DE672867C

DE672867C - Switch with arc extinguishing by flowing compressed gas

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Publication number: DE672867C
Application number: DER91512D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1934-09-29
Filing date: 1934-09-29
Publication date: 1939-03-13

Description

Schalter mit Lichtbogenlöschung durch strömendes Druckgas Zusatz zum Patent 652 800 Das Patent 652 8oo betrifft einen Druckgasschalter, bei dein ein löschkainmerartiger Schaltraum mit außerhalb des Schaltraumes angeordneten Isolierteilen. zusammenwirkt, die nach dem Austreten des beweglichen Schaltstückes aus dem Schaltraum in die Bahn des beweglichen Schaltstückes bewegt werden und hierbei den Lichtbogen löschen, ohne das Ausströmen der Gase aus dem Schaltraum zu behindern. Als bewegliche Isolierteile dienen hierbei insbesondere Klappen oder Schieber. Es wurde nun gefunden, daß die Einengung des Lichtbogens durch bewegliche Isolierteile zur Stromlznterbrechung allein ausreicht, wenn man hierzu eine drehbare Klappe aus gasabgebenden Stoffen in geeigneter Anordnung verwendet.Switch with arc quenching by flowing compressed gas Addition to patent 652 800 The patent 652 8oo relates to a compressed gas switch in which an extinguishing chamber-like switch room with insulating parts arranged outside the switch room. cooperates, which are moved after the exit of the movable contact piece from the control room in the path of the movable contact piece and thereby extinguish the arc without hindering the flow of gases from the control room. In particular, flaps or slides serve as movable insulating parts. It has now been found that the narrowing of the arc by movable insulating parts is sufficient to interrupt the flow if a rotatable flap made of gas-emitting substances is used in a suitable arrangement for this purpose.

Gegenstand der Erfindung ist daher eine Abänderung des Schalters nach dein Patent 652 8oo, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Lichtbogenlöschung in der Weise erfolgt, daß der Lichtbogen zwischen einem festen Wandungsteil und einer drehbaren Klappe elastisch eingeengt und zugleich quer zu seiner Hauptrichtung verlängert wird, wobei die Wandungsteile der drehbaren Klappe, die dem Lichtbogen ausgesetzt sind, aus einem unter der Lichbogeneinwirkung gasabgebenden Isolierstoff bestehen.The invention is therefore a modification of the switch according to your patent 652 8oo, which is characterized in that the arc extinction takes place in such a way that the arc between a fixed wall part and a rotatable flap elastically constricted and at the same time transverse to its main direction is extended, the wall parts of the rotatable flap, which the arc are exposed, made of an insulating material that emits gas under the effect of the arc exist.

Bei diesem Schalter wird die Löschung des Unterbrechungslichtbogens durch seine Einengung und Verlängerung zwischen der Klappe und der Gegenwand sowie durch seine gleichzeitige Beblasung durch die aus der Klappe erzeugten Gase und Dämpfe erzielt. Auf die Anordnung eines löschkammerartigen Schaltraumes kann verzichtet werden, so daß eine Verbesserung gegenüber dem Schalter nach dem Stammpatent durch Vereinfachung des Aufbaues vorliegt.With this switch, the interruption arc is extinguished by its narrowing and elongation between the flap and the opposite wall as well by its simultaneous blowing by the gases generated from the flap and Fumes obtained. The arrangement of an arcing chamber-like switching room can be dispensed with be, so that an improvement over the switch according to the parent patent by Simplification of the structure is available.

Dabei bringt die elastische Anpressung der gasabgebenden Klappe noch den besonderen Vorteil, daß sich der Querschnitt des Lichtbogenraumes und die erzeugte Gasmenge dem zu- unterbrechenden Strom automatisch anpassen, im Gegensatz zu festen Löschkammern, bei denen der Nachteil zu geringer Gasbildung bei kleinen Strömen bzw. zri hoher Druckerzeugung bei großen Strömen vorliegt.The elastic contact pressure of the gas-emitting flap is still effective the particular advantage that the cross-section of the arc space and the generated Automatically adjust the gas volume to the current to be interrupted, in contrast to fixed Extinguishing chambers, where the disadvantage is too little gas formation with small currents or zri high pressure generation with large currents.

Auf der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.Some exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawing shown.

