DE1540145B1

DE1540145B1 - Symmetrically constructed double firing chamber for alternating current switchgear

Info

Publication number: DE1540145B1
Application number: DE19651540145D
Authority: DE
Inventors: Ernesto Maggi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1964-01-29
Filing date: 1965-01-29
Publication date: 1971-08-26
Also published as: BE659062A; GB1082453A; AT264648B; ES309089A1; DE1540144B1; SE325941B; CH420328A; NL6501094A; US3369095A

Description

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Die Erfindung betrifft eine symmetrisch aufgebaute Permanentmagnetpaare verlängerte Polschuhe vonThe invention relates to a symmetrically constructed permanent magnet pairs of elongated pole shoes

Löschkammer für Wechselstromschaltgeräte mit außerhalb der Löschkammer angeordneten Perma-Extinguishing chamber for alternating current switchgear with perma-

magnetischer Blasung mittels eines oder mehrerer nentmagneten vorgesehen sind, die den Magnetkreismagnetic blowing by means of one or more nentmagneten are provided that the magnetic circuit

Permanentmagnetpaare, die einander im Abstand zweier Polschuhe schließen.Permanent magnet pairs that close to each other at a distance between two pole shoes.

gegenüberliegend parallel zur Kammerlängsmittel- 5 Die Blasleistung kann bei in der Löschkammeropposite parallel to the chamber longitudinal center 5 The blowing power can be in the extinguishing chamber

ebene und symmetrisch zur Kammerquermittel- angeordneten Permanentmagneten weiter dadurchflat permanent magnets arranged symmetrically to the cross-center of the chamber continue to do so

ebene angeordnet sind, wobei mehrere, jeweils aus verbessert werden, daß die Rückschlußkreise durchare arranged level, with several, each improved from that the return circuits through

einem Paar Isoliertrennwände und einem platten- ebene, aus der Löschkammer herausragende Plattena pair of insulating partitions and a flat plate protruding from the arcing chamber

förmigen Permanentmagnetpaar bestehende Pakete gebildet werden, zwischen deren Enden prismatische,permanent magnet pair of existing packages are formed, between the ends of which prismatic,

quer zur Kammerlängsmittelebene und symmetrisch io den Rückschlußkreis schließende Blöcke aus einemtransversely to the chamber longitudinal center plane and symmetrically io the return circuit closing blocks from one

zur Kammerquermittelebene, ferner parallel zuein- Werkstoff guter magnetischer Permeabilität undto the chamber transverse center plane, also parallel to a material with good magnetic permeability and

ander, jedoch derart gegeneinander versetzt ange- hohen spezifischen Widerstandes angeordnet sind,are arranged differently, but offset from one another in such a way - high specific resistance,

ordnet sind, daß sie einen mäanderförmigen Spalt Vorzugsweise bestehen die Rückschlußkreise fürare arranged so that they have a meander-shaped gap

bilden, dessen quer zur Kammerlängsmittelebene die Permanentmagnetpaare ganz oder teilweise ausform, whose transverse to the chamber longitudinal center plane the permanent magnet pairs completely or partially

liegende Bereiche von — jeweils von einem zu- 15 einem Werkstoff hohen spezifischen Widerstandeslying areas of - each from one to one material of high specific resistance

sammenwirkenden Permanentmagnetpaar erzeug- und guter magnetischer Permeabilität. HierdurchCooperating pair of permanent magnets generate and good magnetic permeability. Through this

ten — Magnetfeldern durchsetzt sind. wird die für die Löschung verantwortliche Blas-ten - magnetic fields are permeated. the blower responsible for the deletion will

Eine solche Doppel-Löschkammer, die Gegenstand leistung günstig beeinflußt. Die Polschuhe könnenSuch a double arcing chamber that affects the object's performance favorably. The pole shoes can

des Hauptpatentes ist, zeichnet sich durch ihre gute nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung inof the main patent is characterized by their good after a further proposal of the invention in

Löschwirkung in Stromkreisen mit hohen Kurzschluß- 20 getrennte Segmente unterteilt und senkrecht zumExtinguishing effect in circuits with high short-circuit 20 separate segments divided and perpendicular to the

strömen aus. Praktisch beim ersten Durchgang durch Lichtbogenverlauf angebracht sein,pour out. Practically attached to the first pass through the course of the arc,

den natürlichen Stromnullpunkt erfolgt die Löschung Durch die erfindungsgemäßen Merkmale wird diethe natural current zero point, the deletion takes place

des Lichtbogens. Entmagnetisierung der Permanentmagnete durch den ä\ of the arc. Demagnetization of the permanent magnets by the ä \

