DE1265816B

DE1265816B - Electrical circuit breaker with a tubular moving contact piece

Info

Publication number: DE1265816B
Application number: DE1963M0057615
Authority: DE
Inventors: Andre Latour
Original assignee: Merlin Gerin SA
Current assignee: Merlin Gerin SA
Priority date: 1962-07-25
Filing date: 1963-07-24
Publication date: 1968-04-11
Also published as: FR1362278A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. α.:Int. α .:

HOIhHOIh

Deutsche KL: 21c-35/10German KL: 21c-35/10

Nummer: 1265 816Number: 1265 816

Aktenzeichen: M 57615 VIII d/21 cFile number: M 57615 VIII d / 21 c

Anmeldetag: 24. Juli 1963 Filing date: July 24, 1963

Auslegetag: 11. April 1968Open date: April 11, 1968

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Leistungsschalter mit einem rohrförmigen beweglichen Kontaktstück, das in axialer Richtung geradlinig verschiebbar in einem vorzugsweise unter Einwirkung eines Lichtbogens Löschgase abgebenden Isolierrohr angeordnet ist, und mit einem konzentrisch zum rohrförmigen Kontaktstück angeordneten, geradlinig in axialer Richtung verschiebbaren, ebenfalls vorzugsweise unter Lichtbogeneinwirkung gasabgebenden Isolierstift, der unter Wirkung einer Feder der Bewegung des beweglichen Kontaktstückes in Öffnungsrichtung folgt und dessen Bewegung in Öffnungsrichtung des beweglichen Kontaktstückes durch einen Anschlag begrenzt ist. Es ist ein Schalter dieser Art bekannt (deutsche Patentschrift 667 799, Abb. 3), bei dem in der Einschaltstellung der bewegliche rohrförmige Kontakt vom Isolierstift ausgefüllt ist, dessen aus dem beweglichen Kontakt herausragendes Ende mit einem unter Wirkung einer Feder stehenden Kolben in starrer Verbindung steht, der sich in einem Zylinder verschieben kann. An seinem dem Kolben abgewandten Ende besitzt der Isolierstift zur Verengung der Lichtbogenbahn einen geringeren Durchmesser. In diesem Bereich weist der bewegliche Kontakt Schlitze zum Abführen der während des Schalt-Vorganges frei werdenden ionisierten Gase auf. Beim Trennen der Kontakte werden durch den hierbei entstehenden Lichtbogen aus der Wand des Isolierrohres, in dem der rohrförmige bewegliche Kontakt geführt ist, Löschgase frei, durch deren Druck der Kolben mit dem daran befestigten Isolierstift in der der Öffnungsbewegung des beweglichen Kontaktes entgegengesetzten Richtung verschoben wird. Dies hat den Nachteil, daß dadurch der Gasdruck verringert wird. Sobald hierbei der dickere Teil des Isolier-Stiftes den beweglichen Kontakt verläßt, strömen die Löschgase zwischen dem dünneren Isolierstiftende und dem beweglichen Kontakt sowie durch die Schlitze dieses beweglichen Kontaktes hindurch nach außen, wodurch eine Vorströmung erreicht wird. Erst nachdem sich der bewegliche Kontakt vom Isolierstift völlig entfernt hat, wobei zunächst der Isolierstift unter Wirkung der Feder der Öffnungsbewegung des beweglichen Kontaktes bis zum Anschlag folgt, strömen die Löschgase vollständig durch die Schlitze des beweglichen Kontaktes nach außen. Dieser bekannte Schalter hat den Nachteil, daß bei ihm ein hoher Löschgasdruck und damit eine intensive plötzliche Beblasung nicht erreicht wird, weil durch die Verschiebung des Kolbens in der der Öffnungsbewegung des beweglichen Kontaktes entgegengesetzten Richtung der Löschgasdruck verkleinert und infolge Elektrischer Leistungsschalter mit einem
rohrförmigen beweglichen KontaktstückThe invention relates to an electrical circuit breaker with a tubular movable contact piece, which is arranged to be linearly displaceable in the axial direction in an insulating tube which preferably emits extinguishing gases under the action of an arc, and with an insulating tube which is arranged concentrically to the tubular contact piece and which is linearly displaceable in the axial direction, also preferably under the action of an arc, gas-emitting insulating pin which, under the action of a spring, follows the movement of the movable contact piece in the opening direction and whose movement in the opening direction of the movable contact piece is limited by a stop. A switch of this type is known (German patent specification 667 799, Fig. 3), in which, in the switched-on position, the movable tubular contact is filled by the insulating pin, the end of which protruding from the movable contact is rigidly connected to a piston under the action of a spring that can move in a cylinder. At its end facing away from the piston, the insulating pin has a smaller diameter to narrow the arc path. In this area, the movable contact has slots for discharging the ionized gases released during the switching process. When the contacts are separated, the resulting arc from the wall of the insulating tube in which the tubular movable contact is guided releases extinguishing gases, the pressure of which shifts the piston with the insulating pin attached to it in the direction opposite to the opening movement of the movable contact. This has the disadvantage that it reduces the gas pressure. As soon as the thicker part of the insulating pin leaves the movable contact, the extinguishing gases flow between the thinner insulating pin end and the movable contact and through the slots of this movable contact to the outside, whereby a pre-flow is achieved. Only after the movable contact has completely moved away from the insulating pin, the insulating pin initially following the opening movement of the movable contact up to the stop under the action of the spring, do the extinguishing gases flow completely to the outside through the slots of the movable contact. This known switch has the disadvantage that with it a high extinguishing gas pressure and thus an intense sudden blowing is not achieved because by moving the piston in the direction opposite to the opening movement of the movable contact, the extinguishing gas pressure is reduced and as a result of electrical circuit breaker with a
tubular movable contact piece

Anmelder:Applicant:

Ets. Merlin & Gerin Societe Anonyme,Ets. Merlin & Gerin Societe Anonyme,

Grenoble, Isere (Frankreich)Grenoble, Isere (France)

Vertreter:Representative:

Dr. E. Wetzel, Patentanwalt,Dr. E. Wetzel, patent attorney,

8500 Nürnberg 1, Hefnersplatz 28500 Nuremberg 1, Hefnersplatz 2

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Andre Latour, Grenoble, Isere (Frankreich)Andre Latour, Grenoble, Isere (France)

Beanspruchte Priorität:
Belgien vom 25. Juli 1962 (620 642),
vom 9. August 1962 (621 248)Claimed priority:
Belgium of July 25, 1962 (620 642),
dated August 9, 1962 (621 248)

des dünneren Isolierstiftteiles nur eine allmähliche und damit nicht genügend intensive Beblasung des Lichtbogens erreicht wird.of the thinner insulating pin part only a gradual and therefore insufficiently intensive blowing of the Arc is reached.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den bekannten Schalter zu verbessern und ihn so auszubilden, daß ein möglichst hoher Löschgasdruek und eine plötzlich einsetzende intensive Beblasung und schnelle sowie wirksame Löschung des Lichtbogens erzielt und damit der Schalter geschont und seine Lebensdauer erhöht wird. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß sich der Isolierstift vor und während der Ausschaltbewegung des beweglichen rohrförmigen Kontaktstückes unter Wirkung der Feder in Anlage am freien Ende dieses Kontaktstückes befindet und seinen Innenraum geschlossen hält und daß erst nach dem Eindringen des Isolierstiftes in das Isolierrohr der Isolierstift zur Anlage an dem Anschlag gelangt, wobei sich das rohrförmige Kontaktstück vom Isolierstift löst und hierdurch der gesamte Innenraum des Kontaktstückes zur Abführung der während des Schaltvorganges frei gewordenen ionisierten Gase freigegeben wird.The invention is based on the object to improve the known switch and to design it so that the highest possible extinguishing gas pressure and a sudden onset of intensive blowing and quick and effective extinguishing of the arc achieved and thus the switch and its Lifespan is increased. This object is achieved according to the invention in that the Insulating pin before and during the opening movement of the movable tubular contact piece below The action of the spring is in contact with the free end of this contact piece and its interior is closed holds and that only after penetration of the insulating pin into the insulating tube of the insulating pin to the plant reaches the stop, the tubular contact piece being released from the insulating pin and thereby the entire interior of the contact piece is free for the discharge of the during the switching process released ionized gases.

Beim erfindungsgemäßen Schalter ist der Innenraum des rohrförmigen Kontaktes durch den Isolierdtift so lange vollkommen geschlossen, bis der Isolierstift so lange vollkommen geschlossen, bis der Isolierbogen kommt hierbei in intensiven Kontakt mit dem Löschgase abgebenden Isolierrohr und Isolierstift, soIn the switch according to the invention, the interior of the tubular contact is covered by the insulating pin completely closed until the insulating pin is completely closed until the insulating arc comes into intensive contact with the insulating tube and insulating pin emitting extinguishing gases, see above

809 538/388809 538/388

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daß große Löschgasmengen erzeugt werden, die nicht tragen dabei jeweils unter anderem eine um eine entweichen können, da vorerst noch der Innenraum Achse 24 frei drehbare Rolle 23. Mit Hilfe einer an des rohrförmigen Kontaktes durch den Isolierstift ge- dem Isolierstift 13 vorgesehenen Schulter 25 können schlossen ist. Erst nach Begrenzung der Isolierstiftbe- diese Rollen bei Beginn des Öffnungsvorganges seitwegung durch den Anschlag hebt sich der bewegliche 5 lieh ausgeschoben werden, so daß sich die Klemm-Kontakt vom Isolierstift ab und gibt seinen Innen- backen 154 von dem halbfest angeordneten Kontakt raum zur Abführung der ionisierten Gase plötzlich abheben. Der Isolierstift 13 kann an seinem anderen frei, so daß diese durch den hohen Gasdruck schnell Ende an dem beweglichen Kontaktstück zur Anlage abgeführt werden und der Lichtbogen schnell und gelangen. Ein Kolben 26 ist in einem Zylinder 27 verwirksam gelöscht wird. Im Gegensatz zum bekannten io schiebbar, dessen Inneres mit dem Innenraum des Schalter kann beim erfindungsgemäßen Schalter der Gehäuses 21 in Verbindung steht. Der Zylinder 27 ist Außendurchmesser des Isolierstiftes nur ein wenig durch einen Deckel 28 verschlossen, der zur Herkleiner sein als der Innendurchmesser des Isolier- stellung einer Verbindung mit der Außenluft mit entrohres, so daß der Lichtbogen zwangläufig mit den sprechenden öffnungen 29 versehen ist.
Wandungen des Isolierstiftes und des Isolierrohres in 15 Das isolierende Rohr 15 und vorzugsweise auch innige Berührung kommt und große Löschgasmengen der Stift 13 und die Platte 22 A bestehen aus einem erzeugt, die einen hohen Gasdruck und eine intensive Gas entwickelnden Werkstoff, welcher bei Einwir-Beblasung des Lichtbogens bewirken. kung der durch den Lichtbogen erzeugten Wärmethat large amounts of extinguishing gas are generated, which do not carry one by one, since the interior axis 24 can initially still rotate freely roller 23. With the aid of a shoulder 25 provided on the tubular contact through the insulating pin 13 is closed. Only after limiting the insulating pin these roles at the beginning of the opening process sideways through the stop lifts the movable 5 borrowed so that the clamping contact is removed from the insulating pin and gives its inner jaw 154 from the semi-fixed contact space for discharge the ionized gases suddenly take off. The insulating pin 13 can be freely attached to its other, so that the high gas pressure quickly removes the end of the movable contact piece to the plant and the arc can arrive quickly. A piston 26 is in a cylinder 27 is effectively deleted. In contrast to the known io, the interior of which can be connected to the interior of the switch in the case of the switch according to the invention of the housing 21. The outer diameter of the insulating pin is only slightly closed off by a cover 28, the cylinder 27, which is smaller than the inner diameter of the insulating position for a connection with the outside air with a vent, so that the arc is inevitably provided with the speaking openings 29.
Walls of the insulating pin and the insulating tube in 15 The insulating tube 15 and preferably also intimate contact comes and large amounts of extinguishing gas The pin 13 and the plate 22 A consist of a material that generates a high gas pressure and an intense gas developing material, which when blown in of the arc. reduction of the heat generated by the arc

Zur Erhöhung der Löschwirkung ist in weiterer Löschgase abgibt.To increase the extinguishing effect, more extinguishing gases are emitted.

Ausgestaltung der Erfindung der Isolierstift ebenso 20 Beim Öffnen des Schalters wird das bewegliche wie bei dem bekannten Schalter mit einem in einem Kontaktstück 11 gemäß F i g. 1 durch eine beliebige, Zylinder verschiebbaren Kolben fest verbunden, nicht gezeigte Vorrichtung nach unten gezogen. Inwelcher die in dem Zylinder befindlichen Gase wäh- folgedessen wird auch der Isolierstift 13 unter der rend der Öffnungsbewegung der Kontakte derart Wirkung der Feder 14 entsprechend verschoben. Im komprimiert, daß diese den Schaltlichtbogen aus- 25 Verlauf dieser Verschiebebewegung legt sich die blasen. Diese Ausbildung hat außerdem noch den Schulter 25 an die Rollen 23 an, so daß die Klemm-Vorteil, daß bei übermäßigem Druckanstieg dieser backen 12 des halbfest angeordneten Kontaktes aushohe Druck auf den unter Wirkung einer Feder einandergedrückt werden. Infolgedessen kann der so stehenden Kolben einwirkt, so daß der mit ihm starr von jeglicher Reibwirkung befreite bewegliche verbundene Isolierstift von dem hohlen beweglichen 30 Schaltteil seine Bewegungsbahn frei durchlaufen, und Kontakt abgehoben und damit dieser bewegliche der weiterhin am Ende des beweglichen Kontakthohle Kontakt zum Abführen der unter hohem Druck Stückes anliegende Isolierstift 13 schiebt sich in die stehenden Schaltgase freigegeben wird. Der mit dem Entionisierungsvorrichtung 22, 22 A und in das Kolben starr verbundene Isolierstift wirkt hierbei als Rohr 15 ein. Während dieser Bewegung schiebt sich Sicherheitsventil. 35 der Kolben 26 nach unten und komprimiert damit dieEmbodiment of the invention, the insulating pin as well. When the switch is opened, the movable switch, as in the known switch, is provided with a contact piece 11 as shown in FIG. 1 fixedly connected by any cylinder displaceable piston, not shown device pulled down. Whatever the gases in the cylinder, the insulating pin 13 is accordingly displaced under the effect of the spring 14 due to the opening movement of the contacts. Im compressed so that this causes the switching arc to take place. This training also has the shoulder 25 on the rollers 23, so that the clamping advantage that with excessive pressure increase these jaws 12 of the semi-fixed contact from high pressure are pressed together under the action of a spring. As a result, the so standing piston can act, so that the movable, connected insulating pin of the hollow movable switching part, which is rigidly freed from any frictional effect, can move freely through its path of movement, and the contact is lifted, and this movable contact continues to be at the end of the movable contact hollow to remove the contact under high pressure the insulating pin 13, which is applied, pushes itself into the stationary switching gases is released. The insulating pin rigidly connected to the deionization device 22, 22 A and into the piston acts as a tube 15. During this movement, the safety valve moves. 35 of the piston 26 down and thus compresses the

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Luft in seinem Zylinder und in dem Gehäuse 21. ZuZeichnung dargestellt. Es zeigt gleich entsteht ein Lichtbogen, der seinerseits eineOne embodiment of the invention is in the air in its cylinder and housing 21. Drawing shown. It shows an arc is about to be created, which in turn is a

F i g. 1 einen nach der Linie I-I der F i g. 2 ge- Druckzunahme in dem Gehäuse bewirkt, bis derF i g. 1 one along the line I-I of FIG. 2 ge causes pressure increase in the housing until the

legten Axialschnitt durch einen erfindungsgemäßen Kolben 26 am Grund des Zylinders 27 anschlägt. Inplaced axial section through a piston 26 according to the invention strikes the base of the cylinder 27. In

Schalter in Schließstellung und 4° diesem Augenblick hebt sich der Isolierstift 13 vonSwitch in the closed position and 4 ° at this moment, the insulating pin 13 lifts off

F i g. 2 einen Schnitt nach der gebrochenen dem beweglichen Kontaktstück ab, das seine Bewe-F i g. 2 a section after the broken off the movable contact piece, which its movement

LinieII-II der Fig. 1. gung allein weiterführt, so daß damit die Auslaßöff-Line II-II of Fig. 1.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist das beweg- nung freigegeben wird. Die Gase können somit freiAs can be seen from the drawing, the movement is enabled. The gases can thus freely

liehe rohrförmige Kontaktstück 11 axial verschieb- durch den zwischen dem Isolierstift 13 und dem Rohrborrowed tubular contact piece 11 axially displaceable through the between the insulating pin 13 and the tube

bar. Der halbfest angeordnete Kontakt wird durch 45 15 befindlichen schmalen ringförmigen Raum hin-bar. The semi-fixed contact is backed by a narrow, annular space located in 45 15

die beiden einander paarweise zugeordneten Klemm- durchströmen, und beim ersten Null-Durchgang desthrough the two clamps assigned to each other in pairs, and at the first zero crossing of the

backen 12 gebildet. Ein Tsolierstift 13 wird durch eine Stromes bewirkt eine durch das Hindurchströmen desjaws 12 formed. A insulating pin 13 is caused by a current flowing through the

Feder 14 an das Ende des beweglichen Kontakt- Gases durch einen schmalen Raum verursachteSpring 14 to the end of the moving contact gas caused by a narrow space

Stückes 11 angedrückt, so daß er den Innenraum des außerordentlich rasche dielektrische Regeneration diePiece 11 pressed so that he the interior of the extraordinarily rapid dielectric regeneration

beweglichen Kontaktstückes 11 verschließt. Sowohl 50 endgültige Löschung des Lichtbogens. Verständlicher-movable contact piece 11 closes. Both 50 final extinction of the arc. More understandable-

der Isolierstift 13 als auch das Kontaktstück 11 sind weise kann die Auslösung des Gasaustrittes auch vor-the insulating pin 13 as well as the contact piece 11 are wise, the triggering of the gas leakage can also be

im Inneren eines isolierenden Rohres 15 frei ver- verlegt werden, da in dem Fall, in dem die durchbe laid freely inside an insulating tube 15, since in the case in which the through

schiebbar, dessen freies Ende mit einer beispielsweise den Lichtbogen freigesetzten Gase sich in zu starkemslidable, the free end of which is in too strong a gas released, for example, by the arc

aus Nylon bestehenden Dichtung 16 versehen sein Maß entwickeln, der Druck derselben auf den KolbenMade of nylon seal 16 provided its level develop the pressure of the same on the piston

kann. Der halbfest angebrachte Kontakt 12 wirkt als 55 26 einwirkt, so daß das bewegliche Kontaktstück undcan. The semi-fixed contact 12 acts as 55 26 acts so that the movable contact piece and

eine Art Zange, in der das bewegliche Kontaktstück der Isolierstift 13 voneinander abgehoben werden,a kind of pliers in which the movable contact piece of the insulating pin 13 is lifted from one another,

11 festklemmbar ist. Die diese Zange bildenden wobei der letztere in diesem Fall die Rolle eines11 can be clamped. The forming of these pliers, the latter in this case playing the role of one

Klemmbacken 12 sind jeweils um eine Achse 17 ver- Sicherheitsventils übernimmt.Clamping jaws 12 are each arranged around an axis 17.

schwenkbar, wobei die Befestigung der Klemmbacken Wie weiter festzustellen ist, saugt der Kolben 26 über die zueinander parallelen Teile 18 erfolgt. Die 60 während des Schließvorganges die Luft von außen an Federn 19 stellen den erforderlichen Kontaktdruck und bewirkt somit eine Erneuerung der Atmosphäre her, und die Zuführung des Stromes erfolgt über die im Inneren des Gehäuses. Auf diese Weise wird erLitzen 20. Alle diese Teile sind in einem dicht schlie- reicht, daß bei jedem Schaltvorgang eine bestimmte ßenden Gehäuse 21 untergebracht, welches in be- Sauerstoffmenge zur Verfügung steht, mit deren Hilfe kannter Weise eine Entionisierungsvorrichtung 22, 65 nicht nur die Verbrennung des überschüssigen 22 A enthalten kann, die aus voneinander in ge- Kohlenstoffes, sondern auch das pneumatische Ausringem Abstand angebrachten Lamellen besteht. Die blasen des nicht verbrannten Kohlenstoffes gewähr-Teile 18 des halbfest angebrachten Kontaktstückes leistet ist.pivotable, with the fastening of the clamping jaws. As can be further determined, the piston 26 sucks over the mutually parallel parts 18. The 60 during the closing process the air from the outside on springs 19 provide the necessary contact pressure and thus cause a renewal of the atmosphere, and the supply of the current takes place via the inside of the housing. In this way, stranded wire 20 is created. All these parts are tightly closed so that each switching process accommodates a certain ßenden housing 21, which is available in a sufficient amount of oxygen, with the help of which a deionization device 22, 65 is not only known the combustion of the excess 22 A can contain, which consists of lamellas attached to each other in carbon, but also the pneumatic extraction. The bubbles of the unburned carbon guarantee parts 18 of the semi-permanently attached contact piece is made.

Der Schalter kann in einem ein komprimiertes Gas, beispielsweise Schwefelhexafluorid, enthaltenden Gehäuse untergebracht sein, um auf diese Weise seine Möglichkeiten noch zu steigern.The switch may be in a compressed gas such as sulfur hexafluoride contained Housing to be housed in order to increase its possibilities in this way.

Claims

5 claims:

1. Electrical circuit breaker with a tubular movable contact piece that is inserted into axial direction linearly displaceable in a preferably under the action of an arc Extinguishing gas emitting insulating tube is arranged, and with a concentric to the tubular Contact piece arranged, linearly displaceable in the axial direction, also preferably under the action of an arc, gas-emitting insulating pin that moves under the action of a spring of the movable contact piece follows in the opening direction and its movement in the opening direction the movable contact piece is limited by a stop, thereby characterized in that the insulating pin (13) before and during the switch-off movement of the movable tubular contact piece (11) under the action of the spring (14) in contact with the free end of this contact piece (11) is and keeps its interior closed and that only after the insulating pin (13) has penetrated into the insulating tube (15), the insulating pin (13) comes to rest reaches the stop, the tubular contact piece (11) from the insulating pin (13) solves and thereby the entire interior of the contact piece (11) for discharging the during the ionized gases released during the switching process is released.

2. Circuit breaker according to claim 1, characterized in that the insulating pin (13) in itself is firmly connected in a known manner to a piston (26) displaceable in a cylinder (27). which the gases in the cylinder (27) during the opening movement of the contacts (11,12) compressed in such a way that they blow out the switching arc.

Considered publications:
German Patent Nos. 657125, 662 342, 799, 670 720, 675 545, 681648, 689 992, 245, 711 307, 956 321.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings