DE1199365B

DE1199365B - Electric circuit breaker

Info

Publication number: DE1199365B
Application number: DES88085A
Authority: DE
Inventors: Werner Kohler; Horst-Joachim Schaefer; Hans-Joachim Gruenefeld
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1963-10-30
Filing date: 1963-10-30
Publication date: 1965-08-26
Also published as: CH414796A

Description

Elektrischer Leistungsschalter Es ist bekannt, die Löschmittelströmung elektrischer Leistungsschalter in Abhängigkeit vom Strom zu steuern. Eine solche Steuerung hat man insbesondere bei Druckgasschaltern vorgesehen, um Löschmittel einzusparen. Die Steuerung erfolgt dort in Stufen. Bei kleinen Strömen (bei betriebsmäßigen Schaltungen) wird ein Ventil geöffnet, das nur eine kleine Löschmittelmenge passieren läßt. Bei großen Strömen (im Kurzschlußfall) öffnet ein anderes Ventil, so daß ein größerer Durchtrittsquerschnitt für das Löschmittel vorhanden ist.Electrical circuit breaker It is known that the extinguishing agent flow control electrical circuit breaker depending on the current. Such Control has been provided in particular for compressed gas switches to extinguishant to save. The control takes place there in stages. With small currents (with operational Circuits) a valve is opened through which only a small amount of extinguishing agent can pass leaves. With large currents (in the event of a short circuit) another valve opens, so that a there is a larger passage cross-section for the extinguishing agent.

Bei den bekannten Anordnungen handelt es sich um Ventile, die in der Schließstellung zur vollständigen Absperrung des Druckmittels dienen. Solche Ventile erfordern aber einen verhältnismäßig großen Aufwand, da sie gut dichten müssen. Aus diesem Grunde benötigen sie auch entsprechend große Betätigungskräfte.In the known arrangements are valves that are in the The closed position is used to completely shut off the pressure medium. Such valves but require a relatively large effort, since they have to seal well. For this reason, they also require correspondingly large actuation forces.

Die Erfindung befaßt sich ebenfalls mit einem Leistungsschalter mit stromabhängig gesteuerter Löschwirkung. Sie geht von einem Schalter aus, der einen vom Strom durchflossenen Schaltstückträger sowie einen annähernd parallel zur Richtung des Stromes im Schaltstückträger verlaufenden Kanal für die Zuführung des Löschmittels zur Schaltstrecke aufweist. Erfindungsgemäß ist der Querschnitt des Kanals durch eine Platte aus weichmagnetischem Material steuerbar, die den Schaltstückträger umgibt und entgegen der Wirkung von Federn von dem Magnetfeld des den Schaltstückträger durchfließenden Stromes bewegt wird.The invention is also concerned with a circuit breaker current-dependent controlled extinguishing effect. She assumes a switch, the one the contact carrier through which the current flows, as well as one approximately parallel to the direction of the current in the contact piece carrier running channel for the supply of the extinguishing agent has to the switching path. According to the invention, the cross section of the channel is through a plate made of soft magnetic material controllable, which the contact piece carrier surrounds and against the action of springs by the magnetic field of the contact piece carrier flowing current is moved.

