DE676780C

DE676780C - Switch with arc extinguishing by compressed gas

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Publication number: DE676780C
Application number: DER91021D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1934-07-13
Filing date: 1934-07-14
Publication date: 1939-06-12

Description

Schalter mit Lichtbogenlöschung durch Druckgas Das Stammpatent betrifft einen Druckgasschalter mit .zwei in Reihe geschalteten und derart verschieden ausgebildeten Schaltstellen, daß die eine bei Überlastabschaltung und die andere bei Abschaltung der Normallast' bzw. der Barunterliegenden Stromstärken unter den günstigsten Löschbedingungen arbeitet. Dabei ist es an sich bei Druckgasschaltern bekannt, zwei verschiedene Druckgasquellen vorzusehen, die gleichzeitig oder nacheinander die Schaltstelle beblasen und von denen die Druckgasquelle höheren Druckes für Überlastabschaltungen bestimmt ist.Switches with arc quenching by pressurized gas The parent patent relates to a pressure gas switch with .two connected in series and designed differently in this way Switching points that one in the event of an overload shutdown and the other in the event of a shutdown the normal load or the current strengths underlying the bar under the most favorable extinguishing conditions is working. It is known per se in the case of compressed gas switches, two different ones Provide compressed gas sources that simultaneously or one after the other the switching point inflate and of which the pressurized gas source of higher pressure for overload shutdowns is determined.

Diese verschiedene Behandlung der Normallast- und Überlastabschaltungen läßt sich erfindungsgemäß dahingehend weiter ausbilden, daß das Druckgas für die Schaltungen bis zur Normallast bei der Bewegung des Schalters erzeugt wird, während das Druckgas für Überlastabschaltungen einem Druckgasspeicher entnommen wird. Es würde nämlich gefunden, daß für Abschaltung von Normalströmungen Druckgasmengen geringen Druckes genügen, die in der Größenordnung von 50/, der für die Kurzschlußabschaltung erforderlichen Gasmengen liegen. Kleine Gasmengen geringen Druckes können aber leicht während des Schaltvorganges z. B. durch Verdichtungseinrichtungen mit Kraftspeicher- oder bei kleineren Schaltern mit Handantrieb erzeugt werden. Da die Überstromabschaltungen im Vergleich zu den Normalstromabschaltungen sehr selten vorkommen, wird hierdurch eine außerordentlich große Gasersparnis erreicht. Zur selbsttätigen Abschaltung von Überströmen. muß zwar eine andere Druckgasquelle zur Verfügung stehen, die größere Mengen bei höheren Drücken zu liefern imstande ist, z. B. ein Druckgasbehälter, dessen Druck durch eine Verdichtungseinrichtung auf konstanter Höhe gehalten wird. Da jedoch diesem Behälter nur bei Überstroinabschaltungen Druckgas entnommen wird, können sowohl er selbst als auch die Verdichtungseinrichtung bedeutend kleiner ausgebildet sein, als wenn bei allen Schaltungen daraus Druckgas entnommen werden müßte. Es können dabei auch Gase verwendet werden, .die bessere Löschfähigkeit als Luft besitzen, z. B. Wasserstoff, Kohlensäure o. dgl. Dabei kann das Gas in dem Behälter auch unter einem wesentlich höheren Druck als Blasdruck stehen (Stahlflaschen) oder sich auch im flüssigen oder festen Zustand befinden. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung fester 676780 Kohlensäure, die als Gas den unmittelbar verwertbaren Druck von etwa 5,3 at annimmt.This different treatment of the normal load and overload shutdowns can be further developed according to the invention to the effect that the compressed gas for the circuits up to normal load is generated when the switch is moved, while the compressed gas for overload shutdowns is taken from a compressed gas reservoir. It has been found that, for switching off normal flows, pressurized gas quantities of low pressure are sufficient, which are in the order of magnitude of 50% of the gas quantities required for short-circuit switching off. Small amounts of gas at low pressure can easily be used during the switching process, for. B. can be generated by compression devices with energy storage or with smaller switches with manual drive. Since the overcurrent shutdowns occur very seldom compared to the normal current shutdowns, an extraordinarily large amount of gas is saved as a result. For the automatic shutdown of overcurrents. Although another source of pressurized gas must be available which is able to deliver larger quantities at higher pressures, e.g. B. a compressed gas container, the pressure of which is kept at a constant level by a compression device. However, since pressurized gas is only taken from this container when excess current is switched off, both it and the compression device can be made significantly smaller than if pressurized gas would have to be taken from it for all circuits. Gases can also be used that have better extinguishing properties than air, e.g. B. hydrogen, carbonic acid or the like. The gas in the container can also be under a much higher pressure than the blowing pressure (steel bottles) or be in the liquid or solid state. It is particularly advantageous to use solid 676780 carbonic acid, which as a gas takes on the immediately usable pressure of about 5.3 at.

