Elektrischer Stromunterbrecher. Die Erfindung betrifft einen elektrischen Stromunterbrecher, und zwar von der Art, bei welcher das Löschen des Bogens durch an der Unterbrechungsstelle durch den zu unterbrechenden Strom geleistete Energie unterstützt wird, und bei welcher der Bogen in einer Kammer gebildet wird, die min destens eine seitliche Auslassöffnung für die Bogenprodukte besitzt, wodurch diese letz teren gezwungen werden, in einer Richtung quer zur Elektrodenbewegung zu entweichen.
Der erfindungsgemässe Stromunterbrecher kennzeichnet sich durch Mittel, dank welchen die während eines ersten Abschnittes der Ausschaltbewegung gebildeten Lichtbogen produkte für das Verlassen des Lichtbogen raumes einen grösseren Auslassquerschnitt vorfinden als die Produkte mindestens eines Teils des Lichtbogens während eines zweiten Abschnittes der Ausschaltbewegung.
Auf der Zeichnung sind sechs beispiels weise Ausführungsformen eines erfindungs gemässen Unterbrechers dargestellt. Fig. 1 ist ein achsialer Schnitt durch eine erste Ausführungsform des Unterbrechers; Fig. 2 entspricht dem Schnitt II-11 der Fig. 1; Fig. 3 ist eine schaubildliche Darstellung einer in Fig. 1 und 2 sichtbaren Klappe; Fig. 4 bis 8 zeigen einige der in Fig. 1 veranschaulichten Ablenkungsplatten des Unterbrechers;
Fig. 9 ist ein achsialer Schnitteiner zwei ten Ausführungsform; Fig. 10 und 11 sind Schnitte nach den Linien X-X bezw. XI-XI der Fig. 9 ; Fig. 12 und 13 veranschaulichen beson dere Ausbildungen von Ablenkungsplatten des Unterbrechers der Fig. 9; Fig. 14 ist ein senkrechter Querschnitt durch zwei übereinander gelegte Platten ge mäss. Fig. 12 und 13;
Fig. 15 ist ein achsialer Schnitt einer dritten Ausführungsform; Fig. 16 ist ebenfalls ein achsialer Schnitt einer vierten Ausführungsform; Fig. 17 ist eine Vorderansicht eines Schal ters gemäss einer fünften Ausführungsform; Fig. 18 ist eine Seitenansicht der Aus führungsform gemäss Fig. 17; Fig. 19 ist ein Schnitt nach der Linie XIX-XIX der Fig. 18;
Fig. 20 ist eine Ansieht von vorn einer Vorrichtung, die dazu :dient, eine Pause in der Öffnungsbewegung der beweglichen Elektrode einzuführen; Fig. 21 veranschaulicht eine weitere Vor richtung um eine Pause in der Elektroden bewegung zu erzielen; Fig. 22 ist ein achsialer Schnitt betref fend eine letzte sechste Ausführungsform, wovon die Fig. 23 einen Schnitt nach der Linie XXIV-XXIV darstellt.
Bei der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsform des Stromunterbrechers be steht der ortsfeste Kontakt aus vier Fingern. Unterhalb und seitlich dieses Kontaktes liegt der Auslass 2, welcher durch die Wandung des metallischen Zylinders 3 mit seinem iso lierenden Mantel 4 führt. Das Abschluss- glied 5 wird durch einen in geeigneter Weise am Zylinder befestigten Ring 6 in seiner Lage gehalten. Das Abschlussglied 5 selbst ist mit einer eine seitlich leicht verschiebbare Packung 7 enthaltenden Aussparung ver sehen.
Die Ablenkungsplatten 8 bis 13 wer den durch einen in den Zylinder 3 geschraub ten Ring 3a in ihrer Lage gesichert. Da der obere Teil des Zylinders 3 geschlossen ist, so können die Lichtbogenprodukte nur durch den Auslass 2 entweichen.
Die Kontaktfinger 1 sind aus Kupfer oder anderem elektrisch gut leitendem Stoff hergestellt und an ihrem untern Ende mit Ausnahme des dem Auslass 2 zugewendeten Fingers la mit Ansätzen 14 aus nichtzer brechlichem, zähem Isolierstoff versehen, zum Beispiel aus Vulkanfiber oder "Mi- caleg". Sämtliche Finger haben jedoch den selben Umriss.
Der bewegliche Kontakt 26 bewegt sich beim Ausschalten achsial zur Vorrichtung abwärts durch die Öffnungen der Ablen- kungsplatten 8 bis 13 hindurch. Dank der Isolierung am untern Teil .der Finger 1 be ginnt die Bildung des Lichtbogens am Kon taktfinger la und wird in bekannter Weise durch den Blasstrom der entweichenden Lichtbogenprodukte nach dem seitlichen Aus lass getrieben.
Die zirka in halber Höhe des Auslasses befindliche Ablenkungsplatte 8 ist mit einer schwenkbaren Klappe 15 ausgerüstet, die das Abschliessen der Öffnung der darunter lie genden Platte 10 besorgen kann.
Die Klappe 15 ist, wie aus Fig. 1 und 2 hervorgeht, an einer mittelst einer Schraube 17 an der Platte 10 befestigten Sockelplatte 16 aasgelenkt. Die Sockelplatte 16 kann aus dem gleichen Stoff wie die Ablenkungsplat ten bestehen. Auf die Klappe 15 wirkt eine an der Platte 16 befestigte Feder 18.
In Fig. 1 ist die Klappe -15 - in der ge schlossenen Lage veranschaulicht. Zwischen dem Rande der Klappe 15 und der b_ enach- barten Kante der Ablenkungsplatte 8, in welcher die Klappe angeordnet ist, wurde ein Zwischenraum 19 freigelassen. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, besitzt die untere Fläche der Klappe 15 eine Auskerbung 20. Befindet sich also die Klappe 15 .in der abgebildeten Lage, so besteht ein gewisser enger Durchlass für den Lichtbogen zwischen unterem und oberem Teil der Unterbrecherkammer.
Sollte die Klappe 15 oder ein. Teil dieser Klappe oder auch ein Teil des der Klappe benachbarten Baumaterials des Unterbrechers aus leitendem Stoff bestehen, so könnte die Klappe mit verhältnismässig dichtem Ab schluss vorgesehen werden. Es würde dann der Lichtbogen sich im untern Kammerteil als eine Fortsetzung des Bogens im obern Kammerteil ausbilden.
Bewegt sich die Elektrode 26 abwärts, so schwingt die federbeeinflusste, sonst durch die Elektrode offen gehaltene Klappe 15 über die Elektrodenspitze hinab und treibt den Lichtbogen gegen den seitlichen Auslass 2. Liegt die Klappe 15 in der in Fig. 1 dargestellten Lage, so bildet sie eine Scheide wand, durch welche die bewegliche Elektrode von dem über ihr befindlichen Kammerteil beinahe vollständig getrennt ist.
Während des ersten Teils der Abwärts bewegung cler Elektrode<B>26</B> finden die Licht bogenprodukte einen bequemen Weg durch den Teil des Auslasses, welcher in den Ab lenkungsplatten 9 oberhalb der durch die Klappe gebildeten Scheidewand liegt. Auch können aber diese Produkte um den Kontakt f herum in den untern Kammerteil geraten und durch den durch die Ablenkungsplatten 12 gebildeten Teil des Auslasses entweichen. Es kann hingegen der Blasstrom eines Licht bogenteils unterhalb der geschlossenen Klappe 15 nur durch diesen untern Teil des Auslasses entweichen.
Dieser Teil des Aus- lasses ist aber enger vorgesehen als derjenige oberhalb der Klappe 15. Dies veranschau lichen die die verschiedenen Ablenkungsplat ten darstellenden Fig. 5 und B.
Durch diese Anordnung werden für die Löschung eines Lichtbogens von geringer Stromstärke günstigere Bedingungen ge schaffen.
Es stellt sich tatsächlich heraus, dass es verhältnismässig leicht ist, einen einen starken Strom aufweisenden Lichtbogen zu löschen, weil in diesem Fall eine grosse Energie im Lichtbogen vorhanden ist, um den zum Aus löschen dienenden Blasstrom hervorzurufen. Eine Kammer, in welcher ein Lichtbogen grosser Stromstärke sicher ausgelöscht wird, besitzt aus diesem Grunde gewöhnlich zu grosse Auslässe, um das Auslöschen eines Lichtbogens geringerer Stromstärke zu be wirken.
Bei der bereits beschriebenen Konstruk tion sind die günstigen Bedingungen eines beschränkten Blasquersehnittes in einem ge gebenen Augenblick der Elektrodenbewegung erfüllt, welche das Löschen eines Licht bogens von geringer Stromstärke, wegen der Verringerung des Auslassquerschnittes gestat ten.
