DE1174398B

DE1174398B - Lichtbogenloescheinrichtung fuer Hochspannungs-schaltgeraete

Info

Publication number: DE1174398B
Application number: DEC27285A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Franz-Karl Grossmann
Original assignee: Calor Emag AG
Current assignee: Calor Emag AG
Priority date: 1962-06-20
Filing date: 1962-06-20
Publication date: 1964-07-23

Description

Lichtbogenlöscheinrichtung für Hochspannungsschaltgeräte Die Erfindung bezieht sich auf eine als Schaltröhre ausgebildete Lichtbogenlöscheinrichtung für Hochspannungsschaltgeräte, bei der der Lichtbogen während des Abschaltvorganges durch einen engen Spalt gezogen wird, dessen Wandungen aus Isoliermaterial bestehen, das unter dem Einfluß der Lichtbogenwärme Gas abgibt.
Es ist bei solchen Einrichtungen bekannt, die Abschaltgase nach vorheriger Speicherung plötzlich ins Freie abzuleiten. Dabei kommt es unter dem Einfluß des Luftsauerstoffes oft zu explosionsartigen Erscheinungen.. ' Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese unerwünschte Erscheinung zu vermeiden. Erfindungsgemäß weist eine Löscheinrichtung der zugrunde liegenden Art zwei Gasspeicherräume auf, die durch den engen Spalt, in dem der -Lichtbogen gebildet wird, untereinander verbunden, sonst jedoch geschlossen sind. Dabei spielt sich der Löschvorgang, innerhalb einer gekapselten Anordnung ab, und heiße Gase werden nicht plötzlich in die freie Atmosphäre ausgestoßen. Die Schaltgase entweichen erst nach relativ längerer Zeit durch die natürlichen Undichtigkeiten des Löschsystems abgekühlt ins Freie. Die Löschung des im engen Spalt aus gasabgebendem Isoliermaterial gelängten Lichtbogens kann durch die Druckausgleichswirkung der in die beiden Räume gelangten Gase stark begünstigt werden. Der verhältnismäßig hohe Druck setzt die Durchschlagfestigkeit des Gases herauf, so daß die Rückzündgefahr wesentlich vermindert ist. Nachteilige elektrisch leitende Niederschläge auf außerhalb des Löschsystems vorgesehenen Isolieroberflächen werden vermieden, da das ausgeschiedene Schaltgas keine festen Bestandteile, z. B. Ruß, mehr enthält.
Es ist zweckmäßig, die Anordnung so zu treffen, daß die Volumina der beiden Gasspeicherräume reichlich voneinander verschieden sind, so daß, wenn sie beim Schaltvorgang mit einer annähernd gleichen Gasmenge beschickt werden, in ihnen eine genügend hohe Druckdifferenz entsteht, die sich im Augenblick des Stromnulldurchganges durch den engen Spalt ausgleicht und somit wesentlich zur Lichtbogenlöschung beiträgt.
Ferner empfiehlt es sich, dafür zu sorgen, daß sich die Volumina der beiden Gasspeicherräume beim Schalten in geeigneter Weise ändern. Zum Beispiel kann in an sich bekannter Weise ein dem beweglichen Schaltstift nachfolgender Isolierkörper aus ebenfalls gasabgebendem Isolierstoff vorgesehen sein, der sich beim Abschaltvorgang aus einem der Gasspeicherräume, dem beweglichen Schaltstift nachfolgend, in das Isolierrohr in spaltbildender Weise hineinbewegt. Dann entsteht durch die Bewegung des Isolierkörpers eine Volumenänderung der b iden Räume, und die dabei auftretende Pumpwirkung dient der Lichtbogenlöschung.
-` Es kann auch einer der beiden Räume als Kolbenraum ausgebildet sein, der durch einen sich beim Schalten bewegenden Kolben begrenzt ist. Durch die Bewegung des Kolbens wird eine Volumenänderung hervorgerufen, die eine druckausgleichende Gasströmung im engen Löschspalt erzeugt.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes in schematischer Darstellung. Die Lichtbogenlöscheinrichtung enthält zwei geschlossene Räume 1 und 2, die durch das Isolierrohr 3 aus gasabgebendem Material miteinander verbunden sind. Wird die Stange 6 nach oben bewegt, dann vergrößert sich zunächst das Volumen des Raumes 2, ferner wird über das Federlager 7 die Feder 4 gespannt, bis sie über die Stange 8 den sich dann aus der Rastfeder 9 lösenden Isolierbolzen 5 nach oben und in das Isolierrohr 3 schnellen läßt.
Dabei wird der durch den Anschlußkontakt 10, die Stange 6, das Federlager 7, die Stange 8, den Kontakt 11 und den Anschlußkontakt 12 gebildete Stromkreis unterbrochen und der sich bildende Lichtbogen in den engen, aus Isoliermaterial gebildeten Spalt zwischen den Teilen 3 und 5 gezogen. Der auf diese Weise eingeleitete Lichtbogenlöscheffekt wird durch eine Anzahl weiterer Faktoren wirkungsvoll unterstützt. Die durch den Lichtbogen erzeugten Schalt-P a -se gelangen, von einem Druckmaximum an der Er zeugerstelle ausgehend, zu angenähert gleichen Gewichtsanteilen in die Räume 1 und 2 und bilden dort vom Raumvolumen abhängige und somit unterschiedliche Staudrücke, deren Höhen jedoch weit unter dem Druckmaximum an der druckerzeugenden Stelle im Spalt liegen. Erst bei nachlassender Druckerzeugung, d. h. im Augenblick des angenäherten Stromnulldurchganges, kommt es zu einem Druckausgleich der beiden Räume in Form einer intensiven Gasströmung durch den Spalt, die die Restgassäule des Lichtbogens wirkungsvoll angreift und somit die Lichtbogenlöschung unterstützt.
Weitere Ursachen zur Erzeugung einer zusätzlichen Gasströmung in dem engen Spalt sind gegeben durch die Eigenbewegung des Isolierbolzens 5 und durch die Volumenänderung des Raumes 2 bei weiterem Betätigen der Stange 6 während des Löschvorganges. Durch eine entsprechende maßliche Gestaltung der Räume 1 und 2 wird durch deren Druckdifferenz eine Beschleunigung der Bewegung des Isolierbolzens 5 erzielt, die die Stromabhängigkeit der Löschwirkung steigert. Schließlich wird durch die Eigenart des druckfest geschlossenen Systems unter dem kurzzeitig relativ hohen Schaltgasdruck die Durchschlagfestigkeit des Gasmediums heraufgesetzt, so daß auch die Rückzündungsgefahr wesentlich beschränkt wird. Da durch die maßliche Gestaltung des Systems erst im Augenblick des Stromnulldurchganges die intensive Bearbeitung der Restgassäule erfolgt, bleiben Schaltarbeit und Verschleiß bei der Löscheinrichtung der Erfindung klein. Die Oszillogramme von Schaltversuchen zeigten ungewöhnlich kleine Lichtbogenspannungen.

Claims

Patentansprüche: 1. Lichtbogenlöscheinrichtung für Hochspannungsschaltgeräte, bei der der Lichtbogen während des Abschaltvorganges durch einen röhrenförmigen engen Spalt gezogen wird, dessen Wandungen aus Isoliermaterial bestehen, das unter dem Einfluß der Lichtbogenwärme Gas abgibt, gekennzeichnet durch zwei Gasspeicherräume (1, 2), die durch den engen Spalt miteinander verbunden, sonst jedoch geschlossen sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Räume (1, 2) unterschiedliche Volumina haben.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung, daß sich die Volumina der Räume (1, 2) beim Schälten ändern.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Räume (2) als Kolbenraum ausgebildet ist, der durch einen sich beim Schalten bewegenden Kolben (13) begrenzt ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt (1) mit dem Antriebsgestänge (6) über einen Kraftspeicher (4) gekuppelt ist, der durch die Antriebsbewegung zunächst gespannt wird und der den beweglichen Kontakt (1) und den Isolierkörper (5) nach deren Freigabe sprunghaft antreibt.
6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Rastfeder (9) für den am beweglichen Kontakt (11) befestigten Isolierkörper (5). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 670 720, 708 433, 715 275, 729 617, 735 830, 767 713.