Das Gas für die Überstromschaltstelle und evtl. auch das Gas für .die Beblasung der Normaltrennstelle kann auch erst beim Schaltvorgang durch chemische Reaktionen im Druckgasbehälter erzeugt werden. Diese Reaktionen können auch an Stelle einer Verdichtungseinrichtung treten und das Gas im Behälter auf einem angenähert konstanten Druck halten.The gas for the overcurrent switching point and possibly also the gas for .the The normal separation point can also only be blown during the switching process by chemical Reactions are generated in the pressurized gas container. These reactions can also take place a compression device and the gas in the container approximated on a keep constant pressure.

Insbesondere kann das Gas zur Beblasung derÜberstromschaltstelle mittelbar durch den abzuschaltenden Strom selbst erzeugt werden. Hierzu können Hubmagnete dienen, - die einen Kolbenkompressor antreiben.In particular, the gas for blowing the overcurrent switching point can be used indirectly generated by the electricity to be switched off. Lifting magnets can be used for this serve, - which drive a piston compressor.

Es kann vorteilhaft sein, die Normalstromschaltstelle dazu zu benutzen, den Strom, der an der Überlastschaltstelle gelöscht werden soll, zu dämpfen. Dies wird erreicht dadurch, daß die Normalschaltstelle vor der Überlastschaltstelle geöffnet wird, so daß ihr Lichtbogenwiderstand den abzuschaltenden Strom dämpft. Bei der Löschung des @ Lichtbogens ergibt sich dann sofort _eine große Trennstrecke.It can be advantageous to use the normal current switching point to to attenuate the current that is to be extinguished at the overload switching point. this is achieved by opening the normal switching point before the overload switching point is so that their arc resistance attenuates the current to be switched off. In the The @ arc is then extinguished immediately _a large isolating distance.

