NO129596B - - Google Patents

Description

Aksialblestmunnstykke for selvblåsende,

elektriske trykkgass-strømbrytere.

Oppfinnelsen angår et brytekammer for selvblåsende, elektriske trykkgass-strombrytere, og formålet med oppfinnelsen er å skaffe et forbedret aksialblestmunnstykke for brytekammeret i sådanne strøm-brytere, som gir betydelig forbedring med hensyn til brytekammerets ytelse sammenliknet med de tidligere kjente typer.

Trykkgass-strombrytere er allerede velkjente og i stor' utstrek-ning benyttet innen elektrisitetsforsyningsteknikken. Godt kjent er særlig de aksialblest-brytekamre som benyttes i denne type strøm-brytere ,■ hvor disses form i; de forskjellige utforelser er blitt bestemt ved hjelp av grundig, gjennomarbeidede prinsipper.

Sådanne brytekamre med tilhbrende blestmunnstykker er eksempel-vis kjent fra sokernes italienske patent nr. 791 651 (tilsvarende svensk patent nr. 311 392) .og fra italiensk patent nr. 878 5,63.'.Disse brytekamre har et blestmunnstykke som er forsynt med dekompresjonshull og ringliknende utsparinger som er utformet for å begunstige ut-strømningen av både de gasser som utvikles ved nedbrytning av materi-alene i selve blestmunnstykket, og av slukkegassen. Således oppnåes en samtidig strom av de fbrstnevnte og de sistnevnte gasser, idet blestmunnstykkets nedstrbms- eller endedel er avhengig av strømbryt-erens nominelle driftsspenning i overensstemmelse med den eksperimentelle likning

(forenklet form: L$ ^1,5' • U ), der L er lengden av munnstykkets endedel, angitt i mm, og Un er strømbryterens nominelle driftsspenning uttrykt i kilovolt.

Det har imidlertid vist seg at de hittil kjente aksialblest-brytekamre ikke gir maksimal ytelse med hensyn til utstrømningen av den lysbueslukkende gass.

Det er således et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe et aksialblestmunnstykke for trykkgass-strombrytere hvor anordningen av de hull som er dannet gjennom blestmunnstykkets vegger, i vesentlig grad begunstiger dekompresjonen i det område av munnstykket som har det minste tverrsnitt og der hullene har sin munning, og folgelig gjor slukkegassens utstrømning særlig lett.

Et annet formål med oppfinnelsen er å skaffe et aksialblest-munnstykke i hvilket det samtidig er mulig å oppnå og å forbedre kombinasjonen av virkningene av både den raske dekompresjon i munnings-området for de hull som går gjennom munnstykkets vegg, og av den sam-tidige utstromning av nedbrytningsgassene og slukkegassen gjennom munnstykkets nedstroms- eller endeparti, og folgelig akselerere den totale gassutstrbmning gjennom munnstykkets utlbpsåpning og minske de virvelvirkninger som opptrer i denne utlbpsstrbm.

De nevnte formål oppnås ved et aksialblest-munnstykke for selvblåsende, elektriske trykkgass-strombrytere" med! faste 'og bevegelige kontakter, og som innvendig er utformet slik at det i utlbpsretningen har et fbrste konisk og konvergerende område, et andre sylindrisk område og et tredje i hovedsaken konisk og divergerende område med en lengde L som er bestemt åv den eksperimentelle likning

der Un er strømbryterens nominelle driftsspenning, og med et antall ringliknende spor som i et plan gjennom munnstykkets lengdeakse har i hovedsaken trekantet tverrsnitt og er åpne mot munnstykkets utlopsåpning, idet blestmunnstykket 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, og blestmunnstykket videre har et antall siderettede, radiale hull som er anordnet i den del av munnstykkets vegg som svarer til det sylindriske område, hvilket blestmunnstykke er kjennetegnet ved at hullenes munningspartier på veggens innerside står i forbindelse med hverandre ved hjelp av en ringformet matefordypning som er koaksial med blestmunnstykke t.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det fblgende ved hjelp av

et utforelseseksempel under henvisning til tegningene, der fig. 1

viser et skjematisk lengdesnitt av et blestmunnstykke ifolge oppfinnelsen etter linjen A - A på fig. 2, dvs. langs to forskjellige aksial-plan, fig. 2 viser et snittbilde etter linjen B - B på fig. 1,

fig. 3 viser anordningen på fig. 1 og 2 hvor også brytekammerets kontakter er vist i lukket stilling, og fig. '+ viser anordningen med kontaktene i åpen stilling.