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lichtbogen wirksam verhindert. Eine schnelleThe invention is based on the object of effectively preventing an electric arc. A fast

Beeinträchtigung der Permanentmagnete durch den 25 Löschung des Lichtbogens wird so auch auf dieImpairment of the permanent magnets by the extinguishing of the arc will also affect the

Lichtbogen zu verhindern. Dauer gewährleistet. Bei einfachem Aufbau derPrevent arcing. Duration guaranteed. With a simple structure of the

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Löschkammer können handelsübliche Permanent-According to the invention, this object is achieved in an extinguishing chamber using commercially available permanent

Doppel-Löschkammer der obigen Art dadurch gelöst, magnete verwendet werden, da durch die Form-Double arcing chamber of the above type solved by using magnets, because the shape

daß die Permanentmagnetpaare an ihren dem Spalt gebung der Polschuhe der gewünschte Verlauf desthat the permanent magnet pairs at their gap environment of the pole pieces the desired course of the

zugekehrten Stirnseiten Polschuhe tragen, die auf 30 Lichtbogens bestimmt werden kann.facing end faces wear pole pieces, which can be determined to 30 arc.

Grund ihrer Form und magnetischen Permeabilität Im folgenden wird die Erfindung an Hand einerBecause of their shape and magnetic permeability In the following, the invention is illustrated by means of a

eine Entmagnetisierung der Permanentmagnete durch Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigta demagnetization of the permanent magnets explained in more detail by drawing. In detail shows

den Lichtbogen verhindern. F i g. 1 einen Ausschnitt einer Löschkammer,prevent the arc. F i g. 1 a section of an extinguishing chamber,

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die ähnlich dem Ausführungsbeispiel der F i g. 1 bis 5The invention is based on the knowledge that the similar to the embodiment of FIG. 1 to 5

Entmagnetisierungseffekte der Permanentmagnete 35 des Hauptpatentes,Demagnetization effects of the permanent magnets 35 of the main patent,

ihre Ursache haben F i g. 2 einen Vertikalschnitt durch eine erfindungs-they are caused by F i g. 2 a vertical section through an inventive

a) in der thermischen Wirkung des Lichtbogens gemäße Löschkammer,a) arcing chamber according to the thermal effect of the arc,

auf die Wände des von ihm durchlaufenden F i g. 3 eine Draufsicht der Löschkammer gemäßon the walls of the F i g. 3 shows a plan view of the arcing chamber according to FIG

Spaltes, was zu einer starken Erwärmung der F i g. 2,Gap, which leads to strong heating of the F i g. 2,

Wände selbst und anschließend bei unmittel- 40 F i g. 4 einen Schnitt durch die LöschkammerWalls themselves and then at immediate 40 F i g. 4 a section through the arcing chamber

bar hinter den Wänden angebrachten Magneten gemäß F i g. 2 nach der Linie X-Y, magnets mounted behind the walls in accordance with FIG. 2 after the line XY,

zu einer Erwärmung der Magnete führt und F i g. 5 einen Ausschnitt einer anderen Lösch-leads to heating of the magnets and F i g. 5 a section of another deletion

b) in der magnetischen Wirkung des Lichtbogen- kammer, ähnlich dem Ausführungsbeispiel der F i g. 1 Stroms, der in seiner Umgebung einen magne- bis 5 des Hauptpatentes, mit vereinfachtem Quer- A tischen Fluß erzeugt, welcher für die Region, 45 magnetsystem, ™ gegen die sich der Bogen verschiebt, eine dem Fig. 6 eine Draufsicht der Löschkammer gemäßb) in the magnetic action of the arc chamber, similar to the embodiment of FIG. 1 current that generates in its environment a magnetic to 5 of the main patent, with a simplified transverse A table flow, which for the region, 45 magnet system, ™ against which the arc moves, a plan view of the extinguishing chamber according to FIG. 6

von den Permanentmagneten erzeugten Fluß F i g. 5,Flux F i g generated by the permanent magnets. 5,

entgegengesetzte Polarität hat. Diese Wirkung Fig. 7 einen Schnitt durch die Löschkammer genimmt mit der Stärke des Stroms des zu maß F i g. 2 nach der Linie V-W. löschenden Lichtbogens stark zu. 50 In F i g. 1 sind zwischen Permanentmagneten 70, Durch entsprechendes Bemessen der Polschuhe in 71 und Keramikplatten 68, 69 (im Hauptpatent ihrer Form und magnetischen Permeabilität kann Bezugszeichen 59, 64) Polschuhe 72, 73 aus Weichverhindert werden, daß die Wärmeeinwirkung auf eisen oder einem anderen Werkstoff mit guter madie Permanentmagnete entmagnetisierend wirkt, und gnetischer Permeabilität vorgesehen. Die Polschuhe es kann erreicht werden, daß die Kraftlinien des vom 55 72,73 schützen die Permanentmagnete 70, 71 vor Lichtbogenstrom erzeugten Eigenfeldes lediglich Entmagnetisierungseffekten. Der magnetische Rückdurch die Polschuhe verlaufen, ohne in die Per- schlußkreis der Permanentmagnete 70,71 wird durch manentmagnete einzudringen. den Kreis 74 gebildet. Die Polschuhe 72, 73 besitzen Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung eine solche Form und magnetisches Leitvermögen, kann der Wärmeeinwirkung des Lichtbogens auf die 60 daß sie durch entsprechende Leitung des Magnet-Permanentmagnete dadurch begegnet werden, daß die flusses auf den Lichtbogen 62 eine Querkraft aus-Polschuhe an ihren dem Spalt zugekehrten Seiten mit üben können. Da die Permanentmagnete 70, 71 nicht Keramikplatten versehen sind. in direktem Kontakt mit den der unmittelbaren Ein-Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung wirkung des Lichtbogens 62 ausgesetzten Keramikkönnen die Permanentmagnete dadurch wirksam 65 platten stehen, sind sie weitgehend gegen Entsowohl der thermischen als auch der magnetischen magnetisierung durch Wärme geschützt. Die Pol-Einwirkung des Lichtbogens entzogen werden, daß schuhe 72,73 dienen ferner dazu, den größten Teil an Stelle der in der Löschkammer angeordneten des Entmagnetisierungseinflusses, der in ihrer Nähehas opposite polarity. This effect Fig. 7 shows a section through the quenching chamber with the strength of the current to measure F i g. 2 after the VW line. extinguishing arc strongly. 50 In Fig. 1 are between permanent magnets 70, by appropriately dimensioning the pole pieces in 71 and ceramic plates 68, 69 (in the main patent their shape and magnetic permeability can be reference number 59, 64) pole pieces 72, 73 made of soft are prevented from being exposed to heat on iron or another material Good madie permanent magnets have a demagnetizing effect, and magnetic permeability is provided. With the pole pieces it can be achieved that the lines of force of the self-generated field generated by the 55, 72, 73 protect the permanent magnets 70, 71 from the arc current, merely by demagnetizing effects. The magnetic return run through the pole shoes without penetrating the magnetic circuit of the permanent magnets 70, 71. the circle 74 is formed. According to a further proposal of the invention, the pole shoes 72, 73 have such a shape and magnetic conductivity, the heat effect of the arc on the 60 that they are countered by appropriate conduction of the magnet permanent magnet that the flow on the arc 62 from a transverse force -Pole shoes can practice on their sides facing the gap. Since the permanent magnets 70, 71 are not provided with ceramic plates. In direct contact with the ceramic exposed to the immediate effect of the arc 62, the permanent magnets can thereby be effectively plates, they are largely protected against both thermal and magnetic magnetization by heat. The pole action of the arc can be withdrawn, that shoes 72,73 also serve to replace the major part of the demagnetization in their vicinity in the arcing chamber

von dem den Lichtbogen durchlaufenden Strom erzeugt wird, in sich hineinzuleiten; denn sie geben dem Fluß einen Kreis von einer minimalen Reluktanz. Dadurch wird der Magnetisierungsfluß, der die Dauermagnete 70,71 erreicht, reduziert. In F i g. 1 ist punktiert und mit Pfeilen die Richtung des vom Bogen 62 erzeugten Entmagnetisierungsflusses eingezeichnet, der die Dauermagnete 70, 71 nicht berührt.is generated by the current passing through the arc to conduct into itself; because they give the flux a circle of minimal reluctance. This is the magnetization flux that the Permanent magnets reached 70.71, reduced. In Fig. 1 is dotted and arrows indicate the direction of the Arc 62 generated demagnetization flux is shown, which does not touch the permanent magnets 70, 71.

Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen eine Variante der in Fig. 1 bis 5 des Hauptpatents dargestellten Rückschlußkreise 63, die die Verwendung einfacherer Formen der diese Kreise bildenden Teile gestattet und, falls gewünscht, den Einsatz zusätzlicher Permanentmagnete an der Außenseite einer Isolierhülle, die die eigentliche Löschkammer umschließt, ermöglicht.2, 3 and 4 show a variant of the in Fig. 1 to 5 of the main patent shown return circuits 63, the use of simpler Shapes of the parts forming these circles allow and, if desired, the use of additional Permanent magnets on the outside of an insulating sleeve that encloses the actual extinguishing chamber, enables.

Die Platten 63" bestehen hier aus einem Werkstoff mit guter magnetischer Permeabilität. Sie sind hinter den Permanentmagneten 57, 58 angeordnet, die die Quer-Paare bilden. Sie sind eben ausgebildet und ragen über die Längswände 44 der Löschkammer (s. F i g. 3) nach außen und umfassen prismatische Blöcke 75, die den magnetischen Kreis eines jeden der vorgenannten Permanentmagnetpaare 57, 58 schließen. Die Blöcke 75 bestehen aus einem Werkstoff mit guter magnetischer Permeabilität bei hohem spezifischem Widerstand und gewährleisten so auch eine gute Längs-Isolierung der Löschkammer.The plates 63 ″ here consist of a material with good magnetic permeability. They are behind the permanent magnets 57, 58 arranged, which form the transverse pairs. They are just trained and protrude beyond the longitudinal walls 44 of the arcing chamber (see FIG. 3) to the outside and include prismatic ones Blocks 75 which form the magnetic circuit of each of the aforementioned permanent magnet pairs 57, 58 conclude. The blocks 75 are made of a material with good magnetic permeability at high specific resistance and thus also ensure good longitudinal insulation of the arcing chamber.

In einigen Fällen kann es vorteilhafter sein, anstatt der prismatischen Blöcke 75 Dauermagnete zu verwenden, die aus nichtmetallischen Werkstoffen der Metalloid-Oxyd-Gruppe oder Ferriten bestehen und zweckmäßigerweise polarisiert sind, um zur Erhöhung der gesamtmagnetischen Leistung des betreffenden Systems beizutragen.In some cases it may be more advantageous to use 75 permanent magnets instead of the prismatic blocks, which consist of non-metallic materials of the metalloid-oxide group or ferrites and are expediently polarized in order to increase the overall magnetic power of the relevant Systems to contribute.

In den F i g. 3 und 4 sind ferner die Polschuhe 72" und 73" wiedergegeben, die die Permanentmagnete 57 gegen die Entmagnetisierungswirkung des Lichtbogens schützen. Außerdem ist aus diesen Figuren eine Umwicklung oder Umhüllung 78 aus Isoliermaterial ersichtlich, die den Zweck hat, sämtliche Teile fest zusammenzuhalten, die ein Quer-Magnetsystem der Löschkammer bilden, zu dem auch die keramischen Querplatten 59 und deren Abstandshalter 79 gehören.In the F i g. 3 and 4, the pole pieces 72 ″ and 73 ″ are also shown, which are the permanent magnets 57 protect against the demagnetizing effect of the arc. Also from these figures a wrapping or sheathing 78 made of insulating material can be seen, which has the purpose of all To hold parts tightly together, which form a transverse magnet system of the extinguishing chamber, to which the ceramic transverse plates 59 and their spacers 79 belong.

In den Fig. 2 und 4 sind mit der Bezugsziffer 77 Isolierverkleidungen für die Polschuhkanten und die Rückschlußkreise bezeichnet, falls diese aus Weicheisen oder anderem magnetisch leitfähigem Werkstoff bestehen. Falls man dagegen Polschuhe und Rückschlußkreise aus nichtmetallischen Werkstoffen mit guter magnetischer Permeabilität bei hohem spezifischem Widerstand verwendet, kann auf diese Isolierverkleidungen 77 verzichtet werden.2 and 4 are with the reference numeral 77 insulating panels for the pole shoe edges and the Short-circuit circuits denote if they are made of soft iron or other magnetically conductive material exist. If, on the other hand, you have pole pieces and return circuits made of non-metallic materials good magnetic permeability with high resistivity can be applied to this Insulating panels 77 can be dispensed with.

Die Fig. 5, 6 und 7 zeigen eine weitere Ausführungsform mit einer vereinfachten Form des obengenannten Quer-Magnetsystems, bei der lediglich durch die äußeren Permanentmagnete 75' und die verlängerten Polschuhe 76 die Heranführung des Magnetflusses in die Nähe der vom Lichtbogen durchlaufenen Löschkammer erzielt ist. Die Permanentmagnete sind hier der Entmagnetisierung durch den Lichtbogen völlig entzogen. Die verlängerten Polschuhe 76 haben hier die Funktion der in der Löschkammer angeordneten Permanentmagnete 57 gemäß der Fig. 2, 3, 4. Die außen an der Löschkammer angebrachten Permanentmagnete veranlassen folglich ebenso den von letzteren erzeugten Magnetfluß dazu, quer zu den Spalten 61, die dem Lichtbogen den ihm bestimmten labyrinthförmigen Verlauf geben, auf den Bogen einzuwirken. Außerdem sind auch in den F i g. 5 und 6 Isolierverkleidungen für die Kanten der Polschuhe 76 gezeigt, sofern diese aus Weicheisen oder anderem magnetisch leitfähigen Metall bestehen. Falls dagegen Polschuhe 76 aus nichtmetallischen Werkstoffen mit guter magnetischer Permeabilität bei hohem spezifischem Widerstand verwendet werden, kann auch hier auf diese Isolierverkleidungen verzichtet werden.FIGS. 5, 6 and 7 show a further embodiment with a simplified form of the above-mentioned transverse magnet system, in which only by the outer permanent magnets 75 'and the elongated pole pieces 76 the approach of the Magnetic flux is achieved in the vicinity of the arcing chamber traversed by the arc. The permanent magnets are completely withdrawn from demagnetization by the arc. The elongated pole pieces 76 here have the function of the permanent magnets 57 according to FIG 2, 3, 4. The permanent magnets attached to the outside of the arcing chamber consequently cause as well as the magnetic flux generated by the latter, transversely to the gaps 61, the arc to him give certain labyrinthine course to act on the arch. Also in the F i g. 5 and 6 insulation panels for the edges of the Pole shoes 76 shown, provided that they are made of soft iron or other magnetically conductive metal. If, on the other hand, pole pieces 76 made of non-metallic materials with good magnetic permeability are involved high specific resistance are used, these insulating panels can also be dispensed with here will.

Die Umhüllung oder Umwicklung 78 aus Isoliermaterial ist auch hier verwendet, um sämtliche Teile eines Quer-Magnetsystems fest zusammenzuhalten.The wrapping or wrapping 78 of insulating material is also used here to cover all parts a transverse magnet system to hold tightly together.

In allen Ausführungsformen der Löschkammern ist die Anordnung der Abteilungen derart getroffen, daß eine unmittelbare Wirkung der Kammer auf die gesamte Länge des Lichtbogens erzielt wird, so daß keine der Löschwirkung nicht ausgesetzte Strecken belassen sind.In all versions of the extinguishing chambers, the departments are arranged in such a way that that an immediate effect of the chamber is achieved over the entire length of the arc, so that no stretches that are not exposed to the extinguishing effect are left.

Claims

Patent claims:

1. Symmetrically constructed double arcing chamber for AC switching devices with magnetic Blowing by means of one or more pairs of permanent magnets that are spaced from one another opposite parallel to the chamber longitudinal center plane and symmetrical to the chamber transverse center plane are arranged, with several, each consisting of a pair of insulating partitions and a plate-shaped A pair of permanent magnets consisting of packages transverse to the longitudinal center plane of the chamber and symmetrically to the transverse central plane of the chamber, further parallel to one another, but offset in this way from one another are arranged so that they form a meandering gap, its transverse to the chamber longitudinal center plane lying areas of - each of a cooperating permanent magnet pair generated - magnetic fields are permeated, according to patent 1540144, characterized that the permanent magnet pairs (57, 75 ') on their end faces facing the gap (61) Pole shoes (72 ", 73", 76) wear due to their shape and magnetic permeability prevent demagnetization of the permanent magnets (57, 75 ') by the arc.

2. Double arcing chamber according to claim 1, characterized in that the pole shoes (72 ", 73") are provided with ceramic plates (59) on their sides facing the gap (61).

3. Double arcing chamber according to claim 1 or 2, characterized in that in place of the in the arcing chamber arranged permanent magnet pairs elongated pole shoes (76) of permanent magnet pairs (75 ') arranged outside the quenching chamber are provided, which close the magnetic circuit of the two pole shoes (76).

4. Double arcing chamber according to claim 1 or 2, characterized in that the return circuits are formed by flat plates (63 ") protruding from the arcing chamber, between the ends of which are prismatic, the return circuit closing blocks (75) made of a material with good magnetic permeability and high resistivity are arranged.

5. Double arcing chamber after one of the

Proverbs 1 to 3, characterized in that the return circuits (63 ", 75, 76) consist entirely or partially of a material of high specific resistance and good magnetic permeability.

6. Double extinguishing chamber according to one of claims 1 to 5, characterized in that the Pole shoes (72 ", 73", 76) divided into separate segments and perpendicular to the course of the arc are attached.

1 sheet of drawings