druckentlastung des Zylinderraumes Z eingeleitet. Die im Kessel C vorhandene Druckluft drückt dadurch den Kolben K nach unten, sodass sich die Dichtung D von der oberen Schaltelektrode A abhebt und die Luftströmung zu den Kontaktstellen zu freigibt. Da die Entlüftung des durch die Gummidichtung T abgedichteten Ringraumes unter der beweglichen Schaltelektrode B verhältnismässig langsam erfolgt, bleibt die Schaltelektrode B von der Druckluft zunächst noch an die Elektrode A angepresst, bis der Kolben K mit seiner Dichtung D eine Stellung erreicht hat, bei der sich bereits eine kräftige Luftströmung ausgebildet hat. Erst dann erfolgt die Ablösung der Elektrode B von der Elektrode A, d.h. die Lichtbogenbildung. Die nach den Kontakt- stellen strömende Druckluft beschleunigt jedoch später Kolben K und damit Schaltelektrode B sehr stark in der Richtung nach unten, sodass die Schaltelektrode B mit grosser Geschwindigkeit in die Ausschaltstellung gelangt.The shutdown is initiated by relieving the pressure in the cylinder space Z. The compressed air present in the tank C thereby pushes the piston K downwards, so that the seal D lifts off the upper switching electrode A and releases the air flow to the contact points. Since the venting of the annular space sealed by the rubber seal T under the movable switching electrode B takes place relatively slowly, the switching electrode B initially remains pressed against the electrode A by the compressed air until the piston K with its seal D has reached a position in which has already developed a strong air flow. Only then does electrode B become detached from electrode A, i.e. the formation of an arc. The after the contact however, the flowing compressed air later accelerates piston K and thus switching electrode B very strongly in the downward direction, so that switching electrode B moves into the switch-off position at high speed.

Druch Formgebung und geeignete Wahl der Durchmesser von Kolben K und Schaltelektrode B können die Grössen der Dichtungs- und Kontaktdrücke sowie die Beschleunigungskräfte unabhängig voneinander festgelegt werden. Die Differenzdrücke, die auf den Kolben K und die bewegliche Schaltelektrode B wirksam werden, gewährleisten dabei sowohl ein schnelles Schliessen als auch Oeffnen des Schalters.By shaping and suitable selection of the diameter of the piston K and switching electrode B, the sizes of the sealing and contact pressures as well as the acceleration forces can be determined independently of one another. The differential pressures that act on the piston K and the movable switching electrode B ensure that the switch closes and opens quickly.

Die Entlüftung des Zylinderraumes Z erfolgt zweckmässig durch ein in der Zuleitung L angeordnetes, in der Zeichnung nicht dargestelltes, elektromagnetisch betätigtes Ventil, das normalerweise für den Luftdurchtritt von der Verdichteranlage nach dem Schalter zu offen ist und nur während des Ausschaltens einerseits die Luftzufuhr von der Verdichteranlage absperrt und andererseits den Raum unter dem Kolben K mit der Atmosphäre verbindet.The cylinder space Z is expediently ventilated by an electromagnetically operated valve (not shown in the drawing) located in the supply line L, which is normally too open for air to pass from the compressor system after the switch and, on the one hand, the air supply from the compressor system only when it is switched off blocks and on the other hand connects the space under the piston K with the atmosphere.

Doppeldüsenschalter mit pneumatischem Antrieb nach Figur 2 arbeiten im allgemeinen mit einem Trennschalter zusammen, der sofort nach erfolgter Ausschaltung des Düsenschalters seinerseits ausschaltet. Es besteht also die Möglichkeit, das Ventil in der Leitung L nach erfolgter Ausschaltung des Trennschalters wieder so zu beeinflussen, dass die Luftzufuhr vom Verdichter zum Löschschalter freigegeben und dadurch die Auffüllung des Druckbehälters C möglich wird. Ein in der Luftzuleitung L angeordneter, nicht gezeichneter Druckwächter überwacht hierbei die ständige Betriebsbereitschaft des Düsenschalters derart, dass die Einschaltung des Trennschalters vom Druckwächter solange gesperrt ist, bis sich im Löschschalter der erforderliche Betriebsdruck herausgebildet hat. Bei Unterschreitung des Druckminimums führt der Druckwächter selbsttätig durch Betätigung des Entlüftungsventiles die Ausschaltung des Schalters herbei.Double nozzle switches with pneumatic drive according to FIG. 2 generally work together with an isolating switch, which in turn switches off immediately after the nozzle switch has been switched off. There is therefore the possibility of influencing the valve in line L after the isolating switch has been switched off in such a way that the air supply from the compressor to the extinguishing switch is released and the pressure vessel C can thus be refilled. A pressure switch (not shown) arranged in the air supply line L monitors the constant operational readiness of the nozzle switch in such a way that the switch is blocked from switching on the pressure switch until the required operating pressure has developed in the extinguishing switch. If the pressure falls below the minimum, the pressure monitor automatically switches off the switch by actuating the vent valve.

Figur 3 gibt eine abgeänderte Elektrodenausbildung wieder. Die Elektroden stehen in der günstigsten Löschstellung. Da die Oberfläche der Schirmelektroden A und B längs der stark gezeichneten Linien P aus besonders gutleitenden Werkstoffen, etwa aus Kupferauflagen auf Eisenelektroden, hergestellt ist, fliesst der Strom unmittelbar vor Entstehung des Schaltlichtbogens vorwiegend auf der Oberfläche der Schirmelektroden. Wenn dann der Lichtbogen entsteht, wird er sowohl durch die Luftströmung als auch durch sein eigenes magnetisches Feld zur Mittelachse zu getrieben. Die beim Entstehen des Lichtbogens ausgebildete Stromschleife sucht sich unter dem Einfluss des magnetischen Feldes zu erweitern und bläst den Lichtbogen nach der Mittelachse hin. Hierbei ist die ringförmige Unterbrechungsstelle so nahe wie möglich an die Mittelachse heran verlegt. Bei sonst gleichen Verhältnissen wird dadurch der Luftbedarf während der Ausschaltbewegung des Schalters besonders klein und der Weg des Lichtbogens bis zur Mittelachse sehr kurz.FIG. 3 shows a modified electrode design. The electrodes are in the most favorable extinguishing position. Since the surface of the shield electrodes A and B along the strongly drawn lines P is made of particularly highly conductive materials, such as copper layers on iron electrodes, the current flows primarily on the surface of the shield electrodes immediately before the switching arc occurs. When the arc then occurs, it is driven to the central axis by both the air flow and its own magnetic field. The current loop formed when the arc arises tries to expand under the influence of the magnetic field and blows the arc towards the central axis. Here, the ring-shaped interruption point is moved as close as possible to the central axis. With otherwise the same conditions, the air requirement during the switch-off movement of the switch is particularly small and the path of the arc to the central axis is very short.