Durch die Erfindung wird bei kleinen Strömen unterhalb eines bestimmten Stromwertes die Löschmittelströmung gedrosselt. Dies bringt den Vorteil, daß Lichtbögen kleiner induktiver Wechselströme nicht durch zu starke Löschwirkung vor dem natürlichen Nulldurchgang abgerissen werden. Bei großen Strömen wird durch das Magnetfeld des den Schaltstückträger durchfließenden Stromes die Platte entgegen der Wirkung der Feder gegen den Schaltstückträger gezogen. Dadurch wird der Querschnitt für das Löschmittel vergrößert, so daß eine sichere Löschung großer Ströme möglich ist.With the invention, with small currents below a certain Current value throttled the extinguishing agent flow. This has the advantage that arcs Small inductive alternating currents are not due to too strong a quenching effect before the natural one Zero crossing are torn off. With large currents, the magnetic field of the the contact carrier current flowing through the plate against the action of the Spring pulled against the contact piece carrier. This will create the cross-section for the Extinguishing agent increased so that large currents can be safely extinguished.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist nicht wie die vorbeschriebenen Ventile als Absperrventil gedacht, da sie zwar eine Drosselung, aber keine vollständige Sperrung des Löschmittels gestattet. Sie zeichnet sich dafür durch einen außerordentlich einfachen Aufbau aus. Der Platzbedarf ist gering. Besondere Steuerleitungen sind nicht erforderlich, da die Betätigungskräfte für die Platte, wie erwähnt, vom Magnetfeld des abzuschaltenden Stromes selbst aufgebracht werden. Um bei gegebenem Strom möglichst große Kräfte zu erhalten, die die Platte in Richtung auf den Schaltstückträger bewegen, - wird die Platte zweckmäßig so ausgebildet, daß sie den Schaltstückträger umfaßt. Ferner kann man zu dem gleichen Zweck einen Körper aus weichmagnetischem Material als magnetischen Rückschluß vorsehen, der zusammen mit der Platte einen bis auf einen Spalt geschlossenen, den Schaltstückträger umgebenden Eisenkreis ergibt. Die Größe des Spaltes richtet sich nach der Bewegung, die die Platte ausführen soll.The arrangement according to the invention is not like the one described above Valves are intended as shut-off valves, as they are a throttling, but not a complete one Blocking of the extinguishing agent permitted. It is characterized by an extraordinary simple structure. The space requirement is small. Special control lines are not necessary, as the actuating forces for the plate, as mentioned, come from the magnetic field of the current to be switched off are applied itself. To with a given current as possible to obtain large forces that move the plate in the direction of the contact piece carrier, - The plate is expediently designed so that it includes the contact piece carrier. A body made of soft magnetic material can also be used for the same purpose as a magnetic return path, which together with the plate one up to results in a gap closed, the contact piece carrier surrounding iron circle. the The size of the gap depends on the movement that the plate is to perform.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform der Erfindung, bei der der magnetische Rückschluß ebenfalls von einer Platte gebildet wird, die durch eine Feder vom Schaltstückträger weg in eine Stellung gedrückt wird, in der sie den Kanal zum Teil versperrt. Der veränderliche Querschnitt des Kanals kann dadurch sehr groß gemacht werden.One embodiment of the invention is particularly advantageous in which the magnetic yoke is also formed by a plate, which is through a spring is pressed away from the contact piece carrier into a position in which it partially blocked the canal. The variable cross-section of the channel can thereby be made very big.

Es ist zweckmäßig, die Platte und den Rückschlußkörper, der den magnetischen Kreis um den Schaltstückträger schließt, gegebenenfalls also die zweite Platte, an der Stoßstelle so auszubilden, daß sie ineinandergreifen. Man erhält dann, ähnlich wie bei einem Tauchanker, große Kräfte bei gegebenem Hub.It is useful, the plate and the yoke body, which the magnetic Circle around the contact piece carrier closes, if necessary the second plate, to train at the joint so that they interlock. One then obtains, similarly like a plunger, large forces for a given stroke.

Zur Festlegung der Platte dient zweckmäßig ein Schlitz des Schaltstückträgers. Die Höhe des Schlitzes braucht nur wenig größer zu sein als die Stärke der Platte. Zur Geraiführeng der Platte, die ein Verdrehen verhindert, können zusammenwirkende geradlinige Kanten von Schlitz und Platte dienen. Auch die Feder kann im Schaltstückträger untergebracht werden, so da ß nur wenig Platz beansprucht wird. Sie sitzt zweckmäßig in einer Bohrung in Höhe des Schlitzes, der zur Führung der Platte dient.A slot in the contact piece carrier is useful for fixing the plate. The height of the slot only needs to be a little bigger than that Thickness of the plate. To keep the plate safe and prevent it from twisting cooperating straight edges of slot and plate are used. The pen too can be accommodated in the contact piece carrier, so that ß takes up little space will. It is conveniently located in a hole at the level of the slot that is used for guidance the plate is used.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Dabei zeigt F i g. 1 in vereinfachter Darstellung einen Teil eines Druckgasleistungsschalters in einem Längsschnitt, _ F i g. 2 in einem Querschnitt nach der Linie 11-II der F i g. 1.To explain the invention in more detail, the following is based on the Drawing an embodiment described. F i g. 1 in simplified Representation of part of a compressed gas circuit breaker in a longitudinal section, _ F i g. 2 in a cross section along the line 11-II of FIG. 1.

