DE1171974B - Electrical switch with arc extinguishing by means of an extinguishing agent flow generated by the arc in a extinguishing chamber - Google Patents
Electrical switch with arc extinguishing by means of an extinguishing agent flow generated by the arc in a extinguishing chamberInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
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AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Internat. K): H 02 c Boarding school K): H 02 c
Deutsche KL: 21c-35/10 German KL: 21c-35/10
Nummer: Aktenzeichen: Anmeldetag: Auslegetag:Number: File number: Registration date: Display day:
L 37677 VIIId/21 c
2. Dezember 1960
11. Juni 1964L 37677 VIIId / 21 c
2nd December 1960
June 11, 1964
Bei elektrischen Schaltern mit Löschung des Lichtbogens durch einen vom Lichtbogen selbst erzeugten Löschmittelstrom ist für die Wirkungsweise der Lichtbogenlöschung eine geregelte, kräftige Strömung des austretenden Löschmittels von größter Bedeutung. Man hat deshalb die Ausströmöffnung der allseitig geschlossenen Löschkammer mit einem von der Bewegung des Schaltstiftes unabhängigen kraftschlüssigen Absperrorgan versehen, das durch den Druck im Innern der Löschkammer betätigt wird und die Ausströmöffnung der Löschkammer erst bei einer bestimmten Drucksteigerung in der Löschkammer freigibt. Der Lichtbogen wird bei solchen Schaltern im wesentlichen durch eine Löschmittelströmung gelöscht, die in der Längsrichtung geführt wird. Hierbei ist es gleichgültig, ob der Lichtbogen unmittelbar in der Ausströmöffnung der Löschkammer oder in einer sich in deren Innern befindlichen Öffnung oder Durchbohrung brennt.In the case of electrical switches, the arc is extinguished by one generated by the arc itself The flow of extinguishing agent is a regulated, powerful flow for arc extinguishing of the escaping extinguishing agent is of the utmost importance. You therefore have the outflow opening the extinguishing chamber, which is closed on all sides, with one that is independent of the movement of the switch pin non-positive shut-off device, which is actuated by the pressure inside the extinguishing chamber and the discharge opening of the quenching chamber only when there is a certain increase in pressure in the Quenching chamber releases. In such switches, the arc is essentially generated by a flow of extinguishing agent deleted, which is guided in the longitudinal direction. It does not matter whether the arc directly in the discharge opening of the arcing chamber or in one of its Internal opening or perforation is burning.
Um bei einer solchen Anordnung für das Löschen von Lichtbögen kleiner und großer Ströme günstige Löschmittelströmungen zu erhalten, ist es bekannt, das Absperrorgan mit zwei verschieden starken Federn zu versehen. Dadurch können aber die Lichtbögen über den gesamten Strombereich, d. h. von den kleinsten bis zu den größten Strömen, nicht mit Sicherheit gelöscht werden.In order to be favorable with such an arrangement for the extinguishing of arcs of small and large currents To obtain extinguishing agent flows, it is known to use the shut-off device with two different strengths To provide springs. As a result, however, the arcs can over the entire current range, i. H. from the smallest to the largest currents, cannot be deleted with certainty.
Bei einer mit einem Absperrorgan versehenen Löschkammer ist der Durchmesser der Ausström-Öffnung und die auf das Abschlußorgan wirkende Kraft verhältnismäßig groß bemessen, damit zur Unterbrechung der Lichtbögen größerer Ströme genügend Löschmittel unter einer bestimmten Drucksteigerung aus der Löschkammer ausströmen kann. Hierbei ergeben sich jedoch für die Unterbrechung kleiner Ströme Schwierigkeiten, da infolge der hierbei auftretenden geringen Drucksteigerung in der Löschkammer das Absperrorgan nur wenig oder überhaupt nicht anspricht. Eine ausreichende Löschmittelströmung kommt in diesem Fall nicht zustande.In the case of an extinguishing chamber provided with a shut-off device, the diameter of the outflow opening is and the force acting on the closing organ is relatively large, so for Interruption of the arcs of larger currents enough extinguishing agent under a certain pressure increase can flow out of the extinguishing chamber. However, this results in the interruption Difficulties with small currents because of the slight increase in pressure occurring in the quenching chamber the shut-off device responds only slightly or not at all. A sufficient flow of extinguishing agent does not come about in this case.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Lichtbögen über dem gesamten Strombereich sicher zu löschen und für die Unterbrechung von Lichtbögen großer und kleiner Ströme die gleichen günstigen Löschmittelströmungen zu erreichen.The invention is based on the object of securing the arcs over the entire current range to extinguish and the same favorable for the interruption of arcs of large and small currents To achieve extinguishing agent flows.
