DE884525C - Compressed air circuit breaker with a resistor connected in parallel to the main contacts - Google Patents
Compressed air circuit breaker with a resistor connected in parallel to the main contactsInfo
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Description
(WiGBL S. 175)(WiGBL p. 175)
AUSGEGEBEN AM 27. JULI 1953ISSUED JULY 27, 1953
M 5014 VIIIb / 21 cM 5014 VIIIb / 21 c
Es ist bekannt, die Hauptkontakte von Druckluftleistungsschaltern durch einen Widerstand zu überbrücken. Der Widerstand wird gewöhnlich über Hilfselektroden ein- oder ausgeschaltet. Die Einschaltung des Widerstandes wird durch1 die nach dem Erlöschen des Lichtbogens auftretende Spannung herbeigeführt, die einen Lichtbogen zwischen den Hilfselektroden erzeugt, so daß die Hilfselektroden als eine Art von Entladevorrichtung wirken. Die Löschung des Hilfslichtbogens, der den durch den Widerstand fließenden Strom führt, wird durch den der Löschung des Hauptlichtbogens dienenden Blasstrom bewirkt, welcher auf diese Weise die Ausschaltung des Widerstandes herbeiführt.It is known to bridge the main contacts of compressed air circuit breakers with a resistor. The resistor is usually switched on or off via auxiliary electrodes. The activation of the resistance induced by 1 occurring after the extinction of the arc voltage, which generates an arc between the auxiliary electrodes, so that the auxiliary electrodes act as a type of discharge device. The extinguishing of the auxiliary arc, which conducts the current flowing through the resistor, is brought about by the blowing current which serves to extinguish the main arc, which in this way causes the resistor to be switched off.
Vorgenannte Anordnung weist verschiedene Nachteile auf. So wird z. B. der Widerstand erst eingeschaltet, nachdem der Hauptlichtbogen erloschen ist und sich eine verhältnismäßig- hohe Spannung, zwischen den Kontakten eingestellt hat. Dies hat zur Folge, daß die Vorteile, welche die Überbrückung der Hauptkontakte durch einen Widerstand bietet, zum großen Teil wieder aufgehoben werden, indem nämlich die Wirkung, sich dem Wiederauftreten einer übermäßigen Spannung und dem Wiederzüniden 'des Lichtbogens zu widersetzen, verlorengeht. Außerdem ist bei den bekannten Ausführungein die aus den Hilfselektroden bestehende und zur Abschaltung des WiderstandesThe aforementioned arrangement has various disadvantages. So z. B. the resistor is only switched on, after the main arc has gone out and a relatively high voltage between contacts. This has the consequence that the advantages that the bridging which offers main contacts through a resistor, for the most part canceled again namely, the effect of preventing excessive tension and recurrence To oppose the recurrence of the arc is lost. In addition, is with the well-known Execution one consisting of the auxiliary electrodes and for switching off the resistor
vorgesehene Abschaltvorrichtung vom· Hauptblasstrom nicht unabhängig, so daß es sehr schwierig ist, das Abschaltvermögen der Vorrichtung entsprechend den im Widerstand fließenden Strom zu regeln.provided switch-off device from the main blower stream not independent, so that it is very difficult to adjust the shutdown capability of the device accordingly to regulate the current flowing in the resistor.
Die Erfindung erstrebt die Beseitigung genannter Nachtedle und ergibt überdies noch weitere Vorteile, Welche sich aus der folgenden Beschreibung ergeben.The invention seeks to eliminate the aforementioned Nachedle and also results in other advantages, which can be seen from the following description result.