An dieser Stelle sei kurz auf Berechnungsgrundlagen eingegangen, da sie auf die konstruktive Gestaltung des Schalters von Einfluss sind.At this point, we will briefly discuss the basis of calculation, as they have an impact on the design of the switch.

Auszugehen ist von der Bedingung, dass die in dem Lichtbogen erzeugte Wärme durch das Löschmittel abgeführt werden muss, weil sich sonst im Raum vor der Düse eine Wärmestauung bildet, die zum Wiederdurchschlagen der Schaltstrecke, unter Umständen zu einem Stehlichtbogen, führt. Nun ist die in der Zeiteinheit erzeugte Wärme proportional der Lichtbogenspannung, die die Erwärmung der die Düse durchströmenden Luftmenge herbeiführt. In Figur 3 ist die Lichtbogenstrecke, deren Spannungsabfall für die Erwärmung der Luft in der unteren Düse massgebend ist, mit u(sub)L bezeichnet. Andererseits ist die durch die Luft abgeführte Wärmemenge abhängig vom Druck, vom Querschnitt der Ausströmöffnungen, von der Strömungsgeschwindigkeit und von der Temperatur der Luft. Die Strömungsgeschwindigkeit ist etwa gleich der Schallgeschwindigkeit. Die Schallge- schwindigkeit ist unabhängig vom Druck, dagegen proportional der Quadratwurzel aus der absoluten Temperatur. Setzt man die abgeführte Wärmemenge gleich der erzeugten Wärmemenge, entsprechend der genannten Bedingung, so ergibt sich der Höchstwert der Stromstärke, deren Wärme bei bestimmten Verhältnissen gerade noch abgeführt werden kann. Die Durchführung der Rechnung ergibt, dass die zulässige Höchststromstärke proportional ist dem Druck vor den Düsen, dem Querschnitt der Ausströmöffnungen und dem reziproken Wert des beschriebenen Anteiles der Lichtbogenspannung. Beim Bau von Hochleistungsschaltern muss also angestrebt werden, die Lichtbogenspannung möglichst klein zu halten, damit Druck und Querschnitt der Durchtrittsöffnungen nicht zu hoch gewählt werden müssen. Denn vom Querschnitt de Durchtrittsöffnungen hängt der Rauminhalt des Druckkessels C ab. Dieser muss so gross sein, dass während der zu erwartenden Lichtbogendauer ein ausreichender Löschmitteldruck zur Verfügung bleibt. Bei den Elektrodenanordnungen nach den Figuren 1 bis 3 fliesst der Strom im Einschaltzustand durch die Schirmelektroden. Das gilt auch für die noch zu erläuternden Ausführungsformen nach den Figuren 4 und 5. Um dabei zu grosse Stromstärken in einzelnen Berührungspunkten zu vermeiden, wird man wenigstens eine der Schirmelektroden mit einer gewissen, in der Zeichnung nicht dargestellten Beweglichkeit ausrüsten, wenigstens eine der Schirmelektroden aus einzelnen beweglichen Teilen herstellen oder wenigstens ein der Schirmelektroden mit Kontaktstiften ausrüsten. Dadurch wird der Strom auf beliebig viele Berührungsstellen verteilt. Es besteht aber auch die in Figur 3 gezeigte Möglichkeit, rings um die Schirmelektroden herum besondere Kontakte N anzubringen. Diese Kontakte müssen natürlich vor der Trennung der Schirmelektroden zurückgezogen werden.The assumption is that the heat generated in the arc must be dissipated by the extinguishing agent, otherwise heat will build up in the space in front of the nozzle, which will lead to the breakdown of the switching path again, possibly to a standing arc. Now the heat generated in the unit of time is proportional to the arc voltage, which causes the amount of air flowing through the nozzle to be heated. In FIG. 3, the arc path, the voltage drop of which is decisive for the heating of the air in the lower nozzle, is denoted by u (sub) L. On the other hand, the amount of heat dissipated by the air depends on the pressure, the cross-section of the outflow openings, the flow velocity and the temperature of the air. The flow speed is roughly equal to the speed of sound. The sound speed is independent of pressure, but proportional to the square root of the absolute temperature. If the amount of heat dissipated is equal to the amount of heat generated, in accordance with the stated condition, the result is the maximum value of the current intensity, the heat of which can just be dissipated under certain conditions. Carrying out the calculation shows that the maximum permissible current strength is proportional to the pressure in front of the nozzles, the cross-section of the outflow openings and the reciprocal value of the described portion of the arc voltage. When building high-performance switches, the aim must therefore be to keep the arc voltage as low as possible so that the pressure and cross-section of the passage openings do not have to be too high. Because the volume of the pressure vessel C depends on the cross-section of the passage openings. This must be so large that sufficient extinguishing agent pressure remains available during the expected duration of the arc. In the case of the electrode arrangements according to FIGS. 1 to 3, the current flows through the screen electrodes in the switched-on state. This also applies to the embodiments according to FIGS. 4 and 5 to be explained Manufacture individual moving parts or equip at least one of the shield electrodes with contact pins. This distributes the current to any number of contact points. However, there is also the possibility, shown in FIG. 3, of making special contacts N around the shield electrodes. These contacts must of course be withdrawn before the shield electrodes are separated.

Das Zurückziehen dieser Kontakte erfolgt kurze Zeit vor der Ausbildung der Luftströmung, die durch Trennung oder Abhebung der Gummiteile eingeleitet wird.The retraction of these contacts takes place a short time before the formation of the air flow, which is initiated by separating or lifting off the rubber parts.

Die Pressluft kann bei dem beschriebenen Schalter, der ganz besonders günstig arbeitet, verhältnismässig leicht im Schalter selbst erzeugt werden. Aber auch hier müssen die obengenanntenThe compressed air can be generated relatively easily in the switch itself in the switch described, which works particularly favorably. But here too the above must be

Gesichtspunkte befolgt, insbesondere also der Druckbehälter unmittelbar um die Schaltstelle herum angeordnet werden. Der Zylinder, in dem die Pressluft mit Hilfe eines Verdrängers, insbesondere eines Kolbens, erzeugt wird, kann dabei gleichzeitig als Druckbehälter ausgebildet sein. Besonders günstig wird die Gesamtausbildung des Schalters, wenn der Kolben coachsial mit einer der Elektroden angeordnet wird.Aspects followed, in particular that the pressure vessel is arranged directly around the switching point. The cylinder in which the compressed air is generated with the aid of a displacer, in particular a piston, can at the same time be designed as a pressure vessel. The overall design of the switch is particularly favorable if the piston is arranged coaxially with one of the electrodes.

Figur 4 stellt einen solchen Schalter mit Eigendrucklufterzeugung dar.Figure 4 shows such a switch with internal pressure air generation.

In Figur 4 erkennt man die druckfest eingesetzten Schaltelektrode A innerhalb des als Druckbehälter ausgebildeten Zylinders C, in welchem sich der Kolben K bewegt. Ein nicht gezeichneter Kraftspeicher erzeugt über die Druckstangen X, X durch schnelle Aufwärtsbewegung des Kolbens K die für eine Lichtbogenlöschung erforderliche Pressluft. Sobald der Kolben K seine obere Endlage erreicht hat, wird durch einen zweiten, nicht gezeichneten Kraftspeicher die bewegliche Schaltelektrode B über die Zugstange Y schnell nach unten in die Ausschaltstellung gezogen. Dabei drängt die durch den Kolben K erzeugte Pressluft beim Ausströmen den zwischen den Schaltelektroden A und B entstehenden Lichtbogen sofort nach der Mitte zu auf die beiden Abbrandelektroden G, G, wo er schnell zum Verlöschen kommt. Vor der nächsten Wiedereinschaltung des Schalters werden die beiden Kraftspeicher für die Bewegung des Kolbens A und der Schaltelektrode B gespannt und damit wird der Schalter ausschaltbereit gemacht. Erst wenn das der Fall ist, kann der Schalter wieder eingeschaltet werden. Der Kontaktdruck n den Schaltelektroden wird bei derartigen Düsenschaltern mit Eigendrucklufterzeugung zweckmässig durch an dem Schalterantrieb sitzende Federn bewirkt.In FIG. 4, the pressure-resistant switching electrode A can be seen within the cylinder C, which is designed as a pressure vessel and in which the piston K moves. An energy storage device, not shown, generates the compressed air required for arc extinguishing via the push rods X, X through rapid upward movement of the piston K. As soon as the piston K has reached its upper end position, the movable switching electrode B is quickly pulled down into the switched-off position via the pull rod Y by a second energy storage device (not shown). The compressed air generated by the piston K as it flows out forces the arcing between the switching electrodes A and B immediately towards the middle towards the two burning electrodes G, G, where it quickly goes out. Before the switch is switched back on again, the two energy stores for the movement of piston A and switching electrode B are tensioned and the switch is thus made ready to be switched off. Only when this is the case can the switch be switched on again. The contact pressure n the switching electrodes is expediently brought about in such nozzle switches with internal pressure air generation by springs seated on the switch drive.

Bei der beschriebenen Schalterausbildung kann die an sich bekannte Widerstandszuschaltung zum Lichtbogenstromkreis in besonders günstiger Weise dadurch vorgenommen werden, dass zwischen Abbrand- und Schirmelektroden Wirkwiderstände angeordnet sind. Das kann sowohl an einer als auch bei beiden Elek- trodenanordnungen geschehen.In the case of the switch design described, the resistance connection to the arc circuit, known per se, can be carried out in a particularly advantageous manner in that active resistances are arranged between the consumable and shielding electrodes. This can be done on one or both elec- electrode arrangements happen.

Die Abbrandelektroden sind dabei von den Schirmelektroden A und B durch Stege J aus Isolierstoff isoliert, wie dies bei Figur 1 bereits erwähnt wurde. Die Widerstände sind zwischen die Leitungen S und die rohrförmigen Enden der Schirmelektroden A und B geschaltet. Diese Widerstände dürfen nicht zu gross bemessen werden, weil sonst bei grossen Kurzschlusströmen eine zu hohe Spannungsdifferenz zwischen Abbrand- und Schirmelektroden entsteht, die einen Lichtbogen zwischen diesen beiden Elektroden aufrecht erhalten würde. Wenn diese Lichtbogen während des Schaltvorganges verlischt, würde er allerdings nicht neu gezündet werden, weil hierzu die Spannung nicht ausreicht. Erfindungsgemäss ist es deshalb zweckmässig, den oder die Widerstände so zu bemessen und auszuführen, das ihr Widerstandswert sich infolge des abzuschaltenden Stromes möglichst stark erhöht. Der Teillichtbogen, der somit zwischen Abbrand- und Schirmelektrode bestehen bleiben könnte, wird aber in weiterer Durchführung des Erfindungsgedankens vermieden durch eine innere Verkleidung der Schirmelektroden mit Isolierstoff oder durch eine in Figur 3 dargestellte Unterteilung des Zwischenraumes zwischen Abbrand- und Schirmelektroden durch Metallringe R.The consumable electrodes are insulated from the shielding electrodes A and B by webs J made of insulating material, as was already mentioned in FIG. The resistors are connected between the lines S and the tubular ends of the shield electrodes A and B. These resistances must not be too large, because otherwise, with large short-circuit currents, an excessively high voltage difference would arise between the consumable and shielding electrodes, which would maintain an arc between these two electrodes. If this arc extinguished during the switching process, however, it would not be re-ignited because the voltage is insufficient for this. According to the invention, it is therefore expedient to dimension and design the resistor or resistors in such a way that their resistance value increases as much as possible as a result of the current to be switched off. The partial arc, which could thus remain between the consumable and shielding electrodes, is avoided in the further implementation of the inventive concept by an inner lining of the shielding electrodes with insulating material or by dividing the space between the consumable and shielding electrodes by metal rings R.