Gemäß der Erfindung ist das von der Schaltstiftbewegung unabhängige Abschlußorgan mit einer
zweiten, einen kleineren Durchmesser als die eigentliche Ausströmöffnung der Löschkammer aufweisenden
Ausströmöffnung versehen, deren Verschluß auf kleinere Drücke innerhalb der Schaltkammer an-Elektrischer
Schalter mit Lichtbogenlöschung
durch einen vom Lichtbogen in einer Löschkammer erzeugten LöschmittelstromAccording to the invention, the closure member independent of the switching pin movement is provided with a second, smaller diameter than the actual outflow opening of the quenching chamber having an outflow opening, the closure of which at lower pressures within the switching chamber
by an extinguishing agent flow generated by the arc in an extinguishing chamber
Anmelder:Applicant:
Emil Lange, Ville d'Avray, Seine-et-OiseEmil Lange, Ville d'Avray, Seine-et-Oise
(Frankreich)(France)
Vertreter:Representative:
Dipl.-Ing. R. Schomerus, Patentanwalt,Dipl.-Ing. R. Schomerus, patent attorney,
Hannover, Theaterstr. 2Hanover, Theaterstr. 2
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Emil Lange, Ville d'Avray, Seine-et-OiseEmil Lange, Ville d'Avray, Seine-et-Oise
(Frankreich)(France)
spricht und von der Bewegung des Schaltstiftes unabhängig ist.speaks and is independent of the movement of the switch pin.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung hat das Abschlußorgan zur Freigabe der ersten Löschkammeröffnung nur für die Anfangsbewegung eine Gegenkraft zu überwinden, um nach einer bestimmten Druckerhöhung in der Löschkammer frei in seine offene Endstellung zu gelangen. Das Abschlußorgan steht zweckmäßig unter Wirkung einer Druckfeder, die durch seine Bewegung und mittels eines Führungsgliedes gespannt und entspannt wird. Auf diese Weise wird die erste große Ausströmöffnung durch die zweite Ausströmöffnung schlagartig freigegeben und dabei die zuerst wirkende Gegenkraft aufgehoben.According to a further embodiment of the invention, the closure member has to release the first arcing chamber opening only for the initial movement to overcome a counterforce in order to after a certain Pressure increase in the quenching chamber to move freely into its open end position. The final organ is expediently under the action of a compression spring, which is tensioned and relaxed by its movement and by means of a guide member. To this The first large outflow opening is suddenly released through the second outflow opening and at the same time the counterforce acting first is canceled.
Es empfiehlt sich, an dem Abschlußorgan Führungsflächen vorzusehen, auf denen die Druckfedern und das Führungsglied gleiten bzw. geführt werden. Ferner kann an der zweiten Ausströmöffnung ein gegenüber dem festen Kontakt der Löschkammer erhöht angeordneter Kontakt vorgesehen sein, an dem die Lichtbögen mittels des Schaltstiftes gezogen werden.It is advisable to provide guide surfaces on the closing element on which the compression springs are placed and the guide member slide or be guided. Furthermore, a can at the second outflow opening in relation to the fixed contact of the arcing chamber increased contact can be provided on which the arcs are drawn by means of the switch pin.
