DE753447C

DE753447C - Switch with arc extinguishing by a flow of compressed gas

Info

Publication number: DE753447C
Application number: DEV30015D
Authority: DE
Inventors: Leonh Haag
Original assignee: Voigt and Haeffner AG
Current assignee: Voigt and Haeffner AG
Priority date: 1933-10-11
Filing date: 1933-10-12
Publication date: 1952-10-20

Description

AUSGEGEBENAM 20. OKTOBER 1952ISSUED OCTOBER 20, 1952

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 21c GRUPPE 35ioCLASS 21c GROUP 35io

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Patentiert im Deutschen Reich vom 12. Oktober 1933 an Patenterteilung bekanntgemacht am 3. August 1944Patented in the German Reich from October 12, 1933 Patent granted on August 3, 1944

Bei Schaltern mit Lichtbogenlöschung durch einen Druckgasstrom ist es bekannt den bsi der Unterbrechung gezogenen Lichtbogen durch die Druckgase ringförmig so zu um.-fassen, daß er vom Druckgasstrom senkrecht getroffen und in zwei gleichachsig verlaufende Hohlelektroden hineinigeblassn wird, durch die das Druckgas in entgegengesetzter Richtung strömt. Um innerhalb der Hohlelektrode ein Anstauen der den Lichtbogen einhüllenden heißen Gase zu verhindern und so zu vermeiden, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Druckgases vermindert wird, ist es auch bekannt, nach außen sich erweiternde Hohlelektroden zu verwenden. Es hat sich aber gezeigt, daß dar zwischen den Hohlelektroden gezogene Lichtbogen nicht wirksam genug von. dem Druckgasistrom erfaßt wird, weil die Lichtbogenfußpunkte innerhalb der Hohlelektroden wandern und so dem DruckgasstromIn switches with arc quenching by a flow of compressed gas, it is known to encircle the arc drawn by the compressed gases during the interruption in a ring, that it is hit vertically by the pressurized gas stream and in two coaxial lines Hollow electrodes is blown through which the pressurized gas flows in the opposite direction. To inside the hollow electrode to prevent the hot gases enveloping the arc from building up and thus to avoid that the flow velocity of the compressed gas is reduced, it is also known to use hollow electrodes that widen outward to use. But it has been shown that it is between the hollow electrodes drawn arc not effective enough of. the compressed gas flow is detected because the Arc base points migrate within the hollow electrodes and so do the flow of compressed gas

*.) Von dei Paientsuchenn ist als dei Eih'ndei angegeben worden:*.) The following has been stated as dei Eih'ndei by the patient searchers:

Leonh. Haag, Frankiurt/MainLeonh. Haag, Frankiurt / Main

ausweichen können. Innerhalb der sich erweiternden Hohlelektroden kann somit durch die wandernden Lichtbogenfußpunkte eine schädliche Längung des Lichtbogens und dadurch eine vermehrte lonendruckbildung eintreten, die die Löschung des Lichtbogens erschweren. LTm dieses zu verhindern und außerdem zu vermeiden, daß bei der Kontaktöffnung die Lichtbogenfußpunkte an den zur ίο Kontaktgabe dienenden Teilen stehen bleiben bzw. an diesen Teilen entlang wandern und so diese durch Abbrand beschädigt werden können, dient die nachstehende Erfindung.can evade. Within the expanding hollow electrodes, the wandering arc base points can cause harmful elongation of the arc and, as a result, increased formation of ion pressure, which makes it more difficult to extinguish the arc. To prevent this and also to avoid that when the contact is opened, the arc base points stop at the parts used for making contact or wander along these parts and so they can be damaged by erosion, the following invention is used.

