CH186066A - Electric switch. - Google Patents

Electric switch.

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CH186066A
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CH
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arc
plates
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gas
electric switch
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French (fr)
Inventor
Company Westingh Manufacturing
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Westinghouse Electric Corp
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  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)

Description

  

      Interrupteur    électrique.    La présente invention     concerne    un inter  rupteur électrique comportant des contacts à  arc disposés entre deux plaques placées l'une  en face de l'autre, une portion de la     face     intérieure de l'une au moins desdites plaques  étant pourvue d'une matière qui est capable  de dégager un gaz extincteur d'arc, lorsqu'un  arc agit sur elle.  



  On sait depuis longtemps que le voltage  par centimètre de longueur d'arc qui peut  être coupé d'une façon satisfaisante par un  interrupteur particulier pourrait être aug  menté dans une mesure considérable par l'ap  plication d'un extincteur d'arc ayant un pas  sage étroit ou fente formée par des parois  isolantes en matière réfractaire. Le dévelop  pement des dispositifs de ce genre destinés  à l'interruption de circuits à hautes tensions  et intensités s'est toutefois     heurté    à de telles  difficultés qu'il a été pratiquement impos  sible de se servir industriellement de ces dis  positifs pour effectuer, de façon satisfai-    sanie, l'interruption de courants dont les ten  sions sont d'un ordre supérieur à quelques  centaines ou un millier .de volts.

   Ces diffi  cultés sont indiquées ci-après plus en détail  et le but principal de l'invention     est    de les  éviter.  



  L'étude des propriétés et caractéristiques  de ce type d'extincteur d'arc montre que,  dans une chambre     jà    passage étroit ou     fente     dont les parois sont faites d'une     matière    iso  lante et réfractaire, le voltage par centimètre  d'arc qu'il est possible d'interrompre avec  succès     varie    à l'inverse de la largeur de la  fente     (approximativement        comme    le     montre     la courbe de     fig.    8).

   Si l'on veut augmenter  le voltage par centimètre de     longueur    d'arc  qui peut être interrompu par le dispositif,  afin qu'on puisse couper un circuit à haute  tension sans donner lieu à la formation .d'arc  excessif, il faut donc évidemment adopter des  fentes     très    étroites. Par exemple, pour     obtë-          nir    un pouvoir     d'interruption    de 500     volts         par     centimètre    de longueur d'arc, il faut ap  pliquer une largeur de fente d'un millimètre.  Toutefois, avec une fente aussi étroite, il  devient très difficile de refouler l'arc à l'in  térieur de la fente.

   Il n'est évidemment pas  possible de loger les contacts dé séparation  dans une fente aussi étroite et l'on est obligé  d'établir l'arc à l'extérieur du conduit étroit,  usuellement au-dessous de ce conduit. Il de  vient alors nécessaire d'appliquer un champ  magnétique convenablement disposé pour  chasser l'arc vers le haut et l'obliger à péné  trer dans le conduit à fente étroit.  



  Toutefois, si les parois du conduit à arc  sont faites d'une matière isolante mais non  réfractaire, et d'un genre tel qu'elle émet une  quantité considérable de gaz extincteur d'arc  lorsqu'elle est placée à proximité d'un arc  électrique, le voltage par centimètre de lon  gueur d'arc qui peut être interrompu dans  une fente de largeur donnée, peut être aug  menté considérablement, en particulier     dans     le cas de courants de grande     intensité.    Les  résultats d'essais expérimentaux ont montré  que, dans le cas d'un courant d'arc de 2000  ampères, on peut interrompre plus de 800  volts par     centimètre    de longueur d'arc,

   alors  qu'on ne peut pas dépasser 60 volts par cen  timètre de longueur d'arc avec une fente de  même largeur     constituée    entre des parois ré  fractaires.  



  La nature du gaz émis par la     garniture     du conduit à arc a une influence considérable  sur le voltage par centimètre de longueur  d'arc qu'il est possible d'interrompre. L'hydro  gène et la vapeur d'eau, par exemple, sont  particulièrement propres à assurer efficace  ment un accroissement de ce voltage. Des       quantités    considérables d'hydrogène se déga  gent     d'une    garniture composée d'une matière  organique telle que la fibre; et l'acide bo  rique .dégage de la vapeur d'eau.  



  L'interrupteur électrique suivant l'inven  tion se     caractérise    en ce que les parois figes  des plaques     déterminent    un passage étroit  ou fente de telle largeur, que des arcs à  intensité de courant basse aussi bien que des  ares à intensité de courant élevée soient for-    ces d'entrer en contact avec les parois     d6ter-          minant    ledit passage pendant le .déplacement  desdits arcs à l'intérieur de ce passage.  



  L'application d'une garniture de dégage  ment de gaz augmente grandement le voltage  qui peut être interrompu par     une    longueur  d'arc donnée. De plus, l'échelle effective  des intensités de courant qui peuvent être  interrompues avec succès est considérable  ment augmentée en raison du fait que la  quantité de gaz extincteur d'arc engendrée  est- fonction<B>du</B> courant de l'arc lui-même.  Ainsi, lorsque l'intensité de courant de l'arc  à éteindre augmente, le dispositif fournit     au-          tomatiquement    une     quantité    plus grande de  gaz pour éteindre l'arc.  



  Les résultats des essais     précédemment     mentionnés montrent en outre que le gain  réalisé dans le pouvoir     interrupteur    de vol  tage du dispositif par l'application d'une gar  niture -de dégagement de gaz pour le conduit  à arc est très grand dans le cas de courants  relativement intenses, mais devient plus fai  ble dans le cas de courants d'intensité relati  vement faible (la variation étant sensible  ment conforme à la courbe de     fig.    9). En  raison de     cette    caractéristique, il est néces  saire d'effectuer un allongement     considérable     de l'arc lorsqu'on interrompt des courants  de faibles intensités mais de tensions élevées.

    En général, il n'est pratiquement pas pos  sible d'établir directement des arcs longs de  ce genre et il est, par conséquent, désirable  de prévoir une paire de cornes de formation  d'arc le long desquelles les racines de l'arc  peuvent se mouvoir de façon à     effectuer    un  accroissement longitudinal des dimensions de  l'arc.  



  Pour mieux faire comprendre     l'invention     et faciliter sa mise en pratique, on     en;    dé  crira maintenant, là titre d'exemple, un mode  de réalisation représenté dans le dessin an  nexé, dans lequel:       Fig.    1 est une vue perspective avec arra  chement partiel d'un interrupteur muni d'un  dispositif     pare-flamme;     ri     ig.    2 est une vue en élévation :d'une des  deux parois qui constituent conjointement le      dispositif extincteur d'arc de l'interrupteur  de     fig.        I.;    les contacts de l'interrupteur sont  aussi indiqués dans cette figure et sont re  présentés dans la positon de complète fer  meture;

         Fig.    3 est une vue en élévation de l'au  tre paroi qui, conjointement avec la paroi de       fig.    2, constitue le dispositif extincteur d'arc  de l'interrupteur .de     fig.    1;       Fig.    4 est une vue analogue à     fig.    2,  excepté que les contacts sont     représentés    dans  la position de complète ouverture;       Fig.    5 est une vue en élévation fragmen  taire avec coupe partielle du dispositif     pare-          flamme    et de     l'interrupteur    de     fig    1;

         Fig.    6 est une     coupe    suivant VI-VI       (fig.    5);       Fig.    7 est une coupe suivant     VII-VII          (fig.        1);          Fig.    8 est une courbe représentant la re  lation entre la largeur de la fente et le vol  tage par centimètre de longueur d'arc qui  peut être interrompu avec succès dans des       interrupteurs    à. fente étroite     utilisant    des pa  rois réfractaires;

         Fig.    9 montre la relation qui existe entre  le courant d'arc en ampères et le voltage  d'arc par centimètre de longueur d'arc dans  le cas d'un interrupteur à, fente étroite dont  le conduit à arc est muni d'une garniture  émettant des gaz. Cette courbe représente les       résultats        obenus    à l'aide d'un dispositif uti  lisant un conduit à fente constitué par deux  parois de fibre espacées de     0;635    cm l'une de  l'autre.  



  Le mode de réalisation de l'invention re  présenté dans le dessin comprend     deux'    pla  ques 1 en matière isolante, qui constituent  des parois et qui sont espacées l'une de l'autre  par trois pièces rectangulaires 3, 5 et 7, éga  lement en matière isolante, de façon à consti  tuer un conduit étroit 9. La surface des  plaques 1 est égale à au moins plusieurs  fois la section transversale du conduit 9 tant  dans le sens de la hauteur que dans le sens  de la largeur des plaques 1. Ce conduit 9  est ouvert à son extrémité supérieure, vers    laquelle l'arc se meut pendant le fonction  nement normal du     dispositif,    et est sensible  ment fermé sur les trois autres côtés par les  pièces d'espacement 3, 5 et 7.

   Un dispositif  pare-flamme 11, représenté partiellement  dans les     fig.    5 et 6, est     supporté    par la partie  supérieure du dispositif extincteur de façon  à constituer un prolongement -du conduit à  arc 9 et a pour rôle de supprimer la flamme  et d'empêcher une décharge exagérée de gaz  à haute     température    pendant le     fonctionne-          ment    de     l'interrupteur.     



  Une série de boulons 13, qui traversent  des ouvertures convenables des organes 1 et  des pièces d'espacement, maintiennent ces di  vers éléments convenablement assemblés. Une  série analogue de boulons 15 sont prévus  pour boulonner le dispositif     pare-flamme    sur  la     partie    supérieure du dispositif extincteur  d'arc, de façon à     établir    un joint sensible  ment hermétique au gaz entre les deux dis  positifs.  



  Pendant le     fonctionnement    des interrup  teurs à fente dans lesquels le conduit à arc  est muni d'une     garniture        émettant    un gaz,  surtout lorsque ces dispositifs sont appliqués  conjointement avec un     pare-flamme,    des  pressions assez considérables sont sujettes à  se développer à l'intérieur du conduit à arc,  en raison du fait qu'il se dégage de grandes       quantité    de gaz .de la garniture, et il peut  être nécessaire, ou désirable, en vue d'empê  cher ou de réduire au minimum le     bombe-          ment    des parois du dispositif, de prévoir des  organes tels que trois boulons,     indiqués    en  <B>17,

  </B> qui traversent     des,    douilles isolantes 19  logées dans les organes 1. Des rondelles mé  talliques 21 augmentent la surface de con  tact effective des boulons 17.  



  La surface     interne    de chacune des deux  parois 1 est     garnie    d'une série de carreaux  23 faits d'acide borique comprimé, lesquels  carreaux sont fixés solidement, par exemple  à l'aide d'une colle ou ciment, sur les sur  faces internes opposées desdites parois.

   En  divisant ainsi la garniture en une série d'élé  ments séparés, on simplifie considérablement  l'utilisation pratique du dispositif en ce sens      que l'érosion excessive de la     garniture,    qui  est sujette à se produire pendant l'interrup  tion de courants anormalement intenses, est  limitée à une zone de     section        relativement     faible, et qu'il suffit de remplacer un petit  nombre de     carreaux    individuels pour rétablir  l'état antérieur du     dispositif.     



  Le dispositif de contact est relativement  simple et comprend deux contacts séparables  25 et 27, dont l'un, 27, est normalement fige,  et l'autre, 25,     destiné    à     être    déplacé pour  ouvrir et fermer le circuit     électrique    passant  à travers     l'interrupteur.        Chacun    des contacts  est muni d'une corne de     formation    d'arc 29  et d'un     corps    31 disposé de façon à traverser  une ouverture convenable 33 que présentent  les organes d'espacement adjacents.

   Le con  tact de droite 27 est fixé     rigidement    aux  organes d'espacement et de paroi à     l'aide     d'un boulon convenable 35 et d'un tube iso  lant 3.7. L'autre contact 25 est déplacé par  un mécanisme de     commande        convenable,    non  représenté,- d'une     position   <B>ù</B> l'autre, et l'ou  verture     33    de l'organe d'espacement     contribue     à guider ce mouvement.  



  Deux fers plats 39, dont la surface est  un peu plus grande que celle des cornes de       formation    d'arc 29, sont     encastrés        dans    la  garniture du     conduit    à arc près de la posi  tion occupée par chacune desdites cornes 29  lorsque     l'interrupteur    occupe la     position    nor  male de "circuit ouvert". Ces fers plats 39  ont pour rôle d'augmenter l'effet magnétique  des cornes courbes de formation d'arc 29, de  façon à faciliter le mouvement de l'arc vers  l'extrémité supérieure du conduit étroit 9  pendant l'opération     d'extinction    de l'arc.

   Pour  empêcher la possibilité qu'une     quantité    ap  préciable de gaz soit     emprisonnée    dans la  partie     inférieure    du conduit 9, l'espace sépa  rant les cornes 29 et les pièces d'espacement  3 et 7 est     normalement    occupé par deux pièces  41, en fibre ou autre matière isolante, repré  sentées particulièrement dans la     fig.    7.  



  Les contacts sont tous deux faits d'une  matière conductrice en feuille, de préférence  en cuivre, dont l'épaisseur n'est que légère-    ment inférieure à la largeur du conduit étroit  9, dans lequel l'un de     ces    contacts se meut.  Bien que ces contacts soient minces, ils ont  une section transversale considérable et peu  vent être parcourus par des courants d'inten  sité assez grande pendant un temps considé  rable, sans s'échauffer exagérément. De plus,  la disposition est telle qu'elle communique  une rigidité considérable à ces organes.  



  Le pare-flamme 11 est. composé essentiel  lement     d'une    boîte métallique fermée 43 qui       constitue    -un prolongement du conduit 9 et  contient une série de chicanes métalliques 45  dont le rôle est d'absorber la chaleur des gaz  qui s'échappent pendant l'opération d'extinc  tion de l'arc, et d'obliger ces gaz à se con  denser,

   s'ils sont     condensables.    La     partie    in  férieure de l'enveloppe     principale    43 du     pare-          flamme    possède     sensiblement    les mêmes di  mensions que la partie supérieure de     l'extinc-          teur    d'arc à fente étroite et est supportée  par cette     dernière    à l'aide des boulons 15,  comme il a été     mentionné    précédemment. Les  chicanes 45 sont disposées entre des pièces  latérales convenables 47 sous forme de cons  tructions unitaires dont la forme rappelle  celle d'une échelle.

   Dans le mode de réalisa  tion représenté, il existe trois unités de ce  genre.  



  Chacune des unités à chicanes 45 est rive  tée ou autrement fixée rigidement aux pièces  latérales 47, et les trois ensembles complets  sont disposés dans la partie supérieure de  l'enveloppe 43 du pare-flamme, cinq boulons  49 étant prévus pour maintenir ces ensembles  à chicanes en place, ces     boulons    traversant       l'enveloppe    43 de part en part. La partie su  périeure de l'enveloppe 43 présente     une    série       d'ouverture    d'échappement 51 obtenues en dé  coupant des sections 53 dans l'enveloppe     elle-          même,    de     façon    à empêcher l'établissement de  pressions trop élevées dans le conduit à arc 9.

    Les     plaques-chicanes    individuelles 45 peuvent  être faites d'un métal tel que le cuivre, qui  possède une capacité thermique élevée et qui  est un excellent conducteur de la chaleur; et  ces chicanes sont de préférence disposées de  façon que le gaz     décrive    un     chemin        tortueux         dans son passage à travers les ouvertures d'é  chappement 51.  



  Les contacts de     l'interrupteur    sont repré  sentés dans la     position    du "circuit fermé"  dans la     fig.    ?. Pendant l'opération d'ouver  tures du circuit, le contact mobile 25 est dé  placé par le mécanisme de commande, de la  position représentée dans la     fig.    2 vers la  position représentée dans la     fig.    4. La partie  initiale de ce mouvement a pour effet de sé  parer l'une de l'autre les surfaces de contact  parcourues par du courant, ce qui établit un  arc entre ces surfaces.

   L'effet magnétique des  cornes de formation d'arc 29, augmenté par  les fers plats 39 disposés de part et d'autre  de la corne fixe, fait immédiatement mouvoir  l'arc dans la direction de la partie supérieure  de la fente étroite 9. En même temps, la  chaleur de l'arc décompose les surfaces adja  centes des carreaux 23 dont est composée la  garniture en acide borique du conduit à arc,  et effectue la mise en liberté d'une     quantité     considérable de vapeur d'eau qui, en s'échap  pant, se meut vers l'extérieur dans une direc  tion sensiblement transversale à l'arc et en  traîne l'arc vers le haut le long des cornes.  



