DE1166875B

DE1166875B - Switch with arc extinguishing device

Info

Publication number: DE1166875B
Application number: DEST18273A
Authority: DE
Inventors: Guenther Knirsch
Original assignee: Stotz Kontakt GmbH
Current assignee: Stotz Kontakt GmbH
Priority date: 1961-09-01
Filing date: 1961-09-01
Publication date: 1964-04-02

Description

Schalter mit Lichtbogenlöscheinrichtung Die bei einem Schalter zulässige Abschaltleistung wird im wesentlichen durch den Abschaltlichtbogen bestimmt. Diesen klein zu halten und nach kurzer Zeit zu löschen, dient die Lichtbogenlöscheinrichtung. Derartige Einrichtungen mit magnetischer Lichtbogenblasung sind bekannt. Hierbei wird von der Erkenntnis Gebrauch gemacht, daß der elektrische Strom im Magnetfeld abgelenkt wird. So ist es bekannt, ein magnetisches Feld so anzuordnen, daß es den Schaltraum durchdringt und so gerichtet ist, daß ein bei der Abschaltung zwischen den Kontakten entstehender Lichtbogen von den Kontakten weggeblasen und möglichst in die Länge gezogen wird, wobei infolge der damit bewirkten ansteigenden Lichtbogenspannung und Kühlung der Lichtbogen zum Erlöschen kommt. Um die Kontaktbeanspruchung klein zu halten, werden hierbei auch die Lichtbogenfußpunkte von den Kontakten auf Lichtbogenhörner oder Leitbleche geführt. Das für die Blasung erforderliche Magnetfeld wird vorzugsweise mittels Blasspulen, die von dem Lichtbogenstrom selbst durchflossen werden, erzeugt. Eine gute Löschwirkung wird erzielt, wenn der Lichtbogen schnell bewegt und in viele Teillichtbogen zerlegt wird. Ein weiteres Ziel ist die Lichtbogenlöscheinrichtung möglichst klein zu halten, um kleine Schalter, wie Installationsselbstschalter, für hohe Abschaltleistungen auslegen zu können.Switch with arc extinguisher The permissible for a switch Breaking capacity is essentially determined by the cut-off arc. This one The arc extinguishing device is used to keep it small and to extinguish it after a short time. Such devices with magnetic arc blowing are known. Here is made use of the knowledge that the electric current in the magnetic field is distracted. So it is known to arrange a magnetic field so that it is the Switch room penetrates and is directed so that a shutdown between Any arcing created by the contacts is blown away from the contacts and if possible is drawn in length, as a result of the resulting increasing arc voltage and cooling the arc is extinguished. To make the contact stress small to keep the arc roots from the contacts on the arc horns or guide plates. The magnetic field required for blowing is preferred generated by means of blow coils through which the arc current itself flows. A good extinguishing effect is achieved if the arc moves quickly and in many Partial arc is dismantled. Another goal is the arc extinguishing device to be kept as small as possible in order to avoid small switches, such as installation switches, to be able to design for high breaking capacities.

Es ist bekannt, den Schaltkontakt mit zwei ringförmigen, konzentrisch angeordneten Leitkontakten zu verbinden, wobei der innere Leitkontakt durch eine auf der Wicklung liegende Mantelfläche an einer Blasspule gebildet wird, deren magnetisches Feld den Raum zwischen den Leitkontakten derart durchsetzt, daß der im Magnetfeld zwischen den Kontakten entstehende Lichtbogen schnell rotiert.It is known, the switching contact with two annular, concentric arranged conductive contacts to connect, the inner conductive contact by a The outer surface lying on the winding is formed on a blown coil, the magnetic Field penetrates the space between the conductive contacts in such a way that the magnetic field arcing between the contacts rotates rapidly.

Bei einer derartigen Anordnung ist auch bekannt, die innere Windung der Blasspule nicht nur als Lichtbogenleitkontakt zu verwenden, sondern einen Teil der inneren Windung beweglich zu gestalten und als den beweglichen, schaltenden Kontaktteil zu verwenden. Da die Lichtbogenlänge bei derart konzentrisch angeordneten Leitkontakten konstant bleibt, ist es üblich, mittels eingeschobener Bleche den Lichtbogen in Teillichtbögen zu zerlegen, wodurch die Lichtbogenspannung hochgetrieben und die Kühlwirkung erhöht wird.In such an arrangement, the inner turn is also known of the blowing coil not only to be used as an arcing contact, but part of it to make the inner winding movable and as the movable, switching To use contact part. Because the arc length at such a concentrically arranged Conductor contacts remains constant, it is common to use the inserted metal sheets Split the arc into partial arcs, thereby boosting the arc voltage and the cooling effect is increased.