Erfindungsgemäß sind innerhalb der Hohlelektroden mit den Hohlelektroden fest verbundene Hilfskontakte angebracht, aufweiche der Lichtbogen unter dem Einfluß des Druckgasstromes übertritt. Durch diese Hilfskontakte und durch die Form der Hohlelektroden sowie die Anordnung der Druckgaszuführung während der Lichtbogenlöschung bleibt der Lichtbogen so> im Wirkungsbereich des Druckgasstromes, daß durch tangential Beblasung des Lichtbogens wie der Lichtbogenfußpunkte sowie durch die ringförmige Umfassung des Lichtbogens ein Wandern der Lichtbogenfußpunkte nicht eintreten kann. Durch den Druckgasstrom erfolgt nicht ein Wegblasen, sondern ein Beblasen: des Lichtbogens mit der Wirkung, daß eine Reinigung des Lichtbogenraumes von Metalldämpfen, eins rasche Entfernung der Ladungsträger aus dem Löischraum und eine gute Kühlung der Elektroden eintritt. Erlischt der Lichtbogen beim Stromnulldurchgang, so kann durch die vollständig gereinigte Lichtbogenstrecke ein Wiederzünden nicht mehr eintreten. Damit die Druckgase und die mitgerissenen Lichtbogenprodukte ungehindert abströmen können, sind die Hohlelektroden unterhalb der kontaktgebenden" Flächen mit seitlichen Öffnungen versehen.According to the invention are firmly connected to the hollow electrodes within the hollow electrodes Auxiliary contacts attached, on which the arc under the influence of the pressurized gas flow transgresses. Through these auxiliary contacts and through the shape of the hollow electrodes and the arrangement of the compressed gas supply During the arc quenching, the arc remains> in the effective area of the compressed gas flow that by tangential blowing of the arc like the arc roots as well as a wandering of the arc due to the ring-shaped enclosure Arc roots cannot occur. The flow of pressurized gas does not cause a Blowing away, but a blowing: of the arc with the effect that a cleaning of the arc chamber of metal vapors, one quick removal of the charge carriers from the erasure chamber and good cooling of the electrodes occurs. The arc goes out when the current passes through zero, so can through the completely cleaned arc gap re-ignition no longer occurs. So that the compressed gases and the entrained Arc products can flow away unhindered, the hollow electrodes are underneath the "contacting" surfaces side openings.

Um im Augenblick der Kontakttrennung ein sicheres Übertreten: des entstehenden Lichtbogens von den Hohlelelctroden auf die Hilfskontakte zu erreichen, wird die neben der Kontaktstelle angeordnete, ringförmig gestaltete Druckgaseintrittsöffnung durch die bewegliche Hohlelektrode zu Beginn der Kontaktöffnung vorübergehend bis zur genügenden Kontakttrennung verschlossen gehalten. Wird eine Hohlelektrode feststehend angeordnet, so wird zweckmäßig diese feststehende Elektrode, mit einer Umhüllung versehen und in bezug auf einen, eingesetzten Isolierkörper so angeordnet, daß zwischen der Umhüllung und dem Isolierkörper ein ringförmiger Zuführungskanal für die Druckluft nach der LTnterbrechungsetelle hin gebildet wird. Durch diese Anordnung ist es möglich, unter Verwendung nur weniger j Einzelteile einen einfachen Aufbau des Schalters zu erhalten.In order to safely trespass at the moment of contact separation: the emerging Arc from the Hohlelctroden to reach the auxiliary contacts, the next the contact point arranged, ring-shaped compressed gas inlet opening through the movable hollow electrode at the beginning of the contact opening temporarily until sufficient Contact separation kept locked. If a hollow electrode is arranged in a fixed position, this stationary electrode is expediently provided with a covering and with respect to an inserted insulating body so arranged that between the envelope and the insulating body, an annular feed channel for the compressed air formed after the break point will. This arrangement makes it possible to have a simple construction of the switch using only a few individual parts to obtain.

Wird in an sich bekannter Weise der bewegte Schaltstift durch eine öffnung des den unteren Abschluß bildenden Isolierkörpers beim Ausschalten ins Freie bewegt, so entsteht eine sichtbare Trennstelle, d. h. es kann aus der Ferne sofort erkannt werden, ob der Schalter ein- oder ausgeschaltet ist. Hierdurch kann, auch der bewegte Kontakt auf seinen Zustand nachgeprüft werden.If, in a known manner, the moving switch pin is passed through an opening in the lower conclusion forming insulating body when switched off moved to the open, so arises a visible separation point, d. H. it can be recognized immediately from a distance whether the Switch is on or off. As a result, the moving contact can also open its condition can be checked.

In den Abströmwegen der Lichtbogengase können in an sich bekannter Weise großflächige bzw. engmaschige Metalleinlagen vorgesehen sein.In the outflow paths of the arc gases, large areas can be used in a manner known per se or close-meshed metal inserts can be provided.

LTm eine kreisförmige Bewegung der Lichtbogenfußpunkte sowohl auf der festen wie beweglichen Elektrode zu erhalten, kann in bekannter Weise durch Anbringung von Führungswänden im Drudkgaszuführungskanal der Unterbrechungsstelle das Druckgas in tangentialer Richtung so zugeführt werden, daß eine Strudelbewegung des Druckgases entsteht.LTm a circular movement of the arc roots Both the fixed and the movable electrode can be obtained in a known manner by attaching guide walls in the compressed gas supply duct of the interruption point the compressed gas in tangential direction are supplied so that a vortex movement of the compressed gas arises.

