DE670863C

DE670863C - Arrangement for switches with separation of the contacts within a liquid with at least two interruption points that open one after the other

Info

Publication number: DE670863C
Application number: DE1930S0156930
Authority: DE
Inventors: Fritz Rampacher
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1930-11-28
Filing date: 1930-11-28
Publication date: 1939-01-27
Also published as: FR723167A; GB393927A

Description

Das Prinzip des Expansionsschalters ist bekannt. Es beruht darauf, däß für die durch den Lichtbogen aus Flüssigkeit entwickelten und ihn unmittelbar umgebenden Dämpfe S und Gase eine sprunghaft plötzliche Druckentlastung herbeigeführt wird. Ein anderes bekanntes Prinzip der Lichtbogenlöschung besteht darin, den an einer voreilend öffnenden Unterbrechungsstelle entstehenden Druck zur Unterbrechung der Leistung an einer zweiten nacheilend öffnenden Unterbrechungsstelle heranzuziehen. Es ist ferner bekannt, daß ganz allgemein bei Wechselstromschaltern die Lichtbogenlöschung im Stromnulldurchgang erfolgt, weshalb die Wirkung des Löschmittels auf den Unterbrechungslichtbogen über den Stromnulldurchgang aufrechterhalten werden muß.The principle of the expansion switch is known. It relies on that for the through the arc developed from liquid and vapors immediately surrounding it S and gases a sudden sudden pressure relief is brought about. Another The well-known principle of arc quenching is the one that opens in advance Interruption point to use the pressure generated to interrupt the service at a second subsequent opening interruption point. It is also known that in general with alternating current switches the arc extinction in the current zero passage takes place, which is why the effect of the extinguishing agent on the interruption arc is maintained via the current zero passage must become.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schalter, der unter Ausnutzung der vorerwähnten Grundsätze eine besonders hohe Schaltleistung bei sehr großem Abschaltbereich beherrschen kann.The present invention relates to a switch which utilizes the aforementioned Principles a particularly high switching capacity with a very large cut-off range can master.

Nach der Erfindung wird hierzu bei einem Schalter mit der Trennung der Kontakte innerhalb von Flüssigkeit mit mindestens zwei zeitlich nacheinander öffnenden Unterbrechungsstellen, von denen die erste durch Verdampfung der umgebenden Flüssigkeit zur Erzeugung des Druckes an der zweiten Unterbrechungsstelle herangezogen wird, an der die Leistungsunterbrechung stattfindet, beim Schaltvorgang infolge der an der ersten Unterbrechungsstelle eintretenden Gasentwicklung eine Strömung der Flüssigkeit in der der zweiten Unterbrechungsstelle zugeordneten Kammer hervorgerufen, wobei diese Kammer ihrerseits plötzlich nach einem flüssigkeitsfreien Raum zu geöffnet wird, wodurch der dort entstandenen Verminderung des Anfangsdruckes entgegengearbeitet wird, wobei der Flüssigkeitsstrom aus dem unteren Teil zwischen den Kontakten der zweiten Unterbrechungsstelle hindurch nach dem oberen Teil des diesen Kontakten zugeordneten Raumes geführt wird. Hierdurch ergibt sich auch eine besonders wirksame Zusammenwirkung der Unterbrechungsstellen, durch die es ermöglicht wird, in gleicher Weise sowohl besonders hohe Schaltleistungen wie auch sehr geringe Ströme, wie diese beispielsweise beim Abschalten leerlaufender Leitungen vorliegen, einwandfrei abzuschalten. Da für die Lichtbogenlöschung nach dem Expansionsprinzip der im Stromnulldurchgang bestehende Druckunterschied zwischen dem Lichtbogenraum und dem Außenraum maßgebend ist, von welchem die im Stromnulldurchgang vorhandene Expansionsgeschwindigkeit abhängt, so wird durch die Anordnung nach der Erfindung, welche das Fortbestehen eines gesteigerten Expansionsgefälles über den Stromnulldurchgang gewährleistet, eine gesteigerte Expansionslöschung hervorgebracht. Ein weiterer Vor- zug der Erfindung liegt darin, daß auch fürAccording to the invention, this is done in a switch with the separation of the contacts within a liquid with at least two interruption points that open one after the other, of which the first by evaporation of the surrounding liquid to generate the pressure on the second The point of interruption at which the service interruption takes place is used, during the switching process as a result of the gas development occurring at the first interruption point a flow of the liquid in that associated with the second interruption point Chamber caused, this chamber in turn is suddenly opened to a liquid-free space, whereby the resulting reduction in the initial pressure is counteracted, the liquid flow from the lower Part between the contacts of the second interruption point through to the upper part of the associated contacts Room is performed. This also results in a particularly effective interaction the interruption points, through which it is made possible, in the same way both particularly high switching capacities as also very low currents, such as those when switching off idle Lines are present, can be switched off properly. As for the arc extinguishing after the Expansion principle of the pressure difference between the arc space and the outside space is decisive, of which the current zero passage Existing expansion rate depends, so is by the arrangement according to the invention, which The continuation of an increased expansion gradient above the current zero crossing is guaranteed, produced increased expansion quenching. Another advantage of the invention is that also for

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Frits Rampacher in Berlin-Charlottenburg.Frits Rampacher in Berlin-Charlottenburg.

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verhältnismäßig schwache Unterbrechungslichtbögen von kleiner Stromstärke, die an sich einen unzureichenden Druck erzeugen würden, durch die erfindungsgemäße Ver-Stärkung des Druckes günstige Löschbedingungen geschaffen werden.relatively weak interruption arcs of small amperage, which at insufficient pressure would be generated by the reinforcement according to the invention of the pressure, favorable erasure conditions can be created.

Der zweite Unterbrechungslichtbogen soll zwischen dem freien Gasauslaß der Kammer und der von der ersten Unterbrechungsstelle ίο aus unter Druck gesetzten Flüssigkeit liegen. Es ist zweckmäßig, die erste Unterbrechungsstelle durch glockenartig überhängende Teile derart abzuschirmen, daß nicht die entwickelten Dämpfe, sondern nur die Flüssig-■ >S keit zu der zweiten Unterbrechungsstelle gelangen kann.The second interruption arc should be between the free gas outlet of the chamber and the liquid pressurized from the first interruption point ίο. It is advisable to use bell-shaped overhanging parts at the first interruption point shield in such a way that not the vapors developed, but only the liquid ■ > S keit can get to the second point of interruption.

Als Flüssigkeit kann insbesondere Wasser verwendet werden. Man kann auch Glycerin, Tetrachlorkohlenstoff, Trichloräthylen verwenden. Der Schalter wird mit nach aufwärts bewegtem Kontakt ausgeführt, wie es an sich beim Expansionsschalter bekannt "ist, so daß bei Verwendung von leitenden Flüssigkeiten, wie Wasser, der bewegliche Kontakt bei der Stromunterbrechung nicht mehr in der Flüssigkeit steht.In particular, water can be used as the liquid. You can also use glycerine, Use carbon tetrachloride, trichlorethylene. The switch is moved upwards with moving contact carried out, as it is known per se with the expansion switch ", so that when using conductive liquids, such as water, the movable contact is no longer in the liquid when the power is interrupted.

In der Zeichnung sind in den Fig. ι und 2 zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Mit ι und 2 sind die beiden Kontakte bezeichnet, die über einen Mittelkontakt 3 zusammenarbeiten, 4 bezeichnet eine Kammer, in der der Kontakt 1 fest eingesetzt ist, während der Kontakt 2 in einer Öffnung der Kammer verschoben werden kann. Das Mittelkontaktstück 3 ist innerhalb der Kammer geführt und wird durch eine geeignete Kraftwirkung, beispielsweise eine Feder 6, die sich an einem Bund 7 des Mittelkontaktstückes abstützt, in Richtung der Ausschaltbewegung gedrückt. Das Kontaktstück 2 liegt hierbei an dem Kontaktstück 3 an und drückt dieses entgegen der Wirkung der vorgenannten Feder an den Kontakt ι an, so daß der Stromkreis" geschlossen ist. Die Kammer selbst ist mit einer geeigneten verdampfbaren Flüssigkeit 8, z. B. Wasser, gefüllt. Eine Wand 9, welche die Öffnung 5 enthält, teilt die Kammer in einen oberen und einen unteren Teil. 10 ist die Druckentlastungsöffnung der Kammer,* welche in einen flüssigkeitsfreien Raum führt und bei geschlossenem Schalter durch den Schaltstift 2 verschlossen wird.In the drawing are in Figs. Ι and 2 two embodiments of the invention shown. With ι and 2 are the two Contacts designated that work together via a central contact 3, 4 designated a chamber in which the contact 1 is firmly inserted, while the contact 2 in a Opening of the chamber can be moved. The center contact piece 3 is inside the chamber and is by a suitable force, for example a spring 6, which is attached to a collar 7 of the Center contact piece is supported, pressed in the direction of the switch-off movement. The contact piece 2 rests against the contact piece 3 and presses it against the action of the aforementioned spring Contact ι on, so that the circuit "closed" is. The chamber itself is filled with a suitable vaporizable liquid 8, e.g. B. water filled. A wall 9 which contains the opening 5 divides the chamber into an upper and a lower part. 10 is the pressure relief opening of the chamber, * which leads into a fluid-free space and is locked with the switch pin 2 when the switch is closed.

Bei Unterbrechung des Stromschlusses wird der Kontaktteil 2 nach aufwärts bewegt, wobei ihm der Kontaktteil 3 unter der Wirkung der Feder 6 zunächst folgt, so daß zwischen den Teilen 1 und 3 ein Lichtbogen gezogen wird, durch den eine Verdampfung und damit Drucksteigerung in der Kammer 4 erreicht wird. Der Weg des Kontaktteiles 3 ist hierbei* durch einen entsprechenden Anschlag begrenzt, wodurch auch die Lichtbogenlänge zwischen den Kontakten 1 und 3 beschränkt ist. Bei der weiteren Aufwärtsbewegung des Kontaktteiles 2 kann daher der Kontaktteil 3 nicht mehr folgen, so daß sich jetzt die zweite Unterbrechungsstelle zwischen den Kontakten 2 und 3 öffnet. Au dieser Unterbrechungsstelle entsteht, falls nicht schon (bei sehr geringen Abschaltströmen) durch die von der ersten Unterbrechungsstelle hervorgebrachten Bewegung der Flüssigkeit von vornherein jede Lichtbogenbildung unterdrückt werden sollte, der die Unterbrechung bewirkende Lichtbogen. Dieser verdampft die umgebende Flüssigkeit, und außerdem wird unter der Wirkung des hohen von der unteren Unterbrechungsstelle herrührenden Druckes die Flüssigkeit, welche nach Fig. 1 durch die öffnung 5, nach Fig. 2 durch den hohlen Mittelkontaktteil 3 in den oberen Teil der Kammer eintritt, gegen diesen Lichtbogen gedrückt. Wenn nun der Kontaktteil 2 die Öffnung 10 frei gibt, entsteht plötzlich an der Öffnung 10 ein starker Druckunterschied, der sich aber nicht augenblicklich in voller Höhe in das Innere der Kammer fortpflanzt. Durch den von der ersten Unterbrechungsstelle herrührenden Druck wird nun der an der Öffnung 10 herrschende hohe Druckunterschied anhaltend gestaltet, so daß mit Sicherheit das Druckgefälle in dem folgenden Stromnulldurchgang des Wechselstromlichtbogens in entsprechender Höhe noch fortbesteht. Im Stromnulldurchgang des Wechselstromlichtbogens findet unter der Wirkung dieses hohen an der Ausflußöffnung 10 der Kammer herrschenden Druckgefälles ein sehr rasches Expandieren der Lichtbogengase nach dem Außenraum statt. Diese Expansionsgeschwindigkeit muß so stark gesteigert sein, daß die ionisierten Gase des Lichtbogenraumes während der stromschwachen Pause des Wechsel-Stromlichtbogens im wesentlichen durch kühle Gase und Dämpfe ersetzt werden, welche die Lichtbogenstrecke so durchschlagsfest machen, daß die nach dem Stromnulldurchgang wiederkehrende Spannung den Lichtbogen no nicht mehr wiederzünden kann. Infolge der Unterbrechung der Schaltleistung an der Unterbrechungsstelle 3, 2 erlischt auch der Lichtbogen zwischen den Kontakten 1 und 3·When the power supply is interrupted, the contact part 2 is moved upwards, the contact part 3 initially follows him under the action of the spring 6, so that an arc is drawn between parts 1 and 3, causing evaporation and thus the pressure increase in the chamber 4 is achieved. The way of the contact part 3 is limited here * by a corresponding stop, which also reduces the arc length between contacts 1 and 3 is limited. With the further upward movement of the contact part 2 can therefore no longer follow the contact part 3, so that now the second interruption point between contacts 2 and 3 opens. This interruption point arises, if not already (with very low cut-off currents) due to the movement of the liquid brought about by the first interruption point, any arcing occurs from the start should be suppressed, the interrupting causing arc. This evaporates the surrounding liquid and is also under the action of the high pressure originating from the lower interruption point, the liquid which according to FIG. 1 through the opening 5, according to FIG. 2 enters through the hollow central contact part 3 in the upper part of the chamber, against this Arc pressed. If now the contact part 2 releases the opening 10, arises Suddenly there is a strong pressure difference at the opening 10, but this does not occur immediately propagates in full into the interior of the chamber. By the The pressure resulting from the first interruption point is now that at the opening 10 prevailing high pressure difference designed to be sustained, so that with certainty the pressure gradient in the following current zero crossing of the alternating current arc in the corresponding Height still persists. In the current zero passage of the alternating current arc takes place under the effect of this high at the outlet opening 10 of the chamber prevailing pressure gradient a very rapid expansion the arc gases to the outside. This expansion rate must be increased so much that the ionized gases in the arc chamber during the low-current pause in the alternating current arc are essentially replaced by cool gases and vapors, which the Make the arc gap so that it is dielectric-proof after the current zero crossing recurring voltage can no longer re-ignite the arc. As a result of Interruption of the switching capacity at the interruption point 3, 2 also extinguishes Arc between contacts 1 and 3

Claims

115 claims:

i. Arrangement for switches with separation of the contacts within the liquid with at least two interruption points opening one after the other, of which the first (lower)

vaporize the surrounding liquid to generate a liquid pressure the second (upper) interruption point is used at which the interruption the performance takes place, characterized in that during the switching process as a result of the at the first interruption point occurring gas development liquid into the chamber assigned to the second interruption point flows, which in turn is suddenly opened to a fluid-free space, and the one that arises there Reduction of the initial pressure counteracts and that the liquid flow from the lower part between the contacts the second interruption point through to the upper part of the space assigned to these contacts will.

2. Arrangement according to claim i, characterized in that the second interruption arc is located between the free gas outlet of the chamber and the liquid pressurized _{from the first interruption point of 2 g.}

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that the first interruption point is shielded by bell-like overhanging parts in such a way that not those developed on it Vapors, but only the liquid can reach the second interruption point can.

4. Arrangement according to claim 1, characterized in that the first interruption brought about at a point remote from the main interruption point by a central contact piece which is designed and arranged in such a way that it is the switch-off movement of the movable contact initially follows until its movement is limited by a stop.

1 sheet of drawings