På fig. 1 og 2 er vist et blestmunnstykke som innvendig er utformet slik at det i utlopsretningen har et forste konisk og konvergerende område 1, et andre sylindrisk område 5 og et tredje, i hovedsaken konisk og divergerende område ^. Blestmunnstykket er i hovedsaken utformet i samsvar med Venturirbr-prinsippet, og det andre sylindriske område 5 som er innsnevret og har det minste tverrsnitt i forhold til de andre indre områder, er forsynt med et antall dekompresjonshull 6. Disse hull 6 har til forskjell fra liknende dekompresjonshull i blestmunnstykker av kjent type, forholdsvis liten diameter og er anordnet i et antall som er vesentlig stbrre enn det antall hull som benyttes i de kjente anordninger. Antall hull kan strekke seg fra seks som det minimale, til et maksimum som bare er begrenset av at det må være forenelig med de begrensninger som skyldes teknologiske fremstillingskrav, nemlig den mekaniske bearbeidelse som blestmunnstykket må utsettes for ved fremstilling av hullene. Det er klart at hullenes diameter og antall er innbyrdes avhengige størrels-er, da hull med storre diameter bare kan fremstilles i mindre antall og omvendt, da hullenes akser er radiale i forhold til munnstykket og ligger i samme tverrsnittsplan. I innerveggen av munnstykkets sylindriske område 5 er anordnet en ringliknende fordypning eller ut-sparing 22 som folgelig er koaksial med munnstykket. Fordypningen 22 har som oppgave å sorge for en ring- eller kanalmatning av alle dekompresjonshullene 6. Den ringliknende fordypning 22 har et radialt tverrsnitt som er i det vesentlige rektangulært, med en bredde h som svarer til hullenes 6 diameter d og en dybde 1 som er passende dimensjonert i samsvar med driftsbetingelsene for det brytekammer som munnstykket inngår i. Hullenes 6 munningspartier 10 ved blestmunnstykkets innerside, eller mer nøyaktig i bunnen av den ringliknende fordypning 22, ligger parallelt med munnstykkets akse Y - Y som folge av fordypningens 22 form. Hullene 6 går gjennom blestmunnstykkets vegg og deres ytre utlopsområder er betegnet med 11 på fig. 1 og 2.

På fig. 3 og <!>+, som viser samvirkningen mellom strømbryterens faste og bevegelige kontakter 30 hhv. 31, er den faste kontakt 30 vist å være anbringbar i blestmunnstykket, mens den bevegelige kontakt 31 er festet til og er bevegelig sammen med munnstykket. Ved lukket strømbryter opptar den faste kontakt 30 en forholdsvis stor plass i blestmunnstykket, idet den går gjennom hele det divergerende tredje område 9 (som har form som en rett avkortet kjegle og er forsynt med ringformede fordypninger 13 med trekantet tverrsnitt i samsvar med kjent teknikk), hele det andre område 5 og en stor del av

(om ikke hele) det forste koniske og konvergerende område 1. I denne statiske' tilstand kan slukkegassen ikke sirkulere. Når derimot åpneoperasjonen innledes og dermed den selvblåsende virkning finner sted, vil den faste kontakt 30 som ligger nær det sylindriske områdes 5 indre veggoverflate, selv om den ikke sikrer fullstendig tetning, i vesentlig grad hindre utstrømning av slukkegassen, bortsett fra de ubetydelige mengder som kan slippe gjennom de vanlige mekaniske klar-inger som skyldes bearbeidelsestoleranser.

