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Bei Schaltern mit Lichtbogenlöschung durch einen Druckgasstrom ist es bekannt, den bei der Unterbrechung gezogenen Lichtbogen durch die Druckgase ringförmig so zu umfassen, dass er vom Druckgasstrom senkrecht getroffen und in zwei gleichachsig verlaufende Hohlelektroden hineingeblasen wird, durch die das Druckgas in entgegengesetzter Richtung strömt. Um innerhalb der Hohlelektrode ein Anstauen der den Lichtbogen einhüllenden heissen Gase zu verhindern und so zu ververmeiden, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Druckgases vermindert wird, ist es auch bekannt, nach aussen sich erweiternde Hohlelektroden zu verwenden.
Es hat sieh aber gezeigt, dass der zwischen den Hohlelektroden gezogene Lichtbogen nicht wirksam genug von dem Druckgasstrom erfasst wird, weil die Lichtbogenfusspunkte innerhalb der Hohlelektroden wandern und so dem Druckgasstrom ausweichen können. Innerhalb der sich erweiternden Hohlelektroden kann somit durch die wandernden Lichtbogenfusspunkte eine schädliche Längung des Lichtbogens und dadurch eine vermehrt Ionendruckbildung eintreten, die die Löschung des Lichtbogens erschweren. Um dieses zu verhindern und ausserdem zu vermeiden, dass bei der Kontaktöffnung die Lichtbogenfusspunktc an den zur Kontaktgabe dienenden Teilen stehenbleiben bzw. an diesen Teilen entlangwandern und so diese durch Abbrand beschädigt werden können, dient die nachstehende Erfindung.
Erfindungsgemäss sind innerhalb der Hohlelektroden mit den Hohlelektroden fest verbundene Hilfskontakt angebracht, auf welche der Lichtbogen unter dem Einfluss des Druckgasstromes übertritt. Durch diese Hilfskontakt und durch die Form der Hohlelektroden sowie die Anordnung der DruckgasZuführung während der Lichtbogenlöschung bleibt der Lichtbogen 80 im Wirkungsbereich des Druckgasstromes, dass durch tangentiale Beblasung des Lichtbogens wie der Lichtbogenfusspunkte sowie durch die ringförmige Umfassung des Lichtbogens ein Wandern der Lichtbogcnfusspunkte nicht eintreten kann.
Durch den Druckgasstrom erfolgt nicht ein Wegblasen, sondern ein Beblasen des Lichtbogens mit der Wirkung, dass eine Reinigung des Lichtbogenraumes von Metalldämpfen, eine rasche Entfernung der Ladungsträger aus dem Löschraum und eine gute Kühlung der Elektroden eintritt. Erlischt der Licht-
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abströmen können, sind die Hohlelektroden unterhalb der kontaktgebenden Flächen mit seitlichen Öffnungen versehen.
Bei bekannten, mit Hilfselektroden versehenen Schaltern strömt das Gas parallel zur Hilfselektrode, so dass ein lang ausgestreckter schleifenförmiger Lichtbogen entsteht, auf den eine Zerreisswirkung aus- geübt wird. Im Gegensatz dazu strömt das Druckgas bei der vorliegenden Erfindung von der Seite her in radialer Richtung und teilt sich nach oben und unten, indem es dann durch die Hohlelektrode abfliesst. Somit findet nicht ein Wegblasen und damit ein Zerreissen statt, sondern der Lichtbogen verbleibt
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Druckgas gesorgt.
Nimmt man nur Hohlelektroden ohne Hilfselektroden, so wird der Lichtbogen zu einer langen Schleife ausgeblasen, womit aber die Spannung wächst und damit die Gefahr der Wiederzündung nach der Löschung.
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um die angestrebte Wirkung zu erzielen.
Um im Augenblick der Kontakttrennung ein sicheres Übertreten des entstehenden Lichtbogens von den Hohlelektroden auf die Hilfskontakt zu erreichen, wird die neben der Kontaktstelle angeordnete ringförmige Druckgaseintrittsöffnung vorübergehend abgeschlossen, u. zw. zweckmässig durch die beweglichen Hohlelektroden selbst, die diese Öffnung geschlossen halten, bis durch Trennung der Kontakte die Lichtbogenbildung beginnt. Es kann somit jetzt der volle Druck des Druckgases auf den Lichtbogen wirken, während sonst erst der Raum bis zur Erzeugungsstelle des Druckgases mit Gas aufgefüllt werden muss und somit nicht der volle Druck gleich auf den Lichtbogen wirken würde.
