DE2358368A1 - Arc extinguishing system for overcurrent limiting switchgear - has shockproof chamber, triggering contact and movable piston shaped contact - Google Patents
Arc extinguishing system for overcurrent limiting switchgear - has shockproof chamber, triggering contact and movable piston shaped contactInfo
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Abstract
Description
Wei/ho 116/73 ·Wei / ho 116/73
BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie. Baden (Schweiz)BBC Public Company Brown, Boveri & Cie. Baden (Switzerland)
Lichtbogenlöscheinrichtung für strombegrenzende elektrische Schalter.Arc extinguishing device for current-limiting electrical switches.
Die Erfindung betrifft eine Lichtbogenlöscheinrichtung für strombegrenzende elektrische Schalter.The invention relates to an arc extinguishing device for current-limiting electrical switches.
Als strombegrenzende Schalter werden allgemein solche bezeichnet, die den Stromkreis, in dem sie eingeschaltet sind, beim Schalten durch Eigenschaften, die dem Schalter eigentümlich sind, beeinflussen, insbesondere haben derartige Schalter die Fähigkeit, die Grosse und den zeitlichen Verlauf des vom Netz her möglichen Stromes (unbeeinflusster) zu reduzieren, in dem sie (Spannungen) bzw. Impedanzen aufbauen, die beim Ausschalten des Stromes wirksam werden.Current-limiting switches are generally referred to as those that control the circuit in which they are switched on. when switching by properties that are peculiar to the switch, affect, in particular have such switches the ability to reduce the size and the temporal course of the current possible from the grid (less influenced), in which they (voltages) or impedances build up, which take effect when the current is switched off.
Eine bekannte Massnahme besteht (vgl. DT-AS 1 095 916) z.B. darin, die Brennspannung des Lichtbogens dadurch zu erhöhen, dass der Lichtbogen in einer allseitig geschlossenen Schalterkammer konstanten Volumens brennt, in welcher Schalterflüssig-A known measure exists (see DT-AS 1 095 916) e.g. in increasing the operating voltage of the arc by keeping the arc in a switch chamber that is closed on all sides constant volume burns, in which switch liquid
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keit zum Verdampfen gebracht wird, wodurch in der Schaltkammer ein sehr hoher Druck entsteht. Ein derartiger Schalter mit vollkommen geschlossener Schaltkammer ist jedoch z.B. im Hinblick auf die Druckkapselung und Dichtung sowie einer Bewältigung einer grossen Anzahl von Abschaltungen gleichbleibenden Schaltvermögens mit einer erheblichen Unsicherheit behaftet.speed is made to evaporate, creating in the switching chamber a very high pressure is created. However, such a switch with a completely closed switching chamber is e.g. with regard to the pressure encapsulation and sealing as well as coping with a large number of shutdowns constant switching capacity with a considerable uncertainty.
Der Erfindung liegt die Aufgäbe zu Grunde, eine einfache und robuste Lichtbogenlöscheinrichtung für einen strombegrenzenden Schalter zur oftmaligen Verwendung anzugeben, bei welcher eine hermetische Kapselung nicht erforderlich ist und wobei der Druckaufbau durch den Lichtbogen auf ein gewünschtes Mass beschränkt ist.The invention is based on the task, a simple one and to specify robust arc extinguishing equipment for a current-limiting switch for frequent use, at which a hermetic encapsulation is not required and wherein the pressure build-up by the arc to a desired one Mass is limited.
Erfindungsgemäss wird dies erreichbar durch a) eine druckstossfeste, die Schaltstücke enthaltende Isolierkammer, welche einer unter Lichtbogeneinwirkung stattfindenden Druckerzeugung dient, b) ein willkürlich betätigbares Schaltstück zum Einleiten eines Ausschaltlichtbogens, c) mindestens ein kolbenförmiges bewegliches Schaltstück, das vom Druck in der Kammer betätigbar ist und das so angeordnet ist, dass es nach einem vorgebbaren Hub die Freigabe mindestens einer Oeffnung in der Kammerwand bewirkt.According to the invention, this can be achieved by a) a pressure surge resistant, the insulating chamber containing the contact pieces, which generates pressure under the action of an arc serves, b) an arbitrarily actuated contact piece to initiate a breaking arc, c) at least a piston-shaped movable contact piece which can be actuated by the pressure in the chamber and which is arranged in such a way that that after a predeterminable stroke it causes at least one opening in the chamber wall to be released.