Zur Erläuterung der Erfindung dienen die Abbildungen, die in Abb. 1 und 2 schematisch die Wirkungsweise des Druckgasschalters nach der Erfindung zeigen, α und b sind die für das Abströmen des Druckgases vorgesehenen Kanäle, deren Querschnitt sich ver größert, c ist die Stelle, an der das Druckgas wirksam wird, d die Druckgaszuführungsleitung, e ist eine Hohlelektrode, in deren Innern der Hilfskontakt/ angeordnet ist, h ist die Gegenelektrode mit dem Hilfskontakt k. Abb. ι zeigt den Schalter im Augenblick der Kontaktöffnung. Der Lichtbogen ist durch die Wirkung des Druckgases auf die Hilfskon¹-takte f, k übergegangen und wird hier ringförmig geblasen. Ein Wandern bzw. Zurückspringen des Lichtbogens auf die Elektroden ist durch, den Druckgasstrom unmöglich gemacht. Im ersten Augenblick wird sich um den Lichtbogen eine Gasblase lagern, die aber durch die Druckgase in die Abströmkanäle a, b weggedrängt wird. Abb. 2 zeigt den Zustand bei Stromnulldurchgang. Da durch das Bespülen des Lichtbogens innerhalb der Lichtbogenstrecke die Metalldämpfe, Ladungsträger usw. sofort entfernt werden, kann beim Stroninulldurchgang ein Wiederzünden des Lichtbogens nicht mehr eintreten. Die Gasblase hat sich in zwei Teile t_v t₂ zer legt, die durch das Druckgas in entgegengesetzter Richtung weggedrängt werden.To explain the invention, the illustrations, which in Fig. 1 and 2 show schematically the mode of operation of the gas pressure switch according to the invention, α and b are the channels provided for the outflow of the compressed gas, the cross-section of which is enlarged ver, c is the point at which the compressed gas becomes effective, d the compressed gas supply line, e is a hollow electrode, inside which the auxiliary contact / is arranged, h is the counter electrode with the auxiliary contact k. Fig. Ι shows the switch at the moment the contact is opened. The arc has passed through the action of the compressed gas on the auxiliary contacts ¹ -tacts f, k and is blown in a ring here. A wandering or jumping back of the arc onto the electrodes is made impossible by the flow of pressurized gas. In the first moment a gas bubble will be deposited around the arc, but this will be pushed away into the outflow channels a, b by the pressurized gases. Fig. 2 shows the state when the current passes through zero. Since the metal vapors, charge carriers, etc. are immediately removed by flushing the arc within the arc gap, the arc can no longer be re-ignited when the current passes through zero. The gas bubble has split into two parts t _v t ₂ , which are pushed away in the opposite direction by the pressurized gas.

Abb. 3 und 4 zeigen eine Schalterausführung in zwei Ansichten, bei der eine der Hohlelektroden fest angeordnet ist. Für die einzelnen Teile ist die gleiche Bezeichnung wie in Abb. 1 gewählt, e ist die feststehende Hohlelektrode', f der in dieser angordnete Hilfe-Fig. 3 and 4 show a switch design in two views, in which one of the hollow electrodes is fixed. The same designation as in Fig. 1 has been chosen for the individual parts, e is the fixed hollow electrode ', f the aid arranged in this

kontakt, der rohrförmig ausgebildet ist und bei g Durchtrittstellen für die Druckgase besitzt, h ist die bewegte Hohlelektrode, die gleichfalls mit Durchbrechungen I versehen ist. Innerhalb dieser Elektrode befindet sich der Hilfskomtakt k. Das Ende i der bewegten Hohlelelktrode h dient dazu, zu Beginn der Ausschaltbewegung die Ausströmöffnung für Druckgas vorübergehend zu schließen, so' dsaßcontact, which is tubular and has passages for the compressed gases at g , h is the moving hollow electrode, which is also provided with openings I. The auxiliary contact k is located within this electrode. The end i of the moving hollow electrode h serves to temporarily close the outflow opening for compressed gas at the beginning of the switch-off movement, so that it was

ίο bei der Weiterbewegung der Hohlelektrode h eine gleichmäßige, ringförmige und durch die vorübergehende Stauung des Druckgases eine kräftige Beblasung des Lichtbogens einsetzt. Für das Durchtreten der heißen Gase werden an der bewegten Elektrode h die Durchtrittsöffnungen I vorgesehen.. m sind radial angeordnete Wände im Druckgaszuführungskanal, um eine gleichmäßige Zuführung des Druckgases zu; erreichen.ίο during the further movement of the hollow electrode h a uniform, ring-shaped and, due to the temporary stagnation of the compressed gas, a powerful blowing of the arc begins. For the passage of the hot gases, the passage openings I are provided on the moving electrode h . M are radially arranged walls in the pressurized gas supply channel in order to ensure a uniform supply of the pressurized gas; reach.

