DE638424C - Einrichtung zum Loeschen von Wechselstromunterbrechungslichtboegen, insbesondere in Schaltern und Sicherungen - Google Patents

Description

Der Lichtbogen hat die Eigenschaft, einem löschenden Flüssigkeitsstrahl auszuweichen. Um dies zu verhindern, wurde schon vorgeschlagen, den Lichtbogen mit dem Lösch-S strahl in einer Hülle zu führen.

Die. Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Löschen der Wechselstromunterbrechungslichtbögen in Schaltern, Sicherungen o. dgl., bei welcher der Lichtbogen und ein strömendes Löschmittel in einer Hülle gemeinsam geführt sind und als Löschmittel ein Gemisch eines Gases mit einer Flüssigkeit dient, welches während des Löschvorganges von außen der Hülle so zugeführt wird, daß der Lichtbogen dem Eindringen des Löschmittels nicht ausweichen kann. Es ist bereits vorgeschlagen worden, als Löschmittel ein Gemisch eines Gases mit einer nebeiförmig darin verteilten Flüssigkeit zu benutzen. Bei den bekannten Einrichtungen wird die Flüssigkeit durch strömendes Druckgas, meist durch Injektorwirkung, aus einem Behälter angesaugt und tritt aus feinen Düsenöffnungen aus.

Die Erfindung besteht darin, daß an einer Stelle der Löschmittelleitung zu der lichtbogenführenden Hülle, die um den Mischungsweg von der Hülle entfernt ist, die Flüssigkeit durch eine unter einem Überdruck stehende Flüssigkeitsleitung in den Gasstrom eingeführt wird. Hierdurch erhält man eine für die Lichtbogenlöschung und für die ganze Bauweise der Unterbrechungseinrichtung vorteilhafte Löschmittelmischung, da sich der Überdruck der Flüssigkeit, mit welchem sie in das strömende Druckgas eingeführt wird, an der Einführungsstelle in Geschwindigkeit umsetzt und dadurch an der Mischungsstelle eine gute räumliche Verteilung der Flüssigkeit in dem Gas entsteht. Eine gute räumliehe Verteilung der Flüssigkeit in dem Gas ist aber eine Voraussetzung für die gute Löschwirkung des Löschmittels, da dann in jeder Raumeinheit des Löschmittels die Flüssigkeit in Form von Teilchen, daher mit sehr großer gesamter kühlender Oberfläche, vorhanden ist und außerdem das ganze Löschmittelgemisch so trägheitslos strömt und solche Volumelastizität besitzt, wie ein gewöhnliches Gas. Der Mischungsweg kann kurzgehalten werden und es ist auch bei Anwendung einer nicht isolierenden Flüssigkeit eine gute Isolation zwischen dem Löschraum und der Zuführungseinrichtung vorhanden. Feine Öffnungen für. die Zuführung der SS Flüssigkeit, z. B. Zerstäuberdüsen, können vermieden werden, was ebenfalls vorteilhaft ist, da sich diese leicht verstopfen. Ferner ist der Flüssigkeitsverbrauch bei dieser Art der Herstellung des Löschmittelgemisches klein. Es ist auch möglich, die Flüssigkeit in Form größerer Tropfen räumlich zu verteilen, wodurch die Wucht vergrößert wird, mit welcher diese Teilchen im Lichtbogenraum eintreffen, so daß sie tiefer in den Lichtbogen eindringen können.

In Abb. ι bedeutet ίο das feststehende Schaltstück eines Schalters, welchem der Strom durch die Leitung 11 zugeführt wird, und 12 den beweglichen Schaltstift des· Schalters, von dem der Strom etwa mittels^ eines Gleitkontaktes 13 abgenommen wird;' Der Schaltstift wird durch einen in der-' Zeichnung· nicht dargestelltenDruckluftantrieb nach oben bewegt, welchem die Druckluft durch eine abgezweigte Leitung 14 ^aus dem Druckluftbehälter 15 zugeführt wird. 16. ist eine Hülle aus Isolierstoff, in deren Mitte quer zu ihrer Achse die Zuführungsleitung 17 für das Löschmittel mündet. Die" Hülle 16 dient dazu, den Löschmittelstrom zusammen mit dem Lichtbogen zu führen. ,Sie, umfaßt den Unterbrechungslichtbogen möglichst eng, damit dieser -dem Löschmittel nicht ausweichen kann. Die Löschmittelleitung 17 mündet auf der anderen Seitejn den Druckgasbehälter 15. 18 ist ein in geeigneter Weise durch das Auslösekommando gesteuertes Ventil. In die'Leitung 17 ist um eine Strecke 1, den Mischweg, von der Hülle 16 entfernt die Düse 19 für das Zuführen von Flüssigkeit eingebaut. An die Düse schließt sich ein Steigrohr 20 an, welches in einen Flüssigkeitsbehälter 21 reicht, der durch die Druckgasleitung 22 unter Überdruck versetzt wird. Die Druckleitung 22 ist hinter dem Ventil 18 vom Behälter 15 abgezweigt.