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Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im einzelnen zeigenThe drawing shows exemplary embodiments of the invention. Show in detail
Fig. la, Ib die Lichtbogenlöscheinrichtung in zwei charak-Fig. La, Ib the arc extinguishing device in two charac-
teristischen Stellungen der Schaltstücke, Fig. 2a, 2b im vergrösserten Massstab eine Variante einesteristic positions of the contact pieces, 2a, 2b show, on an enlarged scale, a variant of a
Details entsprechend Fig.la, Ib, ·Details according to Fig.la, Ib, ·
Fig. 3a, 3b eine v/eitere Variante zu Fig.l, bei welcher ein3a, 3b a further variant of Fig.l, in which a
Schaltstück als Stufenkolben ausgebildet ist, Fig. 4a", 4b eine weitere Variante zu Fig.2a, 2b, bei v/elcherSwitching piece is designed as a stepped piston, Fig. 4a ", 4b a further variant of Fig.2a, 2b, at v / elcher
beide Schaltstücke zusätzliche Elektroden besitzen. In den Figuren sind einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugshinweisen versehen. In Fig. la, Ib ist 1 eine druckstossfeste Kammer, welche aus einem gasabgebenden Isolierstoff, z.B. Polyoxymethylen (Handelsname "Delrin") besteht. Es kann aber zweckmässig sein, die Kammer so auszubilden, dass sie aus druckfestem Material besteht und wenigstens an ihrer Innenfläche mit Einsätzen aus unter der Lichtbogeneinwirkung gasabgebenden Teilen ausgekleidet ist. Am oberen Ende ist die Kammer 1 mit einem z.B. metallernen Gehäuse 2 verbunden. Unten ragt das von einem Antrieb 4 konventioneller Bauart willkürlich angetriebene Schaltstück 3 in die Kammer 1 hinein. Die Ingangsetzung des Antriebs 4 erfolgt in an sich bekannter Weise durch Hand- und Schutzauslösung und ist nicht näher ausgeführt, da sie für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlich ist. Die Bohrung la der Kammer 1 ist bei Ruhestellungboth contact pieces have additional electrodes. In the figures, parts that correspond to one another are identical Provide reference notes. In Fig. La, Ib, 1 is a pressure shock resistant Chamber made of a gas-emitting insulating material, e.g. polyoxymethylene (trade name "Delrin"). However, it can be expedient to design the chamber in such a way that it consists of pressure-resistant material and at least on its Inner surface is lined with inserts from gas-emitting parts under the action of arcing. At the top is that Chamber 1 connected to a metal housing 2, for example. Below the contact piece 3, which is driven arbitrarily by a drive 4 of conventional design, protrudes into the chamber 1. the The drive 4 is started in a manner known per se by manual and protective triggering and is not detailed, since it is not necessary for an understanding of the invention. The bore la of the chamber 1 is in the rest position
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des kolbenförmigen Schaltstückes 5 (Fig. la) verschlossen. Das Schaltstück 5 besitzt eine bundförmige Erweiterung 5a3 durch die in der oberen und unteren Grenzstellung jeweils eine Hubbegrenzung stattfindet. In der unteren Lage liegt der Bund 5a auf der Oberseite der Kammer 1, während die obere Grenzlage durch Anschlag des Bundes 5a am Bund 2a des Gehäuses 2 gegeben ist. Zur Rückführung des Schaltstückes 5 dient die Feder 6. Je nach Verwendungsart der Lichtbogenlöscheinrichtung kann nach erfolgtem Abschaltvorgang das Schaltstück 5 entweder durch die Feder 6 wieder in die untere Stellung gemäss Fig. la zurückgebracht werden, oder aber in der oberen Stellung gemäss Fig. Ib durch eine nicht? näher dargestellte Verklinkungsvorrichtung bis zum Einschalten festgehalten werden. In letzterem Falle würde der Antrieb H zugleich mit der Einschaltbewegung für Schaltstück 3 ein Lösen der Verklinkungsvorrichtung für Schaltstück 5 vornehmen. Die äusseren Stromanschlüsse sind mit J, 8 bezeichnet. Von Anschluss 7 wird der Strom über die Blasspule 11 und dem Gleitkontakt 9 dem Schaltstück 3 zugeführt. Vom Schaltstück 5 wird'der Strom über den Gleitkontakt 10 abgenommen. Das Gehäuse 2 besitzt zur Entlüftung mehrere Oeffnungen 2b, die am Umfang verteilt angeordnet sind.of the piston-shaped contact piece 5 (Fig. La) closed. The contact piece 5 has a collar-shaped extension 5a 3 through which a stroke limitation takes place in each of the upper and lower limit positions. In the lower position, the collar 5a lies on top of the chamber 1, while the upper limit position is given by the stop of the collar 5a on the collar 2a of the housing 2. The spring 6 is used to return the switching piece 5. Depending on the type of use of the arc extinguishing device, the switching piece 5 can either be returned to the lower position according to FIG. 1 a by the spring 6, or in the upper position according to FIG one not? latching device shown in more detail are held until it is switched on. In the latter case, the drive H would release the latching device for contact piece 5 at the same time as the switch-on movement for contact piece 3. The outer power connections are labeled J, 8. From connection 7, the current is fed to contact piece 3 via blower coil 11 and sliding contact 9. The current is taken from the contact piece 5 via the sliding contact 10. The housing 2 has several openings 2b for ventilation , which are arranged distributed around the circumference.
Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende:The mode of operation of the arrangement is as follows:
Wird ausgehend vom eingeschalteten Zustand (Fig. la) das Schaltstück 3 durch den Antrieb 4 mit einem relativ kurzen Hub nachStarting from the switched-on state (Fig. La) the contact piece 3 by the drive 4 with a relatively short stroke
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unten bewegt, so wird zwischen den Schaltstücken 3,5 ein Schaltlichtbogen in dem relativ kleinen Brennraum la eingeleitet. Infolge des geringen zunächst abgeschlossenen Volumens entsteht dabei ein hoher Innendruck, der das kolbenförmige Schaltstück 5 nach oben bewegt. Nach einem Teilhub des Schaltstückes 5 wird die obere Kammeröffnung freigegeben, so dass, wie durch Pfeile in Pig. Ib angedeutet, das Innere der Kammer 1 eine Druckentlastung erfährt. Es ist dies ein wesentlicher Vorteil der neuen Anordnung, da Explosionen bei zu hohen Drücken automatisch vermieden sind. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Antriebseinrichtung 4 nur für geringe Antriebskräfte ausgelegt zusein braucht, da der wesentliche Schaltstückhub für die nötige Trenndistanz der Schaltstücke durch die Lichtbogenenergie bewerkstelligt wird. Der die Strombegrenzung bewirkende hohe Druckaufbau in der Kammer 1 geht sehr rasch vor sich, so dass bezüglich der Dichtungseigenschaften des kolbenförmigen Schaltstückes 5 keine hohen Anforderungen gestellt sind. Die Blasspule 11 unterstützt die Einwirkung des Lichtbogens auf die gasabgebenden Kammerwände, indem sie den Bogen instabil macht und in der Kammer herumwirbelt. Ausserdem wird hierdurch eine Bewegung der Bogenfusspunkte auf den Kontakten erzielt, die den Kontaktabbrand verringert. Die Windungen der Spule 11 können im Teil 1 eingebettet, z.B. eingegossen sein.Moved down, then between the contact pieces 3.5 a Switching arc initiated in the relatively small combustion chamber la. As a result of the small volume initially completed This creates a high internal pressure which moves the piston-shaped contact piece 5 upwards. After a partial stroke of the contact piece 5, the upper chamber opening is released so that, as indicated by arrows in Pig. Ib indicated the interior the chamber 1 experiences a pressure relief. This is a major advantage of the new arrangement, since explosions occur too high pressures are automatically avoided. Another advantage is that the drive device 4 only needs to be designed for low drive forces, since the essential contact piece stroke for the necessary separation distance of the Contact pieces is accomplished by the arc energy. The high pressure build-up causing the current limitation in the Chamber 1 proceeds very quickly, so that with regard to the sealing properties of the piston-shaped contact piece 5, none high demands are made. The blowing coil 11 supports the effect of the arc on the gas-emitting chamber walls, by making the bow unstable and whirling around in the chamber. In addition, this results in a movement of the arch roots achieved on the contacts, which reduces contact wear. The turns of the coil 11 can be found in part 1 embedded, e.g. cast in.
