NO129595B

NO129595B -

Info

Publication number: NO129595B
Application number: NO01354/71A
Authority: NO
Inventors: Y Teijeiro B Calvino
Original assignee: Magrini Fab Riun Scarpa
Priority date: 1970-04-16
Filing date: 1971-04-13
Publication date: 1974-04-29
Also published as: ES390207A1; CH535488A; GB1352228A; US3670124A; DE2118167B2; SE362531B; CA933555A; BE765778A; JPS5341345B1; FR2089724A5; DE2118167A1; DE2118167C3; BR7102242D0

Description

Oppfinnelsen angår et brytekammer for selvblåsende, elektriske trykkgass-strømbrytere, og formålet med oppfinnelsen er å skaffe en forbedret aksialbleståpningsenhet for brytekammeret i sådanne strøm-brytere, som gir betydelig forbedring med hensyn til brytekammerets ytelse sammenliknet med de tidligere kjente typer. The invention relates to a breaker chamber for self-blowing, electric pressurized gas circuit breakers, and the purpose of the invention is to provide an improved axial blast opening unit for the breaker chamber in such circuit breakers, which provides significant improvement with respect to the breaker chamber's performance compared to the previously known types.

Trykkgass-strømbrytere er allerede velkjente og i stor ut-strekning benyttet innen elektrisitetsforsyningsteknikken. Godt kjent er særlig de aksialblest-brytekamre som benyttes i denne type strømbrytere, hvor disses form i de forskjellige utførelser er blitt bestemt ved hjelp av grundig gjennomarbeidede prinsipper. Compressed gas circuit breakers are already well known and widely used in electricity supply technology. Particularly well-known are the axial blast breaker chambers used in this type of circuit breakers, where their shape in the various designs has been determined using thoroughly worked-out principles.

Sådanne brytekamre med tilhørende bleståpningsenheter er eksempelvis kjent fra søkernes italienske patent nr. 791 651 (til-svarende svensk patent nr. 311 392) og fra italiensk patent nr. 878 563. Disse brytekamre har en bleståpningsenhet som er forsynt med dekompresjonshull og ringliknende utsparinger som er utformet for å begunstige utstrømningen av både de gasser som utvikles ved nedbrytning av materialene i selve blesta„ pnitingsenheten, og av slukkegassen. således oppnås en samtidig strøm av de førstnevnte og de sistnevnte gasser, idet bleståpningsenhetens nedstrøms- eller endedel er avhengig av strømbryterens nominelle driftsspenning i overensstemmelse med den eksperimentelle likning Such breaking chambers with associated blister opening units are known, for example, from the applicants' Italian patent no. 791 651 (corresponding to Swedish patent no. 311 392) and from Italian patent no. 878 563. These breaking chambers have a blister opening unit which is provided with decompression holes and ring-like recesses which is designed to favor the outflow of both the gases that are developed during the breakdown of the materials in the blesta„pniting unit itself, and of the extinguishing gas. thus a simultaneous flow of the former and the latter gases is achieved, the downstream or end part of the blister opening unit being dependent on the nominal operating voltage of the circuit breaker in accordance with the experimental equation

(forenklet form: L ^ V1,5 • U ) , der L er lengden av åpningsenhetens endedel, angitt i mm, og U ner strømbryterens nominelle driftsspenning uttrykt i kV. (simplified form: L ^ V1.5 • U ), where L is the length of the opening unit's end part, stated in mm, and U is the circuit breaker's nominal operating voltage expressed in kV.

Det har imidlertid vist seg at de hittil kjente aksialblest-brytekamre ikke gir maksimal ytelse med hensyn til utstrømningen av den lysbueslukkende gass. However, it has been shown that the hitherto known axial blast breaker chambers do not provide maximum performance with regard to the outflow of the arc extinguishing gas.

Det er således et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en aksialbleståpningsenhet for trykkgass-strømbrytere hvor det oppnås begunstiget dekompresjon og dermed lettere slukkegassutstrømning i det område av bleståpningsenheten som har minst tverrsnitt, og hvor det samtidig oppnås akselerert utstrømning av nedbrytningsgassene og slukkegassen gjennom bleståpningsenhetens endedel og minsket virveleffekt i den totale utstrømning. It is thus an object of the invention to provide an axial blast opening unit for pressurized gas circuit breakers where favored decompression and thus easier extinguishing gas outflow is achieved in the area of the blast opening unit that has the smallest cross-section, and where at the same time accelerated outflow of the decomposition gases and the extinguishing gas is achieved through the end part of the blast opening unit and reduced vortex effect in the total outflow.