Der Antrieb der Normalschaltstelle erfolgt in an sich bekannter Weise vorteilhaft durch einen Kraftspeicher, insbesondere Federspeicher, der im ausgeschalteten Zustande dauernd gespannt ist oder beim Abschalten gespannt wird. Dieser Kraftspeicher kann auch zum Antrieb der Verdichtungsvorrichtung dienen. Für den Antrieb der Überstromschaltstelle kann auch ein Kraftspeicher verwendet werden. Die Kontaktbewegung kann aber auch in an sich bekannter Weise durch den Druck des Blasgases bewirkt werden.The normal switching point is driven in a manner known per se advantageously by an energy storage device, in particular a spring storage device, which is switched off State is permanently tensioned or is tensioned when switching off. This energy store can also be used to drive the compression device. For driving the overcurrent switching point a lift mechanism can also be used. But the contact movement can also be effected in a manner known per se by the pressure of the blowing gas.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens dargestellt. Hierbei ist die Normalschaltstelle oben, die Überstromschaltstelle unten dargestellt. Die beiden feststehenden Kontakte i und 2 sind mit einer Metallkammer 5 verbunden. Die- Kammer 5 sitzt auf dem Hohlisolator 6, der gleichzeitig als Gaszuführungsrohr i i dient. Die Schaltstifte 3 und 4 gleiten in den feststehenden Schleifkontakten 7 und 8, die die Stromanschlüsse g und io tragen. Die Bewegung der Schaltstifte erfolgt durch die Pleuel 12 und 13. Dargestellt ist die Betätigung der Normalschaltstelle 1, 3 durch einen Federkraftspeicher 14. Die Erzeugung .des Druckgases für die Beblasung der Normalschaltstelle 1, 3 erfolgt im. Zylinder 15 durch Abwärtsbewegung des Kolbens 16, der über die Kolbenstange 17, den Pleuel 18 und die Welle i9 mit den Kurbeln 2o und 21 durch den Federkraftspeicher 22 angetrieben wird. Es genügt normalerweise ein zweckmäßig geerdeter, an der Grundplatte 43 angebrachter Zylinder für alle Phasen. Das Druckgas für die Beblasung der Überstromtrennstelle 2, 4 befindet sich im Behälter 23. Dieser Behälter kann so groß ausgeführt sein, daß mehrere Schaltungen möglich sind, ohne daß der Druckabfall die Abschaltung in Frage stellt. Da er dabei meist so groß wird, daß er nicht mehr in der Schaltergrundplatte eingebaut werden kann, ist es vorteilhaft, den Behälter 23 nur so groß zu bemessen, daß das -Druckgas für eine Abschaltung ausreicht, und ihn durch ein dünnes Rohr 31 mit dem getrennt aufgestellten, nicht dargestellten Hauptbehälter zu verbinden. Hierdurch wird erreicht, daß das Druckgas unmittelbar an der Schaltstelle mit vollem Druck zur Verfügung steht und daß bei einer Schaltung nur so viel Gas verbraucht wird, wie das Volumen des Behälters 23 enthält.In the drawing is an embodiment of the inventive concept shown. Here the normal switching point is at the top, the overcurrent switching point shown below. The two fixed contacts i and 2 are with a metal chamber 5 connected. The chamber 5 sits on the hollow insulator 6, which also acts as a gas supply pipe i i serves. The switch pins 3 and 4 slide in the fixed sliding contacts 7 and 8, which carry the power connections g and io. The movement of the switch pins takes place through the connecting rods 12 and 13. The operation of the normal switching point is shown 1, 3 by a spring force accumulator 14. The generation of the compressed gas for blowing the normal switching point 1, 3 takes place in. Cylinder 15 by downward movement of the piston 16, the piston rod 17, the connecting rod 18 and the shaft i9 with the cranks 2o and 21 is driven by the spring force accumulator 22. It is usually enough a suitably grounded cylinder attached to the base plate 43 for all phases. The compressed gas for blowing the overflow separation point 2, 4 is located in the container 23. This container can be made so large that several circuits are possible without the pressure drop jeopardizing the shutdown. Since he usually does becomes so large that it can no longer be installed in the switch base plate, It is advantageous to dimension the container 23 only so large that the compressed gas for a shutdown is sufficient, and it is connected by a thin pipe 31 with the separately installed, to connect the main tank, not shown. This ensures that the Compressed gas is available directly at the switching point with full pressure and that with a circuit only as much gas is consumed as the volume of the container 23 contains.

Der Behälter 23 ist normalerweise verschlossen. Dargestellt ist der Verschluß durch einen Schieber 24, der bei Überstrom die Öffnungen 25 und 26 freigibt. Es können natürlich auch Ventile oder Hähne verwendet werden. Durch die Öffnung 26 und das Rohr 27 gelangt das Druckgas zum Antrieb der Überstromtrennstelle, der aus dem- Zylinder 28 mit dem Kolben 29 und dem Einschaltdruckgasanschluß 3o besteht.The container 23 is normally closed. It is shown Closure by a slide 24 which releases openings 25 and 26 in the event of an overcurrent. Valves or cocks can of course also be used. Through the opening 26 and the pipe 27, the pressurized gas is used to drive the overflow separation point, the consists of the cylinder 28 with the piston 29 and the switch-on pressure gas connection 3o.

Beim Abschalten von Normalströmen wird der Kraftspeicher 22 freigegeben, wodurch der Kolben 16 in Bewegung gesetzt wird und über die Ouerverbindungsleitung 32 das Gas in den Räumen 5, 11 und 32 verdichtet. Da die Kontaktstelle 2, 4 und die Dichtung 33 mit dem Schaltstift 3 diesen Raum gasdicht abschließen, kann kein Gas entweichen, bis nach Freigabe des Speichers 14, die vorteilhafterweise durch den Kompressionsantrieb geschieht, der Stift 3, sich nach oben bewegend, die Öffnung 34 freigegeben hat. Die Beblasung des Lichtbogens zwischen den Kontakten 3 und i erfolgt durch Entspannung des Gases in den Räumen 5, 11 und 32. Das Gas entweicht durch die Isolierdüse 35 ins Freie.When normal currents are switched off, the energy store 22 is released, whereby the piston 16 is set in motion and via the cross-connection line 32 compresses the gas in spaces 5, 11 and 32. Since the contact point 2, 4 and the seal 33 with the switching pin 3 seal this space gas-tight, can not Gas escape until after the memory 14 has been released, which is advantageously through the compression drive happens, the pin 3, moving upwards, the opening 34 has released. The blowing of the arc between contacts 3 and i takes place by expanding the gas in rooms 5, 11 and 32. The gas escapes through the insulating nozzle 35 to the outside.