In der Zeichnung ist ein Ausführangsbeispiel des Erfindungsgegenstandes im Längsschnitt veranschaulicht. Es zeigtIn the drawing, an exemplary embodiment of the subject matter of the invention is illustrated in longitudinal section. It shows
Fig. 1 einen Schalter im eingeschalteten Zustand,1 shows a switch in the switched-on state,
Fig. 2 den Schalter beim Unterbrechen eines Lichtbogens mit kleinem Strom undFig. 2 shows the switch when an arc is interrupted with a small current and
F i g. 3 beim Unterbrechen eines Lichtbogens mit großem Strom.F i g. 3 when breaking an arc with a large current.
In der Löschkammer 1 ist ein fester Hohlkontakt 2 an der Ausströmöffnung 3 angeordnet, durch die dasIn the quenching chamber 1, a fixed hollow contact 2 is arranged at the outflow opening 3, through which the
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Löschmittel zur Löschung von Lichtbogen großer Ströme austritt und die deshalb einen großen Durchmesser hat. Als Gegenkontakt zum Hohlkontakt 2 ist der Schaltstift 4 vorgesehen, der zur Bildung einer festen elektrischen Verbindung eine ringförmige Kontaktfläche 5 zum Ziehen des Lichtbogens; einen erhöht angeordneten: Lichtbogenfußpunktkontakt 6 aufweist. ,Extinguishing agent for extinguishing arcs with large currents and which therefore has a large diameter. The switching pin 4 is provided as a mating contact to the hollow contact 2, which has an annular contact surface 5 for drawing the arc to form a solid electrical connection ; has an elevated: arc base contact 6. ,
In der Ausströmöffnung 3 liegt ein weiteres Abschlußorgan? mit eih'ör Öffnung 8 angeordnet, die einen kleineren Durchmesser hat als die Austrittsöffnung 3 der Löschkammer 1. Das Abschlußorgan 7 setzt sich oben in einem hohlen Bolzen 9 fort, in dem Ausströmkanäle 10 und ein Ventil 11 mit einer Feder 13 angeordnet sind.In the outflow opening 3 is another closing element? arranged with an opening 8, which has a smaller diameter than the outlet opening 3 of the quenching chamber 1 continues at the top in a hollow bolt 9, in which outflow channels 10 and a valve 11 with a Spring 13 are arranged.
Der Lichtbogenfuß.ppnktkontakt 6 des Schaltstiftes 4 ragt in die Öffnung 8 hinein. Das Abschlußorgan 7 ist nach der "Löschkammer 1 hin als Hohlkontakt 12 ausgebildet,' dessen Kontaktspitze in der Einschaltstellung des Schalters über den festen Hohlkontakt 2 ragt.The arc base contact 6 of the switch pin 4 protrudes into the opening 8. The closure member 7 is after the "quenching chamber 1 out as a hollow contact 12 formed, 'whose contact tip in the on position of the switch over the fixed hollow contact 2 protrudes.
Auf dem metallenen Bolzen 9 sind Führungsflächen 14, 15 und 10 angeordnet, auf denen um Zapfen 17 schwenkbare Führungsglieder 18 mit Druckfedern 19 gleiten. Eine Feder 20 hält die Führungsglieder 18 in der gewünschten Stellung. Der Bolzen 9 erhält durchweinen metallenen Führungsstift 21, der mittels eines Bügels 22 an der Löschkammer 1 befestigt ist, eine zusätzliche Führung. Der Stromkreis ist mit dem beweglichen Kontakt 4 und mit dem Führungsstift 21 bzw. dem Metallbolzen 9 verbunden. " . ; " . . :On the metal bolt 9 guide surfaces 14, 15 and 10 are arranged on which to Pin 17 pivotable guide members 18 slide with compression springs 19. A spring 20 holds the guide members 18 in the desired position. The bolt 9 receives through weeping metal guide pin 21, which is attached to the arcing chamber 1 by means of a bracket 22, provides an additional guide. The circuit is connected to the movable contact 4 and to the guide pin 21 and the metal bolt 9, respectively. ".;". . :
Zum Schutz gegen das aus der Löschkammer 1 austretende Löschmittel ist eine Schutzkappe 23 vorgesehen. A protective cap 23 is provided to protect against the extinguishing agent emerging from the extinguishing chamber 1.
