DD266437A1

DD266437A1 - SWITCHING ROUTE

Info

Publication number: DD266437A1
Application number: DD30954987A
Authority: DD
Inventors: Andreas Roehr; Wilhelm Schaffer; Volker Hilarius; Volker Guether
Original assignee: Hermsdorf Keramik Veb
Priority date: 1987-11-27
Filing date: 1987-11-27
Publication date: 1989-03-29

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Schalter. Es sind ein fest angeordnetes und ein beweglich angeordnetes metallisches Schaltstueck sowie Mittel zum Verhueten eines Lichtbogens zwischen diesen Schaltstuecken vorhanden. Erfindungsgemaess ist auf der Kontaktflaeche des fest angeordneten Kontaktstueckes auf geeignete Weise ein fluessiger Elektrolyt angebracht, der die Kontaktflaechen beider Schaltstuecke bei ihrer Beruehrung zum Schaltzeitpunkt sowie zeitlich unmittelbar davor und danach umschliesst. Fig. 1The invention relates to the field of switches. There are a fixed and a movably arranged metallic Schaltstueck and means for preventing an arc between these Schaltstuecken available. According to the invention, a liquid electrolyte is suitably mounted on the contact surface of the fixed contact piece, which surrounds the contact surfaces of both switching elements when they are touched at the switching time and immediately before and after it. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Anwendungsgebiet der Erlind «ngField of application of the Erlind ng

Dio Erfindung bezieht sich auf das Gobiot der Schnlter. Sie botrifft oino Schaltstrocko zum Schalton elektrischer Leistungen, dio aus einem fest angeordneten und aus olnom beweglich angeordnetem motallischon Schaltstück bostoht, woboi Mittel zum Verhüten eines Lichtbogens zwischen diesen Schnltstückon vorh" Jen sind.Dio invention refers to the Gobiot of the Schnlter. It proposes oino switching drums for switching electric power, consisting of a fixed and movably arranged motaltisch switching piece, in which there are means for preventing an arc between these pieces.

Characteristic do »bekannton state of the art

Das Schalten elektrischer Leistungen Ist olnos der ältesten Problemo der Elektrotechnik, u imontsprochond hoch entwickelt und spezialisiert sind die gogonwärtlg vorwondoton Schaltgoräto. Dennoch lassen slo sich in zv öl Klasson elntoilon: Kontoktgobondo und kontaktloso Schaltgoräto. Lotztoro nutzon den Halbloitoroffokt (Schalttrnnsistoron, Thyristoren) und habon damit don Nachteil oinos relativ hohen Durchgangswidorstandos und goringon Sporrwidorstandos, Dioso Schaltelomonto sind verhältnismäßig touor.The switching of electrical services Olnos is the oldest problemo of electrical engineering, u imontsprochond highly specialized and specialized the gogonwärtslg vorwondoton Schaltgoräto. Nevertheless, let slo in zv oil Klasson elntoilon: Accountktgobondo and kontaktloso Schaltgoräto. Lotztoro uses the halo-lagoff (switching trnsistoron, thyristors) and habon so that dont oinos relatively high passage invertor and goringon sporrwidor standos, Dioso switchelomonto are relatively touor.