Bei Schaltgeräten, die in explosionsgefährdeten Räumen arbeiten müssen, können im Wege der aus dem Schalter austretenden Löschmittelströmung Plattenschutzpakete liegen oder die Löschmittelabführungsleitungen münden in einen geschlossenen Gegendruckraum, der entweder überhaupt nicht oder nur über gedrosselte, explosionsgeschützte Austrittsöffnungen mit der umgebenden Luft in Verbindung steht.In the case of switchgear that has to work in areas at risk of explosion, plate protection packs can lie in the way of the extinguishing agent flow exiting the switch, or the extinguishing agent discharge lines open into a closed counterpressure chamber that either does not communicate with the surrounding air or is only connected to the surrounding air via throttled, explosion-proof outlet openings.

Bei besonders hohen Spannungen kann es erwünscht sein, mehrere Schaltstrecken in Reihe zu schalten, um nicht mit zu hohen Drücken arbeiten zu müssen. Figur 5 stellt als Beispiel eine solche Einrichtung dar. In dieser Figur bezeichnen A und B wieder die Schirmelektroden, C den Druckkessel, G(sub)1 und G(sub)2 die den Schirmelektroden A und B zugeordneten Abbrandelek- troden sowie Z Abführungsbohrungen im Druckkessel C für das Löschmittel. Beide Schirmelektroden mit den zugehörigen Abbrandelektroden sind beweglich ausgebildet. Lichtbögen entstehen zwischen A und W(sub)1 sowie B und W(sub)2. Diese werden durch die mit Pfeilen angedeuteten Luftströmungen zur Mittelachse zu getrieben. Die beiden inneren Aeste vereinigen sich, sodass kurze Zeit nach der Elektrodentrennung nur ein Lichtbogen zwischen den Abbrandelektroden G(sub)1 und G(sub)2 auftritt. Die zur waagrechten Mittelebene hin strömenden Löschmittel verlassen den Zylinder C durch die Oeffnungen Z. Reihenschaltungen solcher Schaltstrecken können auch in anderer Weise bewirkt werden. Im wesentlichen aber behalten die vorerwähnten Gesichtspunkte ihre Gültigkeit.In the case of particularly high voltages, it may be desirable to connect several switching paths in series in order not to have to work with excessively high pressures. Figure 5 shows such a device as an example. In this figure, A and B again designate the screen electrodes, C the pressure vessel, G (sub) 1 and G (sub) 2 the burnout electrodes assigned to the screen electrodes A and B trodes as well as Z discharge bores in the pressure vessel C for the extinguishing agent. Both shield electrodes with the associated consumable electrodes are designed to be movable. Arcs arise between A and W (sub) 1 as well as B and W (sub) 2. These are driven to the central axis by the air currents indicated by arrows. The two inner branches unite so that a short time after the electrodes are separated, only an arc occurs between the consumable electrodes G (sub) 1 and G (sub) 2. The extinguishing agents flowing towards the horizontal central plane leave the cylinder C through the openings Z. Such switching sections can also be connected in series in other ways. In essence, however, the aforementioned points of view retain their validity.

Es ist nicht erforderliche, dass die Ausschaltbewegung gerade den Schirmelektroden zugeordnet wird. Ebensogut können die Abbrandelektroden beziehungsweise Teile derselben zur Ein- und Ausschaltung beweglich ausgebildet werden. Es besteht auch die Möglichkeit, besondere Schaltstücke vorzusehen. Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist in Figur 6 veranschaulicht. Hier ist ein besonderes, messerförmiges Schaltorgan M zwischen den Schirmelektroden A und B beweglich angeordnet. In der Zeichnung ist der Einschaltzustand dargestellt worden. Zum Ausschalten wird das Schaltstück M zwischen den Elektroden mit grosser Geschwindigkeit herausgezogen. Dadurch wird gleichzeitig die Pressluftströmung freigegeben und der Lichtbogen, der zunächst in zwei Teilen zwischen A und M und zwischen B und M entsteht, wird zur Mittelachse der Elektrodenanordnung hin getrieben. Wenn ein derartiger Schalter in Verbindung mit einer Kompressoranlage zur Anwendung kommt, ist eine zuverlässige Abdichtung des Löschmittels an den Elektroden vorzusehen. Beispielsweise können besondere Dichtungsringe auf die Schirmelektroden aufgeschoben sein, die sich im Einschaltzustand auf das Schaltstück M aufsetzen und die vor dem Ausschalten zunächst zurückgezogen werden, um die Schaltstückbewegung nicht zu hindern. Bei Schaltern mit Eigendrucklufterzeugung genügt der Abschluss der Schirmelektroden durch das Schaltstück A. Ausführungsformen nachIt is not necessary that the switch-off movement is assigned to the shield electrodes. The consumable electrodes or parts thereof can just as well be designed to be movable for switching on and off. There is also the possibility of providing special contact pieces. Such an exemplary embodiment is illustrated in FIG. Here a special, knife-shaped switching element M is movably arranged between the screen electrodes A and B. In the drawing, the switched-on state has been shown. To switch it off, the contact piece M is pulled out between the electrodes at high speed. As a result, the compressed air flow is released at the same time and the arc, which initially arises in two parts between A and M and between B and M, is driven towards the central axis of the electrode arrangement. If such a switch is used in connection with a compressor system, a reliable seal of the extinguishing agent on the electrodes must be provided. For example, special sealing rings can be pushed onto the shielding electrodes, which are placed on the contact piece M in the switched-on state and which are initially withdrawn before switching off so as not to hinder the movement of the contact piece. In the case of switches with internal pressure air generation, it is sufficient to terminate the shielding electrodes with the contact piece A. Embodiments according to