  La garniture du conduit 9 est de     prèfé-          rence    faite d'acide borique, comme on l'a dit  ci-dessus, parce que cette matière dégage une  grande quantité de vapeur d'eau lorsqu'elle  est placée à proximité d'un arc électrique et  que cette vapeur constitue un gaz     extincteur     d'arc dont la composition est sensiblement  inorganique. Ceci diminue le risque d'incendie  et contribue grandement à la sécurité de fonc  tionnement du dispositif. 'Une autre caracté  ristique désirable de l'acide borique découle  du fait que cette matière ne perd pas ses pro  priétés d'isolement élevées normales lors  qu'elle est chauffée jusqu'à son point de fu  sion.

   Les décharges superficielles susceptibles  de se produire en travers de la garniture du  conduit à arc sont ainsi empêchées, même lors  que la surface en acide borique est portée à  une température très élevée. Bien entendu,  on pourrait, sans sortir du cadre de l'inven  tion, utiliser d'autres matières solides pour  obtenir ce courant de gaz.



      Electric switch. The present invention relates to an electrical switch comprising arcing contacts disposed between two plates placed opposite each other, a portion of the inner face of at least one of said plates being provided with a material which is capable of giving off an arc extinguisher gas when an arc acts on it.



  It has long been known that the voltage per centimeter of arc length which can be satisfactorily cut off by a particular switch could be increased to a considerable extent by the application of an arc extinguisher having a pitch. narrow sage or slit formed by insulating walls of refractory material. The development of devices of this kind intended for interrupting high voltage and current circuits has, however, encountered such difficulties that it has been practically impossible to use these devices on an industrial scale to effect satisfaction, the interruption of currents the voltages of which are of an order greater than a few hundred or a thousand volts.

   These difficulties are indicated below in more detail and the main aim of the invention is to avoid them.



  The study of the properties and characteristics of this type of arc extinguisher shows that, in a room with a narrow passage or slit whose walls are made of an insulating and refractory material, the voltage per centimeter of arc that it is possible to successfully interrupt varies inversely with the width of the slot (approximately as shown by the curve of Fig. 8).

   If one wants to increase the voltage per centimeter of arc length which can be interrupted by the device, so that a high voltage circuit can be broken without giving rise to excessive arcing, it is therefore obviously necessary adopt very narrow slits. For example, to achieve an interrupting capacity of 500 volts per centimeter of arc length, a slot width of one millimeter must be applied. However, with such a narrow slit, it becomes very difficult to force the arc back inside the slit.

   Obviously, it is not possible to house the separation contacts in such a narrow slot and one is obliged to establish the arc outside the narrow duct, usually below this duct. It then becomes necessary to apply a suitably arranged magnetic field to drive the arc upwards and force it to enter the narrow slot duct.



  However, if the walls of the arc duct are made of an insulating but non-refractory material, and of a kind such as to emit a considerable amount of arc extinguisher gas when placed near an arc electrical, the voltage per centimeter of arc length which can be interrupted in a slot of given width, can be increased considerably, in particular in the case of high currents. The results of experimental tests have shown that, in the case of an arc current of 2000 amperes, more than 800 volts per centimeter of arc length can be interrupted,

   whereas one cannot exceed 60 volts per cent meter of arc length with a slot of the same width formed between refractory walls.



  The nature of the gas emitted by the gasket of the arc duct has a considerable influence on the voltage per centimeter of arc length that it is possible to interrupt. Hydrogen and water vapor, for example, are particularly suitable for ensuring an effective increase in this voltage. Considerable amounts of hydrogen are given off from a packing composed of an organic material such as fiber; and bo ric acid. release of water vapor.



  The electric switch according to the invention is characterized in that the rigid walls of the plates determine a narrow passage or slit of such a width, that arcs at low current intensity as well as arcs at high current intensity are formed. these come into contact with the walls defining said passage during movement of said arcs within that passage.



