DE3005877A1 - DEVICE FOR EXTINGUISHING THE ARC OF ELECTRICAL SWITCHGEAR - Google Patents
DEVICE FOR EXTINGUISHING THE ARC OF ELECTRICAL SWITCHGEARInfo
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Description
BROWN,BOVERI & CIE AKTIENGESELLSCHAFT Mannheim 14. Febr. 1980 BROWN, BOVERI & CIE AKTIENGESELLSCHAFT Mannheim February 14, 1980
Mp.-Nr. 507/80 ZFE/P4-Ft/HtMp.no. 507/80 ZFE / P4-Ft / Ht
Einrichtung zur Löschung des Lichtbogens von elektrischen Schaltareräten .. . Device for extinguishing the arc of electrical switchgear ...
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Löschung des Lichtbogens für elektrische Schaltgeräte, insbesondere für Niederspannungswechselstromschütze höherer Nennstromstärke, mit wenigstens einer Kontaktstelle und einer dazu parallel angeordneten Nebenelektrodenanordnung, wobei dieser eine Halbleiteranordnung zugeordnet ist, welche den über die Nebenelektroöenanordnung fliessenden Strom während dessen Nulldurchgang abschaltet.The invention relates to a device for extinguishing the arc for electrical switching devices, in particular for low-voltage AC contactors higher rated current, with at least one contact point and one arranged parallel to it Secondary electrode arrangement, this being assigned a semiconductor arrangement which is connected to the auxiliary electrode arrangement switches off the flowing current during its zero crossing.
Niederspar.nungs-Wechselstromschütze zum Schalten hoher Leistungen werden in der elektrischen Energietechnik in großer Zahl eingesetzt. Beim Ausschaltvorgang unter Last treten Schaltlichtbögen auf, die nach Öffnen der Kontaktstücke den Stromfluß weiter aufrechterhalten und erst nach ihrem Abwandern in ein Löschsystem eine endgültige Unterbrechung des Stromkreises erlauben. Die Lebensdauer des Kontakt- und Löschsystems, bei dem : 35Low-saving AC contactors for switching high outputs are used in large numbers in electrical power engineering. When switching off under load, switching arcs occur, which continue to maintain the flow of current after opening the contact pieces and only allow a final interruption of the circuit after they have migrated to an extinguishing system. The service life of the contact and extinguishing system in which : 35
meistens Lichtbogenlöschblechpakete jeder Kontaktstelle zugeordnet sind, wird entscheidenddurch die thermischen Auswirkungen der Schaltlichtbögen beeinflußt.mostly arc-splitter stacks assigned to each contact point is decisively influenced by the thermal effects of the switching arcs.
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Zur Verringerung der umgesetzten Lichtbogenarbeit werden deshalb verschiedentlich sogenannte Hybrid-Schaltsysteme vorgeschlagen, bei denen der Laststrom nach Öffnen der Hauptkontakte auf einen Nebenweg kommutiert und durch dort eingebaute HaIbleiterventile im natürlichen Nulldurchgang abgeschaltet wird. Durch mechanische Vorrichtungen wird dann der ventilbestückte Nebenweg nach dem Nullwerden des Stromes vom Hauptstromkreis getrennt (vgl. DE-OS 27 30 726).So-called hybrid switching systems are therefore proposed on various occasions in order to reduce the amount of arcing work carried out. in which the load current commutates to a secondary path after opening the main contacts and through semiconductor valves installed there is switched off in the natural zero crossing. The valve is then fitted with mechanical devices By-pass after the current has zeroed from the main circuit (see. DE-OS 27 30 726).
Diese bisher bekannten sogenannten Hybrid-Schaltsysteme haben den Nachteil, entweder steuerbare Halbleiterventile zu benötigen, oder aber es waren beim Einsatz ungesteuerte Halbleiter synchronschaltende Antriebe erforderlich.These previously known so-called hybrid switching systems have the disadvantage that they either require controllable semiconductor valves, or alternatively, when using uncontrolled semiconductors, synchronous switching drives were required.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einfachem mechanischem Aufbau unter Verwendung von Halbleiterelementen eine gleichzeitige Verringerung der Lichtbogenarbeit für die Hauptkontaktstellen bzw.· für die Hauptkontaktstelle eines Doppel- bzw. Einfachunter-2Q brechungssystems ermöglicht und Einschal·tstromspitzen von den Halbleiterelementen fernhält.The object of the invention is to create a device of the type mentioned at the outset which has a simple mechanical structure using semiconductor elements, a simultaneous reduction in the arc work for the main contact points or · for the main contact point of a double or single sub-2Q breaking system and inrush current peaks from the Keeps semiconductor elements away.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß parallel zur Kontaktstelle zusätzlich eine weitere Nebenelektrodenanord-According to the invention, this object is achieved in that in parallel in addition to the contact point, a further secondary electrode arrangement
„t. nung vorgesehen ist, daß beide Nebenelektrodenanordnungen aus je zwei Nebenelektroden gebildet sind, daß ferner Mittel zur Erzeugung eines magnetischen Gleichfeldes vorgesehen sind, welches den Lichtbogen je nach Polarität auf die eine oder andere Nebenelektrodenanordnung treibt, und daß in Reihe mit den Nebenelek-" T. It is provided that both secondary electrode arrangements are formed from two secondary electrodes each, that means are also provided for generating a constant magnetic field which drives the arc to one or the other secondary electrode arrangement, depending on the polarity, and that in series with the secondary electrodes
2Q troden jeder Nebenelektrodenanordnung eine als Gleichrichter wirkende Halbleiteranordnung vorgesehen ist.2Q trode each secondary electrode arrangement one as a rectifier acting semiconductor arrangement is provided.
Mit anderen Worten: Der Raum zwischen den sich öffnenden Kontaktstücken ist mit einem magnetischen Gleichfeld durchsetzt, das den sich ausbildenden Wechselstromiichtbogen durch magnetische Kräfte von den Kontaktstücken weg und in Abhängigkeit von der Stromflußrichtung auf das eine von den jeder Kontaktstelle des Doppelunterbrechungs- oder Einfachunterbrechungssystems zugeordneten Nebenelektrodenpaaren treibt. Jeweils mindestens eineIn other words: the space between the opening contact pieces is interspersed with a magnetic constant field, which the developing alternating current arc through magnetic Forces away from the contact pieces and depending on the direction of current flow on one of each contact point of the Double break or single break system associated Secondary electrode pairs drives. At least one at a time
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Nebenelektrode jedes Nebenelektrodenpaares (oder Anordnung) ist mit einem Gleichrichter verbunden, dessen Polarität so gewählt ist, daß er den Strom bis zum Ende der jeweiligen Wechselstromhalbschwingung von der über den Lichtbogen mit dem Lastkreis verbundenen Nebenelektrode der einen Kontaktstelle leitet und nach dem Nulldurchgang des Wechselstromes einen weiteren Stromfluß verhindert. Im Falle eines Doppelunterbrechungssystemes werden die Halbleiter so gepolt, daß sie den Strom bis zum Ende der jeweiligen Wechselstromhalbschwingungen von der über den Lichtbogen mit dem Lastkreis verbundenen Nebenelektrode der einen Kontaktstelle £<u der entsprechenden Nebenelektro.Secondary electrode of each secondary electrode pair (or arrangement) is connected to a rectifier, the polarity of which is selected so that it conducts the current up to the end of the respective alternating current half-cycle from the secondary electrode of one contact point, which is connected to the load circuit via the arc, and one after the zero crossing of the alternating current prevents further current flow. In the case of a double-break system, the semiconductors are polarized so that they can ro the current up to the end of the respective alternating current half-oscillations from the secondary electrode connected to the load circuit via the arc of one contact point £ <u of the corresponding secondary electric.
de der anderen Kontaktstelle leiten und in gleicher Weise nach dem Nulldurchgang des Wechselstromes einen weiteren Stromfluß verhindert.de the other contact point and in the same way a further current flow after the zero crossing of the alternating current prevented.
Ein erneutes Fließen des Wechselstroms in der auf die Sperrzeit des Gleichrichters folgenden Halbschwingung wird dadurch verhindert, daß sich die Lichtbogenstrecken zwischen den Nebenelektroden während der Sperrzeit des Gleichrichters entionisieren können und damit ihre Leitfähigkeit verlieren. Eine mechanische Öffnung dieses Stromkreises ist somit entbehrlich.A renewed flow of the alternating current in the half-wave following the blocking time of the rectifier is thereby prevents the arc gaps between the secondary electrodes from deionizing during the rectifier blocking time and thus lose their conductivity. A mechanical opening of this circuit is therefore unnecessary.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung sind die Nebenelektrodenanordnungen durch ortsfeste Nebenelektroden gebildet, wodurch synchronschaltende Antriebe verhindert werden.In the arrangement according to the invention, the secondary electrode arrangements are Formed by stationary secondary electrodes, which prevents synchronously switching drives.