Die Abb. 3 und 4 zeigen den Schalter in der Einischaltstellung. Entsteht im Augenblick der Unterbrechung zwischen der festen Elektrode e und der bewegten Elektrode h der . Lichtbogen, so wird durch die Gasströmung, nachdem sich der Kontaktring i an: der Druckgaseintrittsstelle c vorbeigeschoben hat, der Füßpunkt des Lichtbogens' von den Elektroden e und h auf die Hilfskontakte f und k übergeleitet. Durch die ringförmige Umfassung wird der Lichtbogen so allseitig von Druckgas beblasen, daß die Lichtbogenprodukte nach entgegengesetzten Seiten abgedrängt werden und beim Stromnulldurchgang eine sichere Löschung herbeigeführt wird.Figs. 3 and 4 show the switch in the on position. Occurs at the moment of the interruption between the fixed electrode e and the moving electrode h der. Arc, after the contact ring i has pushed past the compressed gas inlet point c , the foot point of the arc is transferred from the electrodes e and h to the auxiliary contacts f and k by the gas flow. Due to the ring-shaped enclosure, the arc is blown with compressed gas on all sides in such a way that the arc products are pushed away to opposite sides and reliable extinguishing is brought about when the current passes through zero.

In Abb. 5 ist eine vereinfachte Form des Druckgasschaltars nach der Erfindung dargestellt, bei welcher gleichfalls eine feststehende Hohlelektrode e vorgesehen ist. Die Umhüllung ί dieser Elektrode e und der Einsatz 0 aus Isolierstoff begrenzen den Zuführungskanal r der Druckluft. Der Isolieireinsatz 0 besitzt eine Bohrung p, durch welche die bewegte Elektrode h bei der Ausschaltung hindttrchbewegt wird. Die zugeführte Druckluft kommt bei c zur Wirkung und kann sowohl nach oben als nach unten durch die Kanäle α und b ins Freie entweichein. In den Abströmkanälen α und b sind Vorrichtungen angebracht, durch welche die erhitzten Lichtbogengase gekühlt werden. So sind z. B. in dem Kanal b großflächige Rippen q aus gut wärmeleitendem Material eingesetzt. An Stelle dieser Kühlrippen können auch Netze oder Siebe eingesetzt werden. Der übrige Aufbau des Schalters entspricht der in Abb. 3 und 4 dargestellten Form, und es geltea die dort verwendeten Bezugszeichen sinngemäß auch hier.In Fig. 5 a simplified form of the compressed gas switch according to the invention is shown, in which a fixed hollow electrode e is also provided. The covering ί of this electrode e and the insert 0 made of insulating material delimit the supply channel r of the compressed air. The insulating insert 0 has a bore p through which the moving electrode h is moved back when it is switched off. The compressed air supplied comes into effect at c and can escape into the open both upwards and downwards through channels α and b. Devices through which the heated arc gases are cooled are fitted in the outflow channels α and b. So are z. B. in the channel b large-area ribs q made of a highly thermally conductive material. Instead of these cooling fins, nets or sieves can also be used. The rest of the construction of the switch corresponds to the form shown in Fig. 3 and 4, and the reference numerals used there apply analogously here as well.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Switch with _ arc quenching by means of a stream of compressed gas and with hollow electrodes, which are each in a space expanding behind the contact point and through which the pressurized gas at the current interruption flows in opposite directions, characterized in that within the hollow electrodes auxiliary contacts permanently connected to the hollow electrodes are attached, to which the arc crosses under the influence of the flow of pressurized gas.

2. Switch according to claim 1, characterized in that the hollow electrodes are provided with additional openings below the contact-making surfaces.

3. Switch according to claim 1 and 2 arranged next to the contact point Compressed gas inlet opening, characterized in that the hollow electrodes are designed in this way are that at the beginning of the contact opening, the annular inlet opening (c) of the pressurized gas temporarily Keep closed until the contacts are sufficiently separated. .

4. Switch according to claim 1 to 3 with a stationary hollow electrode, characterized in that the stationary electrode is provided with a sheath (s) in such a way and with respect to an inserted insulator (0) is arranged so that between the sheath and An annular feed channel (r) for the compressed air is formed on the insulating body after the interruption point (Fig. 5).

5. Switch according to claim 1 to 4, characterized in that the moving switch pin is moved through an opening of the insulating body forming the lower termination when switching off ¹ into the open.

6. Switch according to claim 1 to 5, characterized in that in the. Outflow paths the arc gases in a manner known per se large-area or close-meshed Metal inserts are provided.

1 sheet of drawings

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