Der Nachteil, der sich aus der konstanten Lichtbogenlänge ergibt, wird bei einer anderen bekannten Lichtbogenlöscheinrichtung behoben, indem durch Einwirkung des Blasfeldes die Lichtbogenfußpunkte rotieren und der Lichtbogen über eine isolierende Zwischenwand zunehmender Bogenhöhe geführt urid in die Länge gezogen wird. Nachteilig bei dieser Anordnung ist der verhältnismäßig große Raumbedarf.The disadvantage resulting from the constant arc length is remedied in another known arc extinguishing device by Under the effect of the blown field, the arc roots rotate and the arc over an insulating partition wall of increasing arch height led and elongated will. The disadvantage of this arrangement is the relatively large space requirement.

Um die Kühlwirkung zu verstärken, ist es auch bekannt, den Lichtbogen in zwei Teillichtbögen zu zerlegen und unter Einwirkung zweier verschiedener magnetischer Felder in eine kreisende Bewegung zu versetzen, wobei die Lichtbogenlänge sich nicht ändert. Die Teillichtbögen bewegen sich hierbei in getrennten Kammern zwischen je zwei Metallplatten und erfahren so eine besonders starke Abkühlung. Doch fehlt dieser Anordnung wieder das Merkmal der Lichtbogenlängung.In order to increase the cooling effect, it is also known to use the arc to be broken down into two partial arcs and under the action of two different magnetic ones To set fields in a circular motion, whereby the arc length does not change changes. The partial arcs move here in separate chambers between each two metal plates and experience a particularly strong cooling. But this is missing Arrangement again the feature of the arc elongation.

Bei all diesen Anordnungen sind die Blasfelder auf großen Flächen wirksam, so daß ihrer geringen Konzentration entsprechend die Geschwindigkeit der Lichtbogenänderung klein ist und die eine schnelle Löschung des Lichtbogens bewirkende notwendige Kühlung nicht immer gegeben ist.In all of these arrangements, the blow fields are on large areas effective, so that their low concentration increases the speed of the The change in the arc is small and which causes the arc to be extinguished quickly necessary cooling is not always given.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Mängel der bekannten Lichtbogenlöscheinrichtungen auszuschalten, sie bezieht sich auf einen Schalter mit Lichtbogenlöscheinrichtung mit zwei auf eine Schaltstelle einwirkenden, von Blasspulen erzeugten Blasfeldern. Die Erfindung besteht darin, daß die äußere Windung jeder Blasspule einen Lichtbogenleitkontakt bildet und daß jede Blasspule ein derart gestaltetes, den magnetischen Fluß führendes Leitblech aufweist, daß jedes Blasfeld im Schaltraum vor dem zugeordneten Lichtbogenleitkontakt stark konzentriert ist und daß ferner der bewegliche Kontaktteil mit dem Lichtbogenleitkontakt der einen Blasspule verbunden ist, und bei Kontaktunterbrechung auf diesem aufliegt, während der feste Kontaktteil durch den Lichtbogenleitkontakt der zweiten Blasspule gebildet wird. Durch die Konzentration der Blasfelder und deren Einwirkung auf je einen Lichtbogenfußpunkt des Lichtbogens, der durch die Art der Kontaktanordnung beim Öffnen des Schalters mit dem beweglichen Kontaktteil durch die beiden Blasfelder gezogen wird, kann der Lichtbogen sehr schnell verlängert werden, wenn als Schaltkontakt die oberste Windung jeder Blasspule oder eine leitende mit der Blasspule verbundene Abdeckung als feststehender Kontaktteil und/oder Leitkontakte für einen Lichtbogenfußpunkt ausgebildet ist und mit einer zwischen den Blasspulen angeordneten beweglichen Schaltzunge oder Schaltbrücke zusammenarbeitet.The invention is based on the problem of the shortcomings of the known Switch off arc extinguishing equipment, it refers to a switch with arc extinguishing device with two acting on one switching point, of Blow coils generated blow fields. The invention consists in that the outer turn each blow coil forms an arc conducting contact and that each blow coil is one such designed, the magnetic flux guiding baffle has that each blown field is heavily concentrated in the switch room in front of the associated arc contact and that further the movable contact part with the arcing contact of the one Blow coil is connected, and in the event of a break in contact rests on this while the fixed contact part is formed by the arcing contact of the second blow coil will. Through the concentration of the blown fields and their effect to one arc base point of the arc, which is determined by the type of contact arrangement when opening the switch with the movable contact part through the two blower fields is drawn, the arc can be extended very quickly when used as a switching contact the topmost turn of each blow coil or a conductive one connected to the blow coil Cover as a fixed contact part and / or guide contacts for an arc base is formed and with a movable switch tongue arranged between the blow coils or switching bridge cooperates.