Der Schalter hat folgende Wirkungsweise: In der Einschaltstellung der Fig. 1 wird der Strom über den Schaltstift 4 und den festen Hohlkonktat 2 durch den Schalter geleitet. Dabei befindet sich das Abschlußorgan 7 innerhalb der Ausströmöffnung 3 und schließt sie ab oder versperrt sie. Die öffnung 8 ist durch das Ventil 11 abgeschlossen, ferner ragt in diese Öffnung 8 der Lichtbogenfußpunktkontakt 6 des Schaltstiftes 4.The switch has the following mode of operation: In the switched-on position in FIG. 1, the current is over the switching pin 4 and the solid hollow contact 2 passed through the switch. This is where the closing organ is located 7 within the outflow opening 3 and closes it off or blocks it. The opening is 8 Completed by the valve 11, also protrudes into this opening 8 of the arc base contact 6 of the Switch pin 4.
Während die Führungsglieder 18 auf der Führungsfläche 15 aufliegen und sich in einem bestimmten Abstand von der Führungsfläche 14 befinden, stehen die Federn 19 in einer bestimmten Entfernung von der schrägen Führungsfläche 16 und üben in der Einschaltstellung keinen Druck auf den Bolzen 9 aus.While the guide members 18 on the guide surface 15 rest and are at a certain distance from the guide surface 14, are the springs 19 at a certain distance from the inclined guide surface 16 and exercise in the Switch-on position, do not exert any pressure on bolt 9.
Beim Trennen des Hohlkontaktes 2 von dem Schaltstift 4 zum Unterbrechen eines durch einen kleinen Strom (Betriebsstrom usw.) erzeugten Lichtbogens gemäß F i g. 2 wird durch den in der Löschkammer 1 entstehenden Lichtbogen 24 eine verhältnismäßig kleine Drucksteigerung erzeugt. Durch diese Drucksteigerung werden einerseits das Ventil 11 angehoben und andererseits der Bolzen 9 etwas nach oben bewegt. Durch diese Bewegung werden die Führungsglieder 18 auf der Fläche 15 etwas verschoben bzw. die Auflage gleitet auf einen anderen Punkt. Ferner werden die Federn 19 zur Auflage auf die Fläche 16 gebracht und damit gespannt, wodurch ein Gegendruck zu der in der Löschkammer 1 herrschenden Drucksteigerung erzeugt wird.When separating the hollow contact 2 from the switching pin 4 to interrupt one by one small current (operating current, etc.) generated arc according to FIG. 2 is through the in the extinguishing chamber 1 resulting arc 24 generates a relatively small increase in pressure. Through this Pressure increase on the one hand the valve 11 is raised and on the other hand the bolt 9 slightly moved up. As a result of this movement, the guide members 18 are displaced somewhat on the surface 15 or the support slides to another point. Furthermore, the springs 19 are used to support brought the surface 16 and thus tensioned, creating a counterpressure to that prevailing in the arcing chamber 1 Pressure increase is generated.
Durch das Ansprechen des Ventils 11 strömt das in der Löschkammer 1 befindliche, durch Lichtbogen 24 unter Druck gebrachte Löschmittel durch die öffnung 8 des Abschlußorgans 7 aus. Die Elektroden stehen dabei in einer solchen Stellung, daß sich der Lichtbogen 24 in einer günstigen Löschmittelströmung befindet und leicht gelöscht wird.As a result of the response of the valve 11, the gas in the extinguishing chamber 1 flows through an arc 24 pressurized extinguishing agent through the opening 8 of the closure member 7 from. The electrodes are in such a position that the arc 24 is in a favorable flow of extinguishing agent and is easily deleted.