Abb. i zeigt einen Leistungstrennschalter nach der Erfindung. Auf der Wandplatte 25 ist vermittels eines Isolators 22 der feste Kontakt :2 angeordnet, der mit dem beweglichen Kontakt 3 zusammenarbeitet. In die Bahn des beweglichen Schaltstückes 3 kann sich dabei eine Klappe 15 aus gasabgebendem Material hineinbewegen, die bei 2o drehbar gelagert ist. Die Klappe 15 wirkt mit der Gegenwand 17 zusammen, durch die das bewegliche Schaltstück durch -die Offnung 14 hindurchtritt. Für die sichere Löschung großer Ströme ist es erforderlich, die Klappe 15 besonders lang auszubilden und den Klappenantrieb kräftig auszuführen: Die Schaltgase werden aus dem Schaltraum 13 durch den Kamin .a-3 abgeführt, der mit Kühlern, Schalldämpfern u. dgl. ausgerüstet sein kann. Der Antrieb des Schaltstiftes erfolgt in bekannter Weise vom Isolator 23 aus in der Führung 4. Eine sichtbare Lufttrennstreeke 24 läßt sich leicht vorsehen.Fig. I shows a circuit breaker according to the invention. on The fixed contact: 2 is arranged on the wall plate 25 by means of an insulator 22, which cooperates with the movable contact 3. In the path of the moving Switching piece 3 can move into it a flap 15 made of gas-emitting material, which is rotatably mounted at 2o. The flap 15 cooperates with the opposite wall 17, through which the movable contact piece passes through the opening 14. For the safe extinguishing of large currents is necessary, especially the flap 15 to be long and the damper drive to be powerful: The switching gases are discharged from the control room 13 through the chimney .a-3, with coolers, silencers and the like. Can be equipped. The actuation of the switching pin takes place in a known manner Way from the isolator 23 in the guide 4. A visible air separation line 24 leaves be careful.

Eine ähnliche Ausführungsform zeigt Abb. 2. Dabei ist zwecks gedrängten Aufbaus auf eine Lufttrennstrecke verzichtet worden. Ferner wird eine elastische Klappe verwendet.A similar embodiment is shown in Fig. 2. This is for the purpose of crowded Structure has been dispensed with an air separation section. It is also an elastic Flap used.

Abb. 3 zeigt einen Schalter gemäß der Erfindung für besonders hohe Spannungen. Der Lichtbogen wird an der Stelle 9 zwischen den Kontakten ä und 3 gezogen und im Laufe der Kontakttrennung (Abwärtsbewegung des Schaltstiftes) so oft durch die Löschstellen an bewegten Isolierteilen (Klappen) beeinflußt, als es zur Beherrschung der Gesamtspannung nötig ist. Dargestellt sind beispielsweise drei in Reihe geschaltete Löschstellen B. Durch Erhöhung der Zahl der Löschstellen kann die Spannung beliebig heraufgesetzt werden. Die Löschstellen können gleichartig ausgebildet sein oder auch verschiedene Strombezirke besonders gut beherrschen: Sie können so gesteuert sein, daß sie, nachdem der Schaltstift den Weg freigegeben hat, sämtlich gleichzeitig geschlossen werden. Die Abgase können, wie dargestellt, seitlich aberhalb der Stromzuleitung 5 ins Freie hinausgestoßen werden. Bei Freiluftausführungen können die Kühler d:5 gleichzeitig als Regenschutz dienen.Fig. 3 shows a switch according to the invention for particularly high Tensions. The arc is drawn at point 9 between contacts a and 3 and so often in the course of the contact separation (downward movement of the switch pin) the extinguishing points on moving insulating parts (flaps) influenced than it is for control the total voltage is necessary. For example, three are shown connected in series Erasing points B. By increasing the number of erasing points, the voltage can be arbitrary be increased. The erasure points can be designed in the same way or also master different river districts particularly well: you can control them this way be that they, after the switch pin has released the way, all at the same time getting closed. The exhaust gases can, as shown, laterally but outside the power supply line 5 are pushed out into the open. In the case of outdoor versions, the coolers d: 5 serve as rain protection at the same time.