Bei Überströmen wird dieser Vorgang keine Löschung bewirken können. Es tritt bei Voreilung des Abschaltvorganges gegenüber dem eigentlichen Löschvorgang an den Kontakten 2, 4 nur -eine. Dämpfung des Stromes ein, da insbesondere in .der Einengung34 der Lichtbogen stark gekühlt und infolgedessen sein Widerstand hoch wird.In the event of an overcurrent, this process will not be able to cause an extinction. It occurs when the shutdown process is ahead of the actual extinguishing process at contacts 2, 4 only -one. Attenuation of the current, especially in .der The narrowing34 of the arc is greatly cooled and, as a result, its resistance is high will.

Durch den Überstrom wird der Schieber24 geöffnet. Das Gas aus dem Raume 23, das bedeutend höheren Druck besitzt als das Gas in den Räumen 5, 11 und 32, strömt durch diese Räume an die Schaltstelle. Lm ein Rückschlagen des Kolbens 16 zu verhindern, muß er entweder arretiert oder über den labilen Totpunkt des Kurbeltriebes hinaus bis zu einem Anschlag bewegt werden. Gleichzeitig wird der Schaltstift ¢ nach unten bewegt, so daß das Löschgas durch beide Öffnungen 34 und a #ausströmt und den Lichtbogen löscht. . Es ist vorteilhaft, die Austrittsöffnung z und die Düse 36 so zu bemessen, daß das ausströmende Gas den Lichtbogen bei geringer Länge schnell löscht. Die Wiederzündung wird durch die Beblasung der Strecke des mit ihm in Reihe geschalteten und gleichzeitig löschenden Lichtbogens zwischen den Kontakten i und 3 erreicht.The slide 24 is opened by the overcurrent. The gas from the Room 23, which has a significantly higher pressure than the gas in rooms 5, 11 and 32, flows through these rooms to the switching point. Lm a kickback of the piston 16 to prevent it must either be locked or over the unstable Dead center of the crank mechanism can also be moved up to a stop. Simultaneously the switch pin ¢ is moved downwards, so that the extinguishing gas through both openings 34 and a # flows out and extinguishes the arc. . It is advantageous to use the exit opening z and the nozzle 36 to be dimensioned so that the outflowing gas starts the arc at low Quickly clears length. The re-ignition is caused by blowing the stretch of the with it connected in series and at the same time extinguishing arc between the Contacts i and 3 reached.

Dementsprechend ist der Schaltweg des Kontaktes q. kurz gewählt. Dagegen entspricht der Schaltweg des Stiftes 3 den erforderlichen Isolierabständen. Beim Schalten verläßt er die Düse 35, so daß die Trennung von außen sichtbar wird.The switching path of the contact is correspondingly q. elected briefly. Against it the switching path of pin 3 corresponds to the required isolation distances. At the Switching it leaves the nozzle 35 so that the separation is visible from the outside.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Switch with arc extinguishing by compressed gas with two series-connected, differently designed switching points according to the patent 6a8118, characterized in that the compressed gas for circuits up to normal load is generated by the movement of the switch, while the pressurized gas for overload shutdowns is taken from a pressurized gas storage tank. a. Switch according to claim i, characterized in that that with each Ausalturig is blown with self-generated compressed gas, but with Overflow also with gas from the pressurized gas storage. 3. Switch according to claim i or a, characterized in that the compressed gas for blowing in the event of an overload is generated indirectly by the electricity itself. q .. switch according to claim i or z, characterized in that the compressed gas for the blowing in case of overload by chemical conversion is generated. 5. Switch according to claim i 'or the following, characterized characterized in that the switching movement at the normal switching point is always through a Energy storage, in particular spring storage, takes place while at the overcurrent switching point the switching movement is carried out by pressurized gas. 6. Switch according to claim i or the following, characterized in that the normal switching point when the current is interrupted is opened first.