Det nevnte formål oppnåes ved en aksialbleståpningsenhet for selvblåsende, elektriske trykkgass-strømbrytere med faste og bevegelige kontakter, og som innvendig er utformet slik at den i ut - The aforementioned purpose is achieved by an axial blast opening unit for self-blowing, electric pressurized gas circuit-breakers with fixed and movable contacts, and which is internally designed so that in out -

løps retningen har et første konisk og konvergerende område, et andre sylindrisk område og et tredje i hovedsaken konisk og divergerende område med en lengde L som er bestemt av den eksperimentelle likning the running direction has a first conical and converging region, a second cylindrical region and a third essentially conical and diverging region with a length L determined by the experimental equation

der Un er strømbryterens nominelle driftsspenning, og med et antall ringliknende spor som i et plan gjennom åpningsenhetens lengdeakse har i hovedsaken trekantet tverrsnitt og er åpne mot åpningsenhetens utløpsåpning, idet bleståpningsenheten har hel og sammenhengende where Un is the nominal operating voltage of the circuit breaker, and with a number of ring-like grooves which, in a plane through the longitudinal axis of the opening unit, have a mainly triangular cross-section and are open towards the outlet opening of the opening unit, the blast opening unit having a complete and continuous

vegg og er stivt forbundet med den bevegelige kontakt og har en minste indre diameter i det nevnte andre område som er i hovedsaken lik den faste kontakts ytre diameter, hvilken bleståpningsenhet er kjennetegnet ved at den på innsiden av den nevnte vegg er forsynt med minst to langsgående utsparinger som er parallelle med og symmetrisk anordnet i forhold til enhetens hovedakse, idet utsparingenes lengdeutst rekning dekker mesteparten av det andre sylindriske områdes lengde og i det minste en del av det tredje, koniske og divergerende områdes lengde. wall and is rigidly connected to the movable contact and has a minimum inner diameter in the said second area which is essentially equal to the outer diameter of the fixed contact, which blister opening unit is characterized by the fact that it is provided on the inside of the said wall with at least two longitudinal recesses which are parallel to and symmetrically arranged in relation to the main axis of the unit, the longitudinal extent of the recesses covering most of the length of the second cylindrical area and at least part of the length of the third, conical and diverging area.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende ved hjelp av et utførelseseksempel under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et skjematisk lengdesnitt av en bleståpningsenhet ifølge oppfinnelsen etter linjen A - A på fig. 2, dvs. langs to forskjellige aksialplan, fig. 2 viser et snittbilde etter linjen B - B på fig. 1, fig. 3 viser anordningen på fig. 1 og 2 hvor også vedkommende brytekammers kontakter er vist i lukket stilling, og fig. 4 viser anordningen med kontaktene i åpen stilling. The invention will be described in more detail in the following by means of an embodiment with reference to the drawings, where fig. 1 shows a schematic longitudinal section of a blister opening unit according to the invention along the line A - A in fig. 2, i.e. along two different axial planes, fig. 2 shows a sectional view along the line B - B in fig. 1, fig. 3 shows the device in fig. 1 and 2, where also the relevant breaker chamber's contacts are shown in the closed position, and fig. 4 shows the device with the contacts in the open position.