Wird eine Hohlelektrode feststehend angeordnet, so wird zweckmässig diese feststehende Elektrode mit einer Umhüllung versehen, und in bezug auf einen eingesetzten Isolierkörper so angeordnet, dass zwischen der Umhüllung und dem Isolierkörper ein ringförmiger Zuführungskanal für die Druckluft nach der Unterbrechungsstelle hin gebildet wird. Durch diese Anordnung ist es möglich, unter Verwendung nur weniger Einzelteile einen einfachen Aufbau des Schalters zu erhalten.
Wird in an sich bekannter Weise der bewegte Schaltstift durch eine Öffnung des den unteren Abschluss bildenden Isolierkörpers beim Ausschalten ins Freie bewegt, so entsteht eine sichtbare Trennstelle, d. h. es kann aus der Ferne sofort erkannt werden, ob der Schalter ein-oder ausgeschaltet ist.
Hiedurch kann auch der bewegte Kontakt auf seinen Zustand nachgeprüft werden.
In den Abströmwegen der Lichtbogengase können in an sich bekannter Weise grossflächige bzw. engmaschige Metalleinlagen vorgesehen sein.
Um eine kreisförmige Bewegung der Lichtbogenfusspunkte sowohl auf der festen wie beweglichen Elektrode zu erhalten, kann in bekannter Weise durch Anbringung von Führungswänden im Druckgaszuführungskanal der Unterbrechungsstelle das Druckgas in tangentialer Richtung so zugeführt werden, dass eine Strudelbewegung des Druckgases entsteht.
Zur Erläuterung der Erfindung dienen die Abbildungen, die in Fig. l und 2 schematisch die Wirkungsweise des Druckgassehalters nach der Erfindung zeigen. a und b sind die für das Abströmen des Druckgases vorgesehenen Kanäle, deren Querschnitt sich vergrössert, c ist die Stelle, an der das Druckgas wirksam wird, d die Druckgaszuführungsleitung. e ist eine Hohlelektrode, in deren Innern der Hilfskontakt f angeordnet ist. h ist die Gegenelektrode mit dem Hilfskontakt k. Fig. 1 zeigt den Schalter im Augenblick der Kontaktöffnung. Der Lichtbogen ist durch die Wirkung des Druckgases auf die Hilfskontakte f, k übergegangen und wird hier ringförmig beblasen. Ein Wandern bzw. Zurückspringen des Lichtbogens auf die Elektroden ist durch den Druckgasstrom unmöglich gemacht.
Im ersten Augenblick wird sich um den Lichtbogen eine Gasblase lagern, die aber durch die Druckgase in die Abströmkanäle a, b weggedrängt wird. Fig. 2 zeigt den Zustand bei Stromnulldurchgang. Da durch das Bespülen des Lichtbogens innerhalb der Lichtbogenstrecke die Metalldämpfe, Ladungsträger usw. sofort entfernt werden, kann beim Stromnulldurchgang ein Wiederzünden des Lichtbogens nicht mehr eintreten. Die Gasblase hat sich in zwei Teile tt, t2 zerlegt, die durch das Druckgas in entgegengesetzter Richtung weggedrängt werden.
Fig. 3 und 4 zeigen eine Schalterausführung in zwei Ansichten, bei der eine der Hohlelektroden fest angeordnet ist. Für die einzelnen Teile ist die gleiche Bezeichnung wie in Fig. 1 gewählt. e ist die
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der bewegten Hohlelektrode h dient dazu, zu Beginn der Ausschaltbewegung die Ausströmöffnung für das Druckgas vorübergehend zu schliessen, so dass bei der Weiterbewegung der Hohlelektrode h eine gleichmässige, ringförmige und durch die vorübergehende Stauung des Druckgases eine kräftige Beblasung des Lichtbogens einsetzt. Für das Durchtreten der heissen Gase werden an der bewegten Elektrode h die Durchtrittsöffnungen I vorgesehen. m sind radial angeordnete Wände im Druckgaszuführungskanal, um eine gleichmässige Zuführung des Druckgases zu erreichen.