Auf den Auslösebefehl wird das Ventil 18 geöffnet. Hierdurch strömt einerseits aus dem Druckgasbehälter 15 Druckgas durch die Leitung 14 dem Antrieb des Schältstiftes 12, z. B. einem Druckluftzylinder mit Kolben, zu, andererseits strömt das Druckgas durch die Leitung 17 der Hülle 16 zu. Der Schaltstift 12 bewegt sich aufwärts und der Unterbrechungslichtbogen wird durch die Hülle 16 hindurchgezogen. Da das Gas in der Leitung 17 mit großer Geschwindigkeit V strömt, bildet sich ein Druckabfall in der Leitung aus. Durch die Leitung 22 kann das Gas wegen der kleineren Geschwindigkeit der Flüssigkeit im Steigrohr 20 nur mit einer Geschwindigkeit ν strömen, die wesentlich kleiner ist als V, Infolgedessen ist der Druckverlust in der Leitung 22 bis zum Behälter 21 viel Heiner als in der Leitung 17, und es lastet auf dem Flüssigkeitsspiegel 23 ein Überdruck über den Drück im Querschnitt Λ der Leitung 17. Mit diesem Überdruck wird die Flüssigkeit in dem Rohr 20 und der Düse 19 beschleunigt und gegen die gegenüberliegende. Wand der Leitung 17 geschleudert, an der sie in Tropfen aufgelöst zurückgeworfen wird. Die Tropfen werden an dieser Mischungsstelle durch das mit hoher Geschwindigkeit strömende Druckgas erfaßt und auf der Mischungsstrecke 1 nahezu bis auf die Geschwindigkeit des strömenden Gases beschleunigt, so daß die Flüssigkeitstropfen in guter räumlicher Verteilung und ; mit großer Wucht in die Hülle 16 eintreten. *'-0 der engen Hülle 16 brennt ein Wechsel-""'stromlichtbogen, welcher durch sie auf die gerade Verbindungslinie der Kontakte, mithin auf seine Mindestlänge, stabilisiert ist. Dieser kurze Lichtbogen entwickelt auch in der Mitte der Hülle einen verhältnismäßig kleinen Gegendruck, da die Gase und Dämpfe nach beiden Seiten frei expandieren können. In der Nähe der stromschwachen Pause dieses Wechselstromlichtbogens können die Tropfen in das Innere des Lichtbogenraumes eindringen, wobei sie verdampfen. Durch die dabei entstehende starke Kühlung,, welche sich infolge der freien Expansion des gebildeten Dampfes nach beiden Seiten aus der Hülle heraus durch die ganze Länge der Hülle verbreitet, entsteht eine äußerst wirksame räumliche Lichtbogenkühlung in der stromschwachen Pause, wodurch der Lichtbogen im Stromnulldurchgang erlischt und durch die wiederkehrende Spannung nicht mehr gezündet werden kann. Als Kühlflüssigkeit kann man mit Vorteil Wasser oder eine andere nicht brennbare Flüssigkeit verwenden, als Druckgas kann gewöhnliche Luft verwendet werden. Es ist möglich, den Überdruck der Flüssigkeit statt durch Gasdruck auf andere Weise, z. B. durch einen Kolben, der vom Schaltergestänge aus bewegt wird, zu erzeugen.

Abb. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die isolierende Lichtbogenhülle ist mit 30 bezeichnet, die Druckmittelleitung mit 31. Das Flüssigkeitszuleitungsrohr 32 ist an seinem in die Leitung 31 hineinragendem Ende nach vorn in die Richtung der Gasströmung 33 umgebogen. In dem Rohr 34 bewegt sich ein dichtender Kolben 35, der über ein Gestänge 36 vom Antrieb des Schaltstiftes aus bewegt wird. 37 ist ein Nachfüllbehälter, mit dem das Rohr 34 durch ein Rückschlagventil 38 in Verbindung steht. Wenn der Schalter ausgeschaltet wird, bewegt das Gestänge 36 den Kolben 35 in der Pfeilrichtung nach links. Da eine gewisse Zeitspanne verstreicht, bevor der Lichtbogen durch den Schaltstift durch die Hülle 30 hindurchgezogen wird, kann sich die Flüssigkeit in dem Rohr 32 auf eine bestimmte Geschwindigkeit beschleunigen und unter Druck in die Gasleitung 31 eintreten.

In Abb. 3 ist die in die Leitung 40 ragende Flüssigkeitszuleitung 41 entgegengesetzt zur Richtung der Gasströmung umgebogen. Die Flüssigkeit wird in das Rohr

durch den Differentialkolben 43 hineingedrückt. Der weitere Teil des Differentialzylinders steht durch die Verbindungsleitung 44 unter Druck.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zum Löschen von Wechselstromunterbrechungslichtbögen, insbesondere' in Schaltern und Sicherungen, mit einer Hülle, in welcher der Unterbrechungslichtbogen derart gezogen und ein aus Flüssigkeit und Druckgas bestehendes Löschmittelgemisch derart eingeführt wird, daß der Lichtbogen dem Eindringen des Löschmittels nicht ausweichen kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit, welche durch eine . unter einem Überdruck stehende Flüssigkeitsleitung in den Gasstrom eingeführt wird, an der Stelle in die Löschmittelzuleitung für das Druckgas zur lichtbogenführenden Hülle eintritt, die um den Mischungsweg von der Hülle entfernt ist, das ist der Weg, der erforderlieh ist, damit eine gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit im Gas entsteht.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit aus der unter Überdruck stehenden Flüssigkeitsleitung gegen die Wand der Löschmittelzuleitung für das Druckgas oder gegen eine in dieser Löschmittelzuleitung eingebaute Platte gespritzt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen