DE1221705B

DE1221705B - Electric switch with magnetic blowing for direct current

Info

Publication number: DE1221705B
Application number: DEA39393A
Authority: DE
Inventors: Georges Moser; Felix Keller
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1962-01-23
Filing date: 1962-02-07
Publication date: 1966-07-28
Also published as: CH389731A

Description

Elektrischer Schalter mit magnetischer Blasung für Gleichstrom Die Erfindung bezieht sich auf einen Schalter mit magnetischer Blasung für Gleichstrom mit Funkenhörnern, auf die der Lichtbogen beim Ausschalten kommutiert wird, und mit Mitteln, welche die Fußpunkte des Lichtbogens auf den hufeisenförmig angeordneten Funkenhörnern von der Kontaktstelle weg gegen das offene Ende der Schaltkammer blasen.Electric switch with magnetic blowing for direct current Die The invention relates to a magnetic blower switch for direct current with spark horns to which the arc is commutated when it is switched off, and with means, which the base points of the arc on the horseshoe-shaped arranged Blow the spark horns away from the contact point against the open end of the switching chamber.

Die bekannten Schalter dieser Art arbeiten in der Weise, daß beim öffnen der Kontakte eine magnetische Blasung einsetzt, die den Lichtbogen auseinanderzieht und auf besondere Funkenhörner überspringen läßt, wobei die Fußpunkte des Lichtbogens nach der Kommutierung auf .die Funkenhörner sich zunächst von der Kontaktstelle weg in entgegengesetzten Richtungen bewegen und anschließend nach unten getrieben werden, während die mittlere Partie des Lichtbogens durch die magnetische Blaseinrichtung nach oben ausgeweitet wird, wodurch schließlich der Lichtbogen zum Erlöschen gebracht wird. Durch die unverhältnismäßig große Verlängerung des Lichtbogens, wobei diese Verlängerung recht unregelmäßig verläuft, je nachdem, ob es sich um kleine oder große zu unterbrechende Ströme handelt, treten relativ hohe Schaltüberspannungen auf, welche die Einsatzmöglichkeiten des Schalters unerwünscht einengen. Dies betrifft insbesondere den Einsatz solcher Schalter in Anlagen mit Halbleitergleichrichtern, welche überspannungen nur in sehr begrenztem Maße ertragen können. Durch die Ausweitung des Lichtbogens entsteht nämlich eine hohe Lichtbogenspannung, die höher ist als die Betriebsspannung, welche bei Anlagen mit Halbleitergleichrichtern verhältnismäßig niedrig ist, z. B. 250 V.The known switches of this type work in such a way that when When the contacts open, a magnetic bubble sets in, which pulls the arc apart and lets jump over to special spark horns, the base points of the arc after commutation on .the spark horns initially move away from the contact point move away in opposite directions and then driven down while the middle part of the arc is blown by the magnetic blower is widened upwards, whereby finally the arc is extinguished will. Due to the disproportionately large extension of the arc, this Extension is quite irregular, depending on whether it is small or large currents to be interrupted are involved, relatively high switching overvoltages occur on, which undesirably restrict the possible uses of the switch. this concerns in particular the use of such switches in systems with semiconductor rectifiers, which can only bear overvoltages to a very limited extent. By expanding The arc creates a high arc voltage that is higher than the operating voltage, which is proportionate in systems with semiconductor rectifiers is low, e.g. B. 250 V.

Ferner ist es bekannt, bei Schaltern mit magnetischer Blasung Zwischenhörner anzubringen, welche den Lichtbogen in mehrere Teillichtbögen aufteilen. Diese Zwischenhörner werden bei den bekannten Ausführungen z. B. an die Wände von Zwischenkammern gelegt und bewirken, daß die Teillichtbögen in die Zwischenkammern eindringen können. Sie haben also die Aufgabe, die entstandenen Teillichtbögen möglichst auszuweiten. Mit Hilfe solcher Zwischenhörner erreicht man jedoch nicht, daß die Spannung des Lichtbogens verringert wird. Im Gegenteil, da die Einzellichtbögen für sich sehr groß werden, ist die Gesamtspannung im allgemeinen höher als die ursprüngliche Spannung des geschlossenen Lichtbogens. Es hat sich auch gezeigt, daß die bei Wechselstrom üblichen Löschbleche zur Vielfachunterteilung des Lichtbogens hier keine wirksame Begrenzung der Schaltüberspannungen erbringen.It is also known to have intermediate horns in switches with magnetic blowing to attach, which divide the arc into several partial arcs. These intermediate horns are in the known designs z. B. placed on the walls of intermediate chambers and cause the partial arcs to penetrate into the intermediate chambers. she therefore have the task of expanding the resulting partial arcs as much as possible. With With the help of such intermediate horns, however, one does not achieve that the voltage of the arc is decreased. On the contrary, since the individual arcs are very large, the total tension is generally higher than the original tension of the closed Arc. It has also been shown that the quenching plates common with alternating current for multiple subdivision of the arc, there is no effective limitation of the switching overvoltages here provide.

Um nun den erwähnten Nachteil der hohen Schaltüberspannungen bei Schaltern mit magnetischer Blasung, bei denen die Funkenhörner hufeisenförmig ausgeführt sind, zu vermeiden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß mindestens eine der Lichtbogenunterteilung dienende, ebenfalls hufeisenförmig ausgebildete Metallschiene vorhanden ist, welche gegenüber den Funkenhörnern isoliert ist und letztere mit gleichbleibendem Abstand umfaßt.Now to the mentioned disadvantage of the high switching overvoltages in switches with magnetic blowing, in which the spark horns are designed in the shape of a horseshoe, to avoid, it is proposed according to the invention that at least one of the arc subdivisions serving, also horseshoe-shaped metal rail is available, which is isolated from the spark horns and the latter with a constant distance includes.

Auf diese Weise wird erreicht, den Lichtbogen in definierter Weise während des Laufens seiner Fußpunkte auf den Funkenhörnern und der Metallschiene in seiner Länge konstant zu halten und damit die überspannungen sowohl bei kleinen als auch großen Strömen in unschädlichen Grenzen zu halten.In this way, the arc is achieved in a defined manner while running its foot points on the spark horns and the metal rail to keep constant in its length and thus the overvoltages both with small ones as well as to keep large currents within harmless limits.

Die Figuren erläutern den Erfindungsgegenstand näher. In F i g. 1 ist eine Seitenansicht des Schalters in schematischer Form dargestellt; F i g. 2 zeigt den Schnitt A-A. The figures explain the subject matter of the invention in more detail. In Fig. 1 is a side view of the switch shown in schematic form; F i g. 2 shows the section AA.

Die Kontaktstücke sind mit 1 und 2 bezeichnet; zwischen ihnen liegt ein Brückenkontakt 3, welcher die Verbindung zwischen den Kontaktstücken 1 und-2 in geschlossenem Zustand herstellt. Dieser Brückenkontakt wird von außen durch einen nicht gezeichneten Antrieb betätigt. In der Figur ist der Brückenkontakt im geschlossenen Zustand dargestellt. Beim öffnen des Schalters brennt der Lichtbogen nun zunächst zwischen den Punkten 1 und 2. Er wird dann durch eine nicht gezeichnete Blaswindung auf die Funkenhörner 5 und 6 kommutiert. Hiermit wird gleichzeitig die Blaswindung 4 eingeschaltet, welche die ganze Funkenkammer umfaßt. Der Lichtbogen würde dann ohne weitere Zwischenhörner in seiner ganzen Länge zwischen den beiden Funkenhörnern brennen. Diese Funkenhörner sind hufeisenförmig ausgeführt. Die magnetische Blasung versucht die Fußpunkte des Unterbrechungslichtbogens bis an das untere Ende der Funkenhörner 5 'und 6 zu blasen. Die Enden sind mit 7 und 8 bezeichnet. Der Lichtbogen würde dann sehr lang werden, so daß seine Spannung gefährlich hoch wird. Deshalb sind die Zwischenhörner 9 und 10 sowie 11 und 12 vorgesehen. Zunächst sei angenommen, daß nur die miteinander elektrisch verbundenen Hörner 11 und 12 vorhanden sind. Hierdurch wird erreicht, daß der Lichtbogen zunächst nur zwischen den Hörern 5 und 11 einerseits und 6 und 12 andererseits brennt und durch die magnetische Blasung nach unten getrieben wird. Außerdem sind zur weiteren Unterteilung die Zwischenhörner 9 und 10 vorgesehen, die nicht elektrisch in Verbindung stehen. Der Lichtbogen muß dann am Ende der Hörner auf der linken Seite zwischen 7 und 9 und zwischen 9 und 11 brennen, auf der rechten zwischen 6 und 10 und 10 und 12. Durch die magnetische Blasung werden diese Lichtbögen nach unten getrieben, hierbei gekühlt und reißen schließlich ab: Die Zwischenhörner 9 bis 12 sind isoliert aufgesetzt, haben also keine elektrische Verbindung miteinander. Nur die Funkenhörner 11 und 12 sind miteinander verbunden und haben den weitesten Abstand von den ursprünglichen Hörnern 5 und 6. Alle Funkenhörner sind genau parallel zueinander geführt, so daß die Abstände zwischen ihnen gleich sind. An der Stelle des Kontaktes sind sie spitz ausgeführt, um auch dort den gleichen Abstand zu den ursprünglichen Funkenhörnern zu behalten. Die gesamte Lichtbogenlänge und damit die Lichtbogenspannung ist dadurch wesentlich kleiner geworden.The contact pieces are denoted by 1 and 2; Between them there is a bridge contact 3 which establishes the connection between the contact pieces 1 and 2 in the closed state. This bridge contact is actuated from the outside by a drive (not shown). In the figure, the bridge contact is shown in the closed state. When the switch is opened, the arc first burns between points 1 and 2. It is then commutated to the spark horns 5 and 6 by a blow winding (not shown). With this, the blowing winding 4 is switched on at the same time, which comprises the entire spark chamber. The arc would then burn over its entire length between the two spark horns without further intermediate horns. These spark horns are designed in the shape of a horseshoe. The magnetic blowing tries to blow the base points of the interruption arc up to the lower end of the spark horns 5 'and 6. The ends are labeled 7 and 8. The arc would then become very long so that its voltage would be dangerously high. The intermediate horns 9 and 10 as well as 11 and 12 are therefore provided. First, it is assumed that only the horns 11 and 12 electrically connected to one another are present. This ensures that the arc initially only burns between the earphones 5 and 11 on the one hand and 6 and 12 on the other hand and is driven downwards by the magnetic blowing. In addition, the intermediate horns 9 and 10, which are not electrically connected, are provided for further subdivision. The arc must then burn at the end of the horns on the left between 7 and 9 and between 9 and 11, on the right between 6 and 10 and 10 and 12. These arcs are driven downwards by the magnetic blowing, thereby cooling and cracking Finally from: The intermediate horns 9 to 12 are placed on insulated, so they have no electrical connection with each other. Only the spark horns 11 and 12 are connected to one another and have the greatest distance from the original horns 5 and 6. All the spark horns are guided exactly parallel to one another, so that the distances between them are the same. They are pointed at the point of contact in order to keep the same distance from the original spark horns there as well. The total arc length and thus the arc voltage has become significantly smaller as a result.

Bei hohen Stromstärken müssen die Funkenhörner einen großen Querschnitt besitzen, dies kann man so machen, daß die Funkenhörner aus parallelen Stükken bestehen, -wie in F i g. 2 der Schnitt A--A zeigt. Dort sind drei parallele Schienen dargestellt. Das ursprüngliche Funkenhom 6 und die Windung 4 für die magnetische Blasung sind auch dort im Querschnitt gezeigt. Der Vorteil dieser Anordnung ist, daß durch die Einfügung eines oder mehrerer Zwischenhörner die Schaltüberspannung auf einen geringen Wert verkleinert werden kann und trotzdem ein gutes Abschaltvermögen ermöglicht wird, und zwar vor allem dadurch, daß eine Unterteilung des Lichtbogens und das Heruntertreiben des Lichtbogens bis zu den Endpunkten der Hörner erreicht wird.With high currents, the spark horns must have a large cross-section own, this can be done so that the spark horns consist of parallel pieces, -as in Fig. 2 shows section A - A. There are three parallel rails shown. The original Funkenhom 6 and the turn 4 for the magnetic blowing are also shown there in cross section. The advantage of this arrangement is that by the Insertion of one or more intermediate horns reduces the switching overvoltage to a low level Value can be reduced and still enables a good disconnection capacity is, above all by the fact that a subdivision of the arc and the Driving down the arc to the end points of the horns is achieved.

Claims

Claims: 1. Switch with magnetic blowing for direct current with spark horns to which the arc is commutated when it is switched off, and with means, which the base points of the arc on the horseshoe-shaped arranged Blow spark horns away from the contact point against the open joint of the switching chamber, d a -characterized in that at least one of the arc subdivision, there is also a horseshoe-shaped metal rail, which is opposite the spark horns is isolated and the latter encloses at a constant distance.

2. Switch according to claim 1, characterized in that only a single continuous Metal rail encompasses the two spark horns, so that partial arcs are only between the metal rail on the one hand and the spark horns on the other.

3. Switch according to claims 1 and 2, characterized in that between the two spark horns comprehensive continuous metal rail and the spark horns for further subdivision of the arc there are more metal rails, the latter in the middle are interrupted, while the continuous metal rail in the middle is one of the Has contact point facing tip.

4. Switch according to claim 1, characterized in that each metal rail consists of several parallel rails. Considered publications: German Patent Specifications Nos. 285 505, 331613, 374302.