DE662071C

DE662071C - Device for controlling the movement of parts through which a current flows, influenced by a magnetic field, in particular switches and relays

Info

Publication number: DE662071C
Application number: DEA80759D
Authority: DE
Inventors: Wilfred F Skeats
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1935-10-17
Filing date: 1936-10-16
Publication date: 1938-07-04
Also published as: BE417961A; US2085549A; FR811881A; GB479621A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Beeinflussung von beweglichen Strombahnen in Abhängigkeit vom Strom und bezieht sich insbesondere auf Lichtbögen, aber auch auf metallische Leiter. Gemäß der Erfindung wird der bewegliche Teil des Stromkreises zwischen den Schenkeln eines Magnetkerns hindurchgeführt, dessen eine Hälfte mit einem ungeteilten Joch versehen ist und kleinen Querschnitt besitzt und daher bei großen Strömen gesättigt ist, und ' dessen andere Hälfte, deren Joch durch einen Luftspalt geteilt ist, großen ■ Querschnitt aufweist und bei großen Strömen ungesättigt bleibt. Die Anordnung wirkt so, daß der bewegliche Teil bei kleinen Strömen nach dem Joch mit kleinem Querschnitt und bei großen Strömen nach dem geteilten Joch mit großem Querschnitt wandert.The invention relates to a device for influencing movable current paths depending on the current and relates in particular to arcs, but also to metallic ladder. According to the invention, the moving part of the circuit passed between the legs of a magnetic core, one half of which with a undivided yoke is provided and has a small cross-section and therefore large Flow is saturated, and 'whose other half, whose yoke through an air gap is divided, has a large ■ cross-section and remains unsaturated with large currents. the Arrangement works so that the moving part with small currents after the yoke small cross-section and with large currents after the divided yoke with large cross-section wanders.

Eine bevorzugte Anwendung findet die Einrichtung zur Steuerung von Lichtbögen bei Schaltern. Es läßt sich damit erreichen, daß ein Lichtbogen unter dem Einfluß der aus dem Magnetkern austretenden Kraftlinien bei kleinen Strömen ausgebaucht, hingegen bei großen Strömen gestreckt wird. Hat man beispielsweise einen bekannten Schalter mit zwei in Reihe liegenden Lichtbögen, von denen der eine Druck erzeugt und dadurch einen. Löschstrom in dem anderen Lichtbogen hervorruft, so wird zweckmäßig der druckerzeugende Lichtbogen in der angegebenen Weise beeinflußt. Es kommt dadurch bei kleinen Strömen infolge der Verlängerung des Lichtbogens und seiner Berührung mit dem flüssigen Löschmittel auf größerer Oberfläche zu einer intensiveren Dampfbildung und einem kräftigeren Löschstrom als es sonst bei den bekannten Querströmungsschaltern der Fall ist.The device for controlling electric arcs is used in a preferred manner at switches. It can be achieved that an arc under the influence of Lines of force emerging from the magnetic core bulge with small currents, however is stretched at large currents. For example, if you have a known switch with two arcs in series, one of which creates pressure and thereby one. Causes extinguishing current in the other arc, it is appropriate influences the pressure-generating arc in the manner indicated. It comes through with small currents as a result of the lengthening of the arc and its contact with the liquid extinguishing agent on a larger surface to a more intensive vapor formation and a more powerful extinguishing current than is usually the case with the known cross-flow switches the case is.

In den Abbildungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Abb. 1 be- In the figures, an embodiment of the invention is shown. Fig. 1

trifft einen Ölströmungsschalter. Er besitzt einen Ölbehälter i, dessen ölstand gestrichelt eingezeichnet ist, und relativ zueinander bewegliche Kontakte 2, 3 und 4 zum Unterbrechen des Stromkreises. Die Kontaktanordnung 2, welche feststeht und mit dem Gehäuse ι leitend verbunden ist, bildet die eine Klemme des Schalters. Sie ist als Tulpenkontakt ausgeführt und nimmt den bewegliehen Schaltstift 4 in sich auf. Die Kontaktanordnung 3 besteht aus einem Paar flügeltorartiger, leitender Teile 3', welche normalerweise durch Federn gegeneinandergepreßt sind, so daß sie sich in den Schaltweg • 5 zwischen den festen Kontakt 2 und den beweglichen Kontaktstift 4 stellen. Wenn der Kontaktstift 4 gesenkt wird, um den Stromkreis über den Kontakt 2 zu schließen, werden die torartigen Teile 3' beiseitegedrückt und bilden alsdann einen elektrischen Gleitkontakt mit dem Schaltstift 4. Wird der Schaltstift 4 zum Unterbrechen des Stromkreises angehoben, so teilen die torartigen Kontaktteile 3', welche eine Zwischenkontaktanordnung bilden, den Lichtbogen derart in zwei Teile, daß zuerst ein druckerzeugender Lichtbogen zwischen den Kontakten 2 und 3 und sodann ein Hauptlichtbogen zwischen den Kontakten 3, 4 gezogen wird, welcher einem Ölstrom ausgesetzt ist.hits an oil flow switch. It has an oil tank i, the oil level of which is shown in dashed lines is shown, and contacts 2, 3 and 4 movable relative to one another for interrupting of the circuit. The contact arrangement 2, which is stationary and with the housing ι is conductively connected, which forms one terminal of the switch. She is as a tulip contact executed and takes on the movable switching pin 4 in itself. The contact arrangement 3 consists of a pair of wing gate-like, conductive parts 3 ', which normally are pressed against each other by springs so that they are in the switching path • Place 5 between the fixed contact 2 and the movable contact pin 4. If the Contact pin 4 is lowered to complete the circuit via contact 2 the gate-like parts 3 'pushed aside and then form an electrical sliding contact with switching pin 4. If the switching pin 4 is lifted to interrupt the circuit, so share the gate-like contact parts 3 ', which form an intermediate contact arrangement, divide the arc into two parts in such a way that first a pressure generating arc between contacts 2 and 3 and then a main arc between contacts 3, 4, which is exposed to a flow of oil.

Um den von dem druckerzeugenden Lichtbogen hervorgerufenen ölstrom zu führen, ist eine Isolierwand 5 vorgesehen. Durch diese wird ein Kanal 6 gebildet, welcher mit dem Raum für den druckerzeugenden Lichtbogen in Verbindung steht und den "Hauptlichtbogen durchkreuzt. Die Wand 5, welche zugleich die Zwischenkontakte 3 trägt, ist mit einer senkrechten Bohrung 7 versehen, welche den Schaltstift führt.In order to guide the flow of oil produced by the pressure-generating arc, an insulating wall 5 is provided. Through this a channel 6 is formed, which with the space for the pressure generating arc communicates and the "main arc crossed. The wall 5, which at the same time carries the intermediate contacts 3, is provided with a vertical bore 7, which the switching pin leads.

Ein ölschalter der beschriebenen Art kann innerhalb weiter Stromgrenzen nicht gleichmäßig arbeiten, insbesondere nicht für hohe Spannungen, weil bei kleinem Strom nur ein ungenügender Druck durch den Lichtbogen erzeugt wird, um eine wirksame ölströmung zustande zu bringen. Bei hohem Strom ist anderseits die Blaswirkung besonders wirksam. Infolgedessen wird der Schalter nur bei einem höheren Strom schnell und sicher unterbrochen.An oil switch of the type described can do not work evenly within wide current limits, especially not for high current limits Tensions, because with a small current there is insufficient pressure from the arc is generated to bring about an effective flow of oil. At high On the other hand, the blowing effect is particularly effective with electricity. As a result, the Switch is only interrupted quickly and safely at a higher current.

Gemäß der Erfindung wird daher derAccording to the invention is therefore the

zwischen den Kontakten 2 und 3 erzeugte.generated between contacts 2 and 3.

Druck durch die angegebene magnetische Einrichtung in Abhängigkeit von dem Strom so geregelt, daß der Lichtbogen bei kleinem Strom ausgebaucht und verlängert wird, so daß sich die Lichtbogenspannung erhöht, während bei hohem Strom die Länge des Lichtbogens normal und am kürzesten ist.Pressure by the specified magnetic device as a function of the current regulated in such a way that the arc is bulged out and lengthened with a small current, see above that the arc voltage increases, while at high current the length of the Arc is normal and shortest.

Zu diesem Zweck ist die elektromagnetische Einrichtung 8 in dem Behälter 1 zwischen den Kontakten 2 und 3 derart vorgesehen, daß der druckerzeugende Lichtbogen in der Umgebung oder innerhalb dieser Einrichtung gezogen wird. Wie vor allem die Abb. 2 zeigt, besteht die elektromagnetische Einrichtung 8 aus einem Block 9 aus Isoliermaterial, in welches ein Weicheisenkern 10 eingeschmolzen ist. Dieser wird, wie bei 11 dargestellt ist, vorzugsweise geschichtet ausgeführt und ist vollständig von dem Isoliermaterial 9 eingeschlossen. Der Block 9 ist mit einer zentralen Öffnung 12 versehen, durch welche der Kontaktstift 4 hindurchgeht, so daß der elekirische und der magnetische Kreis miteinander verkettet sind. Ein seitlicher Schlitz 12' erstreckt sich von der Bohrung 12 aus nach dem Umfang der Scheibe.For this purpose, the electromagnetic device 8 is in the container 1 between the Contacts 2 and 3 are provided so that the pressure-generating arc in the area or is drawn within this facility. As Fig. 2 in particular shows, there is electromagnetic device 8 from a block 9 of insulating material into which a soft iron core 10 is melted is. This is as shown at 11 is, preferably made layered and is completely enclosed by the insulating material 9. The block 9 is provided with a central opening 12 through which the Contact pin 4 passes through so that the electrical and magnetic circuit with each other are chained. A side slot 12 'extends from the bore 12 to the circumference of the disc.

Der Eisenkern 10 ist so angeordnet, daß er die Bohrung 12 und den Schlitz 12' eng umgibt. Der den Schlitz 12' umgebende Teil des Kerns besitzt einen verhältnismäßig kleinen Querschnitt bei 13, so daß dieser Teil des magnetischen Kreises leicht gesättigt werden kann. Hingegen ist der gegenüberliegende, mit einem Luftspalt versehene Teil 14 des magnetischen Kreises von großem Querschnitt. Der Kern ist zum Schaltstift 4 so angeordnet, daß dieser näher an dem geteilten Joch 14 mit großem Querschnitt als an dem Joch 13 mit kleinem Querschnitt vorbeigeführt wird. Auch sind die Schenkelteile mit kleinem Querschnitt einander mehr genähert. The iron core 10 is arranged so that he narrow the bore 12 and the slot 12 ' surrounds. The portion of the core surrounding the slot 12 'has a relative small cross-section at 13, so that this Part of the magnetic circuit can be easily saturated. On the other hand, the opposite is provided with an air gap part 14 of the magnetic circuit of large Cross-section. The core is arranged to the switching pin 4 so that it is closer to the split Yoke 14 with a large cross section than guided past the yoke 13 with a small cross section will. The leg parts with a small cross section are also closer to one another.

Bei kleinen Strömen wird das vom Lichtbogen erzeugte magnetische Feld ein Ausweichen des Lichtbogens in den Schlitz 12' hervorrufen; denn das magnetische Jochstück 13 ist nicht gesättigt und daher völlig von dem Kraftfluß durchsetzt. Infolge des Luftspaltes fließt ein verhältnismäßig kleiner Fluß durch das Joch 14. Da das durch den Lichtbogen erzeugte magnetische Feld einen Weg von geringstem Widerstand herzustellen sucht, wird der Lichtbogen in den Teil 13 hineingestoßen. Falls erwünscht, können Lichtbogenhörner o. dgl. an den Kontakten 2 und 3 vorgesehen werden, um die Bewegung des Lichtbogens in den Schlitz 12' zu begünstigen. Infolge der Verlängerung des druckrzeugenden Lichtbogens innerhalb des Spaltes 12' wird der Druck verhältnismäßig stark rhöht. Daher wird die ölströmung durch den Kanal 6 und den Hauptlichtbogen wirksamer. With small currents, the magnetic field generated by the arc will give way of the arc into slot 12 '; because the magnetic yoke piece 13 is not saturated and therefore completely permeated by the flow of force. As a result of the air gap a relatively small river flows through the yoke 14. Since that through the Arc generated magnetic field establish a path of least resistance is looking, the arc is pushed into the part 13. If desired, can Arc horns o. The like. On the contacts 2 and 3 are provided to the movement of the arc in the slot 12 'to favor. As a result of the lengthening of the pressure-generating arc within the gap 12 ', the pressure is relatively strong r increases. Therefore, the oil flow through the passage 6 and the main arc becomes more efficient.

Wenn jedoch der Lichtbogenstrom einen hohen Wert erreicht, wird der Teil 13 des magnetischen Weges gesättigt. Infolgedessen ergibt sich eine stärkere Streuung zwischen den genäherten Teilen der Schenkel mit schwachem Querschnitt. Der Fluß, welcherHowever, when the arc current reaches a high value, the part 13 of the magnetic path saturated. As a result, there is a greater spread between the approximate parts of the thighs with a weak cross-section. The river, which

den Luftspalt zwischen den nicht gesättigten Teilen 14 durchsetzt, wird zwar im wesentlichen proportional mit dem Strom vergrößert, wird sich aber seitwärts nicht stärker ausbreiten. Der Lichtbogen wird daher bei größeren Strömen nach entgegengesetzter Richtung — nach links — bewegt. Von einem bestimmten Stromwert an hat er die Neigung, sich geradlinig zwischen den Kontakten 2 und 3 auszudehnen, wie er normal ausgezogen wird. Er besitzt dann die kürzeste Länge. Auf diese Weise wird die Stellung und Länge des Lichtbogens selbsttätig in Übereinstimmung mit der Größe des Stromes geregelt, ohne daß besondere bewegliche Hilfskontakte nötig sind.penetrates the air gap between the unsaturated parts 14, although essentially increased proportionally with the current, but will not spread more sideways. The arc is therefore at larger currents in the opposite direction - to the left - moved. Of a At a certain current value, it has the tendency to move in a straight line between the contacts 2 and 3 as normal. He then has the shortest Length. In this way the position and length of the arc is automatically adjusted Accordance with the size of the stream regulated without being special movable Auxiliary contacts are necessary.

Die Abb. 3 und 4 beziehen sich auf eine Anwendung der Erfindung auf ein Relais, um den größten und kleinsten Strom in einem Stromkreis anzuzeigen. Der Eisenkern 10 ist mit einer beweglichen Spule 15 versehen, welche in dem Stromkreis 16 liegt. Die Spule 15 wird von einem Rahmen 15' gehalten und so geführt, daß sie auf dem Teil 13 eine hin und her gehende, geradlinige Bewegung ausführen kann. Zur Geradführung dient ein Isolierstab 17, welcher in dem Kern 10 gleitet und von leichten Federn 15" umgeben ist. Der Teil 14 des magnetischen Kreises ist wie in dem vorigen Beispiel mit einem Luftspalt 14' versehen. Bei einem kleinsten Strom wird die Spule 15 nach rechts nach der gesättigten Seite bewegt. Der Stab 17, welcher eine Kontaktbrücke 18 trägt, schließt einen Kontaktkreis, welcher die Lampe G zum Aufleuchten bringt. Ist der maximale Strom erreicht, so wird die Spule nach der schwach gesättigten Seite bewegt, so daß durch den Kontakt 18 der Stromkreis für die Signallampe R geschlossen wird. Innerhalb eines bestimmten Bereiches dazwischen ist keine Anzeige vorhanden.Figures 3 and 4 relate to an application of the invention to a relay to indicate the maximum and minimum current in a circuit. The iron core 10 is provided with a movable coil 15 which is located in the circuit 16. The coil 15 is held by a frame 15 'and guided so that it can perform a reciprocating, rectilinear movement on the part 13. An insulating rod 17, which slides in the core 10 and is surrounded by light springs 15 ″, is used for straight guidance. As in the previous example, the part 14 of the magnetic circuit is provided with an air gap 14 ' The rod 17, which carries a contact bridge 18, closes a contact circuit which lights up the lamp G. When the maximum current is reached, the coil is moved to the weakly saturated side, so that the Contact 18 closes the circuit for the signal lamp R. There is no display within a certain range in between.

Claims

Patent claims:

i. Device for controlling the movement influenced by a magnetic field Current-carrying parts, in particular switches and relays, characterized in that that the moving part of the circuit is passed between the legs of a magnetic core, one half of which, in particular in the undivided yoke (13), has a cross section and is therefore saturated with large currents, and the other half with a yoke (14) divided by an air gap has a large cross-section and remains unsaturated at large currents, so that the moving part of the circuit with small currents after the yoke with the small cross-section and with large currents after the split yoke large cross-section migrates.

2. Device according to claim 1, characterized by its application Switch based on the cross-flow principle with two arcs connected in series, of which the first arc drawn generates the pressure to extinguish the second arc and through the magnetic lines of force is controlled so that it bulges with small currents, but with large currents stretches.

3. Device according to claim 2 for a liquid switch with two-part, spread apart by the switch pin. Intermediate contact, which the chamber with the pressure generating Arc separates from a connected to it, intended to pull out the second arc transverse channel, thereby characterized in that the magnetic core is installed in the pressure generating chamber so that the switch pin is closer on the yoke (14) with air gap and large leg than on the yoke (13) is passed with a small cross-section (Fig. ι and 2).

4. Device according to claim 3, characterized in that the leg parts with a small cross-section are closer to each other than those with a large cross-section.

5. Device according to claim 3 and 4, characterized in that the magnetic core is embedded in insulating material (9) so that only one hole (12) for the switching pin (4) and an adjoining slot extending into the core parts with a small cross-section (12 ') remains free for the arc to occur.

6. Device according to claim 1, characterized by its application a relay for displaying a maximum and minimum current.

7. Device according to claim 6, characterized in that on the transition parts of the magnetic core, a current coil (15) is provided between the large and small cross-sections of one leg which is guided on an insulated rod and is under the action of a spring (Fig. 3 and 4).

1 sheet of drawings