ίο Nach der Erfindung ist W Druckluftleistungsschalter mit einer parallel zu den Kontakteil geschalteten Impedanz ausgerüstet, <die in den Stromkreis in dem' Augenblick eingeschaltet wird, irtj welchem der Schalter .sich öffnet. Das Einschalten j 5 erfolgt durch eine vom Hauptblasstrom nicht beblasenie Hilfsfunkenstrecke, die durch einem Strahl ionisierten Gases zuim Ansprechen und einen Strahl entiomisierten Gases zum Erlöschen gebracht wird. Die Ionisierung des das Ansprechen der Funkmao stracke herbeiführenden Gasstrahles wird durch den Hauptlichtbogen bewirkt. Die Zuleitung des ionisierten Gases erfolgt auf einem gesonderten, von deim Wieg des Haiuptblasstoomes ,unabhängigen Weg ■unter Anwendung von Mitteln zur Herbeiführung einer Verzögerung" der Einwirkung des ionisierten Strahles auf die Hilf sf unkenstrecke. Als Mittel können z. B. leine oder mehrere Zuleitungen dienen, die von der Hauptbiaskammer abgezweigt sind und deren Länge sowie deren Volumen eine entsprechende Bemessung· gegenüber der Ausströmöffnung aufweist.ίο According to the invention, W is a compressed air circuit breaker with one connected in parallel to the contact part Impedance equipped <which is switched into the circuit at the moment, irtj which the switch opens. Switching on j 5 takes place through a not blown by the main blowing stream Auxiliary spark gap created by a beam ionized gas to respond and a beam of deiomized gas is made to extinguish. The ionization of the response of the Funkmao The straight gas jet that causes it is caused by the main arc. The supply line of the ionized Gas takes place in a separate way, independent of the cradle of the main blower boom ■ using means of induction a delay in the action of the ionized beam on the auxiliary spark path. As a means can e.g. B. serve leash or more leads that are branched off from the main biaskammer and their length as well as their volume a corresponding Dimensioning · opposite the discharge opening having.
Die Zeichnung veranschaulicht verschiedene Aus-• führungsbeispiele der Erfindung. .The drawing illustrates various options exemplary embodiments of the invention. .
Abb. ι und 2 lassem einen Leistungsschalter mit röhrenförmigen Kontakten erkennen, bei welchem die leitende Überbrückung der Hilfselektroden durch ionisierte Gase erzielt wird, 'die von den ionisierten Lichtbogensäule abgezweigt sind.Fig. Ι and 2 leave a circuit breaker with tubular contacts detect where the conductive bridging of the auxiliary electrodes is achieved by ionized gases, 'produced by the ionized Arc column are branched off.
Abb. 3 und 4 zeigen einen Leistungsschalter mit einem hohlen und einem massiven Kontakt, bei welchem Gase die Überbrückung der Hilfselektroden bewirken «ad die Gase von der ionisierten lichtbogensäule .abgezweigt sind.Fig. 3 and 4 show a circuit breaker with a hollow and a solid contact which gases cause the bridging of the auxiliary electrodes «ad the gases from the ionized arc column. are branched off.
Abb. S gibt eine abgeänderte Ausführungsform eines Leistungsschalters mit einem massiven und einem hohlen Kontakt wieder, bei welchem durch frische Gase die Überbrückung der Hilfselektroden erzielt wird 'und die Gase der ionisierenden Wirkung der vom Lichtbogen. erzeugten Strahlen ausgesetztFig. S shows a modified embodiment of a circuit breaker with a solid and a hollow contact again, in which through fresh gases the bridging of the auxiliary electrodes is achieved 'and the gases of the ionizing effect the one from the arc. exposed to generated rays
sind. 'are. '
Abb. 6 verdeutlicht ein Ausführungsbeispiel eines Leistungsschalters mit eimern hohlen und einem festen Kontakt, bei welchem die ionisiertem Gase zur Überbrückung der Hilfsfunkenstrecke einem Kanal entnommen sind, der in dem massiven Kontakt vorgesieihen ist.Fig. 6 illustrates an embodiment of a circuit breaker with hollow buckets and one fixed contact, in which the ionized gases are used to bridge the auxiliary spark gap Channel are removed, which is provided in the massive contact.
In Abb. ι ist der feststehende Kontakt mit 11 und der verschiebbare Kontakt mit 2 bezeichnet. Beide sind hohl ausgeführt und befinden sich in der Öffnungsstellung. Die Kontakte sind in dem isolierenden Gehäuse 3 angeordnet. Das Gehäuse wird im Augenblick der Trennung der Kantakte mit Druckluft gefüllt. Der feststehende Kontakt ist im Gehäuse 3 über eine Rippe 43 zentriert. Die Feder 4 drückt den Kontakt 2 fest gegen den Kontakt 1, wenn der Schalter geschlossen ist. Unter der Einwirkung der Druckluft auf den Kontakt 2 gibt die Feder nach, so daß sich der Kontakt 2 von dem Kon takt 1 löst. Der Strom wird dem metallischen Gehäuse 5 zugeführt, was nicht besonders dargestellt ist, und von diesem zu dem Kontakt 2 ige-, leitet. Der Kontakt 2 leitet den Strom zu dem Kontakt 1. Die Ableitung des Stromes erfolgt über das Rohr 6. Die Trennung des Kontaktes 2 von dem feststehenden Kontakt 1 nach der endgültigen Abschaltung führt die Isolierung· des Kontaktes 1 von der Netzspannung und damit die Isolierung des gesamten Schalters herbei. Die Verbindung zwischen dem feststehenden Kontakt 1 und dem Rohr 6 ist über die federnden Kontakte 7 bewirkt. 8 bezeichnet den Nebenschlußwiderstand für die Kontakte 1 •und 2. ■ " -^ ■ . 'In Fig. Ι is the fixed contact with 11 and the sliding contact is denoted by 2. Both are hollow and are located in the Open position. The contacts are in the insulating Housing 3 arranged. The case is at the moment of separation of the cantacts with Compressed air filled. The fixed contact is centered in the housing 3 via a rib 43. The spring 4 presses contact 2 firmly against contact 1, when the switch is closed. Under the action of the compressed air on contact 2, the Spring after, so that the contact 2 from the con tact 1 releases. The current becomes the metallic Housing 5 supplied, which is not particularly shown, and from this to the contact 2 ige-, directs. Contact 2 conducts power to the Contact 1. The discharge of the current takes place via the tube 6. The separation of the contact 2 from the fixed contact 1 after the final disconnection leads to the insulation of contact 1 from the mains voltage and thus the isolation of the entire switch. The connection between the fixed contact 1 and the tube 6 is effected via the resilient contacts 7. 8 designated the shunt resistance for contacts 1 • and 2. ■ "- ^ ■. '
Die den Widerstand mit Zeitverzögerung einschaltende Vorrichtung ist hier durch die beiden Hilfselektooden 9 und 10 veranschaulicht. Erstere ist von 'einer isolierenden Hülle 11 umgeben'· Die Hüllen weist 'eine Öffnung 12 auf, welche in der den beiden Elektroden gemeinsamen Achse liegt. Das Innere der Hüllen steht über den Kanal 13 mit dem Innenraium 14 des hohlen Kontaktes 1 in go Verbindung. Die zweite Hilfselektrode 10 kann, wie es beispielsweise Abb. 3 und 4 zeigen, frei angeordnet siein. Sie kann' aber audh ganz oder zum Teil von einer Hülle 15 umgeben sein, die eine Ableitung der ionisierten Gase in der Waise zuläßt, daß sich die Gase einer Kühlvorrichtung 16 zuleiten lassem. Die Kühlvorrichtung kann beispielsweise aus mehreren mit geringem Abstand voneinander vorgesehenen Lamellen bestehen.The one that switches on the resistor with a time delay The device is illustrated here by the two auxiliary electrodes 9 and 10. The former is surrounded by 'an insulating sheath 11' · The Cases has' an opening 12, which in the the axis common to the two electrodes. The interior of the casings is above the channel 13 with the interior 14 of the hollow contact 1 in go Link. The second auxiliary electrode 10 can, as shown, for example, FIGS. 3 and 4, arranged freely you in. But it can also be wholly or in part Be part of a shell 15 surrounded by a derivation of the ionized gases in the orphan allows the gases to pass to a cooling device 16 letem. The cooling device can, for example, be provided from a plurality of a small distance from one another There are lamellas.