Von besonderem Vorteil bei diesem Vorgang ist die erhöhte Lage des Hohlkontaktes 12 gegenüber dem festen Hohlkontakt 2, so daß der Lichtbogen gezwungen wird, in der öffnung 8 des Abschlußorgans 7 zu brennen.The elevated position of the hollow contact 12 opposite is of particular advantage in this process the fixed hollow contact 2, so that the arc is forced into the opening 8 of the terminating element 7 to burn.
Nach Unterbrechung des Lichtbogens 24 wird die öffnung 8 durch das unter Wirkung der Feder 13 stehende Ventil 11 geschlossen und der Bolzen 9 sowie das Abschlußorgan 7 werden in die Ausgangslage gebracht.After the arc 24 is interrupted, the opening 8 is opened by the action of the spring 13 standing valve 11 is closed and the bolt 9 and the closing element 7 are in the starting position brought.
Beim Unterbrechen eines großen Stromes (Kurzschlußstrom) gemäß F i g. 3 wird in der Löschkammer 1 durch den hier entstehenden Lichtbogen 25 eine sehr große Drucksteigerung erzeugt, durch die folgender Vorgang in der einzelnen Aufeinanderfolge herbeigeführt wird:When a large current is interrupted (short-circuit current) according to FIG. 3 is in the extinguishing chamber 1 generated by the arc 25 produced here, a very large increase in pressure through which the following process is brought about in the individual sequence:
Beim Bewegen des Schaltstiftes 4 von dem festen Hohlkontakt 2 wird der Lichtbogen an dem Lichtbogenfußpunktkontakt 6 des Schaltstiftes 4 und dem Hohlkontakt 12 des Abschlußorgans 7 gezogen. In der Löschkammer 1 wird eine große Drucksteigerung erzeugt, durch die das Ventil 11 und der Bolzen 9 angehoben werden. Durch diesen schnell ansteigenden großen Druck in der Löschkammer werden die Federn 19 bis auf den höchsten Wert gespannt. Infolge des von ihnen hervorgerufenen Gegendruckes werden der Druckanstieg und die Speicherung des Löschmittels in der Löschkammer noch unterstützt, da durch die kleine öffnung 8 des Abschlußorgans 7 nur wenig Löschmittel ausströmen kann.When the switching pin 4 is moved from the fixed hollow contact 2, the arc becomes at the arc base contact 6 of the switching pin 4 and the hollow contact 12 of the terminating element 7 pulled. There is a large increase in pressure in the arcing chamber 1 generated by which the valve 11 and the bolt 9 are raised. Through this rapidly increasing high pressure in the quenching chamber, the springs 19 are stretched to the highest value. As a result of the back pressure caused by them, the pressure increase and the storage of the Extinguishing agent in the extinguishing chamber is still supported, since through the small opening 8 of the closing element 7 only a small amount of extinguishing agent can escape.
Bei weiterem Druckanstieg in der Löschkammer wird der auf das Abschlußorgan 7 wirkende Druck so groß, daß es noch weiter bewegt wird. Infolge dieser Bewegung gleiten die Führungsglieder 18 von der Fläche 15 auf die Fläche 14, wobei wegen der dadurch bedingten Schwenkung um die Zapfen 17 die Federn 19 von der Fläche 16 abgehoben werden. Damit wird der auf den Bolzen 9 bzw. das Abschlußorgan? ausgeübte Druck weggenommen.If the pressure in the quenching chamber continues to rise, the pressure acting on the closing element 7 is reduced so big that it moves even further. As a result of this movement, the guide members 18 slide off of the surface 15 on the surface 14, and because of the pivoting about the pin 17 the springs 19 are lifted off the surface 16. So that on the bolt 9 or the closing organ? exerted pressure removed.