Der Antrieb des Schaltstiftes erfolgt hydraulisch. Er ist mit einem Kolben 49 ausgestattet, der sich in einem ölgefüllten Zylinder 5o bewegt. Beide Enden dieses Zylinders sind über isolierende Zuleitungen 57 und 58 mit dem Antriebszylinder 52 verbunden. Die Bewegung des Antriebskolbens 53 wird durch das 01 zwangsläufig auf den Schaltstift übertragen. Bei mehrphasigen Schaltern kann eine Zwangskupplung der Schaltstifte durch Anwendung getrennter Antriebszylinder erreicht werden, die durch einen gem.einsamen mechanischen Antrieb 54 bewegt werden. Es ist auch möglich, bei einem gemeinsamen Antriebszylinder Zwanglauf zu erzielen, wenn die einzelnen Zylinder 5o hydraulisch hintcreinandergeschaltet werden; Yso daß nur ein ölkreislauf durch alle Phasen hindurchgeht: Eine ähnliche Wirkung kann bei Verwendung von Handantrieben erzielt werden. Die ölgefüllten Zuleitungsrohre können gleichzeitig einen becherartigen Isolator bilden, in den der Stift sich hineinbewegt, wodurch die Bauhöhe des Schalters vermindert wird.The switching pin is driven hydraulically. He's with one Piston 49 equipped, which moves in an oil-filled cylinder 5o. Both The ends of this cylinder are connected to the drive cylinder via insulating leads 57 and 58 52 connected. The movement of the drive piston 53 is forced by the 01 transferred to the switch pin. A forced coupling can be used for multi-phase switches the switching pins can be achieved by using separate drive cylinders, the can be moved by a common mechanical drive 54. It is also possible, to achieve forced operation with a common drive cylinder if the individual Cylinders 5o are hydraulically connected in series; Yso that only one oil cycle goes through all phases: A similar effect can be achieved when using manual actuators be achieved. The oil-filled supply pipes can also be a cup-like Form an isolator into which the pin moves, reducing the overall height of the switch is decreased.

Die Klappen können besonders ausgebildet werden zur Erhöhung ihrer Wirksamkeit. 1Beim Federantrieb der Klappen kann es erwünscht sein, die Klappenbewegung zunächst gegenüber der Stiftbewegung zu verzögern. Eine Ausführungsform hierzu zeigen Abb. 4. und 5. Eine Verzögerung der Kläppenbewegun.g erfolgt durch die Rippe 29, die am Stift 3 anliegt. In der Löschstellung wird die Rippe 29 von einer Höhlung 30 in der Gegenwand 17 aufgenommen. Der Lichtbogen bildet sich an einer Seite der Rippe: Hierbei, wie auch sonst, kann durch seitlich übergreifende Teile (besondere Wände) erreicht werden, daß sich der Lichtbogen unter dem Druck der Klappe nicht zu sehr verbreitert.The flaps can be specially designed to increase their effectiveness. 1In the case of the spring drive of the flaps, it may be desirable to initially delay the flap movement compared to the pin movement. An embodiment for this is shown in FIGS. 4 and 5. The flap movement is delayed by the rib 29, which rests on the pin 3. In the extinguishing position, the rib 29 is received in a cavity 30 in the opposing wall 17 . The arc is formed on one side of the rib: Here, as otherwise, it can be achieved by laterally overlapping parts (special walls) that the arc does not widen too much under the pressure of the flap.

Die Abb. 5 zeigt die Klappe 15 mit der Rippe 29 und den aus einem Stück damit bestehenden Achsstummeln 20.Fig. 5 shows the flap 1 5 with the rib 29 and the stub axles 20 consisting of one piece therewith.

In der Abb. 6 ist die Rippe 15 mit einem mittleren Schlitz 31 versehen, in dem der Lichtbogen brennt: Die Rippen verhindern gleichzeitig ein Umschlagen des Lichtbogens nach der Schmalseite der Klappe, so daß die Klappe und mit ihr der gesamte Schaltraum entsprechend enger ausgebildet werden können.In Fig. 6, the rib 15 is provided with a central slot 31, in which the arc burns: The ribs prevent it from turning over at the same time of the arc to the narrow side of the flap, so that the flap and with it the entire control room can be made narrower accordingly.

In der AM). 7 ist die Wirkfläche der Klappe mit Querrillen 35 versehen (gezahnte Klappe). Dadurch wird eine Vergrößerung der wirksauren Löschlänge erzielt. Der Zwischenkontakt 34 dient zum Festhalten des Lichtbogenfußpunktes und damit des Lichtbogens in der Symmetrieebene der Klappe. Die Gegenplatte muß, wie in Abb. 8 dargestellt, auch eine entsprechende Zahnung aufweisen. Die Wangen 33, die an den Seitenwänden des Raumes 26 (Abb. 4) gleiten, dienen gleichfalls zur Verhinderung des seitlichen Umschlagens des Lichtbogens.In the AM). 7, the active surface of the flap is provided with transverse grooves 35 (toothed flap). This results in an increase in the effective acidic erase length. The intermediate contact 34 is used to hold the arc base and thus the arc in the plane of symmetry of the flap. As shown in Fig. 8, the counter plate must also have appropriate teeth. The cheeks 33, which slide on the side walls of the space 26 (Fig. 4), also serve to prevent the arc from turning over to the side.

Die Abb. 8 zeigt an einer ähnlich ausgebildeten Klappe die Verwendung der Elektroden 38 und 39. Es werden in der Regel bedeutend mehr Elektroden verwandt, als in der Abbildung dargestellt. Sie können sowohl in dem festen Teil 17 als auch in der Klappe 15 allein untergebracht werden. Sie werden vorzugsweise .derart ausgebildet, daß ihre in den festen Isolierstoff eingesetzten Teile möglichst großflächig und schwer ausgeführt werden, während nur in der Symmetrieachse der Klappe die eigentlichen Elektroden z: B: knopfartig oder messerartig an der Isolierstoffoberfläche endigen. Dadurch wird eine große Kapazität zwischen den Elektroden erreicht, so daß die Verteilung der Spannung nach dem Erlöschen des Lichtbogens gleichmäßig wird. Durch möglichst schwere Ausführung wird eine gute Wärmeabfuhr von den Lichtbogenfußpunkten in das Metall erzielt: Die Enden an der Oberfläche des Isolierstoffes werden vorzugsweise aus schwer schmelzbaren Stoffen, z. B. Wolframkupfer, hergestellt und mit den eingesetzten Platten durch Löten, Schweißen o. dgl. verbunden. Die in der Abbildung dargestellte Verbindung der zusätzlichen Elektroden mit der Zahnung der Löschstrecke ergibt eine elektrisch besonders vorteilhafte Form, wenn die einzelnen Platten in die Zähne verlegt werden und beide Wände mit Elektroden versehen sind. Durch die überlappung der Elektroden wird auch im eigentlichen Löschgebiet eine günstige Feldausbildung bewirkt. Die den Lichtbogen nicht führende Seite 36 ist zwecks Erhöhung der Überschlagfestigkeit gleichfalls mit einer Zahnung versehen.Fig. 8 shows the use of a similarly designed flap of electrodes 38 and 39. As a rule, significantly more electrodes are used, as shown in the picture. You can both in the fixed part 17 and be accommodated in the flap 15 alone. They are preferably trained in such a way that that their parts used in the solid insulating material as large as possible and difficult to run, while only in the axis of symmetry of the flap the actual Electrodes e.g. end like a button or a knife at the surface of the insulating material. This results in a large capacitance between the electrodes, so that the distribution the voltage becomes uniform after the arc is extinguished. By as much as possible heavy design will ensure good heat dissipation from the arc roots into the Metal achieves: The ends will be on the surface of the insulating material preferably made of difficult-to-melt materials, e.g. B. tungsten copper, manufactured and connected to the plates used by soldering, welding or the like. The one in the Connection of the additional electrodes with the teeth of the Extinguishing path results in an electrically particularly advantageous shape if the individual Plates are placed in the teeth and both walls are provided with electrodes. Due to the overlapping of the electrodes, a causes favorable field training. The side 36 which does not lead the arc is To increase the rollover strength also provided with a toothing.

Die in den Abbildungen dargestellte rechteckige Form der Klappe ist nicht erforderlich. Günstig ist eine angenähert kreisförmige Klappe, deren Mittelpunkt etwa mit der Stiftachse zusammenfällt, wobei z. B. durch geringe, Exzentrizität dafür zu sorgen ist, daß der Lichtbogen in der gewünschten mittleren Ebene brennt. Insbesondere aber ist es vorteilhaft, die Zahnung ringartig um die Stiftachse herumzulegen, da hierdurch nach allen Seiten gleichmäßig gute Abriegelungsbedingungen geschaffen werden.The rectangular shape of the flap shown in the figures is not mandatory. An approximately circular flap with its center point is favorable coincides approximately with the pin axis, with z. B. by low, eccentricity it must be ensured that the arc burns in the desired middle plane. In particular, however, it is advantageous to put the teeth around the pin axis in a ring-like manner, as this creates equally good sealing conditions on all sides will.

Trine besondere Ausbildungsart der Klappe -zeigt die Abb. g. An Stelle einer Achse und einer Feder tritt ein biegsam elastisches Isolierstiick 42, das mit der eigentlichen Klappe 41 und mit einem Befestigungsstück 40 mÖglichst fugenlos verbunden ist. Der Teil 42 kann zur Erhöhung der Federkraft mit Metalleinlagen, z. B. Blattfedern 21, ausgestattet werden. Der Teil 4o wird fest mit der Wandung des Blasraumes verbunden. Diese Konstruktion ergibt gegenüber den bisher beschriebenen den Vorteil des Fortfalls sämtlicher Antriebsvorrichtungen. DieKlappe kann kleiner gehalten werden, da ein Überschlag um die Antriebsseite der Klappe herum nicht mehr eintreten kann. Zur Festlegung der Lichtbogenbahn und Verbesserung der Löschung können die beschriebenen Einrichtungen sinngemäß angewandt werden. Bei Verwendung flacher Wirkwände kann es vorteilhaft sein, zur Festlegung des Lichtbogenweges eine schmale Rille im festen Teil 17 oder im beweglichen Teil 41 in der Symmetrieachse der Löschstelle anzubringen, der den Querschnitt dieser Löschstelle bestimmt. Seitenwände, die diesen schmalen Schlitz abgrenzen und sich gegebenenfalls in Vertiefungen der festen Wand legen, können hierbei das seitliche Verbreitern des Lichtbogens verhindern.Trine special design of the valve - is shown in Fig. G. Instead of an axis and a spring is a flexible elastic insulating piece 42, the with the actual flap 41 and with a fastening piece 40 as seamlessly as possible connected is. The part 42 can be used to increase the spring force with metal inserts, z. B. leaf springs 21 are equipped. The part 4o is fixed to the wall connected to the blowing chamber. This construction results in comparison to those previously described the advantage of eliminating all drive devices. The flap can be smaller be held, since a rollover around the drive side of the flap is no longer possible can occur. To define the arc path and improve extinction the described facilities can be used accordingly. Using flat active walls, it can be advantageous to define the arc path a narrow groove in the fixed part 17 or in the movable part 41 in the axis of symmetry to be attached to the extinguishing point, which determines the cross-section of this extinguishing point. Side walls, which delimit this narrow slot and possibly in the depressions of the A solid wall can prevent the arc from widening to the side.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Switch with arc quenching by pouring Pressurized gas in a switching chamber in which insulating parts designed as flaps be moved in the path of the movable contact piece, according to patent 65a 8oo, thereby characterized in that the arc extinction takes place in such a way that the arc elastic between a fixed wall part (i7) and a rotatable flap (i5) is narrowed and at the same time extended transversely to its main direction, whereby for the compressed gas generation the wall parts of the rotatable flap exposed to the arc from a lower the arc effect gas-emitting insulating material exist.

2. Gas switch after Claim i, characterized in that the stationary opposing wall is also made of gas-emitting Substances.

3. Gas switch according to claim i and 2, characterized in that the return movement of the flap (i5) when switched on by the contact piece (3) he follows.

Gas switch according to Claims 1 to 3, characterized in that the flap (i5) at their junction with the fixed parts made of elastic material, z. B. made of solid soft rubber, such that an axis of rotation is not required and the movement of the valve occurs through its own elasticity (Fig. a).

5. Gas switch according to claim q., Characterized in that the flap with resilient Metal inserts (2i) are provided, which increase the elasticity (Fig. 9).

6. Gas switch according to claim i to 5, characterized in that the insulating wall (i7) against which the flap lies down, and if necessary also the flap (i5) itself, with in the direction of the arc path is provided with metal surfaces (38, 39) arranged one above the other, which favor the deletion of the Licbtbogen.

7. Gas switch according to claim i to 6, characterized characterized in that the flap and the opposite wall with interlocking transverse grooves (35) are provided (Fig. 7, 8). B. gas switch according to claim i to 7, characterized in that that several flaps are arranged one behind the other (Fig. 3).