Um eine Rückkehr des Lichtbogenfußpunktes bei der Rotation auf den Ausgangspunkt zu verhindern, ist der Leitkontakt durch ein die Bewegung begrenzendes Isolierteil unterbrochen. Die Blasspulen können in einer Ebene oder auf einer Achse hintereinander angeordnet sein. Im ersten Fall wird die bewegliche Schaltzunge vorzugsweise an der Stelle des geringsten Abstandes der Blasspulen angeordnet und mit dem Leitkontakt einer Blasspule durch eine Leitung elektrisch verbunden. Im Schaltzustand liegt die Schaltzunge auf dem Leitkontakt der zweiten Blasspule auf, so daß beim Öffnen der Lichtbogen von dieser Kontaktstelle durch die Blasfelder beider Blasspulen gezogen wird und in der Endstellung beim Aufliegen der Schaltzunge auf der Schaltstelle der mit ihr verbundenen Blasspule auf den Leitkontakt überspringt. Bei richtiger Polung der Blasfelder wandern die Lichtbogenfußpunkte in entgegengesetztem Drehsinn, so daß der Lichtbogen schnell verlängert wird. Die gegenläufige Rotation der Lichtbogenfußpunkte auf dem äußeren Mantel der Blasspulen und die Konzentration des Blasfeldes auf die Lichtbogenfußpunkte bringt zu einer vorteilhaften schnellen Längung des Lichtbogens eine gute Kühlung, da der Lichtbogen selbst, durch das geringe Streufeld bedingt, nur langsam von den kühlenden Leitkontakten weggetrieben wird, so daß ein starkes, die Löschung begünstigendes Wärmegefälle auf der ganzen Länge des Lichtbogens bestehenbleibt. Die Einschränkung der Konzentration des Blasfeldes auf die Fußpunkte erfordert nur kleine raumsparende Blasspulen. Isolierende Platten dienen dazu, den Lichtbogen von den magnetischen Leitblechen fernzuhalten und eine Löschkammer zu bilden. Außerhalb der konzentrierten Blasfelder in den isolierenden Platten in bekannter Weise angeordneten Deionbleche dienen dazu, den durch die Streufelder in sie hineingeblasenen Lichtbogen zu unterteilen und zu kühlen.To ensure a return of the arc root point during rotation to the To prevent the starting point, the lead contact is limited by a movement Insulating part interrupted. The blow coils can be in a plane or on an axis be arranged one behind the other. In the first case, the movable switch tongue is preferred arranged at the point of the smallest distance between the blowing coils and with the conductive contact a blow coil electrically connected by a line. Is in the switching state the switching tongue on the conductive contact of the second blowing coil, so that when opening the arc is drawn from this contact point through the blowing fields of both blowing coils and in the end position when the switch tongue rests on the switch point the blowing coil connected to it jumps to the conductive contact. With correct Polarity of the blowing fields move the arc base points in the opposite direction of rotation, so that the arc is quickly extended. The opposite rotation of the arc roots on the outer jacket of the blowing coils and the concentration of the blowing field on the Arc roots lead to an advantageous rapid elongation of the arc good cooling, as the arc itself, due to the low stray field, is only slowly driven away from the cooling conductive contacts, so that a strong, The heat gradient favoring the extinction remains along the entire length of the arc. The restriction of the concentration of the blown field to the foot points only requires small space-saving blow coils. Insulating plates are used to prevent the arc keep away from the magnetic baffles and create an arcing chamber. Outside of the concentrated blown fields in the insulating plates arranged in a known manner Deion plates are used to control the arc blown into them by the stray fields to subdivide and to cool.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung in den A b b. 1 und 2 dargestellt. Die A b b. 1 zeigt im Prinzip einen Schalter mit einer Lichtbogenlöscheinrichtung und angedeutetem bereits langgezogenem Lichtbogen, in der A. b b. 2 ist die Lichtbogenlöscheinrichtung des Schalters, von der Seite gesehen, dargestellt.An embodiment of the invention is shown in the drawing in A b b. 1 and 2 shown. The A b b. 1 shows in principle a switch with a Arc extinguishing device and indicated, already drawn-out arc, in the A. b b. 2 is the arc extinguisher of the switch, seen from the side, shown.