Die Fig. 4 und 3 zeigen den Schalter in der Einschaltstellung. Entsteht im Augenblick der Unterbrechung zwischen der festen Elektrode e und der bewegten Elektrode h der Lichtbogen, so wird durch die Gasströmung, nachdem sich der Kontaktring i an der Druckgaseintrittsstelle c vorbeigeschoben hat, der Fusspunkt des Lichtbogens von den Elektroden e und b auf die Hilfskontakte fund Hilfs- kontakt k übergeleitet. Durch die ringförmige Umfassung wird der Lichtbogen so allseitig von Druckgas beblasen, dass die Lichtbogenprodukte nach entgegengesetzten Seiten abgedrängt werden und bei Stromnulldurchgang eine sichere Löschung herbeigeführt wird.
In Fig. 5 ist eine vereinfachte Form des Druckgasschalters nach der Erfindung dargestellt, bei welcher gleichfalls eine feststehende Hohlelektrode e vorgesehen ist. Die Umhüllung s dieser Elektrode e und der Einsatz o aus Isolierstoff begrenzen den Zuführungskanal y der Druckluft. Der Isoliereinsatz 0 besitzt eine Bohrung p, durch welche die bewegte Elektrode h bei der Ausschaltung hindurchbewegt
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angebracht, durch welche die erhitzten Lichtbogengase gekühlt werden. So sind z. B. in dem Kanal b grossflächige Rippen q aus gutwärmeleitendem Material eingesetzt. An Stelle dieser Kühlrippen können auch Netze oder Siebe eingesetzt werden.
Der übrige Aufbau des Schalters entspricht der in Fig. 3 und 4 dargestellten Form, und es gelten die dort verwendeten Bezugszeichen sinngemäss auch hier.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schalter mit Lichtbogenlöschung durch einen Druckgasstrom und mit Hohlelektroden, die sich in je einem sich hinter der Kontaktstelle erweiternden Raum befinden und durch welche das Druckgas bei der Stromunterbrechung in entgegengesetzten Richtungen abströmt, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Hohlelektroden mit den Hohlelektroden fest verbundene Hilfskontakt angebracht sind, auf welche der Lichtbogen unter dem Einfluss des radial zugeführten Druckgasstromes übertritt.
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In switches with arc quenching by a compressed gas flow, it is known to encircle the arc drawn by the compressed gas during the interruption so that it is hit vertically by the compressed gas flow and blown into two coaxial hollow electrodes through which the compressed gas flows in the opposite direction. In order to prevent the hot gases enveloping the arc from building up inside the hollow electrode and thus to avoid reducing the flow rate of the compressed gas, it is also known to use hollow electrodes that expand outwards.
However, it has been shown that the arc drawn between the hollow electrodes is not captured effectively enough by the flow of compressed gas because the arc root points migrate within the hollow electrodes and can thus avoid the flow of compressed gas. Within the expanding hollow electrodes, the wandering arc root points can cause harmful elongation of the arc and thus an increased formation of ion pressure, which makes it difficult to extinguish the arc. The following invention is used to prevent this and also to avoid that when the contact is opened the arc root points stop at the parts used for making contact or wander along these parts and thus they can be damaged by erosion.
According to the invention, auxiliary contacts, which are permanently connected to the hollow electrodes and to which the arc passes under the influence of the compressed gas flow, are attached within the hollow electrodes. Due to this auxiliary contact and the shape of the hollow electrodes as well as the arrangement of the compressed gas supply during the arc quenching, the arc 80 remains in the effective area of the compressed gas flow, so that the arc roots cannot migrate due to the tangential blowing of the arc like the arc roots and the ring-shaped enclosure of the arc.
The flow of compressed gas does not blow away, but blows the arc with the effect that metal vapors are removed from the arc chamber, the charge carriers are quickly removed from the quenching chamber and the electrodes are well cooled. If the light goes out
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can flow off, the hollow electrodes are provided with lateral openings below the contact-making surfaces.
In known switches provided with auxiliary electrodes, the gas flows parallel to the auxiliary electrode, so that an elongated, loop-shaped arc is created on which a tearing effect is exerted. In contrast to this, in the case of the present invention, the compressed gas flows from the side in the radial direction and divides up and down, in that it then flows away through the hollow electrode. Thus, there is no blowing away and thus tearing, but the arc remains
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Compressed gas taken care of.
If you only use hollow electrodes without auxiliary electrodes, the arc is blown out in a long loop, which increases the voltage and with it the risk of reignition after extinction.
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to achieve the desired effect.