Kontoktgobondo Schaltgeräte (Schütze, Rolais, Leistungsschalter u.a.) woison dioso Nachtoilo nicht auf. Jedoch orzougon doren Kontakte beim Unterbrechen dos Stromos einen Lichtbogen. Dor Lichtbogen hat dio nützliche Funktion, die bolm Schalten entstehende stelle Stromtindorung zu dämpfen und damit nachgooidneto Bauteilo vor Schaltüborspannungon zu schützon. Er bringt jodoch auch zahlreiche Probleme mit sich, an doren Lösung soit vielen Jahren intensiv gearbeitet wird: Die Kontaktoberfläche wird stark aufgehoizt, und es entsteht Matorialverlust durch Abbrand, was besonders bei odolmetallhaltlgon Kontaktotückon von Belang ist. Weiterhin bostoht die Gefahr dor Bildung isolierender Dockichlchton, wodurch wiederum die Vorwondung von Edelmetallen oder eine kostenaufwendige Kapsolung der Schaltstrocko (Sch'itzgas odor Vakuum) erforderlich wird, Lichtbogenzündung beim Einschalten prellender Schaltsticko führt zu zusätzlichem Abbrand und kann ein Verschwoißon der Kontakte zur Folge habon. Wird Gleichstrom poschaltot, ν jrursacht dur Lichtbogen eine Materialwanderung. Dioses Phänomen ist oft für don Ausfall nachrichtentochnischor RoIn!:, verantwortlich. Auch kann dor Lichtbogon olne gofährlichu Zündquelle für oxplosiblo Gemische sein. ,Accountktgobondo switching devices (contactors, Rolais, circuit breakers, etc.) woison dioso Nachtoilo not on. However, orzougon doren contacts when interrupting dos Stromos an arc. The Dor arc has a useful function of attenuating the current turn current caused by switching and thus protecting the component from switching over voltage. However, he also has numerous problems with him, so the solution has been worked so intensively for many years: The contact surface is sharpened, and there is a loss of morality due to erosion, which is of particular concern for odolmetallhaltlgon contact scores. Furthermore bostoht the danger dor formation of insulating Dockichlchton, which in turn the prewound of precious metals or costly Kapsolung the Schaltstrocko (Sch'itzgas odor vacuum) is required, arc ignition when switching bouncing Schaltsticko leads to additional burnup and a Verschwoißon the contacts habon. If direct current poschaltot, ν jrursacht dur arc a material migration. Dioses phenomenon is often responsible for don failure messageenthornisor RoIn!:, Responsible. Also, the Lichtbogon olne gofahrlichu ignition source for oxplosiblo mixtures can be. .

An der Beseitigung der Ursache dioser Nachteile wird intensiv goarboitot, jodoch könnon dio bishor erziolten Lösungen noch nicht befriedigen, Oftmals worden die schädlichen Auswirkungen dos Lichtbogens nur gomildort, inclom der Bogon in Löschjystome geblasen, durch öl gekühlt, magnetisch zum schi.ollen Wandorn auf dor Kontaktflöcho gozwungon, mit oinom speziollon Löschgas umgeben oder auf thormisch hochbelastbare Abbrennkontakto verlagort wird.In the elimination of the cause of these drawbacks intensely goarboitot, however, can not yet satisfy the diabolical solutions. Often the harmful effects of the arc were only gomildort, including the bogon blown in extinguishing jystome, cooled by oil, magnetic to schi.ollen Wandorn on dor Kontaktflöcho gozwungon, with oinom speziollon extinguishing gas is surrounded or placed on torormisch heavy duty Abbrennkontakto.

Eine gänzliche Verhinderung dos Lichtbogons gelingt durch Kombination dos Schultors mit Halbleiterschalter!) (Hybridschiitzo) oder durch Schalten im Stromnulldurchgang bei Wechselstrom (Synchronschaltor). Dioso Lösungen sind tochnisch aufwendig und z. B. auf Wechselstromschalter beschränkt. Weiterhin bostoht die Möglichkeit dor tiußoron Beschallung der Kontaktstrocko mit R-C-L-Notzworkon, die die Abschaltenergie aufnehmen. Hier sind vor allom durch größoro Schaltloistungen Grenzon gosotzt, dio oino solche Beschattung aufwendiger als das Schältgerät selbst werden läßt.A complete prevention of Lichtbogons succeeds by combination of the school gate with semiconductor switch!) (Hybrid Schiitzo) or by switching in the current zero crossing at AC (synchronous switch). Dioso solutions are technically complex and z. B. limited to AC switch. Furthermore, the possibility of tiußoron sonication of contact with R-C-L-Notzworkon bostoht that absorb the cut-off. Here are before allom by Größoro switching services Grenzon gosotzt, dio oino such shading consuming than the peeling device itself can be.

Object of the invention

Ziol der Erfindung ist ns, eine Schaltstrecko zu schaffen, deren Aufbau nicht aufwendig ist, doren Anwendbarkeit nicht nur auf Wechselstromschalter beschränkt ist und durch größere Schaltleistungon nicht begrenzt wird.Ziol of the invention is to provide a Schaltstrecko whose construction is not expensive, doren applicability is not limited only to AC switches and is not limited by larger switching power.