Im Normalfall können als Halbleiteranordnungen einfache Dioden vorgesehen sein; für bestimmte Zwecke, beispielsweise zur Erreichung einer hohen Strombegrenzung, können auch gesteuerte Halbleiterventile vorgesehen sein, durch die der Laststrom nicht mehr im natürlichen Nulldurchgang, sondern strombegrenzend nach Erreichen eines bestimmten Stromwertes abgeschaltet wird.In the normal case, simple diodes can be provided as semiconductor arrangements; for certain purposes, for example to achieve a high current limitation, controlled semiconductor valves can also be provided through which the load current is no longer switched off in the natural zero crossing, but current-limiting after reaching a certain current value.
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Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung werden in bevorzugter Weise Wechselstromschütze versehen; es besteht darüberhinaus auch die Möglichkeit, jeden Leistungsschalter gem. der Lehre der Erfindung auszubilden.With the device according to the invention are preferred Way provided AC contactors; There is also the possibility of using every circuit breaker according to the teaching to train the invention.
Anhand der Zeichnung, in der einige Äusführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Augestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.Based on the drawing, in which some examples of embodiments of the invention are shown, the invention and others are intended advantageous refinements and improvements of the invention are explained and described in more detail.
Es zeigtIt shows
Figur 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung, in einem -J5 ersten Betriebszustand mit zwei Kontaktstellen,Figure 1 is a schematic representation of a first embodiment of the device according to the invention, in one -J5 first operating state with two contact points,
Figur 2 die Einrichtung gem. Figur 1 in einem zweiten Betriebszustand, FIG. 2 shows the device according to FIG. 1 in a second operating state,
Figur 3 eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ähnlich der Figur 1,Figure 3 shows a further embodiment of the invention similar to Figure 1,
Figur 4 eine perspektivische Darstellung der Einrichtung nach den Figuren 1 und 2,Figure 4 is a perspective view of the device according to Figures 1 and 2,
Figur 5 eine perspektivische Darstellung der Anordnung nachFIG. 5 shows a perspective illustration of the arrangement according to FIG
der Figur 3,of Figure 3,
Figur 6 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,FIG. 6 shows a perspective illustration of a further embodiment the invention,
Figuren 7 und 8 eine erfindungsgemäße Einrichtung mit nurFigures 7 and 8 a device according to the invention with only
einer Kontaktstelle, in geschlossenem bzw. geöffneten Zustand,a contact point, in the closed or open state,
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Figuren 9 und 10 eine weitere erfindungsgemäße Einrichtung mitFigures 9 and 10 with a further device according to the invention
nur einer Kontaktstelle in geschlossenem und geöffnetem Zustand.only one contact point in the closed and open state.
Es sei Bezug genommen auf die Figur 1. Der Schalter, der als "Hybridschalter" bezeichnet wird, besitzt ein Doppelkontaktsystem mit einem mit einer Anschlußklemme 1 verbundenen ersten festen Kontaktstück 2, dem ein an einer Kontaktbrücke 4 befestigtes, erstes bewegliches Kontaktstück 3 zugeordnet ist. An der Kontaktbrücke 4 ist ferner ein zweites bewegliches Kontaktstück 5 angebracht, welches mit dem ebenfalls mit einer Anschlußklemme 7 elektrisch-galvanisch verbundenen zweiten festen Kontaktstück 6 zusammenwirkt.Reference is made to FIG. 1. The switch, which is referred to as a "hybrid switch", has a double contact system with a first fixed contact piece 2 connected to a connection terminal 1, to which a contact bridge 4 is attached, first movable contact piece 3 is assigned. A second movable contact piece is also located on the contact bridge 4 5 attached, which is also connected to a terminal 7 electrically-galvanically connected to the second fixed Contact piece 6 cooperates.