Das Abschlußorgan 7 wird nunmehr durch den in der Löschkammer 1 herrschenden Druck schlagartig nach oben getrieben und gibt damit die große Ausströmöffnung 3 frei. Bei dieser Bewegung des Abschlußorgans 7 wird der Lichtbogen durch den Hohlkontakt 12 mit nach oben gezogen und brennt in der Ausströmöffnung 3, durch die das in der Löschkammer befindliche Löschmittel ausströmt. Der dort brennende Lichtbogen steht unter günstigen Strömungsverhältnissen und wird leicht gelöscht.The closing element 7 is now suddenly due to the pressure prevailing in the extinguishing chamber 1 driven upwards and thus releases the large discharge opening 3. With this movement of the closure organ 7, the arc is drawn up through the hollow contact 12 and burns in the Outflow opening 3 through which the extinguishing agent located in the extinguishing chamber flows out. That one Burning arc is subject to favorable flow conditions and is easily extinguished.
Nach Unterbrechung des Lichtbogens wird das Ventil 11 durch die Feder 13 wieder in die Ausgangsstellung zurückgebracht, so daß die kleine Austrittsöffnung 8 wieder versperrt und die Löschkammer 1 nur durch die große öffnung 3 offen gehalten ist.After the arc is interrupted, the valve 11 is returned to its starting position by the spring 13 brought back so that the small outlet opening 8 blocked again and the quenching chamber 1 is kept open only by the large opening 3.
Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die Lichtbogen der Ströme eines bestimmten Strombereiches, die nur einen verhältnismäßig kleinen Druck in der Löschkammer erzeugen, durch das aus der öffnung mit kleinem Durchmesser ausströmende Löschmittel gelöscht werden.This arrangement ensures that the arcs of the currents of a certain current range, which only generate a relatively small pressure in the extinguishing chamber, through which Extinguishing agents flowing out of the opening with a small diameter must be extinguished.
Dagegen werden die Lichtbogen der Ströme, durch die große bzw. die größten Drucksteigerungen in der Löschkammer erzeugt werden, mittels der Lösch-In contrast, the arcs of the currents, by the large or the largest pressure increases in the Arcing chamber are generated, by means of the extinguishing
mittelströmungen gelöscht, die durch die große Ausströmöffnung der Löschkammer ausströmen.medium flows are extinguished, which flow out through the large outflow opening of the extinguishing chamber.
Die Lichtbogen von kleinen und großen Strömen brennen also stets in einer Ausströmöffnung, durch die die jeweils für den Löschvorgang erforderliche Menge des Löschmittels ausströmen kann.The arcs of small and large currents always burn through in an outflow opening which can flow out the amount of extinguishing agent required for the extinguishing process.
Als Löschmittel kann Gas in jeder Form oder eine Flüssigkeit verwendet werden.Gas in any form or a liquid can be used as extinguishing agent.
Man kann an Stelle der beschriebenen, mit mechanischen Mitteln wirkenden Anordnung eine solche wählen, die auf hydraulischem Wege dieselbe Wirkungsweise ergibt.One can use such an arrangement in place of the arrangement described, which acts by mechanical means choose which results in the same mode of operation hydraulically.
Beispielsweise kann man die zweite, kleine Ausströmöffnung mit einem Kolben verbinden, der in einen mit einer Flüssigkeit und Luft gefüllten Druckzylinder gleitet. Bei einem bestimmten Druckanstieg in der Löschkammer wird die unter Druck gebrachte Flüssigkeit umgeleitet und dadurch drucklos, so daß die zweite Ausströmöffnung die große Ausströmöffnung schlagartig freigibt.For example, you can connect the second, small outflow opening with a piston that is in a pressure cylinder filled with a liquid and air slides. At a certain increase in pressure In the extinguishing chamber, the pressurized liquid is diverted and thereby depressurized, so that the second outflow opening suddenly releases the large outflow opening.
Claims (4)
Deutsche Patentschriften Nr. 527 320, 572 518,
404.Considered publications:
German patent specifications No. 527 320, 572 518,
404.
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