Etter hvert som åpneoperasjonen fortsetter, vil den faste kontakt 30, slik som vist på fig. '+, ikke lenger blokkere den ringformede fordypning 22 og dermed hullene 6. Slukkegassens utstromning er fra dette øyeblikk etablert gjennom den ringformede fordypning 22 og hullene 6. Utstromningstverrsnittets areal svarer i dette oyeblikk til summen av de åpninger som tilbys av alle hullene 6.

Når blestmunnstykket adskilles fra den faste kontakt 30, og dennes nedre ende når begynnelsen av området 9? vil også dette områdes tverrsnitt (som er i det vesentlige sirkulært kroneformet idet de innerst er begrenset av den faste kontakt og ytterst er begrenset av områdets 9 innervegg) bli tilgjengelige for utstromning av både slukkegass og nedbrytningsgasser. Ved' det på tegningene viste eksempel

er det sorget for tolv hull 6 som er symmetrisk anordnet og derfor er innbyrdes 30° forskjøvet. Slik som allerede nevnt, kan imidlertid antall hull være minst seks og også flere enn tolv avhengig av frem-stillingskravene. Det er åpenbart at et for lite antall dekompresjonshull ikke er noen tilfredsstillende losning, da dette reduserer antall utstromningsveier. Antall hull må derfor være* så stort som mulig, samtidig som hvert hull må ha en tilstrekkelig dimensjonert åpning. ;Ved hjelp av den beskrevne anordning kan det oppnås betydelige resultater. For det forste oppnås en utjevning av gasstrommen gjennom de radiale dekompresjonshull 6, slik at utstrømningen fra hullene blir mye lettere. Folgelig oppnås en raskere dekompresjon i det sylindriske område 5 og en reduksjon av virvelvirkningene inne i dette område og generelt i hele blestmunnstykket til en helt ubetydelig verdi. ;Hvert hull gjennom det sylindriske områdes 5 vegg er i virkeligheten et punkt som tiltrekker slukkegassen til utlopet, og jo flere disse punkter er, jo bedre blir jevnhetstilstanden i det lysbuedan-nende plasma, som folge av den bedre fordeling av slukkegassen. For dette formål viser det seg imidlertid at den ringformede fordypning 22 er bestemmende. Denne fordypning virker som et kammer for utjevning av slukkegasstrykket for å fordele gassen bedre blant de forskjellige hull, og dessuten slik som allerede nevnt, for å utjevne de virveltilstander som det elektriske plasma utsettes for. Ved hjelp av denne losning er i virkeligheten den elektriske lysbue fullstendig omgitt av slukkegass og angripes nærmest av en elektrisk virkning, deionisering og slukking, som selv om den alltid er fordelaktig, er enda mer fordelaktig ved den begynnende lysbuedannelse når den faste kontakt 30 fremdeles befinner seg' i det sylindriske område 5» og folgelig' fremdeles holder blestmunnstykket lukket, men har frigjort fordypningen 22 og dermed også hullene 6. Slukkegassen kan på denne måte innvirke meget effektivt på hele den dannede lysbue ved en blåse- og virvelvirkning som i stedet for å være konsentrert ved de punkter der lysbuen vender mot hullene, er fordelt over hele dens omkrets. ;De fordeler som oppnås ved denne konstruksjon, okes ved de fordeler som skyldes den spesielle form på blestmunnstykkets endeområde 9 som er forsynt med ringformede fordypninger 13 med trekantet tverrsnitt. Ved hjelp av disse fordypninger får nedbrytningsgassenes strbmningslinjer en komponent parallell med munnstykkets akse Y - Y, som begunstiger utstrbmningen av både slukke- (eller deioniserings-) gassen og nedbrytningsgassene. Selv om denne detalj ved blestmunnstykket er tidligere kjent, vil summen av de oppnådde virkninger gi resultater med hensyn til raskere og mer fullstendig lysbuesluk-king', som er vesentlig bedre enn de resultater som kunne oppnås der-som man bare hadde* separat og adskilt adgang til å benytte de oven-for angitte lbsninger.