Zu der Kontaktstelle, die durch die beiden Kontakte 2 und 3 gebildet ist und somit erste Kontaktstelle genannt wird, ist eine erste Nebenelektrodenanordnung (auch Nebenelektrodenpaar) zugeordnet, welches aus den Nebenelektroden 10 und 11 sowie den beiden weiteren Nebenelektroden 10a und 2o gebildet ist. Die beiden Nebenelektroden Io und 11 sowie lüa und 2o sind auf sich gegenüberliegenden Seiten der Kontaktstelle angeordnet. In gleicher Weise sindauchjder aus den Kontakten 5 und 6 gebildeten zweiten Kontaktstelle zwei Nebenelektrodenpaare zugeordnet, welche aus den Nebenelektroden 14 und 15 sowie den Nebenelektroden 14a und 18 gebildet sind. Die Nebenelektrode 11 ist mit der Nebenelektrode 15 über eine Leitung 11a verbunden, in der eine Diode 16 angeordnet ist, die hin zur Nebenelektrode 15 in Durchlaßrichtung geschaltet ist. Die Nebenelektroden 18 und 20 sind mittels einer weiteren Leitung 18a miteinander verbunden, wobei die Leitung 18a eine Diode 21 aufweist, die in Richtung von der Nebenelektrode 18 zur Nebenelektrode 20 in Durchlaßrichtung geschaltet ist.To the contact point formed by the two contacts 2 and 3 and is therefore called the first contact point, a first secondary electrode arrangement (also a secondary electrode pair) is assigned, which is formed from the secondary electrodes 10 and 11 and the two further secondary electrodes 10a and 2o. The two Secondary electrodes Io and 11 as well as lüa and 2o are on opposite sides Sides of the contact point arranged. In the same way, each of the contacts 5 and 6 are also formed from the second Contact point assigned to two pairs of secondary electrodes, consisting of secondary electrodes 14 and 15 and the secondary electrodes 14a and 18 are formed. The sub-electrode 11 is connected to the sub-electrode 15 via a line 11a in which a diode 16 is arranged, which is connected to the secondary electrode 15 in the forward direction. The secondary electrodes 18 and 20 are connected to one another by means of a further line 18a, the line 18a having a diode 21 which faces in the direction is switched from the secondary electrode 18 to the secondary electrode 20 in the forward direction.
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Der ersten und zweiten Kontaktstelle 2/3 und 5/6 ist ein magnetisches Gleichfeld 9/13 (oder mehrere magnetische Gleichfelder) erzeugendes Element zugeordnet. Das magnetische Gleichfeld 9 verläuft dabei senkrecht zur Bildtafelebene und in diese hinein und das magnetische Gleichfeld 13 senkrecht zur Bildtafelebene und aus dieser heraus. Die von den beiden Gleichfeldern erzeugten^ auf die stromdurchflossenen Lichtbogen ausgeübten Kräfte sind gemäß der Amper'sehen Regel in die gleiche Richtung gerichtet, was durch die Pfeile 9a und 13a angedeutet ist.The first and second contact point 2/3 and 5/6 is a magnetic one Constant field 9/13 (or several magnetic constant fields) associated with generating element. The constant magnetic field 9 runs perpendicular to the plane of the picture panel and into it, and the constant magnetic field 13 is perpendicular to the plane of the picture panel and out of this. The ^ generated by the two equal fields Forces exerted on the electric arc through which current flows are directed in the same direction according to the Amper's rule, what is indicated by the arrows 9a and 13a.
Im Falle einer Schalthandlung wird ein Lichtbogen 8 bzw. 12 zwischen den beiden Kontaktstellen 2/3 und 5/6 gezogen. Bei einer positiven Halbschwingung des Laststromkreises (vgl. Fig. 1) tritt im geschlossenen Zustand des Schalters der Strom in die Anschlußklemme in Pfeilrichtung F1, fließt über das feste und das bewegliche Kontaktstück 2/3 in Pfeilrichtung F-, über die Kontaktbrücke 4 in Pfeilrichtung F-, und über die beiden Kontaktstücke 5 und 6 in Pf eilx ichtung F. bzw. F,- zur Anschlußklemme 7. Bei Abheben der Kontaktbrücke 4 mit den beweglichen Kontaktstücken 3 und 5 in Richtung des Pfeiles F wird der sich zwischen den Kontaktstücken 2, 3 bildende Lichtbogen durch die vom magnetischen Gleichfeld 9 ausgeübten Kräfte in Pfeilrichtung 9a von den Kontaktstücken weg auf die Nebenelektroden 10, 11 kommutiert und der sich zwischen den Kontaktstücken 5 und 6 bildende Lichtbogen durch das magnetische Gleichfeld 13 in Pfeilrichtung 13a auf die Nebenelektroden 14 und 15. Der Strom ist damit von der Kontaktbrücke 4 auf den Gleichrichter bzw. auf die Diode 16 kommutiert und fließt dort in Pfeilrichtung F, und wird am Ende der Stromhalbschwingung von dem Gleichrichter 16 unterbrochen. In der negativen Halbschwingung des Laststromes (vgl. Fig. 2) tritt im geschlossenen Zustand der Strom in die Anschlußklemme 7 ein und fließt über das feste Kontaktstück 6, das bewegliche Kontaktstück 5, die Kontaktbrücke 4 und die beiden Kontaktstücke 3 und 2 zur Klemme 1 hinüber. Bei Abheben der Kontaktbrücke mit den beweglichen Kontaktstücken 3 und 5 in Richtung des Pfeiles F wird der sich zwischen den KontaktstückenIn the event of a switching operation, an arc 8 or 12 is drawn between the two contact points 2/3 and 5/6. In the case of a positive half-oscillation of the load circuit (see. Fig. 1), the current enters the terminal in the direction of arrow F 1 when the switch is closed, flows over the fixed and movable contact pieces 2/3 in the direction of arrow F-, over the contact bridge 4 in Arrow direction F, and over the two contact pieces 5 and 6 in arrow F or F, - to terminal 7. When lifting the contact bridge 4 with the movable contact pieces 3 and 5 in the direction of the arrow F is located between the contact pieces 2, 3 is commutated by the forces exerted by the constant magnetic field 9 in the direction of arrow 9a away from the contact pieces to the secondary electrodes 10, 11 and the arc forming between the contact pieces 5 and 6 is commutated by the constant magnetic field 13 in the direction of arrow 13a on the secondary electrodes 14 and 15. The current is thus commutated from the contact bridge 4 to the rectifier or to the diode 16 and flows there in the direction of the arrow F, and is interrupted by the rectifier 16 at the end of the current half-cycle. In the negative half-oscillation of the load current (cf. over. When the contact bridge with the movable contact pieces 3 and 5 is lifted off in the direction of arrow F, the will be located between the contact pieces
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5 und 6 bildende Lichtbogen 17 durch die vom magnetischen Gleichfeld 13 ausgeübten elektromagnetischen Kräfte in Pfeilrichtung 13b von den Kontaktstucken weg auf die Nebenelektroden 14a, 18 getrieben und der zwischen den Kontaktstücken 2 und 3 entstehende Lichtbogen 19 durch die vom magnetischen Gleichfeld 9 in Pfeilrichtung 9b ausgeübten Kräfte auf die Nebenelektroden 20, 10a. Der Stromfluß ist damit von der Kontaktbrücke 4 auf den Gleichrichter 21 kommutiert und wird am Ende der Stromhalbschwingung vom Gleichrichter 21 unterbrochen.5 and 6 forming arcs 17 by the electromagnetic forces exerted by the constant magnetic field 13 in the direction of the arrow 13b away from the contact pieces onto the secondary electrodes 14a, 18 driven and the one between the contact pieces 2 and 3 resulting arcs 19 due to the forces exerted by the constant magnetic field 9 in the direction of arrow 9b on the Secondary electrodes 20, 10a. The current flow is thus commutated from the contact bridge 4 to the rectifier 21 and is interrupted by the rectifier 21 at the end of the current half-oscillation.
Die Fig. 3 zeigt eine Anordnung, die ähnlich ist, wie die der Fig. 1 und 2. Dabei sind die Nebenelektroden 11 und 18 über eine Leitung 50 und die Nebenelektroden 20 und 15 über eine Leitung 52 miteinander verbunden. Die beiden Leitungen 5 0 undFig. 3 shows an arrangement which is similar to that of Figs. 1 and 2. The secondary electrodes 11 and 18 are above a line 50 and the secondary electrodes 20 and 15 are connected to one another via a line 52. The two lines 5 0 and
52 sind selbst wiederum über eine Leitung 5 4 gebrückt, wobei 1552 are themselves in turn bridged via a line 5 4, with 15
in die Leitung 5 4 eine Gleichrichterdiode 22 eingeschaltet ist, die lediglich einen Stromfluß von der Leitung 5 0 zur Leitung 52 zuläßt. Die Wirkungsweise der Anordnung ist im übrigen die gleiche, wie die in der Fig. 1 bzw. 2.In the line 5 4 a rectifier diode 22 is switched on, which only a current flow from the line 5 0 to the line 52 allows. The mode of operation of the arrangement is otherwise the same as that in FIGS. 1 and 2, respectively.
Die Figur 4 zeigt eine mögliche Ausgestaltung des Doppelunterbrechungssystems gem. dem in Bild 1 dargestellten Prinzip mit den beiden Gleichrichtern 16 und 21 sowie den beiden Nebenelektroden 11 und 20 bzw. 15 und 18. Das magnetische Gleichfeld 9FIG. 4 shows a possible embodiment of the double break system according to the principle shown in Figure 1 with the two rectifiers 16 and 21 and the two secondary electrodes 11 and 20 or 15 and 18. The constant magnetic field 9
bzw. 13 wird durch einen Dauermagneten 23 zwischen den beiden 25or 13 is held by a permanent magnet 23 between the two 25
Kontaktstellen erzeugt; der magnetische Rückschluß wird mittels eines C-förmigen Eisenkernes 24 erzielt.Contact points generated; the magnetic return is achieved by means of a C-shaped iron core 24.
Die Fig. 5 zeigt eine räumlich konstruktive Ausgestaltung derFig. 5 shows a spatially constructive embodiment of the
Anordnung nach der Fig. 3 mit dem Gleichrichter 22. Zu diesem 30Arrangement according to FIG. 3 with the rectifier 22
Zwecke sind die beiden Nebenelektroden 11 und 18 durch eine beide in sich integrierende Nebenelektrode 26 und die beiden Nebenelektroden 20 und 15 durch eine Nebenelektrode 25 gebildet. Die Anordnung ist im übrigen dann so wie die gem. der Fig. 4.Purposes are the two secondary electrodes 11 and 18 through a secondary electrode 26, which is both integrated into itself, and the two Sub-electrodes 20 and 15 formed by a sub-electrode 25. Otherwise, the arrangement is then the same as that according to FIG. 4.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung mit zwei Gleichrichtern 21 und 16 zeigt die Fig. 6. Die Nebenelektroden 29 bzw. 31 sowie 30 und 32 sind beidseitig zu einem Kontaktstück 27 bzw. 28 aus abbrandfestem Leiterstoff angeordnet, wobei zwischen den Nebenelektroden und den festen Kontaktstücken jeweils ein Halbringspalt 27a, 27b bzw. 28a und 28b freigelassen ist. Der Lichtbogen 8 und der Lichtbogen 12 brennen dann in den Halbringspalten 27a bzw. 28b; im übrigen ist die Anordnung die gleiche wie die gemäß der Fig. 4.Another embodiment of the invention with two rectifiers 21 and 16 is shown in FIG. 6. The secondary electrodes 29 and 31 as well as 30 and 32 are arranged on both sides to form a contact piece 27 and 28 made of erosion-resistant conductor material, with between the Secondary electrodes and the fixed contact pieces each have a half-ring gap 27a, 27b or 28a and 28b left free. Of the Arc 8 and arc 12 then burn in half-ring gaps 27a and 28b, respectively; otherwise the arrangement is the same as that according to FIG. 4.
Die mit nur einem Gleichrichter arbeitenden Varianten erlauben in einfacher Weise eine Verstärkung des vom Dauermagneten aufgebrachten Gleichmagnetfeldes nach der Kommutierung, in dem mit dem Gleichrichter 22 gem. der Fig. 3 eine entsprechend gepolte zusätzliche Blasspule in Reihe geschaltet ist. Bei allenThe variants that work with only one rectifier allow the generated by the permanent magnet to be amplified in a simple manner DC magnetic field after commutation, in which with the rectifier 22 according to FIG additional blowing coil is connected in series. At all
■J5 gezeigten Ausgestaltungsmöglichkeiten kann der Dauermagnet auch an anderen STellen der Einrichtung angeordnet sein; er soll das erforderliche Gleichfeld zwischen den Kontaktstücken und den Nebenelektroden aufbauen. Die Benutzung eines gemeinsamen Dauermagneten für mehrphasige Kontaktsysteme ist möglich.The permanent magnet can also design options shown in J5 be arranged at other points of the facility; it should provide the required constant field between the contact pieces and the Set up secondary electrodes. The use of a common permanent magnet for multi-phase contact systems is possible.
In der Figur 7 ist eine erfindungsgemäße Einrichtung mit nur einer Kontaktstelle dargestellt. Die beiden sich gegenüberliegenden Kontakte besitzen die Bezugsziffern 50 und 52 und sind im Bereich der Kontaktstelle mit einem Abbrandring 54 und 56 umgeben, welcher Abbrandring aus lichtbogenfestem Material besteht. Beidseitig zu der Kontaktstelle ist je ein Nebenelektrodenpaar 58 und 60 angeordnet, die aus den Nebenelektroden (oder auch kurz Elektroden genannt)62 und 64 bzw. 66 und 68 gebildet sind. Die Nebenelektroden 62 und 64 sind miteinander über eine Leitung 70 und die Nebenelektroden 66 und 68 über eine Leitung 72 miteinander verbunden, wobei die Leitungen je eine Gleichrichterdiode 74 und 76 aufweisen, welche für einen Stromfluß in Durchlaßrichtung geschaltet sind. Zwischen den Nebenelektroden 62 und 64 bzw. 66 und 68 sowie im Bereich der Kontaktstelle, befindet sich das magnetische Gleichfeld 78, welche quer zur Kontaktstelle und quer zu den Nebenelektroden verläuft.In the figure 7 is a device according to the invention with only one Contact point shown. The two opposite contacts have the reference numerals 50 and 52 and are in Surround the area of the contact point with an erosion ring 54 and 56, which erosion ring is made of arc-proof material. A pair of secondary electrodes 58 and 60 is arranged on both sides of the contact point, which are made up of the secondary electrodes (or also briefly called electrodes) 62 and 64 or 66 and 68 are formed. The sub-electrodes 62 and 64 are wired to each other 70 and the secondary electrodes 66 and 68 are connected to one another via a line 72, the lines each having a rectifier diode 74 and 76, which are switched for a current flow in the forward direction. Between the secondary electrodes 62 and 64 or 66 and 68 and in the area of the contact point, there is the magnetic constant field 78, which is transverse to the contact point and runs transversely to the secondary electrodes.
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(Stromflußreichtung Die Figur 7 zeigt die Einrichtung in geschlossenem Zusta Wenn das bewegliche Kontaktstück (hier das Kontaktstück 50) sich von dem festen Kontaktstück (hier dem Kontaktstück 52) entfernt, dann kommutiert der Strom bei der gewählten Richtung vom Strom und Magnetfeld in den Spalt zwischen dem Kontaktstück 50 bzw. der Abbrandelektrode 54 und der Nebenelektrode und brennt dort, ebenso wie der Lichtbogen zwischen der Nebenelektrode 68 und dem Abbrandring 56.(Direction of current flow Figure 7 shows the device in the closed state. When the movable contact piece (here the contact piece 50) moves away from the fixed contact piece (here the contact piece 52), then the current commutates in the selected direction from the current and magnetic field into the gap between the contact piece 50 or the consumable electrode 54 and the secondary electrode and burns there, as does the arc between the secondary electrode 68 and the consumable ring 56.
V (gem. Pfeilrichtung Py) .jQ Der weitere Stromfluß verlauf ty wie man aus der Figur 8 erkennen kann;über die Leitung 72, die in Durchlaßrichtung eingesetzte Diode hin zum festen Kontaktstück. Wenn die Polarität des Stromes wechselt, dann will der Strom die Diode 76 in Sperrichtung durchfliessen; dies ist nicht möglich und in dem Bereich zwischen denV (according to arrow direction Py) .jQ The further current flow ty as can be seen from FIG. 8 ; Via the line 72, the diode inserted in the forward direction towards the fixed contact piece. If the polarity of the current changes, then the current wants to flow through the diode 76 in the reverse direction; this is not possible and in the area between the
.,. Nebenelektroden 62 und 64 und den zugehörigen· Abbrandringen 54 und 56 kann eine Zündung nicht auftreten, so daß bei dieser Polarität ein Lichtbogen nicht entsteht und kein weiterer Stromfluß erfolgt. Wenn die nächste Halbwelle kommt, in der die Diode 76 wieder in Durchlaßrichtung beaufschlagt wäre, hat sich der Raum zwischen der Abbrandelektrode 54 und der Nebenelektrode 66 bzw. der Abbrandelektrode 5 6 und der Nebenelektrode 68 soweit entionisiert, daß eine Wiederzündung nicht mehr möglich ist.Für die umgekehrte Strompolarität verlaufen die beschriebenen Vorgänge sinngemäß auf der in den Fig. 7 und 8.,. Secondary electrodes 62 and 64 and the associated consumable rings 54 and 56 ignition cannot occur, so that with this polarity there is no arc and no further current flow he follows. When the next half-wave comes, in which the diode 76 would again be applied in the forward direction, has the space between the consumable electrode 54 and the secondary electrode 66 or the consumable electrode 5 6 and the secondary electrode 68 deionized to the point that reignition is no longer possible. For the reverse current polarity, the the processes described analogously to that in FIGS. 7 and 8
pe linken Seite der Anordnung.pe left side of the arrangement.