In den Fig. 2a, 2b ist eine Variante dargestellt, bei welcher dieIn Figs. 2a, 2b, a variant is shown in which the
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Partie um das Schaltstück 3 abgeändert ist. Hierbei ist das Schaltstück 3 von einer hülsenförmigen Elektrode 12 umfasst. Elektrisch sind Elektrode 12 und Schaltstück 3 durch einen Gleitkontakt 13 miteinander verbunden, wobei im oberen Teil die Elektrode 12 gegen das Schaltstück 3 durch eine Isolierhülse 14 elektrisch getrennt ist. Die Fig.2a zeigt eine Momentanstellung kurz nach der Kontakttrennung, bei welcher der initiale Lichtbogen 15 noch zwischen den Schaltstücken 3, 5 brennt. In Fig.2b befindet sich die Oberkante des Schaltstückes 3 bereits unterhalb der Oberkante der Isolierhülse Der Lichtbogen 15' ist nun mit seinem unteren Fusspunkt auf der Elektrode 12 überkommutiertf. Bei dieser Anordnung ist es ohne unzulässigen Abbrand am Schaltstück 3 möglich, eine Verdampfung von Material der Elektrode 12 zuzulassen, wodurch die Wirkung der Lichtbogeneinrichtung gesteigert werden kann.Part around the contact piece 3 is modified. Here is that Switching piece 3 is encompassed by a sleeve-shaped electrode 12. Electrically, electrode 12 and contact piece 3 are through one Sliding contact 13 connected to one another, with the electrode 12 in the upper part against the contact piece 3 by an insulating sleeve 14 is electrically isolated. The Fig.2a shows a momentary position shortly after the contact separation, in which the initial arc 15 is still between the contact pieces 3, 5 burns. In Figure 2b, the upper edge of the contact piece 3 is already below the upper edge of the insulating sleeve The lower base of the arc 15 'is now over-commutated on the electrode 12. With this arrangement it is possible, without impermissible burn-off on the contact piece 3, to allow evaporation of material of the electrode 12, as a result of which the effect of the arc device can be increased.
Die Fig.3a, 3b zeigen eine Ausführung, bei welcher das kolbenförmige Schaltstück 51 die Form eines Stufenkolbens besitzt. Hierbei ist es möglich den Aufbau des Innendrucks in der Kammer 1 zeitlich zu staffeln. Dadurch, dass nach der Schaltstücktrennung (Fig.3b) nacheinander die Volumina 16, und gegebenenfalls weitere durch das Teil 5· freigegeben werden, lässt sich zu Beginn des SchaltVorganges der Druckaufbau beschleunigen, da der Druckaufbau umso schneller erfolgt, je kleiner das zur Verfugung stehende Volumen ist.3a, 3b show an embodiment in which the piston-shaped contact piece 5 1 has the shape of a stepped piston. Here it is possible to stagger the build-up of the internal pressure in the chamber 1 over time. Because the volumes 16 and possibly others are released one after the other by the part 5 after the switching piece has been separated (FIG. 3b), the pressure build-up can be accelerated at the beginning of the switching process, since the pressure build-up takes place faster, the smaller the available volume Volume is.