  The application of a venting gasket greatly increases the voltage which can be interrupted by a given arc length. In addition, the effective scale of current intensities which can be successfully interrupted is considerably increased due to the fact that the amount of arc extinguisher gas generated is a function <B> of the </B> current of the gas. bow itself. Thus, when the current intensity of the arc to be extinguished increases, the device automatically supplies a greater quantity of gas to extinguish the arc.



  The results of the previously mentioned tests show moreover that the gain achieved in the vol tage switching power of the device by the application of a gas release gasket for the arc duct is very large in the case of relatively currents. intense, but becomes weaker in the case of relatively weak currents (the variation being appreciably in accordance with the curve of fig. 9). Due to this characteristic, it is necessary to effect a considerable elongation of the arc when interrupting currents of low intensities but of high voltages.

    In general, it is practically not possible to establish such long arcs directly, and it is therefore desirable to provide a pair of arc forming horns along which the roots of the arc can. move so as to effect a longitudinal increase in the dimensions of the arc.



  To better understand the invention and facilitate its practice, we; will now describe, by way of example, an embodiment shown in the appended drawing, in which: FIG. 1 is a perspective view with partial cutaway of a switch fitted with a flame arrestor device; ri ig. 2 is an elevational view: of one of the two walls which jointly constitute the arc extinguishing device of the switch of FIG. I .; the switch contacts are also shown in this figure and are shown in the fully closed position;

         Fig. 3 is an elevational view of the other wall which, together with the wall of FIG. 2, constitutes the arc extinguisher device of the switch .de fig. 1; Fig. 4 is a view similar to FIG. 2, except that the contacts are shown in the fully open position; Fig. 5 is a fragmentary elevational view with partial section of the flame arrester device and of the switch of FIG. 1;

         Fig. 6 is a section along VI-VI (fig. 5); Fig. 7 is a section along VII-VII (fig. 1); Fig. 8 is a curve showing the relation between slot width and flight per centimeter of arc length which can be successfully interrupted in switches at. narrow slit using refractory walls;

         Fig. 9 shows the relation which exists between the arc current in amperes and the arc voltage per centimeter of arc length in the case of a switch with narrow slot, the arc conduit of which is provided with an emitting gasket. gases. This curve represents the results obtained with the aid of a device using a slit duct formed by two fiber walls spaced 0.635 cm apart.



  The embodiment of the invention shown in the drawing comprises two 'plates 1 of insulating material, which constitute walls and which are spaced from each other by three rectangular pieces 3, 5 and 7, also made of insulating material, so as to constitute a narrow duct 9. The surface of the plates 1 is equal to at least several times the cross section of the duct 9 both in the direction of the height and in the direction of the width of the plates 1. This duct 9 is open at its upper end, towards which the arc moves during normal operation of the device, and is substantially closed on the other three sides by the spacers 3, 5 and 7.

   A flame arrestor device 11, partially shown in FIGS. 5 and 6, is supported by the upper part of the extinguisher device so as to constitute an extension of the arc duct 9 and has the role of suppressing the flame and preventing an exaggerated discharge of gas at high temperature during operation. of the switch.



  A series of bolts 13, which pass through suitable openings of the members 1 and the spacers, keep these di verses properly assembled. A similar series of bolts 15 are provided to bolt the flame arrester to the upper part of the arc extinguisher, so as to establish a substantially gas-tight seal between the two devices.



  During the operation of slit switches in which the arc duct is provided with a gas-emitting packing, especially when these devices are applied in conjunction with a flame arrester, rather considerable pressures are liable to build up therein. of the arc duct, due to the fact that a large amount of gas is given off from the packing, and it may be necessary, or desirable, in order to prevent or minimize bulging of the walls of the device, to provide components such as three bolts, indicated in <B> 17,

  </B> which pass through the insulating sleeves 19 housed in the members 1. Metal washers 21 increase the effective contact surface of the bolts 17.



  The internal surface of each of the two walls 1 is lined with a series of tiles 23 made of compressed boric acid, which tiles are firmly fixed, for example using glue or cement, on the opposite internal surfaces. of said walls.