Durch geeignete Wahl der Länge der Lichtbogenstrecke, sowie des vollen Blasquer- sehnittes und des beschränkten Blasquer- schnittes bei einer gegebenen Normalstrom- stärke des Unterbrechers kann ein grösserer Bereich von Strömen durch denselben ein wandfrei unterbrochen werden, als dies mög lich wäre, wenn die Kammer nicht unterteilt wäre.
Bei einem erfindungsgemässen Strom unterbrecher,-der zu Beginn der Lichtbogen bildung in der ersten Kammer oberhalb der Scheidewand 15 zur Unterbrechung von 20000 Amp. geeignet ist, kann der Quer schnitt des obern Auslassteils etwa 430 mm@ betragen, während der Querschnitt des Aus lassteils unterhalb der Klappe 15 zum Bei spiel 215 mm' betragen kann. Der Zwischen raum 19 braucht dabei nicht grösser als etwa 80 mm' zu sein, bei einem Durchmesser der beweglichen Elektrode von zirka 22, mm.
Es ist jedoch nicht wesentlich, dass der gesamte Blasstromquerschnitt des seitlichen Auslassteils unterhalb der Klappe 15 gerin ger ist als der Blasstromquerschnitt oberhalb derselben, denn sobald sich die Elektrode<B>26</B> weit genug abwärts bewegt hat, um der Klappe 15 zu gestatten, sich zu schliessen, hat sich der gesamte Blasstromquerschnitt, welcher für den Raum oberhalb der Klappe 15 in Betracht kommt, verringert, weil der Auslassteil unterhalb der Klappe von .dem Raum oberhalb derselben abgeschnitten ist, so dass im genannten obern Raum günstigere Löschbedingungen geschaffen sind.
Die Anordnung des Gliedes 15 als Ab sperrscheidewand bietet einen grossen Vor teil im Vergleich mit bekannten Vorrichtun gen, welche mit Schliessklappen oder der gleichen versehen sind, weil beiden bekann ten Vorrichtungen der Lichtbogen zuerst durch eine beinahe geschlossene Kammer ge zogen wurde, in welcher keine Vorkehrungen getroffen waren, um in der genannten Kam mer einen Blasstrom hervorzurufen, der durch den Lichtbogen getrieben wird, um den Lichtbogen auszulöschen.
Infolgedessen entstand dort entweder eine Neigung zur Bildung eines gefährlichen hohen Druckes, wenn Lichtbogen von grosser Stromstärke unterbrochen wurden, bevor sie .durch die Schliessklappen oder Tore hindurchgingen, oder es entstand eine \ eigung, .dass ein .Stark stromlichtbogen unausgelöscht blieb und ge fährliche Drücke in der zweiten Kammer hervorrief.
Beim beschriebenen Unterbrecher wird dagegen -durch einen Starkstromlichtbogen ein genügender Blasstrom quer durch den Lichtbogen hervorgerufen, um ihn in der obern Kammer auszulöschen, welche einem verhältnismässig grossen Teil des Auslasses einbegreift, wodurch eine übermässige Druck erhöhung verhindert wird. Anderseits wird ein schwächerer Lichtbogen mit Hilfe des engeren Auslassteils in der untern Kammer ebensogut ausgelöscht, weil dort gleichfalls ein genübender Blasstrom aufrechterhalten werden kann, um .die Löschung ohne über triebene Druckerhöhung vorzunehmen.
Beider zweiten Ausführungsform gemäss Fig. 9 bis 14 ist eine Klappe 15 ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform angeordnet, jedoch erstreckt sich der seitliche Auslass 2 nur gegenüber dem obern Kammerteil. Diese Klappe kann auch vollständig oder teilweise aus leitendem Stoff bestehen.
Jede der Ablenkungsplatten 21, 22 be sitzt eine zusätzliche bogenförmige Öffnung 23 (Fig. 10 und 11), wodurch ein ungehin- derter Durchgang von der untern nach der obern Kammer geschaffen wird. Der er wähnte Durchgang kann sich von unten nach oben allmählich erweitern, was eine Kühl wirkung durch Ausdehnung der entweichen den Produkte hervorrufen kann.
Der untere Teil der Kammer besitzt seit liche in den Durchgang 23 hineinführende Glasöffnungen 24, die derart verengt sind, dass ihr Querschnitt kleiner ist, als derjenige des seitlichen Auslasses.
Die Kammer unterhalb der Klappe 15 ist mit einer federbeeinflussten, aus Isolierstoff bestehenden Klappe 25 ausgerüstet. Durch die Anordnung dieser Klappe ist bezweckt, den Lichtbogen nach den seitlichen Blas- öffnungen 24 hin zu führen. Um das Ge wicht dieser zweiten Klappe zu verringern, kann man sie mit Löchern 27 versehen.
Durch diese Ausführungsform wird die Möglichkeit erreicht, dass Lichtbogenpro- dukte, welche in .der untern Kammer erzeugt werden, durch die in den aufeinanderfolgen den Platten 22 vorgesehenen seitlichen Glas öffnungen 23 hindurchströmen. Sie steigen dann aufwärts und entweichen schliesslich durch .den in den Platten 21 vorgesehenen ,seitlichen Auslass, indem sie in der obern Kammer nochmals durch den Lichtbogen hindurchgehen.
In einer der Öffnungen 23, zweckmässig in der Öffnung der die Klappe 15 enthalten den Ablenkungsplatte kann eine nicht dar gestellte Kühlvorrichtung, beispielsweise eine Platte mit einer Anzahl feiner Bohrun gen vorgesehen sein, deren Gesamtquerschnitt mindestens dem gesamten Glasquerschnitt der seitlichen verengten Auslässe 24 der untern Kammer entspricht. Diese Vorrichtung dient dann zur weiteren Kühlung der in dem Raum unterhalb der Klappe erzeugten Lichtbogen produkte.
Bei einer von der letztbeschriebenen ab weichenden Ausführungsform können die Ablenkungsplatten der untern Kammer, an statt wie in Fig. 10 und 11, gemäss Fig. 12 und 13 ausgebildet sein. Solche Ablenkungs platten bewirken, dass die Lichtbogenpro- dukte, während sie den untern Lichtbogen raum in der gleichen Richtung, wie in der obern Kammer verlassen, herumgeführt wer den, so dass sie auch in diesem Falle in die obere Kammer an derjenigen Seite entwei chen, welche vom Auslass 2 entfernt ist.
Fig. 14 zeigt eine über einer Platte ge mäss Fig. 13 angeordnete Platte gemäss Fig. 12 im Querschnitt.
Hier können die Ablenkungsplatten ge mäss Fig. 12, welche die mit seitlichen Blas- öffnungen versehenen Platten gemäss Fig. 13 trennen, mit Aussparungen 28 versehen wer den, um den Kanal zu erweitern, welcher .die Lichtbogengase von den verengten Teilen der Ablenkungsplattenöffnungen in der untern Kammer nach der entgegengesetzten Seite dieser Kammer leitet.
Hierdurch wird das Entweichen der Lichtbogengase aus der untern Kammer erleichtert, da diese Grase über das Öl in den verschiedenen Kanälen hin wegströmen können, ohne das 01 zu bewegen. Es kann auch die Klappe 25 weggelassen wer den, da der Dichtbogen bereits durch die Klappe<B>1.5</B> über den seitlichen Auslass- ge drängt wird. Auch bei der Anordnung nach Fig. 14 kann, wie bei der oben beschriebenen Einrichtung ein Kühlgitter, beispielsweise eine mit einer Anzahl feiner Löcher ver sehene Platte im Kanal vorgesehen werden, durch welchen die obere Kammer mit der untern Kammer verbunden ist.
Der erwähnte Kanal kann so gestaltet sein,. dass er sich all inählich von unten nach oben erweitert.
Bei erfindungsgemässen Unterbrechern kann es erwünscht sein, zu verhindern, ,dass sich eine Klappe infolge des Druckunter- schiedes zwischen zwei benachbarten Kam mern, nach Überwindung des Federdruckes nach oben öffnet.
Dies kann beispielsweise mit Hilfe eines einfachen, nicht dargestellten Riegels .erfolgen, welcher im obern Teil der untern Kammer auf derjenigen Seite beweg lich angeordnet ist, welche von der ,Seite durch welche der Lichtbogen gezogen wird, entfernt ist. Dieser Riegel kann derartig an geordnet werden, dass er mit einem Aus schnitt eines Organes in Eingriff kommen bann. welches an .der untern Seite der oben erwähnten Klappe vorgesehen ist.
Der Rie gel selbst kann mit. einem Vorsprung ver- sehen sein, an dessen unterem Ende eine Fläche vorgesehen ist. Gegen diese abgeschrägte Fläche wirkt dann die bewegliche Elektrode, um den Riegel seitlich entgegen der Wirkung einer Feder wegzu stossen. wenn die erwähnte Elektrode auf- @vä.rts bewegt wird.
Die abgeschrägte Fläche gestattet es dann auch, dass sich der Riegel iii die Verriegelungsstellung bewegt, wenn die Spitze der beweglichen Elektrode nach unten entweicht.
Die in Fig. 15 dargestellte dritte Ausfüh rungsform des Unterbrechers weicht von der Ausführungsform nach Fig. 1 dadurch ab, dass zwischen dein festliegenden und .dem be- weglichen Unterbrecherteil ein Zwischenkon takt 29 angeordnet ist, welcher zugleich als Trennglied, um die Schalterkammer zu unter teilen, wirkt. Der Schalter ist derartig aus gebildet, dass die bewegliche Elektrode 26 den Zwischenkontakt 29 in der eingeschal teten Stellung- gegen den obern Kontakt 1, 1a drückt.
Beim Öffnen des Unterbrechers wird der Zwischenkontakt 29 mittelst Federn 30 mit der beweglichen Elektrode 26 in Berührung gehalten, bis der Zwischenkontakt auf die Ablenkungsplatte 10 gelangt, wodurch bei der Trennung der Lichtbogen zuerst im obern Kammerteil zwischen dem Kontakt. 1, 1a und dem Zwischenkontakt 29 gebildet wird.
Ist der zu unterbrechende Strom genügend stark, so kann der Lichtbogen sich selbst aus löschen, obwohl man dem Auslass .des obern Kammerteils einen verhältnismässig grossen Querschnitt gibt. Ist aber der Strom schwach, so kann der Lichtbogen andauern, bis der Zwischenkontakt 29 die Grenze seiner Bewegung erreicht und die Verbindung zwi schen dem obern und dem untern Kammer teil unterbricht. Durch die weitere Bewegung der Elektrode 26 -bildet sich jetzt zwischen dieser Elektrode und dem Zwischenkontakt 29 ein weiterer Lichtbogen.
Dieser zweite Lichtbogen befindet-sich nun in einem Kam merteil, welchem man einen geringeren Blas- querschnitt als dem ersten gegeben hat, so class der nun hervorgerufene -Druck einen genügenden seitlichen Blasstrom zur Selbst auslöschung hervorrufen kann.
Die Federn 30 müssen stark genug sein, um diesem Druck zu widerstehen.
Die Hülse 29a der Zwischenelektrode 29 kann .so bemessen sein, .dass sie gleitend in die,Öffnung der Platte 40 hineinpasst.
Die in Fig. 16 dargestellte vierte Aus führungsform ist mit einem senkrecht beweg lichen Schieber 31 zum Andern des Quer schnittes des Blasauslasses 2 versehen. Dieser senkrecht geführte geschlitzte Schieber 31 ist derartig angeordnet, dass seine Schlitze 32 mit den Blaskanälen in Übereinstimmung ge bracht werden können oder nicht. Die dazu nötige Bewegung wird mittelst eines Hebel systems erreicht, welches innerhalb der Kam mer angeordnet ist und durch .die bewegliche Elektrode 26 bewegt wird.
In der veran schaulichten Stellung ist .der Unterbrecher ge schlossen, das obere Ende .der beweglichen Elektrode 26 berührt die Kontaktfinger,des ortsfesten Kontaktes. In der Zeichnung ist nur einer der Finger 1 dargestellt.
In dieser Stellung hält die bewegliche Elektrode 26 die eine Seite eines um einen Zapfen 34 schwingbaren Doppelhebels 33 hoch, und zwar .durch Andrücken gegen einen Vorsprung 33a dieses Hebels, der zum Teil zwischen den Fingern des ortsfesten Kontaktes liegt.
Am rechtsliegenden freien Ende des He bels 33 ist ein Schlitz 35 vorgesehen, der mit einem Stift. 36 des Schiebers 31 zu sammenwirkt. Letzterer steht unter dem Ein fluss einer ihn nach abwärts zu be wegen suchenden Druckfeder 37.
Diese Ab wärtsbewegung wird durch einen Ansehlag 38 begrenzt. In der veranschaulichten Stel lung ist eine Abwärtsbewegung .des Schie bers 31 durch Einwirkung .der Feder 37 @da- durch verhindert, dass .das linke Ende des Hebels 33 durch eine federnde Klinke 39 festgehalten wird, die am einen Ende eines um einen Zapfen 41 drehbaren und gleich falls in der Kammer angeordneten Hebels 40 liegt.
Gegen den unterhalb des Zapfens 41 -befindlichen Teil des Hebels 40 wirkt eine weitere Feder 42, welcher ein über einen Lenker 43 mit dem Hebel verbundener, in einer an der Ablenkungsplatte 46 vorge sehenen Führung 45 verschiebbarer und gegen die Elektrode aufliegender 'Schieber 44 ent gegenwirkt, der an seiner Unterseite mit einem Ausschnitt 47 versehen ist. Der Be trag der zugelassenen Bewegung des genann ten Schiebers wird durch einen sich in .den Ausschnitt 47 erstreckenden Vorsprung 48 begrenzt.
Beim Öffnen :des Unterbrechers bleiben die bereits erwähnten Organe unbeweglich, bis das obere Ende der Elektrode 26 den Schieber 44 verlässt. In diesem Augenblick wird der von der Elektrode 26 freigegebene Schieber 44 durch die Feder 42 nach rechts bewegt, der Hebel 40 entsprechend ver- schwenkt, wodurch die Klinke 39 den Hebel 33 freigibt. Die Feder 37 drückt dann den Schieber 31 abwärts, bis er durch den An schlag 38 angehalten wird.
Der Zweck .dieser Bewegung ist, dass die in .dem Schieber vor gesehenen .Schlitze sich mit den entsprechen- denÖffnungen des seitlichen Blasauslasses 2 nicht mehr genau ,decken.
Beim .Schliessen des Unterbruches wird die bewegliche Elektrode 26 aufwärtsbewegt, .der Schieber 44 somit in seine ursprüng liche Stellung zurückbewegt. Sobald .die be wegliche Elektrode .den Hebel 33 erreicht, so wird derselbe wieder mit .der Klinke in Ein griff gebracht, gleichfalls .der Schieber 31 hochgehoben.
Der Schieber 31 kann derartig angeord net sein,,dass er auf Kugeln oder Rollen oder andern zur Verminderung .der Reibung .die nenden Organen gleitet. Ein Teil der Organe 33, 33a, 40, 44 ist aus Isolierstoff hergestellt, um eine leitende Verbindung zwischen der festen und der beweglichen Elektrode nach Trennung derselben zu verhüten.
Die verschiedenen Teile haben solche Ab messungen, dass beim Öffnen des Unter- bruches,die Klinke 39 den Hebel .33 in seiner verriegelten Lage hält, bis die bewegliche Elektrode 26 die Lichtbogenstrecke erreicht hat, welche am Ende des ersten Abschnittes der Lichtbogenbildung erforderlich ist.
Nach diesem ersten Abschnitt -der Lichtbogen bildung tritt daher die geschilderte Vorrich tung erst in Wirkung, um den Auslassquer- schnitt zu verringern, so dass in -wirksamerer Weise ein Lichtbogen ausgelöscht wird, wel cher um einen grösseren Betrag gezogen wird, als der Lichtbogenstrecke entspricht, die für den ersten Abschnitt der Lichtbogenbildung vorgesehen ist.
An Stelle .der beschriebenen Hebelvorrichtung kann eine mit totem Gang wirkende Vorrichtung oder irgendwelche Ver- zögerungsvorriohtung verwendet werden, um den Schieber 31 zu schliessen.
Bei der fünften Ausführungsform nach Fig. 17 bis 19 ist ausserhalb der Lichtbogen ka.mmer eine den gesamten Blasquerschnitt des seitlichen Auslasses beeinflussende Vor richtung vorgesehen.
Die Halsöffnung jeder der Auslassöffnungen 2 liegt zwischen einem Paar backenartiger Glieder 49, die um sich in achsialer Richtung in der Kammer erstrek- kende Zapfen 50 drehbar sind. An jeder Seite des Blasauslasses erstrecken sich zwei um Zapfen 53 und 54 des Gehäuses 3 dreh bare Hebel 51 und 52, wovon jeder mit Vor sprüngen 55 versehen ist,
welche in der dar g o estellten Lage mit den backenartigen Glie- dern in Berührung bleiben. Die beiden Hebel 51, 52 sind an ihren untern Enden mit einem Knebel 56 gelenkig verbunden, welcher in Fig. 17 in der geschlossenen Stellung veran schaulicht ist. Die beiden Glieder des Kne bels sind mittelst eines Gelenkzapfens 56a lose miteinander verbunden. Gegen die un tere Enden der Hebel 51, 52 wirken Druck federn 57.
An der Schalterquerstange 59 ist ein senkrechtes Glied 58 befestigt, an dessen oberem Ende ein nachgiebiger Knopf 60 vor gesehen ist. Dieeer Knopf wirkt, wenn die Querstange genügend weit abwärtsbewegt ist, gegen .den Knebel 56, derart, dass dieser letz tere geöffnet wird und die Hebel 51, 52 mit- telst der Federn 57 gegeneinander bewegt werden können. Die Vorsprünge 55 drücken infolgedessen jedes Paar der backenförmigen Glieder 49 nach innen, so dass jede der Aus lassöffnungen verengt wird.
Bei der weiteren Abwärtsbewegung der Querstange 59 ge langt das obere Ende .der .Stange 58 unter halb des Knebels 56, das heisst dieses obere Ende wird mit dem Lichtbogengehäuse ausser Berührung gebracht.
Sobald die Querstange 59 und die Stange 58 in die Schliessstellung zurückbewegt wer den, wird der Knebel 56 mittelst eines in einer gewissen Entfernung unterhalb des nachgiebigen Knopfes 60 angeordneten Ab satzes 61 (Fig. 18) der Stange 58 geschlos sen. Die Schliessbewegung des Knebels 56 wurde jedoch schon vorher durch den Knopf 60 eingeleitet. Bei der beschriebenen Schliess bewegung des Knebels werden die Hebel 51, 52 auseinandergedrüekt, so dass die Blasöff- nungen 2 in ihren ursprünglichen Zustand zurückgebracht werden.
Die Federn 57 sind an Vorsprüngen 62 des Gehäuses 3 angeordnet. Gegen die bak- kenförmigen Glieder 49 wirken Flachfedern 63 (Fig. 19), die in der Kammer selbst liegen.
Die Hebel 51 und 52 sind zweckmässig aus Isolierstoff hergestellt, um jede Gefahr einer elektrischen Verbindung zwischen den obern und untern Ablenkungsauslassöffnun- gen zu verringern.
In Fig. 20 ist eine Zusatzvorrichtung zum Erzielen eines kurzen Stillstandes in der Bewegung der beweglichen Elektrode in dem Augenblick, in welchem die Querschnitts änderung des Auslasses stattfindet, darge stellt.
Hierzu ist die bewegliche Elektrode 26 über ein Organ 65 fest mit einer in einer Führung 67 des Gehäuses 4 gleitenden Stange 66 verbunden. Die Stange @66 besitzt zwei übereinander angeordnete und um ver schiedene Werte nach aussen ragende Vor sprünge 68 und 69. Bei der Abwärtsbewe gung der Querstange 5'9 wirkt eine Rolle 70, die mittelst eines Lenkers 71 und einer Stange 72 mit der Querstange verbunden ist, gegen den Vorsprung 69. Auf diese Weise wird die bewegliche Elektrode 26 durch die Querstange um einen gewissen Weg nach unten bewegt, bis die Rolle 70, die längs der Führung 78 rollt, nach der Kammerachse zu seitlich dem Vorsprung 69 entweicht.
Während sich dann die Querstange 59 weiter nach unten bewegt, bleibt die beweg liche Elektrode stillstehen, bis die Rolle den zweiten Vorsprung 68 der Stange 66 er reicht und die Elektrode weiter nach unten mitnimmt. Dabei kann die bewegliche Elek trode mittelst eines biegsamen Verbindungs gliedes mit der Querstange 59 elektrisch ver bunden sein. Bei dem dargestellten Beispiel findet die Verbindung mittelst eines glei- Lenden zungenartigen Kontaktgliedes 59a statt. Das Glied 59a hat solche Länge, dass es stets über die Fläche 59b mit .der Quer stange in Verbindung bleibt.
Die Vorsprünge 68 und 69 könnten auch unmittelbar unter der beweglichen Elektrode 26 angeordnet werden.
Die erwähnte Pause in der Bewegung der beweglichen Elektrode kann auch mit Hilfe der in Fig. 21 veranschaulichten, mit einer Kurvenscheibe versehenen Vorrichtung er folgen. Hier ist an der Antriebsstange 75 der Unterbrecherquerstange 59 eine Rolle 74 angeordnet, die mit einer mit .dem Antriebs rad 77 fest verbundenen Kurvenscheibe 76 zusammenwirkt. Auf die Querstange wirkt in diesem Falle eine Druckfeder 78, die sich am Unterbrechergefäss 7'9 aufstützt. Die Stange 75 ist mit einem Schlitz 80 zum Durchgang der Welle 81 der Scheibe 76 ver sehen.
Wird das Antriebsrad 77 in der Pfeilrichtung und aus der veranschaulichten Stellung gedreht, so fällt die Rolle 74 zuerst über die Schulter 82 der Kurvenscheibe nach unten. Bei der weiteren Drehung -rollt sie über die Fläche 83, und es entsteht die ge wünschte Pause oder langsame Bewegung entsprechend der Gestalt der Fläche 83. End lich erreicht .die Rolle die Schulter 84, und der Schalter öffnet sich ganz.
Eine weitere Drehung bewirkt, wie er sichtlich, das Schliessen des Unterbrechers. Bei der letztbeschriebenen Vorrichtung wird eine gleitende oder biegsame elektrische Ver bindung zwischen der beweglichen Elektrode und der Querstange vermieden. Diese Anord nung ist besonders in dem Falle vorteilhaft, wenn es sich um eine doppelte Stromunter brechung handelt.
Bei .der in Fig. 22 und 23 dargestellten sechsten Ausführungsform ist die Unter- brecherkammer in eine Anzahl von Teilkam mern 96, 97, 98 unterteilt, welche nach unten durch mit Abstand übereinander an geordnete Platten 99, 100, 101 begrenzt wer den. Der obere Teil dieses Schalters ent spricht im wesentlichen dem obern Teil ge mäss der ersten Ausführungsform und braucht daher nicht eingehender beschrieben zu werden.
Jede der Platten 99, 100 und 101 besitzt zum Durchgang der beweglichen Elektrode 26 eine mittlere Öffnung 102, wel che man gegebenenfalls so gross wählen kann, dass eine Verbindung zwischen benachbarten Kammern gesichert wird, selbst wenn sich die Elektrode innerhalb der Öffnung befin det. Jede der Platten 99, 100 und 101 ist auch mit einem in Führungen 104 verschieb baren Schieber<B>103</B> versehen, der derartig wirkt, dass er -die Öffnung 102 schliesst, so bald die bewegliche Elektrode 26 sich ab wärts durch diese Öffnung bewegt hat. An- sonst liegt die Schieberöffnung über der Öff nung 102.
Zwischen je zwei aufeinanderfolgenden. die Kammer trennenden Platten ist ein um einen Zapfen 107 drehbares klappenartiges Abschlussorgan 106 vorgesehen, das die ent sprechende Auslassöffnung zu schliessen ver mag. Die Querschnitte der verschiedenen Auslassöffnungen nehmen von oben nach unten ab.
Jedes der Abschlussorgane 106 wird durch eine Druckfeder 108 nach innen in die geschlossene Lage gedrückt und über- mittelt diesen Druck mittelst eines Lenkers 109 dem entsprechenden Schieber 103, wo durch dieser Schieber gewöhnlich in der Öff nungsstellung gehalten wird.
Wird nun beim Öffnen des Unterbrechers ein Lichtbogen in der ersten Teilkammer ge zogen, so entsteht dort ein Druck, der das entsprechende Abschlussorgan 106 zu öffnen sucht. Das Öffnen dieses Organes wird jedoch zunächst dadurch verhindert, dass die beweg liche Elektrode in die Öffnung 105 des Schiebers 103 greift. Wenn aber die beweg liche Elektrode 26 unter die Öffnung 105 des Schiebers gelangt und der hervorgerufen Druck genügend gross ist, so öffnet sich das Abschlussorgan und gibt die seitliche Blas öffnung frei. Infolgedessen kann .die jetzt eintretende Expansion auf den Lichtbogen wirken, und zwar gleichzeitig mit dem Schliessen des Schiebers 103.
Diese Lage des obersten Schiebers ist in Fig. 23 veranschau licht. Die Schieber sind aus leitendem Stoff, zweckmässig Kupfer, hergestellt. An einer Kante sind die Schieber <B>103</B> mit Fiber 110 versehen. Erforderlichenfalls könnten sie auch vollständig aus isolierendem Fiber be stehen. In diesem Fall versieht man sie zweckmässigerweise mit einem engen Schlitz, durch welchen der Lichtbogen in der Schliess stellung des Schiebers hindurchtreten kann.
Wie ersichtlich, kann bei dieser Bau weise angenommen werden, dass das Ende des ersten Elektrodenbewegungsabschnittes mit dem Öffnen des obersten Abschlussorganes 1116 und dem Schliessen des Schiebers 103 stattfindet. Dasselbe gilt für den zweiten Abschnitt, gegen dessen Ende das mittlere Organ 106 geöffnet wird.
Am Ende des zweiten Abschnittes ist somit der gesamte brauchbare Querschnitt des dem in der zweiten Kammer befindlichen Lichtbogenteil zur Verfügung stehenden Aus lasses kleiner als derjenige ,der obersten Kam mer während und nach dem Ende des ersten Bewegungsabschnittes.
Bei dieser Ausführungsform kann die be wegliche Elektrode ohne eingeschaltete Pau sen abwärts bewegt werden.
Die Lichtbogenbildung setzt sich von Teilkammer zu Teilkammer fort, bis in einer oder mehreren Teilkammern geeignete Be dingungen zum Auslöschen des Lichtbogens auftreten.
Auf diese Weise würde ein Lichtbogen von grosser Stromstärke wahrscheinlich einen genügenden Druck hervorrufen, um sich selbst in der obern Teilkammer auszulöschen, in welcher der Auslassquerschnitt am grössten gewählt wird, während ein schwächerer Strom bestehen bleiben würde, bis der Licht bogen in eine Teilkammer gezogen wird, in welcher der Auslassquerschnitt klein genug ist, um das Löschen zu bewirken.
Nachdem der Lichtbogen ausgelöscht und der hervorgerufene Druck genügend gesunken ist, werden die Abschlussorgane durch ihre Federn geschlossen, gleichzeitig mit dem Zu rückkehren der Schieber 103 in ihre ur sprüngliche Lage. Die Öffnung 105 für den Durchtritt der beweglichen Elektrode blei ben offen und ein erneutes Schliessen des Schalters wird möglich.
Es ist in manchen Fällen zweckmässig, jedoch nicht wesentlich, den Unterbrecher so auszubilden, dass die Schieber 103 sich schliessen, bevor dem Druck freier Ausgang g o egeben wird. Dies kann beispielsweise da- durch bewirkt werden, dass sich die Ab gchlussglieder 106 längs Sitzen 111 von sol cher Form und Länge vorbeibewegen, dass eine genügende Bewegung zum Schliessen der Schieber stattfindet,
bevor die Auslassöff- nung freigegeben wird. Die Bewegung der Klappen 106 nach innen wird durch einen Anschlag 112 begrenzt.
Das Prinzip des Wechselns der Bedingun gen, unter welchen das Löschen des Licht bogens nach einer gegebenen Dauer der Tren nungsbewegung der Kontakte stattfindet, kann auch bei andern SchaIterausführungs- formen verwirklicht werden. So zum Bei spiel bei Einphasenschaltern mit mehreren, zum Beispiel zwei in Serie geschalteten Un terbrechungsstellen, die mittelst einer ge meinsamen Querstange betätigt werden. Bei einer solchen Ausführungsform besitzt dann jede Unterbrechungsstelle ihre eigene Kam mer mit ortsfesten Kontakten.
Eine der be weglichen Elektroden wird länger als die andere vorgesehen und bleibt daher mit dem entsprechenden Kontakt in Berührung, nach dem die andere Elektrode bereits einen Licht bogen gezogen hat. Die Kammer, in welcher der Lichtbogen zuerst entsteht, versieht man dann mit einem Auslass von grösserem Quer schnitt als die andere Kammer. Die zuerst genannte Kammer eignet sich infolgedessen besser zum Auslöschen von Lichtbögen von grosser Stromstärke, während schwächere Ströme in der zweitgenannten Kammer ge löscht werden.
Der Betrieb kann noch da durch verbessert werden, dass ein toter Gang eingesetzt, um eine Pause oder eine Ver zögerung der Bewegung des Kontaktes zwi schen den beiden Trennungen und ungefähr für die Dauer einer Periode hervorzurufen, bevor mit dem Ziehen des zweiten Licht- Bogens begonnen wird, um ,dem Strom des ersten Lichtbogens Gelegenheit zu geben, durch den Nullpunkt zu gehen, während sich .der Lichtbogen in dem Blasstrom in der Nähe des Auslasses befindet.
Will man beim U nterbrechen eines Wech- selstromlichtbogens und bei vorgesehener Pause - oder-Verlangsamung der Elektroden bewegung am Ende ihrer ersten Bewegungs periode das bestmögliche Resultat erzielen, so muss die Bewegung der Elektrode vom Anfang der Bogenbildung bis zum Ende der ersten Periode .durch rasches Trennen der Elektroden so schnell wie möglich stattfin den, so dass die entsprechende Entfernung, zum Beispiel in einer halben Periode oder weniger zurückgelegt wird.
Wird keine Pause vorgesehen, so kann eine gleichblei bende allgemein kleinere Geschwindigkeit über den ganzen Weg stattfinden, so dass der obenerwähnte in der ersten Periode zurück gelegte Weg sich annähernd über die Dauer einer ganzen Periode des Wechselstromes er streckt.
Ist der Strom. ein reiner Wechselstrom, so treten zwei Durchgänge durch Null bei jeder Periode ein; besitzt er eine genügend grosse Gleichstromkomponente, so findet im Grenzfall nur ein Durchgang durch Null statt.
Bekanntlich kann ein Wechselstrom im allgemeinen nur dann unterbrochen, das heisst das Wiederentstehen dieses Stromes nur dann verhindert werden, wenn die Unterbrechung bei einem der erwähnten Durchgänge durch den Nullwert oder in unmittelbarer Nähe dieses Durchganges stattfindet.
Wenn daher während des Vorganges des Ziehens des Lichtbogens die Länge desselben, der Druck, die Blasstromgeschwindigkeit, usw. am Ende des ersten Abschnittes der Elektrodenbewe- gung zur Löschung ungeeignet sind, so setzt sich die Lichtbogenbil,dung fort, bis der nächste natürliche Nullwert des Stromes ein tritt, was in dem obengenannten Grenzfall erst nach ungefähr einer Periode erfolgt,
bei reinem Wechselstrom jedoch schon nach einer halben Periode. Handelt es sich um die Unterbrechung von reinem W echseistrom mit einer oder meh reren Pausen in der Trennungsbewegung der Elektroden, so ist es von Vorzug, die Vor richtung @so zu treffen, dass jede Pause an nähernd um eine halbe Periodendauer früher beginnt, als die Vollendung .des Wechsels in dem genannten Querschnitt der in der Pause wirksamen Blasöffnung. In diesem Fall soll der y6Techsel des genannten Querschnittes der Bla:
söffnung ungefähr eine Periodendauer des Wechselstromes später als der Lichtbogen beginn beendet sein. Wird anderseits Wech selstrom unterbrochen, der eine Gleichstrom komponente enthält, so muss im obenerwähn- ten Grenzfall die Vorrichtung so getroffen werden, dass jede Pause der Elektrodenbewe- gung annähernd eine Periodendauer früher anfängt, als die Vollendung des Wechsels in dem gesamten Querschnitt der in der Pause wirksamen Blasöffnung. In diesem letzteren Fall muss also die Vorrichtung so getroffen werden,
dass der Wechsel des genannten Querschnittes der Blasöffnung'ungefähr zwei Periodendauern nach Beginn,der Lichtbogen bildung vollendet wird.
Die Berücksichtigung der Länge des Hubes während und nach der Lichtbogen- bildung ist praktisch besonders wichtig, da, im allgemeinen hierdurch die Tiefe des Be- häIters des Stromunterbrechers und der Um fang und die Stärke der Antriebsglieder, so wie auch der allgemeine Aufbau und der vom Stromunterbrecher eingenommene Raum be einflusst werden.
Ein unterbrochener Hub bedingt nun das Ziehen längerer Lichtbögen als notwendig, wenn man Hubpausen einschaltet. Wenn bei spielsweise bei einem mit einer einzigen Lichtbogenkammer versehenen Stromunter brecher die Geschwindigkeit der Trennung der Kontakte 250 cm in der Sekunde bei einer 50 Periodenwelle beträgt, wobei diese Geschwindigkeit zum Ziehen eines 5 ,ein lan gen Lichtbogens während des ersten einer Periodendauer entsprechenden Elektroden bewegungsabschnittes geeignet ist, so kann sich die bewegliche Elektrode um weitere 5 cm bewegen,
bevor die nächste Möglich keit der Lichtbogenauslöschung eintritt. Dies würde jedoch zu einer Vergrösserung der Lichtbogenenergie führen und würde die Ver wendung einer Unterbrechungsvorrichtung bedingen, welche 5 cm tiefer ist, als wenn die bewegliche Elektrode so angeordnet wäre, dass sie für eine Periode von dem Augenblick an in Ruhe bleibt, in welchem der Licht bogen zuerst eine Länge von 5 cm erreicht hat. Aus vorstehendem sind die besonderen Vorteile einer Pause oder einer Verzögerung der Elektrodenbewegling bei Wechselstrom ersichtlich.
Bewegt sich die Elektrode durch die Trennwandöffhungen der Teilkammern bis zu einem endgültigen Auslass, so ist bei Stromkreisen, bei denen dem obenerwähnten Grenzfall entsprechende Ströme auftreten können. die Entfernung zwischen den ge nannten Öffnungen derart zu wählen, dass die Bewegung zwischen zwei Öffnungen un gefähr in einer Periode und die Bewegung von der letzten Öffnung bis zum endgültigen Auslass in etwa zwei Perioden erfolgt. Die Verschlussorgane für die Öffnungen sind hierbei derartig zu steuern, dass sie gegen über dem Durchgang der Elektrode durch diese Öffnungen um eine Periode verspätet, geschlossen werden.
Wenn die Elektrode bei jeder Öffnung stillsteht oder die Elektroden- t> verzögert wird, so können die Öffnungen näher aneinander angeordnet wer den, wodurch die Länge des gesamten Hubes soweit wie möglich verringert wird.
Electric circuit breaker. The invention relates to an electrical circuit breaker, namely of the type in which the erasure of the arc is supported by energy provided at the point of interruption by the current to be interrupted, and in which the arc is formed in a chamber which has at least one side outlet opening possesses for the sheet products, whereby these latter direct are forced to escape in a direction transverse to the electrode movement.
The circuit breaker according to the invention is characterized by means, thanks to which the arc products formed during a first section of the opening movement have a larger outlet cross-section for leaving the arc space than the products of at least a part of the arc during a second section of the opening movement.
In the drawing, six example embodiments of an inventive breaker are shown. Fig. 1 is an axial section through a first embodiment of the interrupter; FIG. 2 corresponds to section II-11 of FIG. 1; Figure 3 is a perspective view of a flap visible in Figures 1 and 2; Figures 4 through 8 show some of the breaker baffles illustrated in Figure 1;
Fig. 9 is an axial section of a second embodiment; 10 and 11 are sections along the lines X-X respectively. XI-XI of Fig. 9; Figures 12 and 13 illustrate particular designs of baffle plates of the interrupter of Figure 9; Fig. 14 is a vertical cross section through two superimposed plates according to GE. Figures 12 and 13;
Fig. 15 is an axial section of a third embodiment; Fig. 16 is also an axial section of a fourth embodiment; Fig. 17 is a front view of a switch according to a fifth embodiment; FIG. 18 is a side view of the embodiment according to FIG. 17; Fig. 19 is a section on the line XIX-XIX of Fig. 18;
Fig. 20 is a front elevational view of an apparatus which: serves to introduce a pause in the opening movement of the movable electrode; Fig. 21 illustrates another device to achieve a pause in electrode movement; 22 is an axial section relating to a last sixth embodiment, of which FIG. 23 is a section along the line XXIV-XXIV.
In the first embodiment of the circuit breaker shown in FIG. 1, the fixed contact consists of four fingers. Below and to the side of this contact is the outlet 2, which leads through the wall of the metallic cylinder 3 with its insulating jacket 4. The closing element 5 is held in its position by a ring 6 fastened to the cylinder in a suitable manner. The end member 5 itself is seen with a recess containing a laterally easily displaceable pack 7.
The baffle plates 8 to 13 who secured by a screwed into the cylinder 3 th ring 3a in place. Since the upper part of the cylinder 3 is closed, the arc products can only escape through the outlet 2.
The contact fingers 1 are made of copper or other electrically conductive material and at their lower end, with the exception of the finger 1a facing the outlet 2, are provided with lugs 14 made of non-breakable, tough insulating material, for example made of vulcanized fiber or "Micaleg". However, all fingers have the same outline.
When switched off, the movable contact 26 moves axially downwards to the device through the openings in the deflection plates 8 to 13. Thanks to the insulation on the lower part of the finger 1 begins the formation of the arc on the contact finger la and is driven in a known manner by the blow stream of the escaping arc products after the lateral outlet.
The deflection plate 8 located approximately halfway up the outlet is equipped with a pivoting flap 15 which can close the opening of the plate 10 below.
As can be seen from FIGS. 1 and 2, the flap 15 is hinged to a base plate 16 fastened to the plate 10 by means of a screw 17. The base plate 16 may consist of the same material as the deflection plates. A spring 18 fastened to the plate 16 acts on the flap 15.
In Fig. 1, the flap -15 - illustrated in the ge closed position. A gap 19 was left free between the edge of the flap 15 and the adjacent edge of the deflection plate 8 in which the flap is arranged. As can be seen from FIG. 3, the lower surface of the flap 15 has a notch 20. If the flap 15 is in the position shown, there is a certain narrow passage for the arc between the lower and upper part of the interrupter chamber.
Should the flap 15 or a. Part of this flap or also part of the construction material of the interrupter adjacent to the flap consist of conductive material, so the flap could be provided with a relatively tight closure. The arc would then develop in the lower part of the chamber as a continuation of the arc in the upper part of the chamber.
If the electrode 26 moves downwards, the spring-influenced flap 15, which is otherwise kept open by the electrode, swings down over the electrode tip and drives the arc towards the side outlet 2. If the flap 15 is in the position shown in FIG. 1, it forms a sheath wall through which the movable electrode is almost completely separated from the part of the chamber above it.
During the first part of the downward movement of the electrode <B> 26 </B>, the arc products find a comfortable path through the part of the outlet which is in the deflection plates 9 above the partition formed by the flap. However, these products can also get into the lower part of the chamber around the contact f and escape through the part of the outlet formed by the deflection plates 12. On the other hand, the blow stream of an arc part below the closed flap 15 can only escape through this lower part of the outlet.
However, this part of the outlet is narrower than the one above the flap 15. This is illustrated in FIGS. 5 and B, which show the various deflection plates.
This arrangement creates more favorable conditions for extinguishing an arc of low amperage.
It actually turns out that it is relatively easy to extinguish an arc that has a strong current, because in this case there is a large amount of energy in the arc in order to produce the blowing current used for extinguishing. For this reason, a chamber in which an arc of high amperage is safely extinguished usually has outlets that are too large to be able to extinguish an arc of lower amperage.
In the construction already described, the favorable conditions of a restricted blower cross-section are fulfilled at a given moment of the electrode movement, which permits the extinguishing of an arc of low amperage due to the reduction in the outlet cross-section.
With a suitable choice of the length of the arc path as well as the full blow cross section and the limited blow cross section at a given normal current strength of the interrupter, a larger range of currents through the interrupter can be properly interrupted than would be possible if the chamber would not be divided.
In a current interrupter according to the invention, which is suitable for interrupting 20,000 amps at the beginning of the arc formation in the first chamber above the partition 15, the cross section of the upper outlet part can be about 430 mm @, while the cross section of the outlet part below the flap 15 can be for example 215 mm '. The intermediate space 19 does not need to be larger than about 80 mm ', with a diameter of the movable electrode of about 22 mm.
However, it is not essential that the total blower flow cross section of the lateral outlet part below the flap 15 is smaller than the blower flow cross section above the same, because as soon as the electrode 26 has moved down far enough to close the flap 15 allow to close, the total blower flow cross-section, which comes into consideration for the space above the flap 15, is reduced because the outlet part below the flap is cut off from the space above the same, so that more favorable extinguishing conditions are created in the above-mentioned space are.
The arrangement of the member 15 as a barrier partition offers a great advantage in comparison with known Vorrichtun conditions, which are provided with closing flaps or the like, because two known devices the arc was first drawn through an almost closed chamber ge in which no precautions were taken to cause a blowing current in said chamber, which is driven by the arc to extinguish the arc.
As a result, there was either a tendency towards the formation of dangerous high pressure when arcs of high current strength were interrupted before they passed through the closing flaps or gates, or there was a tendency for a strong current arc to remain unquenched and dangerous pressures in the second chamber.
In the case of the interrupter described, however, a high-voltage arc creates a sufficient blowing current across the arc to extinguish it in the upper chamber, which encompasses a relatively large part of the outlet, thereby preventing an excessive increase in pressure. On the other hand, a weaker arc is extinguished just as well with the help of the narrower outlet part in the lower chamber, because a sufficient blowing flow can also be maintained there in order to extinguish the fire without excessive pressure increase.
In the second embodiment according to FIGS. 9 to 14, a flap 15 is arranged similarly to the first embodiment, but the lateral outlet 2 extends only opposite the upper chamber part. This flap can also consist entirely or partially of conductive material.
Each of the baffle plates 21, 22 has an additional arcuate opening 23 (FIGS. 10 and 11), as a result of which an unobstructed passage is created from the lower to the upper chamber. The passage he mentioned can gradually expand from the bottom to the top, which can cause a cooling effect by expanding the escape the products.
The lower part of the chamber has since Liche glass openings 24 which lead into the passage 23 and are narrowed in such a way that their cross section is smaller than that of the side outlet.
The chamber below the flap 15 is equipped with a spring-influenced flap 25 made of insulating material. The purpose of the arrangement of this flap is to guide the arc to the side blow openings 24. In order to reduce the weight of this second flap, it can be provided with holes 27.
This embodiment enables arc products which are generated in the lower chamber to flow through the lateral glass openings 23 provided in the successive plates 22. They then rise upwards and finally escape through the side outlet provided in the plates 21 by going through the arc in the upper chamber again.
In one of the openings 23, expediently in the opening of the flap 15 containing the deflection plate, a cooling device (not shown), for example a plate with a number of fine bores, can be provided, the total cross-section of which is at least the entire glass cross-section of the narrowed side outlets 24 of the lower chamber corresponds. This device is then used to further cool the arc products generated in the space below the flap.
In an embodiment which differs from the last-described embodiment, the deflection plates of the lower chamber can be designed according to FIGS. 12 and 13 instead of as in FIGS. 10 and 11. Such deflection plates have the effect that the arc products are guided around while they leave the lower arc chamber in the same direction as in the upper chamber, so that in this case too they escape into the upper chamber on the side where which is removed from outlet 2.
FIG. 14 shows a plate according to FIG. 12 arranged over a plate according to FIG. 13 in cross section.
Here, the deflection plates according to FIG. 12, which separate the plates provided with lateral blow openings according to FIG. 13, can be provided with recesses 28 in order to widen the channel through which the arc gases from the narrowed parts of the deflection plate openings in the lower chamber to the opposite side of this chamber.
This makes it easier for the arc gases to escape from the lower chamber, since these gases can flow away via the oil in the various channels without moving the oil. The flap 25 can also be omitted, since the sealing bend is already being pushed through the flap <B> 1.5 </B> over the lateral outlet. Also in the arrangement according to FIG. 14, as in the device described above, a cooling grid, for example a plate provided with a number of fine holes, can be provided in the channel through which the upper chamber is connected to the lower chamber.
The mentioned channel can be designed so. that it gradually expands from below to above.
In the case of breakers according to the invention, it may be desirable to prevent a flap from opening upwards as a result of the pressure difference between two adjacent chambers after the spring pressure has been overcome.
This can be done, for example, with the aid of a simple bolt, not shown, which is movably arranged in the upper part of the lower chamber on the side that is removed from the side through which the arc is drawn. This latch can be arranged in such a way that it can come into engagement with a cutout of an organ. which is provided on the lower side of the above-mentioned flap.
The bolt itself can with. be provided with a projection, at the lower end of which a surface is provided. The movable electrode then acts against this beveled surface in order to push the bolt away laterally against the action of a spring. when the mentioned electrode is moved up @ vä.rts.
The beveled surface then also allows the latch iii to move to the locking position when the tip of the movable electrode escapes downward.
The third embodiment of the interrupter shown in FIG. 15 differs from the embodiment according to FIG. 1 in that an intermediate contact 29 is arranged between the fixed and the movable interrupter part, which at the same time acts as a separator to underneath the switch chamber share, works. The switch is designed in such a way that the movable electrode 26 presses the intermediate contact 29 in the switched-on position against the upper contact 1, 1a.
When the interrupter is opened, the intermediate contact 29 is kept in contact with the movable electrode 26 by means of springs 30 until the intermediate contact reaches the deflection plate 10, whereby the arcing occurs first in the upper chamber part between the contact during the separation. 1, 1a and the intermediate contact 29 is formed.
If the current to be interrupted is sufficiently strong, the arc can extinguish itself, although the outlet of the upper part of the chamber is given a relatively large cross-section. But if the current is weak, the arc can continue until the intermediate contact 29 reaches the limit of its movement and the connection between the upper and lower chamber part interrupts. The further movement of the electrode 26 now forms a further arc between this electrode and the intermediate contact 29.
This second arc is now located in a chamber part which has been given a smaller blowing cross-section than the first, so that the pressure that is now produced can produce a sufficient lateral blowing current for self-extinguishing.
The springs 30 must be strong enough to withstand this pressure.
The sleeve 29a of the intermediate electrode 29 can be sized so that it slidably fits into the opening of the plate 40.
The fourth embodiment shown in Fig. 16 is provided with a vertically movable union slide 31 for changing the cross section of the blow outlet 2. This vertically guided slotted slide 31 is arranged in such a way that its slots 32 may or may not be brought into conformity with the blow channels. The movement required for this is achieved by means of a lever system which is arranged inside the chamber and is moved by the movable electrode 26.
In the illustrated position, the interrupter is closed, the upper end of the movable electrode touches the contact fingers of the stationary contact. Only one of the fingers 1 is shown in the drawing.
In this position, the movable electrode 26 holds up one side of a double lever 33, which can swing around a pin 34, by pressing it against a projection 33a of this lever, which is partly between the fingers of the stationary contact.
At the right free end of the lever 33 He has a slot 35 is provided with a pin. 36 of the slide 31 cooperates. The latter is under the influence of a compression spring 37 which is to be visited downwards.
This downward movement is limited by a 38 Ansehlag. In the illustrated position, a downward movement of the slide 31 by the action of the spring 37 prevents the left end of the lever 33 from being held by a resilient pawl 39, which is attached to one end of a pin 41 rotatable and also if arranged in the chamber lever 40 is located.
Against the part of the lever 40 located below the pin 41 acts a further spring 42, which counteracts a slide 44 connected to the lever via a link 43, slidable in a guide 45 provided on the deflection plate 46 and resting against the electrode , which is provided with a cutout 47 on its underside. The amount of permitted movement of the slider mentioned is limited by a projection 48 extending into the cutout 47.
When the interrupter is opened, the aforementioned organs remain immobile until the upper end of the electrode 26 leaves the slide 44. At this moment the slide 44 released by the electrode 26 is moved to the right by the spring 42, the lever 40 is pivoted accordingly, as a result of which the pawl 39 releases the lever 33. The spring 37 then pushes the slide 31 downwards until it is stopped by the stop 38 on.
The purpose of this movement is to ensure that the slots provided in the slide no longer coincide exactly with the corresponding openings in the side blower outlet 2.
When the interruption is closed, the movable electrode 26 is moved upwards, and the slide 44 is thus moved back into its original position. As soon as the movable electrode reaches the lever 33, it is brought into engagement again with the pawl, and the slide 31 is lifted up.
The slide 31 can be arranged in such a way that it slides on balls or rollers or other means to reduce the friction. Some of the organs 33, 33a, 40, 44 are made of insulating material in order to prevent a conductive connection between the fixed and movable electrodes after they have been separated.
The various parts have such dimensions that when the interruption is opened, the pawl 39 holds the lever 33 in its locked position until the movable electrode 26 has reached the arc path which is required at the end of the first section of the arc formation.
After this first section of the arc formation, the described device only comes into effect in order to reduce the outlet cross section, so that an arc is extinguished more effectively, which is drawn by a greater amount than corresponds to the arc distance intended for the first stage of arcing.
Instead of the lever device described, a device that works with dead gear or some kind of delay device can be used to close the slide 31.
In the fifth embodiment according to FIGS. 17 to 19, a device influencing the entire blow cross section of the lateral outlet is provided outside the arc chamber.
The neck opening of each of the outlet openings 2 lies between a pair of jaw-like members 49 which are rotatable about pins 50 extending in the axial direction in the chamber. On each side of the blower outlet extend two pins 53 and 54 of the housing 3 rotatable levers 51 and 52, each of which is provided with projections 55 before,
which in the position shown remain in contact with the jaw-like links. The two levers 51, 52 are articulated at their lower ends with a toggle 56, which is illustrated in Fig. 17 in the closed position. The two links of the kneel are loosely connected to one another by means of a pivot pin 56a. Pressure springs 57 act against the lower ends of the levers 51, 52.
On the switch crossbar 59, a vertical member 58 is attached, at the upper end of which a resilient button 60 is seen before. When the crossbar has been moved downward enough, this button acts against the toggle 56 in such a way that the latter is opened and the levers 51, 52 can be moved against one another by means of the springs 57. As a result, the projections 55 press each pair of the jaw-shaped members 49 inward, so that each of the outlet openings is narrowed.
During the further downward movement of the cross rod 59, the upper end of the rod 58 reaches below half of the toggle 56, which means that this upper end is brought out of contact with the arc housing.
As soon as the crossbar 59 and the rod 58 are moved back into the closed position, the toggle 56 is closed by means of a set 61 (FIG. 18) of the rod 58 arranged at a certain distance below the resilient button 60 from. The closing movement of the toggle 56 was initiated beforehand by the button 60. During the described closing movement of the toggle, the levers 51, 52 are pushed apart so that the blow openings 2 are returned to their original state.
The springs 57 are arranged on projections 62 of the housing 3. Flat springs 63 (FIG. 19), which are located in the chamber itself, act against the jaw-shaped members 49.
The levers 51 and 52 are expediently made of insulating material in order to reduce any risk of an electrical connection between the upper and lower deflection outlet openings.
In Fig. 20 an additional device for achieving a short standstill in the movement of the movable electrode at the moment in which the cross-sectional change of the outlet takes place, Darge provides.
For this purpose, the movable electrode 26 is fixedly connected via an element 65 to a rod 66 sliding in a guide 67 of the housing 4. The rod @ 66 has two superposed and outwardly protruding protrusions 68 and 69. When the crossbar 5'9 moves downward, a roller 70 acts, which is connected to the crossbar by means of a link 71 and a rod 72 , against the projection 69. In this way, the movable electrode 26 is moved down a certain distance by the crossbar until the roller 70, which rolls along the guide 78, escapes laterally from the projection 69 in the direction of the chamber axis.
While the cross rod 59 then moves further down, the movable electrode remains stationary until the roller reaches the second projection 68 of the rod 66 and takes the electrode further down. The movable electrode can be electrically connected to the crossbar 59 by means of a flexible connecting member. In the example shown, the connection takes place by means of a sliding tongue-like contact member 59a. The member 59a has such a length that it always remains in connection with the cross bar via the surface 59b.
The projections 68 and 69 could also be arranged immediately below the movable electrode 26.
The mentioned pause in the movement of the movable electrode can also be followed with the aid of the device provided with a cam which is illustrated in FIG. Here, a roller 74 is arranged on the drive rod 75 of the interrupter crossbar 59, which cooperates with a cam disk 76 firmly connected to the drive wheel 77. In this case, a compression spring 78, which is supported on the interrupter vessel 7'9, acts on the crossbar. The rod 75 is seen with a slot 80 for passage of the shaft 81 of the disc 76 ver.
If the drive wheel 77 is rotated in the direction of the arrow and out of the illustrated position, the roller 74 first falls down over the shoulder 82 of the cam disk. As you turn it further, it rolls over surface 83, and the desired pause or slow movement occurs according to the shape of surface 83. Finally, the roller reaches shoulder 84 and the switch opens completely.
A further turn causes, as he can see, the closure of the breaker. In the device described last, a sliding or flexible electrical connection between the movable electrode and the crossbar is avoided. This arrangement is particularly advantageous when there is a double power interruption.
In the sixth embodiment shown in FIGS. 22 and 23, the interrupter chamber is subdivided into a number of sub-chambers 96, 97, 98 which are delimited at the bottom by plates 99, 100, 101 arranged one above the other at a distance. The upper part of this switch corresponds essentially to the upper part according to the first embodiment and therefore does not need to be described in more detail.
Each of the plates 99, 100 and 101 has a central opening 102 for the passage of the movable electrode 26, which if necessary can be chosen so large that a connection between adjacent chambers is ensured, even if the electrode is located within the opening. Each of the plates 99, 100 and 101 is also provided with a slide <B> 103 </B> which can be displaced in guides 104 and which acts in such a way that it closes the opening 102 as soon as the movable electrode 26 passes downwards moved this opening. Otherwise the slide opening lies above the opening 102.
Between every two consecutive. The plates separating the chamber are provided with a flap-like closing element 106 which can be rotated about a pin 107 and which may close the corresponding outlet opening. The cross-sections of the various outlet openings decrease from top to bottom.
Each of the closing elements 106 is pressed inwards into the closed position by a compression spring 108 and transmits this pressure by means of a link 109 to the corresponding slide 103, where this slide is usually held in the open position.
If an arc is now drawn in the first sub-chamber when the interrupter is opened, a pressure arises there which tries to open the corresponding closing element 106. The opening of this organ is, however, initially prevented by the fact that the movable electrode engages in the opening 105 of the slide 103. If, however, the movable electrode 26 comes under the opening 105 of the slide and the pressure produced is sufficiently high, the closing element opens and releases the lateral blow opening. As a result, the expansion that is now occurring can act on the arc at the same time as the slide 103 closes.
This position of the uppermost slide is illustrated in FIG. The slides are made of conductive material, conveniently copper. The sliders <B> 103 </B> are provided with fiber 110 on one edge. If necessary, they could also be made entirely of insulating fiber. In this case, they are expediently provided with a narrow slot through which the arc can pass in the closed position of the slide.
As can be seen, with this construction it can be assumed that the end of the first electrode movement section takes place with the opening of the uppermost closing element 1116 and the closure of the slide 103. The same applies to the second section, towards the end of which the central organ 106 is opened.
At the end of the second section, the total usable cross section of the outlet available for the arc part located in the second chamber is smaller than that of the uppermost Kam mer during and after the end of the first movement section.
In this embodiment, the movable electrode can be moved downwards without pausing.
The arc formation continues from sub-chamber to sub-chamber until suitable conditions for extinguishing the arc occur in one or more sub-chambers.
In this way, an arc with a large current intensity would probably produce sufficient pressure to extinguish itself in the upper sub-chamber, in which the outlet cross-section is selected to be the largest, while a weaker current would remain until the arc is drawn into a sub-chamber in which the outlet cross-section is small enough to effect the extinguishing.
After the arc is extinguished and the resulting pressure has dropped sufficiently, the closing organs are closed by their springs, at the same time as the slide 103 is returned to its original position. The opening 105 for the passage of the movable electrode remain open and the switch can be closed again.
In some cases it is useful, but not essential, to design the interrupter in such a way that the slides 103 close before the pressure is released. This can be brought about, for example, by the fact that the closure members 106 move past along seats 111 of such a shape and length that a sufficient movement takes place to close the slide,
before the outlet opening is released. The inward movement of the flaps 106 is limited by a stop 112.
The principle of changing the conditions under which the arc is extinguished after a given duration of the separating movement of the contacts can also be implemented with other switch designs. For example, single-phase switches with several, for example two, interruption points connected in series, which are operated by means of a common crossbar. In such an embodiment, each interruption point then has its own chamber with stationary contacts.
One of the movable electrodes is provided longer than the other and therefore remains in contact with the corresponding contact after the other electrode has already drawn an arc. The chamber in which the arc first occurs is then provided with an outlet with a larger cross-section than the other chamber. The first-mentioned chamber is consequently better suited for extinguishing arcs of high amperage, while weaker currents are extinguished in the second-mentioned chamber.
Operation can still be improved by using a dead gear to pause or delay the movement of contact between the two separations and for approximately one period before the second arc is started in order to give the flow of the first arc an opportunity to pass through the zero point, while the arc is in the blowing flow near the outlet.
If you want to achieve the best possible result when an AC arc is interrupted and the electrode movement is intended to pause or slow down at the end of its first period of movement, the movement of the electrode from the beginning of the arc formation to the end of the first period must be achieved quickly Separate the electrodes as quickly as possible so that the appropriate distance is covered, for example in half a period or less.
If no break is provided, a constant, generally lower speed can take place over the whole path, so that the path covered in the first period mentioned above extends over approximately the duration of an entire period of the alternating current.
Is the current. a pure alternating current, two crossings through zero occur in each period; if it has a sufficiently large direct current component, in the limit case there is only one passage through zero.
As is well known, an alternating current can generally only be interrupted, that is to say that the recurrence of this current can only be prevented if the interruption takes place during one of the mentioned passes through the zero value or in the immediate vicinity of this passage.
If, therefore, during the process of drawing the arc, the length of the arc, the pressure, the blowing current speed, etc. at the end of the first section of the electrode movement are unsuitable for extinguishing, the arc formation continues until the next natural zero value of the Current occurs, which in the limit case mentioned above only occurs after approximately one period,
with pure alternating current, however, after half a period. If it is a question of the interruption of pure alternating current with one or more pauses in the separating movement of the electrodes, it is preferable to make the device @ so that each pause begins almost half a period earlier than the Completion of the change in said cross-section of the blow opening effective in the break. In this case, the alternation of the mentioned cross-section of the Bla should be:
The opening should be ended approximately one period of the alternating current later than the start of the arc. If, on the other hand, alternating current that contains a direct current component is interrupted, then in the borderline case mentioned above, the device must be designed in such a way that each pause in the electrode movement begins almost one period earlier than the completion of the alternation in the entire cross section of Break effective blow opening. In this latter case, the device must be made so that
that the change of said cross section of the blow opening 'approximately two periods after the beginning of the arc formation is completed.
Taking into account the length of the stroke during and after the arc formation is particularly important in practice, since this generally results in the depth of the container of the circuit breaker and the circumference and strength of the drive elements, as well as the general structure and the from Circuit breaker occupied space are affected.
An interrupted stroke now results in the drawing of longer arcs than necessary if you switch on stroke pauses. If, for example, in a circuit breaker provided with a single arc chamber, the speed of the separation of the contacts is 250 cm per second with a 50 period wave, this speed being suitable for drawing a 5, a long arc during the first electrode movement section corresponding to a period the movable electrode can move another 5 cm,
before the next possibility of arc extinction occurs. However, this would lead to an increase in the arc energy and would require the use of an interrupting device which is 5 cm deeper than if the movable electrode were arranged so that it remains at rest for a period from the moment in which the light occurs bend first reached a length of 5 cm. The particular advantages of a pause or a delay in the movement of the electrodes in the case of alternating current can be seen from the above.
If the electrode moves through the openings in the partition wall of the sub-chambers to a final outlet, then it is in circuits in which currents corresponding to the limit case mentioned above can occur. to choose the distance between the named openings such that the movement between two openings takes place approximately in one period and the movement from the last opening to the final outlet in approximately two periods. The closure members for the openings are to be controlled in such a way that they are closed one period late in relation to the passage of the electrode through these openings.
If the electrode stands still at each opening or the electrodes are delayed, the openings can be arranged closer to one another, whereby the length of the entire stroke is reduced as much as possible.