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Die Fig. 2Ja, 4b zeigen schliesslich eine Variante, bei welcher beiden Schaltstücken je eine Abbrandelektrode zugeordnet ist. Dem Schaltstück 3 ist im Prinzip wie bei der Ausführung nach Pig.2a, 2b eine hülsenförmige Elektrode 12 zugeordnet, während das Schaltstück 51' hohl ist und ein gegen die Feder 18 verschiebliches Hilfsschaltstück 5111 aufnimmt. Sobald der Lichtbogen Druck entwickelt und das Schaltstück 3 sich in die Elektrode 12 zurückgezogen hat, zieht sich unter Druckeinwirkung das Schaltstück 51'1 in das Schaltstück 511 zurück. Der Lichtbogen 15" brennt nun (Fig.^b) zwischen 12 und 5''s welche als dampfabgebende Teile, z.B. aus Aluminium ausgebildet sind.Finally, FIGS. 2 Yes, 4b show a variant in which a consumable electrode is assigned to each of the two contact pieces. In principle, as in the embodiment according to Pig.2a, 2b, the contact piece 3 is assigned a sleeve-shaped electrode 12, while the contact piece 5 1 'is hollow and receives an auxiliary contact piece 5 111 which can be moved against the spring 18. As soon as the arc develops pressure and the contact piece 3 has withdrawn into the electrode 12, the contact piece 5 1 ' 1 retracts into the contact piece 5 11 under the action of pressure. The arc 15 ″ now burns (Fig. ^ B) between 12 and 5 ″ which are designed as vapor-emitting parts, for example made of aluminum.
Je nach Betriebsspannung können mehrere der neuen Lichtbogenlöscheinrichtungen elektrisch in Reihe geschaltet werden. Die Anordnung kann dabei z.B. so getroffen werden, dass die kolbenförmigen Schaltstücke jeweils mit dem Schaltstück zum Einleiten des Lichtbogens der nächsten Kammer mechanisch gekoppelt sind. Auf diese Weise ist nur für eine Lichtbogenlöscheinrichtung eine Antriebsvorrichtung für.deren willkürlich betätigtes Schaltstück erforderlich. Die weiteren Lichtbogenlöscheinrichtungen werden so durch eine an sich bei Schaltern bekannte Folgeeinrichtung betätigt und benötigen deshalb keinen eigenen Antrieb. Bei geeigneter Auslegung der Folgesteuerung lässt sich der zeitliche Ablauf des Spannungsaufbaus auch im Hinblick auf eine Geringhaltung der Sehaltüberspannungen beeinflussen.Depending on the operating voltage, several of the new arc extinguishing devices be connected electrically in series. The arrangement can be made, for example, so that the piston-shaped Switching pieces are each mechanically coupled to the switching piece for initiating the arc of the next chamber. In this way, a drive device for its arbitrarily actuated is only for an arc extinguishing device Contact piece required. The other arc extinguishing devices are thus known per se from switches Follow-up equipment operated and therefore do not need their own drive. With a suitable design of the sequence control, influence the time sequence of the voltage build-up also with regard to keeping the voltage overvoltages low.
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Claims (1)
Stufenkolben (5') ausgebildet ist.7. arc extinguishing device according to claim 1, characterized in that the piston-shaped contact piece as
Stepped piston (5 ') is formed.
einer vom Ausschaltstrom durchflossenen Spule (11) zur
Erzeugung eines magnetischen Blasfeldes umgeben ist.8. arc extinguishing device according to claim 1, characterized in that the chamber at least partially of.
a coil (11) through which the breaking current flows
Generation of a magnetic blown field is surrounded.
Brown,- Boveri & Cie.BBC public company
Brown, - Boveri & Cie.
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| CH1554373A CH564842A5 (en) | 1973-11-05 | 1973-11-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=4409953
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|---|---|---|---|
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| DE2358368A Withdrawn DE2358368A1 (en) | 1973-11-05 | 1973-11-23 | Arc extinguishing system for overcurrent limiting switchgear - has shockproof chamber, triggering contact and movable piston shaped contact |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19737341793 Expired DE7341793U (en) | 1973-11-05 | 1973-11-23 | Arc extinguishing device for current-limiting electrical switches |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CH (1) | CH564842A5 (en) |
| DE (2) | DE7341793U (en) |
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- 1973-11-23 DE DE2358368A patent/DE2358368A1/en not_active Withdrawn
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE7341793U (en) | 1975-09-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8141 | Disposal/no request for examination |