   By dividing the packing in this way into a series of separate elements, the practical use of the device is considerably simplified in that excessive erosion of the packing, which is prone to occur during the interruption of abnormally high currents. , is limited to an area of relatively small section, and it suffices to replace a small number of individual tiles to restore the previous state of the device.



  The contact device is relatively simple and comprises two separable contacts 25 and 27, one of which, 27, is normally fixed, and the other, 25, intended to be moved to open and close the electrical circuit passing through it. light switch. Each of the contacts is provided with an arcing horn 29 and a body 31 arranged to pass through a suitable opening 33 presented by the adjacent spacers.

   The right-hand contact 27 is rigidly attached to the spacer and wall members by means of a suitable bolt 35 and an insulating tube 3.7. The other contact 25 is moved by a suitable control mechanism, not shown, - from one position <B> ù </B> to the other, and the opening 33 of the spacer member helps to guide this movement.



  Two flat bars 39, the area of which is a little larger than that of the arc forming horns 29, are embedded in the lining of the arc duct near the position occupied by each of said horns 29 when the switch occupies the center. normal "open circuit" position. These flat irons 39 have the role of increasing the magnetic effect of the curved arc forming horns 29, so as to facilitate the movement of the arc towards the upper end of the narrow duct 9 during the extinguishing operation. of the arc.

   To prevent the possibility of an appreciable quantity of gas being trapped in the lower part of the duct 9, the space between the horns 29 and the spacers 3 and 7 is normally occupied by two pieces 41, made of fiber or another insulating material, shown particularly in fig. 7.



  The contacts are both made of a conductive sheet material, preferably copper, the thickness of which is only slightly less than the width of the narrow conduit 9, in which one of these contacts moves. Although these contacts are thin, they have a considerable cross section and can be traversed by fairly large currents for a considerable time, without overheating. In addition, the arrangement is such as to impart considerable rigidity to these organs.



  The flame arrester 11 is. composed essentially of a closed metal box 43 which constitutes an extension of the duct 9 and contains a series of metal baffles 45 whose role is to absorb the heat of the gases which escape during the operation of extinguishing the arc, and forcing these gases to condense,

   if they are condensable. The lower part of the main casing 43 of the flame arrester has substantially the same dimensions as the upper part of the narrow slot arc extinguisher and is supported by the latter by means of the bolts 15, as it was mentioned earlier. The baffles 45 are arranged between suitable side pieces 47 in the form of unitary constructions the shape of which recalls that of a ladder.

   In the embodiment shown, there are three such units.



  Each of the baffle units 45 is rimmed or otherwise rigidly attached to the side pieces 47, and the three complete assemblies are disposed in the upper portion of the flame arrester shell 43, five bolts 49 being provided to hold these baffle assemblies. in place, these bolts passing through the casing 43 right through. The upper part of the casing 43 has a series of exhaust openings 51 obtained by cutting sections 53 in the casing itself, so as to prevent excessively high pressures from building up in the arc duct. 9.

    The individual baffle plates 45 can be made of a metal such as copper, which has a high heat capacity and is an excellent conductor of heat; and these baffles are preferably arranged so that the gas follows a tortuous path in its passage through the exhaust openings 51.



  The switch contacts are shown in the "closed circuit" position in fig. ?. During the opening operation of the circuit, the movable contact 25 is moved by the control mechanism, from the position shown in FIG. 2 towards the position shown in FIG. 4. The initial part of this movement has the effect of separating the contact surfaces traversed by current from each other, thereby establishing an arc between these surfaces.

   The magnetic effect of the arc forming horns 29, increased by the flat bars 39 arranged on either side of the fixed horn, immediately causes the arc to move in the direction of the upper part of the narrow slot 9. At the same time, the heat of the arc decomposes the adjacent surfaces of the squares 23 of which the boric acid lining of the arc duct is composed, and effects the release of a considerable quantity of water vapor which, in escapes, moves outward in a direction substantially transverse to the arc and drags the arc upwards along the horns.



  The lining of the duct 9 is preferably made of boric acid, as mentioned above, because this material gives off a large amount of water vapor when placed near an arc. electric and that this vapor constitutes an arc extinguishing gas whose composition is substantially inorganic. This reduces the risk of fire and greatly contributes to the safe operation of the device. Another desirable characteristic of boric acid is that this material does not lose its normal high insulation properties when heated to its melting point.

   Surface discharges which may occur across the arc duct liner are thus prevented even when the boric acid surface is heated to a very high temperature. Of course, it is possible, without departing from the scope of the invention, to use other solid materials to obtain this gas stream.

 

Claims (1)

1@EVh@tDICATIOIV Interrupteur électrique comportant des contacts à arc disposés entre deux plaques placées l'une en face de l'autre, une portion de la face intérieure de l'une au moins des- dites plaques étant pourvue d'une matière qui est capable de dégager un gaz extincteur d'arc lorsqu'un arc agit sur elle, 1 @ EVh @ tDICATIOIV Electrical switch comprising arcing contacts arranged between two plates placed one opposite the other, a portion of the internal face of at least one of said plates being provided with a material which is capable of giving off an arc extinguisher gas when an arc acts on it, caractérisé en ce que les parois fixes des plaques déterminent un passage étroit ou fente de telle largeur que des arcs à intensité de courant basse aussi bien que des ares à intensité de courant élevée soient forcés d'entrer en contact avec les pa rois déterminant ledit passage pendant le dé placement desdits arcs à l'intérieur de ce pas sage. SOUS-REVENDICATIONS 1 Interrupteur électrique selon la revendica tion, caractérisé en ce que le déplacement de l'arc à travers ledit passage étroit est provoqué au moins en partie par le gaz dégagé pendant l'opération d'ouverture du circuit. characterized in that the fixed walls of the plates determine a narrow passage or slit of such width that low current arcs as well as high current arcs are forced to contact the walls defining said passage during the movement of said arcs within this wise step. SUB-CLAIMS 1 Electrical switch according to claim, characterized in that the displacement of the arc through said narrow passage is caused at least in part by the gas given off during the opening operation of the circuit. 2 Interrupteur électrique selon la revendica tion, caractérisé en ce que le déplacement de l'arc à travers ledit passage étroit est augmenté-par une ouverture d'échappement prévue à l'une des extrémités de ce passage. 3 Interrupteur électrique selon la revendica tion, caractérisé par le fait que la garniture de dégagement de gaz des plaques est com posée d'une série d'éléments façonnés et disposés à la façon de carreaux. 4 Interrupteur électrique selon la revendica tion et la sous-revendication 3, caractérisé par le fait que le gaz émis par la garniture des plaques est de composition sensiblement inorganique. 2 electric switch according to claim, characterized in that the displacement of the arc through said narrow passage is increased by an exhaust opening provided at one end of this passage. 3 Electric switch according to claim, characterized in that the gas release lining of the plates is com posed of a series of elements shaped and arranged in the manner of tiles. 4 electric switch according to claim and sub-claim 3, characterized in that the gas emitted by the lining of the plates is of substantially inorganic composition. 5 Interrupteur électrique selon la revendica tion et les sous-revendications 3 et 4, carac térisé par le fait que la garniture de déga gement de gaz des plaques est constituée d'acide borique. 6 Interrupteur électrique selon la revendicar tion, caractérisé par le fait que la surface des plaques opposées est égale à au moins plusieurs fois la section transversale du o,onduit à arc, tant dans le sens de la han teur que dans le sens de la largeur des- dites plaques. 5 electric switch according to claim and sub-claims 3 and 4, charac terized in that the gas release lining of the plates consists of boric acid. 6 Electric switch according to claim, characterized in that the area of the opposing plates is equal to at least several times the cross section of the arc wave, both in the direction of the haunt and in the direction of the width said plates. 7 Interrupteur électrique selon la revendica tion, caractérisé par un dispositif pare- flamme servant à empêcher que le gaz qui est engendré dans le conduit à. arc pendant le fonctionnement de l'interrupteur ne s'é chappe à une température élevée. 7 Electric switch according to claim, characterized by a flame arrester device for preventing the gas which is generated in the duct. arc during switch operation does not escape at high temperature.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1054533B (en) * 1957-03-20 1959-04-09 Sachsenwerk Licht & Kraft Ag Circuit breaker
DE1266851B (en) * 1957-11-05 1968-04-25 Merlin Gerin Line switch

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