Anordningen ifblge oppfinnelsen har den fordel at den ikke krever den minste endring av blestmunnstykkets område 9, hvis konstruksjons-form har vært utprbvet og fort til betydelig suksess, og bare en ubetydelig endring av munnstykkets område 5, for å gi mulighet for å utnytte de spesielle fordeler ved begge områder. Den ringformede fordypning 22 og også hullene 6 kan i virkeligheten være forskjellig dimensjonert, men fordypningens nærvær forer ikke til noen betydelig endring av munnstykket. Som allerede nevnt, har den ringformede fordypning fortrinnsvis et radialt sett rektangulært tverrsnitt som imidlertid også kan være trekantet eller halvsirkelformet, eller være formet på annen passende måté.

Det er åpenbart at det i det foregående beskrevne utfbrelses-eksempel kan modifiseres og endres. For eksempel kan hullene 6 i stedet for å være sylinderformede, ha konisk divergerende utlbpsom-råder, eller de kan være konstruert i samsvar med Venturirbr-prinsippet, for å gjore gassutstrbmningen og dermed dekompresjonen i det sylindriske område 5 så lett og rask som mulig. For dette formål kan hullenes 6 akser være anordnet slik at de ikke står normalt på munnstykkets akse Y - Y, men være anordnet med en passende helling mot denne akse, i den retning som gir en-forbedring av gassutstrbmningen, nemlig slik at de i retning mot blestmunnstykkets utlbpsåpning 2 danner en vinkel med aksen Y - Y som er mindre enn 90°.

Claims (6)

1. Aksialblestmunnstykke for selvblåsende, elektriske trykkgass-strombrytere med faste og bevegelige kontakter som innvendig er utformet slik at den i utlopsretningen har et fbrste konisk og konvergerende område (1), et andre sylindrisk område (5) og et tredje i hovedsaken konisk og divergerende område (9) med en lengde L som er bestemt av den eksperimentelle likning der Un er strømbryterens nominelle driftsspenning, og med et antall ringliknende spor (13) som i et plan gjennom munnstykkets lengdeakse har i hovedsaken trekantet tverrsnitt og er åpne mot munnstykkets utlopsåpning (2), idet blestmunnstykket er stivt forbundet med den bevegelige kontakt (31) og har en minste indre diameter i det nevnte andre område (5) som er i hovedsaken lik den faste kontakts (30) ytre diameter, og blestmunnstykket videre har et antall siderettede, radiale hull (6) som er anordnet i den del av munnstykkets vegg som svarer til det sylindriske område (5), karakterisert ved at hullenes (6) munningspartier (10) på veggens innerside står i forbindelse med hverandre ved hjelp av en ringformet matefordypning (22) som er koaksial med blestmunnstykket.

2. Blestmunnstykke ifolge krav 1, karakterisert ved at antall siderettede radiale hull (6) er minst seks.

3. Blestmunnstykke ifolge krav log2,karakterisert ved at de siderettede radiale hull (6) har sirkulært tverrsnitt. k.

Blestmunnstykke ifolge krav 1-3, karakterisert ved at de radiale hull (6) har en diameter (d) som er så liten som mulig, i forenelighet med gassutstromningskravene, slik at hullene (6) kan anordnes i storst mulig antall.

5. Blestmunnstykke ifolge ett eller flere av kravene 1 - karakterisert ved at den ringformede matefordypning (22) i forhold til et plan gjennom munnstykkets akse har i det vesentlige rektangulært tverrsnitt, og har en bredde (h) som minst er lik diameteren (d) for de radiale utlopshull (6).

6. Blestmunnstykke ifolge e .t eller .flere av kravene 1-5» karakterisert ved at sperringen eller ledningen mellom den ringformede matefordypning (22) med hullene (6) og blestmunnstykkets konvergerende koniske område (1) på hullenes (6) oppstroms-side, er bestemt av den aktuelle stilling av munnstykket og den bevegelige kontakt (31) i forhold til den faste kontakt (30), idet den faste kontakts ytre sylindriske overflate forårsaker sperringen av den ringformede matefordypning (22) og dermed av de radiale hull (6) når strømbryteren er lukket og begge kontakter er i berbring med hverandre, på samme måte som når begge kontakter (30, 31) i åpne-startoye-blikket allerede er adskilt, men for den ringformede matefordypning (22) har nådd den faste kontakts (30) nedre ende.