Der Schalter besitzt ein Isolierstoffgehäuse 1, in das bei 2 eine Druckgasleitung 3 führt. In das untere Ende des Gehäuses 1 ist der Schaltstückträger 5 eingesetzt, der mit einem Flansch 4 dicht an der Innenwand des Gehäuses 1 anliegt. Der Schaltstückträger 5 läuft an seinem oberen Ende in einen Abbrennstift 6 aus. Er bildet bei 7 eine Anlagefläche für mehrere am Umfang des Abbrennstiftes verteilt angeordnete Kontaktlamellen 9, die unter der Wirkung von nicht dargestellten Federn stehen. Die Lamellen 9 legen sich in der Einschaltstellung des Schalters bei 10 gegen ein hohles bewegliches Schaltstück 11. The switch has an insulating material housing 1 into which a compressed gas line 3 leads at 2. The contact piece carrier 5 is inserted into the lower end of the housing 1 and rests tightly against the inner wall of the housing 1 with a flange 4. The contact piece carrier 5 terminates in a burn-off pin 6 at its upper end. At 7, it forms a contact surface for a plurality of contact lamellae 9, which are distributed around the circumference of the burn-off pin and which are under the action of springs (not shown). In the switched-on position of the switch at 10, the lamellae 9 lie against a hollow, movable contact piece 11.

An einem Vorsprung 15 des Schaltstückträgers ist ein Führungskörper 16 befestigt. Der Führungskörper ist an seinem oberen Ende nach innen umgebogen. Er bildet zusammen mit der sich am oberen Ende düsenförmig verengenden Innenseite des Gehäuses 1 einen Ringkanal 17 für das im Ausschaltaugenblick zur Schaltstrecke strömende Löschmittel.A guide body 16 is attached to a projection 15 of the contact piece carrier. The guide body is bent inward at its upper end. Together with the inside of the housing 1, which narrows in the form of a nozzle at the upper end, it forms an annular channel 17 for the extinguishing agent flowing to the switching path at the moment of switch-off.

Mit ?0 ist ein Schlitz bezeichnet, der in den Schaltstückträger 5 eingearbeitet ist. Die Tiefe des Schlitzes, d. h. seine Abmessung in einer zur Schaltstiftachse senkrechten Ebene, ist gleich dem Unterschied zwischen dem Durchmesser des Schaltstückträgers bei 21 unterhalb des Schlitzes und dem Restquerschnitt, der in der F i g. 2 schraffiert gezeichnet ist. Wie man sieht, besitzt der Schlitz 20 auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Schaltstückträgers 5 zwei parallel verlaufende geradlinige Begrenzungsflächen 22.With? 0 a slot is designated, which in the contact piece carrier 5 is incorporated. The depth of the slot, i.e. H. its dimension in one to the switch pin axis vertical plane, is equal to the difference between the diameter of the contact piece carrier at 21 below the slot and the remaining cross-section, which is shown in FIG. 2 hatched is drawn. As can be seen, the slot 20 has two opposite one another Sides of the contact piece carrier 5 have two parallel straight boundary surfaces 22nd

In den Schlitz 20 sind zwei Platten 23 und 24 eingesetzt, die auf ihren einander abgekehrten Seiten kreisbogenförmige Begrenzungslinien 25 und 26 aufweisen. An der Stoßstelle ist die Patte 23 auf beiden Seiten des Schaltstückträgers 5 mit einer spitzwinkligen Ausnehmung 28 bzw. 29 versehen. In diese greift ein in der Form übereinstimmender Vorsprung 30 bzw. 31 der Platte 24.In the slot 20 two plates 23 and 24 are used, which on their sides facing away from one another, arc-shaped boundary lines 25 and 26 exhibit. At the joint, the flap 23 is on both sides of the contact piece carrier 5 provided with an acute-angled recess 28 and 29, respectively. This intervenes in the shape of the corresponding projection 30 or 31 of the plate 24.

In Höhe des Schlitzes 20 sind ferner zwei Bohrungen 33 bzw. 34 in den Schaltstückträger eingearbeitet. In diesen Bohrungen sitzt je eine Feder 35 bzw. 36. Die Federn 35 und 36 drücken die Platten 23 und 24 vom Schaltstückträger weg gegen die Innenwand des Gehäuses 1. Dadurch besteht in der Ruhstellung zwischen den beiden Platten an der Stoßstelle ein Spalt 38.At the level of the slot 20, there are also two bores 33 and 34 in incorporated the contact piece carrier. A spring 35 is seated in each of these bores and 36. The springs 35 and 36 press the plates 23 and 24 from the contact piece carrier away against the inner wall of the housing 1. This is in the rest position between a gap 38 between the two plates at the joint.

In der Einschaltstellung des Schalters wird der Schaltstückträger vom Strom durchflossen, wie durch die Stron?linien 39 und 40 schematisch angedeutet ist. Der Strom erzeugt ein Magnetfeld, durch das die aus Weicheisen bestehenden Platten 23 und 24 gegeneinander und damit gegen den Schaltstückträger 5 gezogen werden. Bei kleinen Strömen überwiegt jedoch die Kraft der Federn 35 und 36, so daß die Platten die in der Figur gezeigte Ruhstellung beibehalten. Wird ein solcher kleiner Strom abgeschaltet, so wird die bei 2 zuströmende Druckluft, die durch die Pfeile 42 angedeutet ist, gedrosselt, da der in - den Kanal 17 führende Querschnitt zum größten Teil versperrt ist. Hierdurch wird eine zu kräftige Beblasung des Lichtbogens, die zu einem vorzeitigen Erlöschen des Lichtbogens führen könnte, vermieden.When the switch is in the on position, the contact piece carrier flowed through by the current, as indicated schematically by the flow lines 39 and 40 is. The current creates a magnetic field through which the soft iron Plates 23 and 24 are drawn against one another and thus against the contact piece carrier 5 will. With small currents, however, the force of the springs 35 and 36 predominates, see above that the plates maintain the rest position shown in the figure. Will be such small current is switched off, the compressed air flowing in at 2, which is passed through the Arrows 42 is indicated, throttled, since the in - the channel 17 leading cross-section is for the most part blocked. This causes excessive blowing of the arc, which could lead to premature extinguishing of the arc, avoided.

Bei großen Strömen überwiegt dagegen die Anziehungskraft der Platten 23, 24. Die Platten gleiten im Schlitz 20 gegeneinander. Dadurch wird ein größerer Querschnitt für den Durchtritt des Löschgasen in den Kanal 17 freigegeben als bei kleinen Strömen. Man erhält also bei der Abschaltung von großen Strömen die gewünschte große Löschwirkung.In the case of large currents, on the other hand, the force of attraction of the plates 23, 24 predominates. The plates slide against one another in the slot 20. As a result, a larger cross-section is released for the extinguishing gas to pass into the channel 17 than with small flows. When switching off large currents, the desired high extinguishing effect is obtained.

Durch die Bemessung der Federn 35 und 36 hat man es in der Hand, das Verhältnis von Strom und Durchtrittsquerschnitt zu verändern. Macht man die Federcharakteristik z. B. flacher als die Kennlinie der für einen gegebenen Strom von der Stellung der Platten abhängige Anziehungskraft, so werden die Platten bei dem genannten Stromwert- und allen größeren Strömen vollständig gegeneinandergezogen, so daß der ganze Durchtrittsquerschnitt freigegeben ist. Macht man dagegen die Federcharakteristik steiler, so kann man zu jedem Strom oberhalb eines Mindestwertes einen bestimmten Durchtrittsquerschnitt und damit eine bestimmte Löschwirkung erhalten.By dimensioning the springs 35 and 36 you have it in hand, that To change the ratio of flow and passage cross-section. Do the spring characteristics z. B. flatter than the characteristic curve for a given current from the position of the Plate-dependent attraction force, so the plates are at the specified current value and all larger currents drawn completely against each other, so that the entire passage cross-section is released. On the other hand, if you make the spring characteristic steeper, you can a certain passage cross-section for each stream above a minimum value and thus obtain a certain extinguishing effect.

Claims

Claims: 1. Electrical circuit breaker, in particular pressure gas switch, with a current-controlled extinguishing effect and a switching piece carrier through which the current flows, as well as a channel running approximately parallel to the direction of the current in the contact piece carrier for the supply of the extinguishing agent to the switching path, d a - characterized in that the cross section of the Channel can be controlled by a plate made of soft magnetic material, which surrounds the contact piece carrier and is moved against the action of springs by the magnetic field of the current flowing through the contact piece carrier.

2. Electrical circuit breaker according to claim 1, characterized in that the Plate includes the contact piece carrier.

3. Electrical circuit breaker according to claim 1, characterized by a body made of soft magnetic material as magnetic Conclusion, which together with the plate a closed except for a gap, the iron circle surrounding the contact piece carrier results.

4. Electrical circuit breaker according to claim 3, characterized in that the magnetic yoke also is formed by a plate which by a spring away from the contact piece carrier in a position is pressed in which it partially blocks the channel.

5. Electric Circuit breaker according to Claim 3, characterized in that the plate and the Back-yoke bodies interlock at the joint.

6. Electric Circuit breaker according to Claim 1, characterized in that the plate in one Slot of the contact piece carrier is performed.

7. Electrical circuit breaker according to Claim 6, characterized by a straight guide by cooperating straight lines Edges of slot and plate. B. Electrical circuit breaker according to claim 1, characterized in that the spring is seated in a bore at the level of the slot of the contact piece carrier is arranged.