An Hand der Abbildung wird die Arbeitsweise des Schalters beschrieben. 1 und 2 sind BlasspuIen, welche an jeweils einem Ende mit zwei ringförmigen Leitkontakten 3, 4 in der dargestellten Weise verbunden sind. Die ringförmigen Leitkontakte 3, 4 werden durch Isolierstücke 5, 6 unterbrochen. Zwischen den Leitkontakten 3, 4 befindet sich eine Schaltzunge 7, die in dem Drehpunkt 8 beweglich gelagert ist. Die Schaltzunge 7 wird durch die Federkraft 9 eines nicht dargestellten Schaltmechanismus in geöffnetem Zustand des Schalters, wie in der Darstellung strichliniert gezeichnet, an die Kontaktstelle 4 a gedrückt. Wenn der Schalter geschlossen ist, dann wird die Schaltzunge 7 durch die Federkraft 10 an die Kontaktstelle 3 a angedrückt. Der Strom J fließt bei geschlossenem Schalter in der durch die Pfeile angedeuteten Richtung durch die Spule 2, den Leitkontakt 4 zu dem Drehpunkt B. Er fließt, da dieser Drehpunkt 8 leitend mit der Kontaktzunge 7 verbunden ist, weiter über dieselbe zur Kontaktstelle 3 a. Von dieser Kontaktstelle 3 a fließt der Strom über die Spule 1 ab.The function of the switch is described using the illustration. 1 and 2 are blown coils which are connected at one end to two ring-shaped conductive contacts 3, 4 in the manner shown. The ring-shaped guide contacts 3, 4 are interrupted by insulating pieces 5, 6. Between the guide contacts 3, 4 there is a switching tongue 7 which is movably mounted in the pivot point 8. The switching tongue 7 is pressed against the contact point 4 a by the spring force 9 of a switching mechanism (not shown) in the open state of the switch, as shown in dashed lines in the illustration. When the switch is closed, the switch tongue 7 is pressed against the contact point 3 a by the spring force 10. When the switch is closed, the current J flows in the direction indicated by the arrows through the coil 2, the conductive contact 4 to the pivot point B. It flows, since this pivot point 8 is conductively connected to the contact tongue 7, further via the same to the contact point 3a . The current flows from this contact point 3 a via the coil 1 .

Wenn der Schaltmechanismus entweder durch Handbetätigung, überstrom- oder Kurzschlußausiösung öffnet, dann bewegt sich die Schaltzunge 7 unter Einwirkung der Federkraft 9 um den Drehpunkt B. Der Kontakt wird an der Kontaktstelle 3 a unterbrochen. Infolge der Bewegung der Schaltzunge 7 durch die magnetischen Felder 13,14 bis zum Anschlag an der Kontaktstelle 4 a bildet sich ein Lichtbogen zwischen den Kontaktstellen 3 a, 4 a. Durch magnetische Leitbleche 11 und 12 ist der magnetische Fluß so geführt, daß die magnetischen Felder 13, 14 um die Leitkontakte 3, 4 ringförmig konzentriert sind, so daß der Lichtbogen im wesentlichen im Bereich seinerFußpunkte dermagnetischen Blaswirkung ausgesetzt ist. Als Folge des konzentrierten magnetischen Feldes 13 bewegt sich der Lichtbogenfußpunkt auf dem Leitkontakt 3 von seinem Entstehungsort schnell in Richtung des Uhrzeigersinnes fort. Der zunächst noch auf der Schaltzunge 7 stehende Gegenfußpunkt wird durch das entsprechend gerichtete Blasfeld 13 der Blasspule 2 von dieser heruntergerissen und bewegt sich auf den Leitkonktakt 4 entgegen dem Uhrzeigersinn. Durch die gleichzeitige Auswanderung der Lichtbogenfußpunkte und die konzentrierte Feldwirkung wird eine außergewöhnliche schnelle Lichtbogenverlängerung erzielt. Dadurch, daß die Fußpunkte auf entgegengesetzt gekrümmten Bahnen laufen, erreicht man in einem begrenzten Raum eine große Lichtbogenlänge. Es wird eine schnell ansteigende, sehr hohe Lichtbogenspannung erzeugt.If the switching mechanism opens either by manual operation, overcurrent or short-circuit release, then the switch tongue 7 moves under the action of the spring force 9 around the pivot point B. The contact is interrupted at the contact point 3a. As a result of the movement of the switching tongue 7 through the magnetic fields 13, 14 up to the stop at the contact point 4 a, an arc is formed between the contact points 3 a, 4 a. The magnetic flux is guided by magnetic guide plates 11 and 12 in such a way that the magnetic fields 13, 14 are concentrated annularly around the guide contacts 3, 4, so that the arc is exposed to the magnetic blowing effect essentially in the region of its base points. As a result of the concentrated magnetic field 13, the arc base on the conductive contact 3 moves quickly from its point of origin in the clockwise direction. The counterfoot point, which is initially still on the switching tongue 7, is torn down by the correspondingly directed blowing field 13 of the blowing coil 2 and moves onto the conductive contact 4 in a counterclockwise direction. Due to the simultaneous migration of the arc roots and the concentrated field effect, an extraordinarily fast arc extension is achieved. Because the base points run on oppositely curved paths, a large arc length is achieved in a limited space. A rapidly increasing, very high arc voltage is generated.