Figur 6 haben den Vorteil, dass das bewegte Schaltorgan keine Stromzufuhr benötigt. Die Bewegung des Schaltorganes kann äusserst schnell durchgeführt werden, indem man das Schaltstück beispielsweise an einer drehbaren Welle anordnet, deren Drehachse parallel zur Elektrodenlängsachse verläuft. Zum Ausschalten würde eine derartige Welle um 180° verdreht werden. Zur Beschleunigung des Aus- und Wiedereinschaltens wird man keine Rückdrehung anwenden, sondern eine volle Drehung um 360° vornehmen. Durch Anordnung mehrerer Schaltstücke an einer einzigen Welle können die zum Aus- und Wiedereinschalten benötigten Winkelwege auf Bruchteile von 360° vermindert werden.Figure 6 have the advantage that the moving switching element does not require a power supply. The movement of the switching element can be carried out extremely quickly by arranging the switching element, for example, on a rotatable shaft whose axis of rotation runs parallel to the longitudinal axis of the electrode. To switch off, such a shaft would be rotated by 180 °. To accelerate the switching off and on again, no reverse rotation is used, but a full rotation of 360 °. By arranging several contact pieces on a single shaft, the angular paths required for switching off and on again can be reduced to a fraction of 360 °.

Die Ausführungsbeispiele nach den Figuren 1 und 6 sind im wesentlichen auf die Verwendung gas- oder dampfförmiger Löschmittel abgestellt. Grundsätzlich können jedoch auch Flüssigkeitsschalter nach den vorher erörterten Gesichtspunkten gebaut werden. Eine derartige Anordnung ist in Figur 7 gezeigt, bei der die Abbrandelektroden G(sub)1, G(sub)2 als Schaltstifte ausgebildet sind. Im Einschaltzustand des Schalters ist der obere Schaltstift G(sub)1 durch die düsenförmigen Durchlässe H(sub)1 und H(sub)2 der Hauben A und B durchgeführt und drückt dabei den unteren Schaltstift G(sub)2 soweit zurück, dass die federnden Kontakte N am Schaltstift G(sub)1 zur Anlage kommen. Der Druckkessel ist wieder mit C bezeichnet. Die in ihm befindliche Flüssigkeit steht unter Druck. In besonders einfacher Weise kann das dadurch bewirkt werden, dass die Flüssigkeit unter dem Einfluss eines gespannten Gases oder gespannten Dampfes steht.The exemplary embodiments according to FIGS. 1 and 6 are essentially based on the use of gaseous or vaporous extinguishing agents. In principle, however, liquid switches can also be built according to the aspects discussed above. Such an arrangement is shown in FIG. 7, in which the consumable electrodes G (sub) 1, G (sub) 2 are designed as switch pins. When the switch is switched on, the upper switch pin G (sub) 1 is passed through the nozzle-shaped passages H (sub) 1 and H (sub) 2 of the hoods A and B and pushes the lower switch pin G (sub) 2 back so far that the spring contacts N come to rest on switching pin G (sub) 1. The pressure vessel is labeled C again. The liquid in it is under pressure. This can be brought about in a particularly simple manner in that the liquid is under the influence of a compressed gas or compressed vapor.

Im Verlauf des Ausschaltvorganges gibt der Schaltstift G(sub)1 die Oeffnungen H(sub)2 und H(sub)1 in den Hauben B und A nacheinander frei. Das Flüssigkeitslöschmittel strömt unter dem Einfluss des Pressgases zum Lichtbogen hin und strömt nach den beiden Lichtbogenelektroden hin ab, womit die Löschung des Lichtbogens in der Weise zu Stande kommt, wie es bei den vorge- nannten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert worden ist.In the course of the switch-off process, the switching pin G (sub) 1 releases the openings H (sub) 2 and H (sub) 1 in the hoods B and A one after the other. The liquid extinguishing agent flows under the influence of the compressed gas towards the arc and flows off to the two arc electrodes, whereby the arc is extinguished in the same way as with the previous named embodiments has been explained in detail.

Die Hauben A und B können aus Isolierstoffen, aus Metallen oder aus mit Isolierstoffen überzogenem Metall bestehen. Es erfolgt dadurch ein sehr intensive Lichtbogenlöschung bei verhältnismässig geringem Flüssigkeitsbedarf. Die Flüssigkeitsströmung wird bei grossen Augenblickswerten des Stromes durch Flüssigkeitsdämpfe getrennt. In der Nähe des Nulldurchganges des Stromes wird dagegen die Flüssigkeitsströmung besonders intensiv. Das ist besonders wesentlich für die Zuverlässigkeit der Lichtbogenlöschung.The hoods A and B can consist of insulating materials, of metals or of metal coated with insulating materials. This results in a very intensive arc extinction with a relatively low liquid requirement. The liquid flow is separated by liquid vapors at large instantaneous values of the flow. In the vicinity of the zero crossing of the current, on the other hand, the liquid flow becomes particularly intense. This is particularly important for the reliability of the arc extinguishing.

Als Löschmittel kommen Oele, Wasser und andere diesen gleichwertige oder annähernd gleichwertige Mittel in Betracht.As extinguishing agents, oils, water and other equivalent or approximately equivalent agents can be considered.