På tegningene er vist en del av en trykkgass-strømbryters brytekammer som har en bleståpningsenhet som innvendig er utformet slik at den i utløps retningen har et første.konisk og konvergerende område 1, et andre sylindrisk område 5 og et tredje, i hovedsaken konisk og divergerende område 9° Åpningen er i det vesentlige utformet i samsvar med Venturirør-prinsippet, og det andre sylindriske område 5 som har det minste tverrsnitt i forhold til de andre indre områder, er uten de vanlige dekompresjonshull for forbindelse av dette område med brytekammerets ytre rom. Innerveggen av bleståpningsenhet en er forsynt med et antall langsgående fordypninger eller utsparinger 21 som går parallelt med åpningsenhetens akse Y - Y og strekker seg aksialt så langt at de i det minste del-vis dekker det andre sylindriske område 5, og i det minste en del av det tredje koniske og divergerende område 9. Det tredje område 9 som er divergerende og har form som en avkortet kjegle, er forsynt med et antall ringliknende fordypninger eller spor 13 som i et plan gjennom åpningsenhetens lengdeakse har i det vesentlige trekantet tverrsnitt med en åpen basis som vender mot åpningsenhetens utløps-åpning 2. The drawings show a part of a pressurized gas circuit breaker's breaking chamber which has a blister opening unit which is internally designed so that in the outlet direction it has a first conical and converging area 1, a second cylindrical area 5 and a third, mainly conical and diverging area 9° The opening is essentially designed in accordance with the Venturi tube principle, and the second cylindrical area 5, which has the smallest cross-section in relation to the other internal areas, is without the usual decompression holes for connecting this area with the outer space of the breaking chamber. The inner wall of blister opening unit 1 is provided with a number of longitudinal depressions or recesses 21 which run parallel to the opening unit's axis Y - Y and extend axially so far that they at least partially cover the second cylindrical area 5, and at least partially of the third conical and divergent area 9. The third area 9, which is divergent and has the shape of a truncated cone, is provided with a number of ring-like depressions or grooves 13 which, in a plane through the longitudinal axis of the opening unit, have an essentially triangular cross-section with an open base facing the opening unit outlet opening 2.

På fig. 3 og 4, som viser samvirkningen mellom bryterens faste og bevegelige kontakter 30 hhv. 31, er den faste kontakt 30 vist å være anbringbar i bleståpningsenheten, mens den bevegelige kontakt 31 er festet til og er bevegelig sammen med denne enhet. Ved lukket strømbryter opptar den faste kontakt 30 en forholdsvis stor plass i bleståpningsenheten, ved at den går gjennom hele det' tredje område-, hele det andre område 5 og en stor del av (om ikke hele) In fig. 3 and 4, which show the interaction between the switch's fixed and movable contacts 30, respectively. 31, the fixed contact 30 is shown to be fitable in the blister opening unit, while the movable contact 31 is attached to and is movable together with this unit. When the circuit breaker is closed, the fixed contact 30 takes up a relatively large space in the blister opening unit, in that it passes through the entire third area, the entire second area 5 and a large part of (if not all of)

det første koniske og konvergerende område 1. I denne statiske til-stand kan slukkegassen ikke sirkulere. Når imidlertid åpneopera-sjonen innledes og dermed den selvblåsende virkning finner sted, the first conical and converging area 1. In this static state, the extinguishing gas cannot circulate. However, when the opening operation is initiated and thus the self-blowing effect takes place,

vil den faste kontakt 30 (som ligger i nær kontakt med det sylindriske områdes 5 indre veggoverflate), selv om den ikke sikrer full-stendig tetning, i vesentlig grad hindre utstrømning av slukkegassen, bortsett fra de ubetydelige mengder som kan slippe gjennom de vanlige mekaniske klaringer som skyldes fremstillingstoleranser. Etter hvert som åpnepperasjonen fortsetter, vil den faste kontakt 30, slik som vist på fig. 4, ikke lenger blokkere innløpene til utsparingene 21.. Fra dette øyeblikk er utstrømningen av slukkegassen etablert og ledes gjennom ut sparingene ,21. Arealet av utstrømnings-tverrsnittet som i begynnelsen var begrenset til summen av alle utsparingenes 21 tverrsnitt, økes gradvis jo mer bleståpningsenheten adskilles fra den faste kontakt, da stadig større tverrsnitt av området 9 omfattes av utstrømningen. Disse tverrsnitt er i det vesentlige sirkulært ringformet', idet de innerst er begrenset av den ovenfor angitte faste kontakt 30, og ytterst er begrenset av den indre veggoverflate av området 9 som omfatter de langsgående utsparinger 21, hvis tverrsnitt danner områder som strekker seg fra den foran angitte sirkulære ring og inn i sistnevntes plan. will the fixed contact 30 (which is in close contact with the inner wall surface of the cylindrical area 5), even if it does not ensure a complete seal, substantially prevent the outflow of the extinguishing gas, apart from the insignificant amounts that can escape through the usual mechanical clearances due to manufacturing tolerances. As the opening operation continues, the fixed contact 30, as shown in fig. 4, no longer block the inlets to the recesses 21. From this moment, the outflow of the extinguishing gas is established and is led through the recesses ,21. The area of the outflow cross-section, which was initially limited to the sum of all the recesses 21 cross-sections, is gradually increased the more the blister opening unit is separated from the fixed contact, as increasingly larger cross-sections of the area 9 are encompassed by the outflow. These cross-sections are essentially circular ring-shaped, as they are limited on the inside by the above-mentioned fixed contact 30, and on the outside are limited by the inner wall surface of the area 9 which includes the longitudinal recesses 21, whose cross-sections form areas that extend from the before indicated circular ring and into the plane of the latter.

Ved det viste eksempel er det anordnet fire utsparinger21 som er innbyrdes 90° forskjøvet, da dette er den foretrukne, utførelse. Det skal imidlertid bemerkes at disse utsparinger kan være minst to, og også mer enn fire i antall. Mindre enn fire utsparinger vil imidlertid ikke være noen tilfredsstillende løsning, da dette i for stor grad reduserer utstrømningstverrsnittet som er tilgjengelig ved begynnelsen av åpnepperasjonen.. In the example shown, there are four recesses 21 which are mutually offset by 90°, as this is the preferred embodiment. However, it should be noted that these recesses can be at least two, and also more than four in number. However, less than four recesses will not be a satisfactory solution, as this excessively reduces the outflow cross-section available at the beginning of the opening operation.

Ved hjelp av den foran beskrevne utførelse oppnås flere be-tydelige resultater. Ror det første oppnås" god ledning- av gass-strømmen gjennom utsparingene 21 mot bleståpningsenhetens utløps-åpning 2, og ved denne bortledning unngås i størst mulig grad den virveleffekt som opptrer i åpningsenhetens endeområde 9. I virke-ligheten ledes slukkegassen i en første fase bare, gjennom utsparingene 21, og utvides deretter til de ovennevnte sirkulære ring-tverrsnitt i det tredje område 9 i' en retning- som er parallell med åpningsenhetens akse Y - Y. Slukkegassen vil således lettere trekke nedbrytnlngsgasséne i samme retning, da resultantene av disse hed-brytnihgsgasser (takket være den spesielle form på nedstrømsom-rådet 9 som er forsynt med trekantformede, ringliknende utsparinger 13) allerede er rettet mot åpningsenhetens utløpsåpning 2. Selv om den spesielle form på endeområdet 9 ©r tidligere kjent, vil man innse at de virkninger som oppnås ved den foreliggende oppfinn-else, i forbindelse med de tidligere kjente bleståpningsenheter gjør det mulig å oppnå resultater med hensyn til en raskere og mer full-stendig lysbueslukking, som er en god del mer effektive enn de resultater som kunne oppnås dersom man bare hadde separat og adskilt adgang til de ovenfor angitte løsninger. With the aid of the previously described embodiment, several significant results are achieved. If the first thing is done, good conduction of the gas flow is achieved through the recesses 21 towards the outlet opening 2 of the blast opening unit, and this conduction avoids as much as possible the vortex effect that occurs in the end area 9 of the opening unit. In reality, the extinguishing gas is led in a first phase only, through the recesses 21, and then expands to the above-mentioned circular ring cross-sections in the third area 9 in a direction parallel to the axis Y - Y of the opening unit. The extinguishing gas will thus more easily pull the decomposition gases in the same direction, as the resultants of these hot fracturing gases (thanks to the special shape of the downstream region 9 which is provided with triangular, ring-like recesses 13) are already directed towards the outlet opening 2 of the opening unit. Although the special shape of the end region 9 is previously known, it will be realized that the effects achieved by the present invention, in connection with the previously known blister opening units, make it possible to achieve results with h with a view to a faster and more complete arc extinguishing, which is a good deal more effective than the results that could be achieved if one only had separate and separate access to the above-mentioned solutions.

En ytterligere fordel ved bleståpningsenheten ifølge oppfinnelsen består i at det oppnås meget god beskyttelse av den isolerende sylinder som normalt omgir brytekammeret som bleståpningsenheten inngår i. Denne sylinder er på tegningene betegnet med 20 og kan være laget av bakelittpapir eller et annet egnet isolerende materi-ale. Det faktum at bleståpningsenhetens vegger er helt uten radiale hull sikrer at gassene (først og fremst slukkegassen) som er sterkt oppvarmet som følge av kontakten med lysbuen, hindres fra å komme i berøring med sylinderen 20. Dette gir for det første lang levetid for sylinderen da den ikke utsettes for noen forbrenningsvirkning, og for det andre tillates at sylinderen kan monteres nærmere brytekammeret, hvilket tillater større kompakthet og mindre dimensjoner på bryteren. A further advantage of the blister opening unit according to the invention is that very good protection is achieved for the insulating cylinder which normally surrounds the breaking chamber in which the blister opening unit is a part. This cylinder is designated 20 in the drawings and can be made of bakelite paper or another suitable insulating material . The fact that the walls of the blast opening unit are completely free of radial holes ensures that the gases (primarily the extinguishing gas) which are strongly heated as a result of the contact with the arc, are prevented from coming into contact with the cylinder 20. This firstly gives a long life for the cylinder then it is not exposed to any combustion effect, and secondly it allows the cylinder to be mounted closer to the breaker chamber, which allows greater compactness and smaller dimensions of the breaker.

'Det er åpenbart at den i det foregående beskrevne utførelse It is obvious that the previously described embodiment

av bleståpningsenheten kan modifiseres og endres. Som allerede nevnt, kan f.eks. antall utsparinger 21 med fordel varieres, idet disse bare er begrenset av brytekammerets konstruksjon. Også utsparingenes tverrsnittsform kan modifiseres (selv om den på fig. 2 viste form foretrekkes) alt etter hva som foretrekkes eller kreves. of the blister opening unit can be modified and changed. As already mentioned, e.g. the number of recesses 21 is advantageously varied, as these are only limited by the construction of the breaking chamber. The cross-sectional shape of the recesses can also be modified (although the shape shown in Fig. 2 is preferred) depending on what is preferred or required.

Claims

1. Axial blast opening unit for self-blowing, electric pressure-gas-current switches with fixed and movable contacts, and which is internally designed so that in the outlet direction it has a first conical and converging area (1), a second cylindrical area (5) and a third in the main conical and divergent area (9) with a, length L which is determined by the experimental equation there is the circuit breaker's nominal operating voltage and with a number of ring-like grooves (13) which, in a plane through the longitudinal axis of the opening unit, have an essentially triangular cross-section and are open towards the outlet opening (2) of the opening unit, the blast opening unit having a complete and continuous wall and being rigidly connected to it movable contact (31) and has a smallest inner diameter in the aforementioned second area (5) which is essentially equal to the fixed one. contact s (30) outer dia-., meters, characterized in that the blister opening unit on the inside of the aforementioned wall is provided with at least two longitudinal recesses (21) which are parallel to and symmetrically arranged in relation to the unit's main axis (Y - Y), in that the longitudinal extent of the recesses (21) covers most of the length of the second cylindrical area (5) and at least part of the length of the third, conical and diverging area (9).

2. Blister opening unit according to claim 1, characterized in that the number of longitudinal recesses (21) is higher than two, and preferably equal to four.

3- Blast opening unit according to claims 1 and 2, characterized in that the longitudinal recesses (21) begin in the cylindrical area (5) immediately below the cross-section of the blast opening unit which separates the conical and converging area (1) from the cylindrical area ( 5).

4. Blast opening unit according to one or more of claims 1-3, characterized in that the barrier or line between the longitudinal recesses (21) and the conical, converging area (1) on the upstream side of the recesses (21) is determined by the current position of the blast opening unit and the movable contact (31) in relation to the fixed contact (30), the outer cylindrical surface of the fixed contact (30) causing the blocking of the part of the longitudinal recesses (21) which are arranged in the cylindrical area (5) , when the circuit breaker is closed and both contacts are in contact with each other, in the same way as when both contacts (30, 31) in the open-start moment are already separated, but before the beginning part of the longitudinal recesses (21) has reached the fixed connector (30) lower end.