In den Figuren 9 und 10 ist eine ähnliche Anordnung dargestellt wie in den Figuren 7 und 8; hierbei sind allerdings die Nebenelektroden 66 und 68 bzw. 62 und 64 nicht miteinander verbunden,FIGS. 9 and 10 show an arrangement similar to that in FIGS. 7 and 8; here, however, are the secondary electrodes 66 and 68 or 62 and 64 not connected to each other,
sondern die Nebenelektrode 66 mit den Nebenelektroden 64 und 30but the secondary electrode 66 with the secondary electrodes 64 and 30
die Nebenelektrode 62 mit der Nebenelektrode 68 jeweils über Leitungen 80 und 82. Diese beiden Überbrückungsleitungen 80 und 82 sind über eine Verbindungsleitunc/Yniteinander verbunden, in die eine Diode 86 eingeschaltet ist, derart, daß imthe secondary electrode 62 with the secondary electrode 68 via lines 80 and 82, respectively. These two bridging lines 80 and 82 are connected to each other via a connecting line, in which a diode 86 is turned on, such that im
Falle einer Schalthandlung die Diode 86, wie aus der Figur 10 35In the event of a switching operation, the diode 86, as shown in FIG. 10 35
zu ersehen ist, in Durchlaßrichtung durchflossen wird. Die Wirkungsweise ist die gleiche wie bei der Einrichtung gem. Fig. 8 jcan be seen, is flowed through in the forward direction. The mode of action is the same as in the device according to Fig. 8 j
130036/0089130036/0089
/3 300587? / 3 300587?
-yr--yr-
im Falle einer Kontaktöffnung kommutiert der Lichtbogen bei der ersten Halbperiode nach dem Öffnen der Kontakte in den Spalt zwischen dem Abbrandstück und der Nebenelektrode 66, fließt über die Leitung 80, die Diode 86 und die Leitung 82 hin zur Nebenelektrode 68, wo ein zweiter Lichtbogen zwischen der letzteren und dem Abbrandring 56 gebildet ist. Nach dem Nulldurchgang kehrt sich die Polarität um, so daß die Diode 86 nunmehr in Sperrichtung beaufschlagt wird. Zwischen den Nebenelektroden 62 und 64 und den zugehörigen Abbrandringen an den Kontaktstücken kann sich ein Lichtbogen nicht ausbilden; bei einer weiteren Umkehrung der Polarität würde die Diode 86 wieder in Durchlaßrichtung vom Strom durchflossen; da der Spalt zwischen dp-r Elektrode 66 und dem Abbrandring 54 sowie der Elektrode 68 und dem Abbfanding 56 deionisiert ist, kann eine Wiederzündung des Lichtbogens nicht mehr erfolgen.In the case of a contact opening, the arc commutates in the first half period after the contacts have opened into the gap between the consumable piece and the secondary electrode 66, flows via the line 80, the diode 86 and the line 82 to the secondary electrode 68, where a second arc is formed between the latter and the burnout ring 56. After the zero crossing, the polarity is reversed, so that the diode 86 is now acted upon in the reverse direction. An arc cannot form between the secondary electrodes 62 and 64 and the associated erosion rings on the contact pieces; with a further reversal of polarity, the diode 86 would again flow through the current in the forward direction; Since the gap between the dp-r electrode 66 and the consumable ring 54 as well as the electrode 68 and the consumable 56 is deionized, the arc can no longer be reignited.
Wegen der erfindungsgemäßen stark verringerten Lichtbogenarbeit können die Kontaktstücke klein und leicht ausgeführt werden; neben dem verringerten Edelmetalleinsatz verringern sich die Aufwendungen für den mechanischen Antrieb, und Löschkammern sind nicht erforderlich. Die verwendeten Gleichrichter brauchen keine Einschaltströme zu führen und sind, außer beim Abschaltvorgang beidpolig vom Laststromkreis getrennt; sie unterliegen auch keiner mechanischen Beanspruchung. Die Nebenelektroden sind leicht auswechselbar und können je nach angestrebter Lebensdauer aus möglichst abbrandfestern oder möglichst billigem Material bestehen. Nach Verlöschen der Lichtbogen ist der Laststroifr-Fifä-fVanisch getrennt. Die Pfeilrichtung des fliessenden Stromes ist in der Darstellung nach den Figuren 9 und 10 mit Because of the greatly reduced arc work according to the invention, the contact pieces can be made small and light; In addition to the reduced use of precious metals, the expenses for the mechanical drive are reduced, and arcing chambers are not required. The rectifiers used do not need to carry any inrush currents and are separated from the load circuit at both poles, except during the disconnection process; they are also not subject to any mechanical stress. The secondary electrodes are easily exchangeable and, depending on the desired service life, can consist of material that is as resistant to erosion as possible or as inexpensive as possible. After the arc has been extinguished, the load streamer-Fifä-fVanisch is disconnected. The direction of the arrow of the flowing current is indicated in the illustration according to FIGS. 9 and 10
130036/0089130036/0089
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Claims (11)
l.j Einrichtung zur Löschung des Lichtbogens für \
lj device to extinguish the arc for
15is switched off in the zero crossing.
15th
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