Die Erzeugung des Druckes im Behälter C kann in verschiedenster Weise hervorgerufen werden. Besonders einfach ist die Anwendung einer vorbereitenden Schaltbewegung, in deren Abhängigkeit das gespannte Mittel auf die Flüssigkeit zur Wirkung gebracht werden kann.The generation of the pressure in the container C can be brought about in the most varied of ways. It is particularly easy to use a preparatory switching movement, as a function of which the tensioned means can be brought into effect on the liquid.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 8 bedeuten A und B wieder die als Hohlelektroden ausgebildeten Schirmelektroden, G die Abbrandelektroden und C den druckfesten Behälter, der zur Versammlung einer bereits vor Beginn eines Ausschaltvorganges unter Druck stehenden, zu mindestens einer Lichtbogenlöschung bei einer Abschaltung ausreichenden Löschmittelmenge im Schalter selbst dient.In the exemplary embodiment according to FIG. 8, A and B again mean the shielding electrodes designed as hollow electrodes, G the consumable electrodes and C the pressure-resistant container, which contains a sufficient amount of extinguishing agent in the switch to collect an extinguishing agent that is already pressurized before the start of a switch-off process and to extinguish at least one arc in the event of a switch-off himself serves.

Im Wege der Löschmittelströmung sind im weiterer Durchführung der Erfindung besondere Mittel zum Abschluss und zur Freilegung von Abströmquerschnitten für das Löschmittel in vorbestimmten Zeitpunkten verwirklicht worden. Diese Mittel sind als zusätzlich zu den durch die Elektroden A und B gebildeten Steuerungsorganen für das Löschmittel angeordnete, Abström- querschnitte schliessende bzw. öffnende Steuerungsorgane M und Q ausgebildet, denen dabei Ventilform erteilt worden ist.By way of the extinguishing agent flow, special means for closing off and exposing outflow cross-sections for the extinguishing agent at predetermined times have been implemented in the further implementation of the invention. These means are arranged as, in addition to the control organs formed by the electrodes A and B for the extinguishing agent, outflow Cross-section closing or opening control members M and Q are formed, which have been given a valve shape.

Anordnung und Ausbildung der Ventile M und Q sind nach den oben entwickelten Richtlinien getroffen worden. Insbesondere ist der Zeichnung zu entnehmen, dass die Steuerungsorgane innerhalb der Hohlelektroden A und B in der Höhe der axialen Abschlüsse des Behälters angeordnet sind. Die Uebergänge der inneren Wandungen der Hohlelektroden A und B zu den Steuerungsorganen M und Q verlaufen allmählich. Die kontaktgebenden Enden der Hohlelektroden A und B sind durch annähernd halbkugelige Ausbildung stark abgerundet. Im Bereiche mindestens einer Länge gleich dem grössten Elektrodendurchmesser, gerechnet von den kontaktgebenden Enden der Elektroden ab, weisen die Aussenwandungen der Elektroden A und B einen völlig glatten Verkauf auf; auf einem Bereich gleichen Wertes fehlen jegliche Isolierstoffe. Befinden sich an den Schirmelektroden oder in ihrer Umgebung Kanten oder Isolierstoffe, so läge die Gefahr vor, dass bei wiederkehrender Spannung an solchen Stellen Durchschläge auftreten würden. Der Abstand der Wandungen des Behälters C von den Elektroden A und B entspricht dabei etwa dem grössten Elektrodendurchmesser. Die durch die Ventile M und Q freilegbaren Ausströmquerschnitte sowie der Rauminhalt des Behälters C entsprechen den gegebenen technischen Lehren.The arrangement and design of the valves M and Q have been made according to the guidelines developed above. In particular, it can be seen from the drawing that the control elements are arranged within the hollow electrodes A and B at the level of the axial ends of the container. The transitions between the inner walls of the hollow electrodes A and B and the control elements M and Q are gradual. The contact-making ends of the hollow electrodes A and B are rounded off by an approximately hemispherical design. In the region of at least one length equal to the largest electrode diameter, counted from the contact-making ends of the electrodes, the outer walls of electrodes A and B have a completely smooth sale; There is no insulation material in an area of the same value. If there are edges or insulating materials on the shield electrodes or in their vicinity, there is a risk that breakdowns would occur at such points when the voltage is restored. The distance between the walls of the container C and the electrodes A and B corresponds approximately to the largest electrode diameter. The outflow cross-sections that can be exposed by the valves M and Q and the volume of the container C correspond to the given technical teachings.

Die Wirkungsweise der dargestellten Einrichtung ist folgende:The mode of operation of the device shown is as follows:

Im Einschaltzustand des Schalters berühren sich die Schirmelektroden A und B so fest, dass die Betriebsstromstärke dauernd durch sie durchfliessen kann. In diesem Einschaltzustand des Schalters sind die Ventile M und Q geschlossen. Sie werden erst unmittelbar vor der Trennung der Elektroden A und B geöffnet, sodass die Abströmräume, in denen die Abbrandelektroden G liegen, entlüftet werden. Zum Ausschalten selbst wird die untere Schirmelektrode B zusammen mit der mit ihr verbundenen Abbrandelektrode G nach unten bewegt. DieWhen the switch is switched on, the shield electrodes A and B touch each other so firmly that the operating current can flow through them continuously. In this switched-on state of the switch, the valves M and Q are closed. They are only opened immediately before the electrodes A and B are separated, so that the outflow spaces in which the consumable electrodes G are located are vented. To switch itself off, the lower shield electrode B is moved downwards together with the consumable electrode G connected to it. the

Zeichnung gibt die Stellung der Elektroden wieder ,in der der entstandene Lichtbogen gelöscht wird. In diesem Zustand sind die Ventile M und Q voll geöffnet. Sie schliessen sich noch während der Abstandsvergrösserung der Schirmelektroden A und B unmittelbar nach Löschung des Lichtbogens und bleiben von da ab bis zum Zeitpunkt unmittelbar vor der nächsten Elektrodentrennung geschlossen. Dafür bleibt der durch den Behälter C gebildete Druckraum mit dem unter Druck stehenden Löschmittel bis auf die Zeitspanne eines sich an die Elektrodentrennung anschliessenden Teiles der Elektrodenabstandsvergrösserung gegenüber den sich an die Ventile M und Q anschliessenden Entlüftungsleitungen geschlossen. Einem Einschalten auf einen Kurzschluss kann sofort das Ausschalten folgen, weil beim Einschalten der Druckbehälter gefüllt bleibt. Lediglich innerhalb der genannten Zeitspanne entsteht durch den Spalt zwischen den beiden Schirmelektroden infolge des dort vorliegenden vollen Druckgefälles eine sehr starke Luftströmung. Diese Luftströmung verläuft von allen Seiten gleichzeitig zu diesem Spalt hin, sodass der entstandene Lichtbogen nach der Mittelachse hin bewegt wird; da nur die kleine, im Behälter C befindliche Löschmittelmenge beschleunigt zu werden braucht, verläuft dieser Vorgang praktisch trägheitslos und sehr schnell. Da weiter irgendwelche Unregelmässigkeiten auf den Oberflächen der Schirmelektroden und im weiteren Wege der Löschmittelströmung vermieden sind, fehlen Wirbelbildungen, die die Löschwirkung verschlechtern würden. Um auch bei grösseren Elektrodenabständen diese gleichmässige Strömung aufrecht zu erhalten, besitzt der Behälter C den bereits oben erwähnten Abstand von den Schirmelektroden. Dadurch bleiben die zwischen den Schirmelektroden A, B und dem Behälter C auftretenden Strömungsgeschwindigkeiten bei kleinen Löschmittelmengen niedrig, sodass die eintretende wirbelfreie oder mindestens wirbelarme Strömung auch im Bereiche der Umlenkung zur Mittelachse hin erhalten bleibt. Aus diesem Grunde haben die Schirmelektroden und die Uebergänge zu den Ventilen M und Q die dargestellte, abgerundete Ausbildung und die allmählichen Uebergänge erhalten.The drawing shows the position of the electrodes in which the resulting arc is extinguished. In this state, the valves M and Q are fully open. They close while the distance between the shield electrodes A and B is being increased immediately after the arc is extinguished and from then on they remain closed until immediately before the next electrode separation. For this purpose, the pressure space formed by the container C with the pressurized extinguishing agent remains closed to the venting lines connected to the valves M and Q except for the time span of a part of the electrode gap enlargement following the electrode separation. Switching on after a short circuit can be followed immediately by switching off, because the pressure vessel remains filled when switching on. Only within the specified period of time does a very strong air flow arise through the gap between the two shield electrodes as a result of the full pressure gradient present there. This air flow runs from all sides towards this gap at the same time, so that the resulting arc is moved towards the central axis; Since only the small amount of extinguishing agent in container C needs to be accelerated, this process is practically inert and very fast. Since any irregularities on the surfaces of the screen electrodes and in the further path of the extinguishing agent flow are avoided, there are no vortices that would impair the extinguishing effect. In order to maintain this uniform flow even with larger electrode spacings, the container C has the above-mentioned spacing from the shielding electrodes. As a result, the flow velocities occurring between the shield electrodes A, B and the container C remain low with small amounts of extinguishing agent, so that the incoming eddy-free or at least eddy-poor flow is also maintained in the area of the deflection towards the central axis. For this reason the shield electrodes and the transitions to the valves M and Q have the well-rounded training and gradual transitions preserved.

Die Abbrandelektroden G besitzen das gleiche Potential wie die zu ihnen gehörigen Schirmelektroden A und B. Das von der wiederkehrenden Spannung erzeugte elektrische Feld tritt dann fast ausschliesslich zwischen den Schirmelektroden A und B auf. Erst gegen Ende der Brenndauer verläuft der Lichtbogen von einer Abbrandelektrode G zur anderen. Die zwischen ihnen wiederkehrende Spannung wird jedoch dann in drei Teile aufgeteilt. Durch eine Spannungsteilschaltung mit Widerständen und/ oder Kapazitäten kann die günstigste Spannungsverteilung auf diese einzelnen Elektroden erzwungen werden. Ausserdem könnte bei dieser Anordnung durch besondere Schaltorgane dafür gesorgt werden, dass der Hauptstrom zunächst über die Schirmelektroden, später ausschliesslich über die Abbrandelektroden fliesst. Zur Verhinderung einer Ueberbrückung der Luftspalte zwischen den Schirm- und den zugehörigen Abbrandelektroden kann es nötig werden, innere Teile der Schirmelektroden oder innere Teile der Abbrandelektroden oder die Tragkonstruktion aus Isolierstoffen herzustellen. Eine Ueberbrückung der Zwischenräume kann ausserdem durch Anordnung voneinander isolierter ringförmiger Metallteile in dem Raum zwischen Schirm- und Abbrandelektroden verhindert werden. Diese Metallringe sind vorteilhaft so anzuordnen, dass sie einen etwa auftretenden Lichtbogen zwischen Schirm- und Abbrandelektroden in mehrere Teile aufteilen.The consumable electrodes G have the same potential as the screen electrodes A and B belonging to them. The electric field generated by the returning voltage then occurs almost exclusively between the screen electrodes A and B. Only towards the end of the burning time does the arc run from one consumable electrode G to the other. However, the tension that returns between them is then split into three parts. A voltage dividing circuit with resistors and / or capacitors can be used to force the most favorable voltage distribution to these individual electrodes. In addition, with this arrangement, special switching elements could ensure that the main current first flows through the shielding electrodes, and later exclusively through the consumable electrodes. To prevent the air gaps between the shielding and the associated consumable electrodes from being bridged, it may be necessary to manufacture inner parts of the shielding electrodes or inner parts of the consumable electrodes or the supporting structure from insulating materials. A bridging of the gaps can also be prevented by arranging ring-shaped metal parts isolated from one another in the space between the shielding and burning electrodes. These metal rings are advantageously to be arranged in such a way that they divide any arc that may occur between the shielding and the consumable electrodes into several parts.