Da der Lichtbogen sofort von dem beweglichen Kontaktteil, der Zunge 7, heruntergerissen wird, entsteht an dieser kein Materialverschleiß. Dieses Teil und damit der ganze Schaltmechanismus, kann daher mechanisch leicht ausgeführt werden, was wiederum vorteilhaft für den Ablauf des gesamten Schaltvorganges ist. Lediglich die Kontaktstellen 3 a, 4 a an den Leitkontakten werden vorteilhafterweise mit verstärkten, für die Kontaktgabe geeigneten Belägen versehen. Die Isolierstücke 5, 6 begrenzen die Wanderung der Lichtbogenfußpunkte auf den Leitkontakten 3, 4 und verhindern eine Neuzündung des Lichtbogens, die auftreten würde, wenn die Fußpunkte auf nicht unterbrochenen Leitkontakten rotieren könnten. Isolierende Wände 15 schirmen in bekannter Weise die für den magnetischen Fluß notwendigen Leitbleche 11, 12 gegen den Lichtbogen ab und bilden eine Lichtbogenkammer. Zur weiteren Erhöhung der Lichtbogenspannung können in diesen Wänden 15 in bekannter Weise Deionbleche 16 eingebracht werden, in die der Lichtbogen durch das Streufeld geblasen wird, und auf denen der Lichtbogen zusätzlich feste Fußpunkte bilden kann.Since the arc is immediately torn down from the movable contact part, the tongue 7, there is no material wear on it. This part and thus the entire switching mechanism can therefore be made mechanically light, which in turn is advantageous for the course of the entire switching process. Only the contact points 3 a, 4 a on the guide contacts are advantageously provided with reinforced coverings suitable for making contact. The insulating pieces 5, 6 limit the migration of the arc base points on the conductive contacts 3, 4 and prevent a re-ignition of the arc, which would occur if the base points could rotate on uninterrupted conductive contacts. Insulating walls 15 shield the guide plates 11, 12 necessary for the magnetic flux from the arc in a known manner and form an arc chamber. To further increase the arc voltage, deion plates 16 can be introduced into these walls 15 in a known manner, into which the arc is blown through the stray field and on which the arc can additionally form fixed base points.

Claims

Claims: 1. Switch with arc extinguisher with two Blowing fields generated by blowing coils acting on a switching point, d a d u r c h g e - indicates that the outer turn of each blown coil (1, 2) is an arc-conducting contact (3 or 4) and that each blowing coil (1, 2) is designed in this way, the magnetic Flux-guiding baffle (11,12) has that each glass field (13 or 14) in the control room is heavily concentrated in front of the associated arc guide contact (3 or 4) and that also the movable contact part (7) with the arc guide contact (4) of the a blow coil (2) is electrically connected and after the contact break (between 7 and 3) rests on it.

2. Switch according to claim 1, characterized in that that the blow coils (1, 2) are arranged axially parallel to one another in one plane and the movable contact part (7) is preferably one which is pivotable between the blow coils Switch tongue is.

3. Switch according to claim 1 and 2, characterized in that the ring-shaped guide contacts for the arc base points of one each of the base point migration limiting insulating part (5, 6) are interrupted.

4. Switch according to claim 1 and 2, characterized in that the contact points (3 a, 4a) at the point of the smallest distance between the arc guide contacts (3, 4).

5. Switch to Claim 1 to 4, characterized in that shielding insulating plates (15) between the guide contacts (3, 4) and the magnetic guide plates (11, 12) on each blowing coil (1, 2) are inserted and limit the switching space. Considered publications: German patents Nos. 374 302, 383 259, 390 736, 533 477, 598 048, 707 432, 937 295, 967 621.