Darlegung des Wosens der ErfindunoExplanation of the result of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Sr.hoi'strocko zu realisieren, doren Gestaltung os ermöglicht, daß beim Öffnen und Schließen der Schaltslücke ein elektrischer Strom zuvorlässig aus- und einge: nhaltot wordon kenn, woboi koin Schaltlichtbogon entstehen soll.The object of the invention is to realize a Sr.hoi'strocko doren design os allows that when opening and closing of the switching gap, an electric current negligently off and on: nhaltot wordon kenn, wiin koin Schaltlichtbogon should arise.

Dio Schaltetrecko besteht aus olnom fost angeordneten und olnom bowogllch nngeordnoton motalllschon Schaltstück, woboi noch Mittel zum Verhüten eines Lichtbogens zwischen dleson Schaltstückon vorhanden sind.Dio schaltrecko consists of olnom fost arranged and olnom bowogllch nngeordnoton motalllschon contact piece, whereby there are still means for preventing an arc between dleson switching piece.

Erfindungegomäß Ist auf der Kontaktfläche des fost angeordneten Kontaktstückos nuf goolgnoto Welse ein flüssiger Elektrolyt angebracht, dor dio Kontaktflächo boidor Schaltstücke bol ihror Berührung zum Schaltzoitpunkt sowie zeitlich unmittelbar davor und danach umachlioßt.According to the invention, a liquid electrolyte is applied to the contact surface of the fost contact piece nuf goolgnoto catfish, so that the contact surface area of the contact piece is covered by its contact with the switching point as well as temporally immediately before and after.

Zwockmäßigerwelso sind Im Eloktrolyton zusätzlich foinsto Motallparllkol dlsperglert.Zwockmäßigerwelso are in addition Eloktrolyton foinsto Motallparllkol dlsperglert.

Die Ausgestaltung dor Erfindung sioht weiter vor, daß beido motalllscho Schnltstücko aus Kupfor bostohun und dor Elektrolyt olno Kupfersulfatlösung ist.The embodiment of the invention further provides that isido motuelllscho Schnltstücko from Kupost bostohun and dor Elektrolyt olno copper sulfate solution.

Es ist gemäß dor Erfindung woitorhin zwockmäßig, worin dio öffnungsgoschwindigkoit dor Schaltstücko gezielt vorändorbar ist.It is according to the invention woustehin zwockmäßig, wherein dio öffnungsgoschwindigkoit dor switching piece is targeted vorandorbar.

AusfQhrungsbolsplel

Dio Erfindung soll nachstohond an oinom Ausf 'ihrungsboispiol r.ähor orlöutort worclon. Dio dazugohörigon Zoichnungon zoigon:The invention is intended to be completed at the time of the completion of the operation of the hydrosphere. Dio dazugohörigon Zoichnungon zoigon:

Fig. 1: eine Prinzlpskizzo dot orfindungsgomößon SchaltstreckoFig. 1: a Prinzzpozzo dot orfindungsgomößon switching stretch

Fig. 2a: Abscholtkurvo für Strom und Spannung ohno ElektrolytFig. 2a: Abscholtkurvo for current and voltage without electrolyte

Fig. 2 b: Abschaltkurve für Strom und Spannung mit ElektrolytFig. 2 b: turn-off curve for current and voltage with electrolyte

Fig. 2c: Abschaltkurve für Strom und Spannung mit Metallpartikoln Im ElektrolytFig. 2c: Shutdown curve for current and voltage with Metallpartikoln In the electrolyte

Das foste Schaltstück 2, bestohond aus oinom Kupforzylinder von 10mm Durchmesser, erhält an der Stirnsolto oino Wv liefung von 8mm Durchmesser und 1 mm Tlofe. Diese Vertiefung wird bei sonkrechtor Anordnung dos Fostschaltstückes mit finer 20%lgon Kupfersulfatlösung 3 ausgofüllt. Das bewoglicho Schaltstück 1 bostoht obonfalls aus oinom Kupforzylinder. Soino untoro Stirnfläche ist ballig mit oinem Balllgkoitsradius von 5mm (Fig. 1). Mit dieser Kontaktanordnung soll olno induktive Last von 35mH an einem Gleichstrom von 1OA an- und wieder abgeschaltet worden, Dies erfolgt durch Zusammonführung und Tronnung boidor konzentrisch angeordneter Schaltstücko 1,2 in sonkrochtor Bowegung, wobei im geschlossenen Zustand oino metallische Berührung boidor Kontaktstücke 1, 2 herbeigeführt wird.The foste contact piece 2, bestohond from oinom cylinder of 10mm diameter, receives at the front solos oino Wv output of 8mm diameter and 1 mm Tlofe. This depression is filled out at sonkrechtor arrangement dos Fostschaltstückes with finer 20% lgon copper sulfate solution 3. The gewoglicho contact piece 1 bostoht obonfalls from oinom Kupforzylinder. Soino untoro end face is crowned with a ballgia radius of 5mm (Figure 1). This contact arrangement is to olno inductive load of 35mH on a DC of 1OA on and off again, this is done by Zusammonführung and Tronnung boidor concentrically arranged Schaltstücko 1.2 in sonkrochtor Bowegung, wherein in the closed state oino metallic contact boidor contact pieces 1, 2nd is brought about.

Woclor beim Ein- noch beim Ausschalton entsteht daboi oin Lichtbogon. Dio Kontaktstücko 1,2 vorfchwoißen nicht und bildon koino isoliorondon Dockschichton aus.Woclor at the time of the switch-on or switch-off sound daboi oin Lichtbogon. Dio contact piece 1,2 not preform and bildon koino isoliorondon Dockschichton off.

Das zugehörige Abschaltoszlllogramm zeigt Fig. 2 b. Enthält der Elektrolyt 3 zusätzlich feinste Kupforpartikol, entsteht AbscholtOBzillogramm Fig.2c. D.iosolbo Anordnung, ohno Elektrolyt betrieben, schaltot unter Bildung oinos kräftigen Lichtbogens. Fig.2a zeigt die daboi gomessono typischo Lichtbogonspannungskurve.The associated Abschaltoszlllogramm Fig. 2 b. If the electrolyte 3 additionally contains the finest copper particles, this results in a shift in the fluorescence Fig.2c. D.iosolbo arrangement, without electrolyte operated, schaltot to form oinos powerful arc. 2a shows the daboi gomessono typically Lichtbogonspannungskurve.

Wie aus den Diagrammen zu ersehon ist, wird im orflndungsgomäßen Fall zusätzlich zum gowünschton Effokt der Lichtbogonvorhindorung oino doutlich goringoro Schaltüborspdnnung erzeugt als in herkömmlicher Woise. Dio Höhe oiosorAs can be seen from the graphs, in the case of the organgegomäßen case, in addition to the desired effect of the Lichtbogonvorhindorung oino doutlich goringoro Schaltüborspdnnung is generated as in conventional Woise. Dio height oiosor

Schaltüborspannung und die Dauer dos Abschaltvorgangos sind in wniton Grenzen durch die Öffnungsgoschwindigkoit steuerbar.Schaltüborspannung and the duration of the shutdown are in wniton limits controllable by the Öffnungsgoschwindigkoit.

Die Realisierung der erfindungsgemäßon Schaltstrockeist wedor aufwondig noch ist ihre Anwendbarkeit auf Wechselstromschalter begrenzt. Auch größere Schaltloistungen (z. B. 1OkW) sind problemlos zu schalten.The realization of the switching device according to the invention is still expensive, nor is its applicability limited to AC switches. Even larger switching services (eg 1OkW) are easy to switch.

Claims

1. switching path for switching electrical power, consisting of a fixed metallic contact piece and a movably arranged metallic contact piece, wherein means for preventing an arc between these switching pieces are present, characterized in that on the contact surface of the fixed contact piece (2) suitable A liquid electrolyte (3) is attached, the dio contact surfaces baider switching pieces (1,2) enclosing their contact at the switching time and temporally immediately before and after.

2. Switching path according to claim 1, characterized in o.iß in the electrolyte additionally the finest metal particles are dispergiort.

3. Switching path according to claim 1, characterized in that both metallic scarf 'piece made of copper and the electrolyte oino copper sulfate solution.

4. switching path according to claim 1, characterized in that the opening speed of the switching pieces is selectively variable.