Es liegt im Wesen der Erfindung, dass die Verwirklichungsmöglichkeiten des Erfindungsgedankens sich in keiner Weise in den dargestellten Ausführungsformen erschöpfen. Es sind vielmehr mannigfache Abwandlungen der Ausführungsbeispiele denkbar, ohne dass hierbei der Erfindungsgedanke verlassen wird.It is in the essence of the invention that the implementation possibilities of the inventive concept are in no way exhausted in the illustrated embodiments. Rather, manifold modifications of the exemplary embodiments are conceivable without departing from the concept of the invention.

Claims

4). Method according to one or more of Claims 1 - 3 with control of the extinguishing agent flow by means of switch parts, characterized by the interruption of the flow at a time different from the opening time of the discharge line for the extinguishing agent.

1). Method for operating switches with arc extinguishing by a flowing extinguishing agent that is independent of electrical current in terms of its flow, characterized in that extinguishing agent brought under pressure no later than immediately after the ignition of the cut-off arc is collected in the switch room itself in an amount that is at least for one disconnection corresponding to the greatest disconnection power is sufficient, whereupon the extinguishing agent is first discharged centripetally and then axially in opposite directions with displacement of the arc in the axial direction after it has been generated.

2). Method according to Claim 1, characterized in that extinguishing agent introduced into the switch room without pressure is pressurized in the switch room itself.

3). Method according to claim 1, characterized in that pressurized extinguishing agent is kept stored in the control room.

23). Apparatus for carrying out a method according to one or more of claims 1 to 22, characterized by the arrangement of a pressure vessel for receiving a quantity of pressurized extinguishing agent, which is sufficient for at least one of the greatest disconnection power corresponding shutdown, in connection with the arrangement of opposing extinguishing nozzles formed hollow electrodes and with the symmetrical design of the latter with respect to the axis of the hollow electrodes, the pressure vessel and the other devices serving to guide the extinguishing agent.

5). Method according to claim 4, characterized by interrupting the current at a time after the opening time of the discharge line for the extinguishing agent that the valve cross-section which has meanwhile opened is equal to or greater than the nozzle cross-section in the arc path.

6). Method according to one or more of Claims 1 to 5, characterized by generating a pressure gradient between the extinguishing agent space closed off by the discharge line and this line by means of measures that are independent of the processes at the arc.

7). Method according to one or more of Claims 1-5, characterized by generating a pressure gradient between the extinguishing agent space closed off by the discharge line and this line by means of forces triggered by preparatory movements.

8th). Method according to one or more of Claims 1 to 7, characterized by converting the voltage of the extinguishing agent into sealing pressures between the extinguishing agent discharge line and the extinguishing agent chamber.

9). Method according to one or more of Claims 1 - 8, characterized by converting the extinguishing agent voltage into contact closure pressures.

10). Method according to one or more of Claims 1 to 9, characterized by converting the extinguishing agent voltage into acceleration forces of the switching means.

11). Method according to one or more of claims 1 - 10, characterized in that the extinguishing agent is kept under pressure when the switch is switched off.

12). Method according to Claim 11, characterized in that, at the latest immediately after the end of the increase in the distance between the electrodes, outflow cross-sections lying in the path of the extinguishing agent flow are kept closed for the extinguishing agent.

13). Method according to Claim 11, characterized in that when the increase in the distance between the electrodes ends, outflow cross-sections for the extinguishing agent which are in the path of the extinguishing agent flow are closed.

14). Method according to Claim 11, characterized in that, after the arc has been extinguished, outflow cross-sections for the extinguishing agent that lie in the path of the extinguishing agent flow are closed while the distance between the electrodes is being increased.

15). Method according to Claim 11, characterized in that outflow cross-sections for the extinguishing agent located in the path of the extinguishing agent flow are opened at the latest immediately before the electrodes are separated.

16). Method according to Claim 15, characterized in that outflow cross-sections for the extinguishing agent which are located in the path of the extinguishing agent flow are fully opened at the latest immediately before the electrodes are separated.

17). Method according to one or more of Claims 1 to 16, characterized in that the extinguishing agent is kept under pressure when the switch is switched on.

18). Method according to one or more of Claims 1 to 17, characterized in that outflow cross-sections lying in the path of the extinguishing agent flow are kept closed during the switch-on process of the switch.

19). Method according to one or more of Claims 1 to 18, characterized in that outflow cross-sections for the extinguishing agent lying in the path of the extinguishing agent flow are kept partially open during the switching-on process of the switch.

20). Method according to one or more of Claims 1-19, characterized in that outflow cross-sections lying in the path of the extinguishing agent flow are kept closed except for the time periods of a part of the electrode spacing enlargement following the electrode separation.

21). Method according to one or more of Claims 1 - 20, characterized by a dimensioning of the switching speed at which the pressure of the extinguishing agent collected in the switch, which drops during the shutdown process, is just sufficient to prevent a breakdown between the electrodes, the arc voltage remaining low.

22). Method according to one or more of Claims 1 to 21, characterized by pressurizing liquid extinguishing agents by means of tense gases which are brought into effect on them.

24). Device according to Claim 23, characterized in that the container is designed as a pressure vessel which surrounds the switching means of the switch and is already under pressure before the start of a shutdown process.

25). Device according to Claim 23 and / or 24, characterized in that the container is designed as a cylinder of a pump compressing the extinguishing agent.

26). Device according to Claim 25, characterized in that the piston of the pump, designed as an annular piston, is penetrated by an electrode.

27). Apparatus according to claim 26, characterized in that the of the annular piston surrounding electrode is designed to be movable as a switching electrode.

28). Device according to one or more of Claims 23-27, characterized in that the moving parts of the switch are under the influence of energy storage devices.