In order to achieve a safe crossing of the resulting arc from the hollow electrodes to the auxiliary contact at the moment of contact separation, the annular compressed gas inlet opening arranged next to the contact point is temporarily closed, u. between the movable hollow electrodes themselves, which keep this opening closed until the arcing begins by separating the contacts. The full pressure of the compressed gas can now act on the arc, while otherwise the space up to the point of generation of the compressed gas first has to be filled with gas, so that the full pressure would not act immediately on the arc.
If a hollow electrode is arranged in a stationary manner, this stationary electrode is expediently provided with a sheath and, with respect to an insulating body inserted, is arranged in such a way that an annular feed channel for the compressed air is formed between the sheath and the insulating body towards the point of interruption. With this arrangement, it is possible to obtain a simple structure of the switch using only a few individual parts.
If, in a manner known per se, the moving switch pin is moved into the open through an opening in the insulating body forming the lower termination when switching off, a visible separation point is created, i.e. H. it can be recognized remotely immediately whether the switch is on or off.
This also allows the moving contact to be checked for its condition.
Large-area or close-meshed metal inserts can be provided in the known manner in the outflow paths of the arc gases.
In order to obtain a circular movement of the arc root points both on the fixed and movable electrode, the compressed gas can be supplied in a known manner to the interruption point by attaching guide walls in the compressed gas supply channel so that a vortex movement of the compressed gas occurs.
The illustrations are used to explain the invention, which schematically show the mode of operation of the pressurized gas holder according to the invention in FIGS. a and b are the channels provided for the discharge of the compressed gas, the cross-section of which increases, c is the point at which the compressed gas becomes effective, d the compressed gas supply line. e is a hollow electrode, inside of which the auxiliary contact f is arranged. h is the counter electrode with the auxiliary contact k. Fig. 1 shows the switch at the moment of contact opening. The arc has passed through the action of the compressed gas on the auxiliary contacts f, k and is blown in a ring here. A wandering or jumping back of the arc onto the electrodes is made impossible by the flow of compressed gas.
In the first moment, a gas bubble will be deposited around the arc, but this will be pushed away into the outflow channels a, b by the compressed gases. Fig. 2 shows the state when the current passes zero. Since the metal vapors, charge carriers, etc. are immediately removed by flushing the arc within the arc gap, the arc can no longer be re-ignited when the current passes through zero. The gas bubble has split into two parts tt, t2, which are pushed away in the opposite direction by the pressurized gas.
3 and 4 show a switch design in two views in which one of the hollow electrodes is fixedly arranged. The same designation as in FIG. 1 has been chosen for the individual parts. e is the
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of the moving hollow electrode h serves to temporarily close the outflow opening for the compressed gas at the beginning of the switch-off movement, so that as the hollow electrode h continues to move, a uniform, ring-shaped and, due to the temporary stagnation of the compressed gas, a powerful blowing of the arc begins. The passage openings I are provided on the moving electrode h for the hot gases to pass through. m are radially arranged walls in the pressurized gas supply duct in order to achieve a uniform supply of the pressurized gas.
4 and 3 show the switch in the on position. If the arc arises at the moment of the interruption between the fixed electrode e and the moving electrode h, the foot of the arc from the electrodes e and b to the auxiliary contacts is funded by the gas flow after the contact ring i has pushed past the pressurized gas inlet point c Auxiliary contact k transferred. Due to the ring-shaped enclosure, the arc is blown with compressed gas on all sides in such a way that the arc products are pushed away to opposite sides and reliable extinguishing is brought about when the current passes through zero.
In Fig. 5 a simplified form of the gas pressure switch according to the invention is shown, in which a fixed hollow electrode e is also provided. The casing s of this electrode e and the insert o made of insulating material delimit the supply channel y of the compressed air. The insulating insert 0 has a bore p through which the moving electrode h moves when it is switched off
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attached, through which the heated arc gases are cooled. So are z. B. in the channel b large-area ribs q made of a good heat-conducting material. Instead of these cooling fins, nets or sieves can also be used.
The rest of the construction of the switch corresponds to the form shown in FIGS. 3 and 4, and the reference symbols used there apply accordingly here as well.
PATENT CLAIMS:
1. Switch with arc extinguishing by a pressurized gas flow and with hollow electrodes, which are each located in a space widening behind the contact point and through which the pressurized gas flows off in opposite directions when the current is interrupted, characterized in that auxiliary contact firmly connected to the hollow electrodes within the hollow electrodes are attached to which the arc crosses under the influence of the radially supplied flow of compressed gas.