Elektrischer Schalter. Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter mit Liehtbogenlöschung durch Druckgas. Sie besteht darin, dass eine den beweglichen Schaltstift umschliessende Schalt röhre vorgesehen ist, die aus einem unter der Einwirkung des Lichtbogens gasabgebenden Material besteht. Das eine Ende der Schalt röhre ist dabei durch eine Kammer ver schlossen, die den festen Schaltkontakt ent hält und nur mit Luft gefüllt ist, wogegen aus dem andern Ende der Schaltröhre beim Abschaltvorgange der Schaltstift heraustritt. so dass bei geöffnetem Schalter zwischen die sem Ende der Schaltröhre und der Spitze des Schaltstiftes eine Lufttrennstrecke be steht.
Dieser Schalter besitzt gegenüber bekann ten ähnlichen Schaltern, die eine mit einer Schaltflüssigkeit gefüllte Lösehkammer ent halten, den Vorzug der grösseren Einfachheit und Betriebssicherheit.
Im folgenden wird anhand der Zeich nung ein Ausführungsbeispiel der Erfin- dung erläutert. Darin zeigt Fig. 1 eine An sicht, teilweise im Schnitt, während Fig. 2 die Lichtbogenlöscheinrichtung in grösserem Massstabe darstellt.
Mit 1 ist ein Wandrahmen bezeichnet, an welchem die beiden Stützisolatoren 2 und 8 befestigt sind und auf welchem der Schalt isolator 4 drehbar gelagert ist. Der Isolator 2 trägt die Löscheinrichtung. Diese besteht aus der Schaltröhre 12 aus einem unter der Lichtbogeneinwirkung gasabgebenden Mate rial, deren eines Ende durch die Metallkapsel 5 verschlossen ist, welche den aus mehreren Lamellen bestehenden und durch eine zu einem Ring geschlossene Schraubenfeder 11 zusammengehaltenen festen Schaltkontakt 10 umschliesst und nur mit Luft gefüllt ist.
Die Schaltröhre 12 umschliesst das freie Ende des beweglichen Schaltstiftes 6, dessen anderes Ende als Führungsstange 7 ausgebil det ist und durch den Schaltisolator 4 mit tels der Gabel 8 bewegt wird. Die vorzugs weise aus flachen Schienen bestehende Füh- rungsstange 7 wird durch den Gleitkontakt 9 gerade geführt, der auf dem Isolator 3 be festigt ist.
Wenn beim Ausschalten die Spitze des Schaltstiftes 6, die in der Einschaltstellung, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, mit dem festen Schaltkontakt 10 im Eingriff steht, diesen verlässt, so wird in der Schalt röhre 12 ein Lichtbogen gezogen, und in folgedessen eine Menge Löschgas freigemacht und auf hohen Druck gebracht, so dass spä testens beim Austritt des Schaltstiftes 6 aus der Schaltröhre 12 eine starke, den Licht bogen löschende Gasströmung entsteht.
Als gasabgebendes Material für die Schalt röhre kann Hartg<U>ummi</U> verwendet werden. Dieses hat gegenüber den sonst für diesen Zweck verwendeten Stoffen den Vorteil, dass es nicht nur unter dem Einfluss des Licht bogens leicht Gas abgibt, sondern auch noch unhygroskopisch ist. Es lässt sich aber, wie die Erfahrung gezeigt hat, nur dann auch bei kleinen Abschaltströmen eine ausrei chende Gasentwicklung erzielen, wenn der lichte Durchmesser der Schaltröhre aus Hartgummi sehr klein gehalten wird und auch in der die Schaltröhre einseitig ab schliessenden Kontaktkammer Lufträume vermieden werden.
Bezüglich des Schaltstiftes 6 hat das zur Folge, dass der Stiftdurchmesser ebenfalls sehr klein gehalten werden muss. Bei Ver wendung von Kupfer als Schaltstiftmaterial ist der Stift wohl in elektrischer, nicht aber in mechanischer Hinsicht den Schaltbean spruchungen gewachsen und kann sich leicht verbiegen, wodurch der Schalter unbrauchbar wird. Deshalb ist es zweckmässig, den Schalt stift aus einem elektrisch leitenden Material grosser mechanischer Festigkeit, insbesondere Werkzeugstahl, herzustellen. Ein derartiger Schaltstift erweist sich in jeder Hinsicht als widerstandsfähig.
Jedoch hat Stahl die un- erwünschte Eigenschaft der Schmelzperlen bilduug an den Fusspunkten der Lichtbögen. Wenn diese später erhärtenden Schmelzper len über den Stiftquerschnitt herausragen, so besteht die Gefahr, dass bei der darauffolgen- den Einschaltung das wesentlich weichere gasabgebende Material der Schaltröhre zer fetzt wird.
Aus diesem Grunde ist es vor teilhaft, die Spitze des aus Stahl bestehen den Schaltstiftes aus einem andern Metall herzustellen, das sich hinsichtlich der Schmelzperlenbildung bei der Unterbrechung grosser Ströme als besonders gut geeignet er wiesen hat, wie zum Beispiel Kupfer oder entsprechende Legierungen, wie Kupfer Wolfram.
Derartig ausgebildete dünne Schaltstifte haben sich für die Stromübertragung bei den Schaltvorgängen gut bewährt. Für die Über- tragung des Dauerstromes wird jedoch zweck mässig ein besonderes Kontaktpaar 21, 22 vorgesehen, wobei der Kontakt 21 aussen an der Kontaktkammer 5 befestigt ist, während der Kontakt 22, der zum Beispiel messer artig ausgebildet ist, mit der Führungsstange 7 starr verbunden ist. Beim Ausschalten öff nen sich die Kontakte 21, 22 früher als die Schaltkontakte 6, 10.
Wenn keine Dauerkontakte neben den eigentlichen Schaltkontakten benutzt werden sollen, so ist es erforderlich, den Schaltstift 6 mit einem grösseren Durchmesser auszufüh ren. Es ergeben sich dann aber, wie oben bereits gesagt, hinsichtlich der sicheren Lichtbogenlöschung bei der Unterbrechung kleiner Ströme Schwierigkeiten, weil der ge zogene Lichtbogen nicht so kräftig ist, dass er mit den Wandungen der den Schaltstift umschliessenden Schaltröhre in derart innige Berührung kommt, dass die für die Licht bogenlöschung erforderliche'Druckgasmenge erzeugt wird.
Man kann diesem Umstand da durch abhelfen, dass man, wie in Fig. 1 in gestrichelten Linien angedeutet ist, die Kon taktkammer 5 mit einer Leitung 13 für eine zusätzliche Druckgasbeblasung verbindet. Durch die über die Leitung 13 eingeführte Druckluft werden die Lichtbögen kleiner Ströme gelöscht, während bei der Unterbre chung grosser Ströme diese Zusatzbeblasung nicht notwendig ist.
Damit nicht bei diesen höheren Absehalt- leistungen, bei denen der vom Lichtbogen in der Löschanordnung 5, 12 erzeugte Druck den Druck der zusätzlichen Druckgasquelle überwiegt, die Schaltgase nach dieser zusätz lichen Druckgasquelle abströmen und die aus Isolationsmaterial bestehende Verbindungs leitung verschmutzen und ihre Isolations festigkeit herabsetzen, ist dicht an der Kon taktkammer 5 ein Rückschlagventil 14 in der Verbindungsleitung 13 vorgesehen.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungs beispiel erfolgt die Erzeugung des zusätz lichen Druckgases in einem an dem Schalter selbst vorgesehenen Zylinder, in welchem ein Kolben 15 durch eine auf der Schalterwelle angebrachte Kurbel 16 bewegt wird.
Electric switch. The invention relates to an electrical switch with arc extinguishing by compressed gas. It consists in the fact that a switching tube surrounding the movable switching pin is provided, which consists of a gas-emitting material under the action of the arc. One end of the switching tube is closed by a chamber that holds the fixed switching contact ent and is only filled with air, whereas the switching pin emerges from the other end of the switching tube during the shutdown process. so that when the switch is open between the sem end of the interrupter and the tip of the switch pin there is an air separation section.
This switch has the advantage of greater simplicity and operational reliability over known similar switches that hold a release chamber filled with a switching fluid.
An exemplary embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing. 1 shows a view, partly in section, while FIG. 2 shows the arc extinguishing device on a larger scale.
1 with a wall frame is referred to, on which the two post insulators 2 and 8 are attached and on which the switching isolator 4 is rotatably mounted. The insulator 2 carries the extinguishing device. This consists of the interrupter 12 from a material that emits gas under the action of an arc, one end of which is closed by the metal capsule 5, which encloses the fixed switch contact 10, which consists of several lamellae and is held together by a coil spring 11 closed to form a ring, and is only filled with air is.
The interrupter 12 encloses the free end of the movable switching pin 6, the other end of which is ausgebil det as a guide rod 7 and is moved by the switching isolator 4 with means of the fork 8. The guide rod 7, which preferably consists of flat rails, is guided straight through the sliding contact 9, which is fastened to the insulator 3.
When switching off the tip of the switching pin 6, which is in the switched-on position, as can be seen from the drawing, with the fixed switching contact 10 in engagement, leaves this, an arc is drawn in the switching tube 12, and consequently a lot of extinguishing gas cleared and brought to high pressure, so that at the latest when the switching pin 6 emerges from the switching tube 12, a strong gas flow that extinguishes the arc arises.
Hartg <U> ummi </U> can be used as the gas-emitting material for the switch tube. This has the advantage over the substances otherwise used for this purpose that it not only gives off gas easily under the influence of the electric arc, but is also unhygroscopic. However, as experience has shown, sufficient gas development can only be achieved even with small cut-off currents if the clear diameter of the interrupter made of hard rubber is kept very small and air spaces are also avoided in the contact chamber closing the interrupter on one side.
With regard to the switching pin 6, this has the consequence that the pin diameter must also be kept very small. When using copper as the switching pin material, the pin is likely to cope with the switching stresses in electrical, but not mechanical, and can easily bend, making the switch unusable. It is therefore useful to make the switching pin from an electrically conductive material of great mechanical strength, in particular tool steel. Such a switching pin proves to be robust in every respect.
However, steel has the undesirable property of melting pearls forming at the base of the arcing. If these melt pearls, which later harden, protrude beyond the cross section of the pin, there is a risk that the considerably softer gas-emitting material of the interrupter will be torn during the subsequent activation.
For this reason, it is advantageous to make the tip of the steel switch pin made of another metal that has proven to be particularly suitable in terms of melting pearl formation when interrupting large currents, such as copper or corresponding alloys such as copper Tungsten.
Thin switch pins designed in this way have proven themselves well for the transmission of current during the switching operations. For the transmission of the continuous current, however, a special pair of contacts 21, 22 is expediently provided, the contact 21 being attached to the outside of the contact chamber 5, while the contact 22, which is, for example, knife-like, is rigidly connected to the guide rod 7 is. When switching off, the contacts 21, 22 open earlier than the switching contacts 6, 10.
If no permanent contacts are to be used in addition to the actual switching contacts, it is necessary to execute the switching pin 6 with a larger diameter. However, as already stated above, difficulties arise with regard to reliable arc extinguishing when small currents are interrupted because of the The drawn arc is not so strong that it comes into such intimate contact with the walls of the switching tube surrounding the switch pin that the amount of compressed gas required to extinguish the arc is generated.
This fact can be remedied by that one, as indicated in Fig. 1 in dashed lines, connects the con tact chamber 5 with a line 13 for an additional pressurized gas blowing. The arcs of small currents are extinguished by the compressed air introduced via the line 13, whereas this additional blowing is not necessary when large currents are interrupted.
In order to prevent the switching gases from flowing off to this additional compressed gas source and contaminating the connection line made of insulating material and reducing its insulation strength with these higher shutdown powers, where the pressure generated by the arc in the extinguishing arrangement 5, 12 outweighs the pressure of the additional compressed gas source A check valve 14 is provided in the connecting line 13 close to the contact chamber 5.
In the execution example shown in the drawing, the generation of the additional union pressure gas takes place in a cylinder provided on the switch itself, in which a piston 15 is moved by a crank 16 mounted on the switch shaft.