Die Wirkung der Vorrichtung ist folgende: Wenn in irgendeiner bekannten Weise Druckluft in das Gehäuse 3 geleitet wird, dann bewirkt die Druckluft die Trennung- der Kontakte I und 2, wodurch ein Lichtbogen verursacht wird. Die Druckluft treibt den Lichtbogen in die hohlen Kontakte und entströmt gleichzeitig durch diese in die freie Atmosphäre. Das Innere der Kontakte und insbesondere der Kanal 14 werden von heißen, durch' den Licht· bogen ionisierte Gase durchflossen. Von dem ionisierten Gasstrom wird ein Teil abgezweigt. Dieser Teil strömt durch den Kanal 13 und stellt eine leitende Brücke zwischen den Elektrodeng und 10 her. Beim Eintritt dieser Wirkung wird der Widerstand 8 parallel zu den Kontakten 1 und 2 in den Stromkreis eingeschaltet. Wenn jetzt" der Hauptlichtbogen eirlischt und die reine, nicht ionisierte Druckluft in dein Hohlraum 14 des feststehenden Kontaktes 1 nachströmt, dann verbleibt trotzdem im Kanal 13 eine gewisse Menge ionisierter Gase, für welche die Zeit zum Ausströmen durch die Öffnung 12 nicht ausreichte. Demzufolge bleibt der Widerstand 8 .parallel zu den Kontakten 1 und 2 eingeschaltet, und zwar in einem Zeitpunkt, in -welchem sich die Spannung zwischen den Kontakten 1 und 2 wieder aufbaut. Die Folge hiervon ist, daß die Kontakte 1 und 2 durch den eingeschalteten Wider-The action of the device is as follows: When compressed air is injected into the Housing 3 is passed, then the compressed air causes the separation of contacts I and 2, whereby causing an arc. The compressed air drives the arc into the hollow contacts and flows out at the same time through this into the free atmosphere. The inside of the contacts and in particular the canal 14 are hot, through 'the light arc ionized gases flowed through. Part of the ionized gas flow is branched off. This Part flows through the channel 13 and represents a conductive bridge between electrodesg and 10 here. When this effect occurs, the resistance becomes 8 parallel to contacts 1 and 2 in the Circuit switched on. If now "the main arc is extinguished and the pure, non-ionized Compressed air into your cavity 14 of the fixed Contact 1 flows in, then still remains in the channel 13 a certain amount of ionized gases for which did not have enough time to flow out through the opening 12. As a result, the resistance remains 8. Switched on parallel to contacts 1 and 2, at a point in time at which the voltage between contacts 1 and 2 rebuilds. The consequence of this is that contacts 1 and 2 are
stand gegen einen schnellen Spannungsanstieg geschützt sind. Die im Kanal 13 befindlichen ionisierten· Gase weichen der reinen, nicht ionisierten) Druckluft verzögert. Wenn letztere durch die Öffnung 12 ausströmt, wird die durch die ionisierten Gase zwischen den Hilfselektroden 9 und 10 gebildete leitende Brücke aufgehoben und der Stromkreis des Widerstandes 8 unterbrochen. Es ist ohne weiteres zu erkennen, daß die Aufhebung der leitenden: Brücke zwischen den Hilfskontakten 9 und 10 um so später erfolgt, je größer der Rauminhalt des Kanals 13 gegenüber dem Querschnitt der Ausströmöffnung 12 ist. Die Einschaltdauer des Widerstandes 8 läßt sich demzufolge nach Belieben regeln. Die Erzeugung der thermoionischen Brücke kann gewünschtenfalls erst dann bewirkt werden, wenn eine Druckluftströmung schon vorhanden ist, wie es Abb. 2 verdeutlicht, wo die im Gehäuse 3 befindliche Druckluft unmittelbar in das Innere des Gehäuses 11 eingeleitet wird und die leitende Brücke durch Einführung der ionisierten. Gase in, den Blasstrom durch den Kanal 13 erzeugt wird, welcher kurz vor der Spitze der Elektrode 9 im Innern des Gehäuses 11 mündet.stand are protected against a rapid increase in voltage. The ionized · Gases give way to pure, non-ionized compressed air with a delay. When the latter through the opening 12 is released by the ionized gases The conductive bridge formed between the auxiliary electrodes 9 and 10 is canceled and the circuit of the Resistance 8 interrupted. It can be seen without further ado that the abolition of the leading: Bridge between auxiliary contacts 9 and 10 um this takes place later, the larger the volume of the channel 13 compared to the cross section of the outflow opening 12 is. The duty cycle of the resistor 8 can therefore be regulated as desired. If desired, the thermionic bridge can only be produced when a compressed air flow is already present, as Fig. 2 shows where the one located in the housing 3 Compressed air is introduced directly into the interior of the housing 11 and the conductive bridge by introducing the ionized. Gases in, the blowing stream is generated by the channel 13, which shortly before the tip of the electrode 9 inside the Housing 11 opens.
Wenn der Leistungsschalter einen massiven und einen hohlen Hauptkontakt aufweist, dann können die ionisieTten Gase stromabwärts hinter dem hohlen Kontakt abgefangen werden. Abb. 3 zeigt eine solche Anordnung, in welcher 1 den mit Funkenentziehern 18 versehenen hohlen Kontakt und 2 den beweglichen Kontakt bezeichnet. Der bewegliche Kontakt kann z.B. über den Gleitkontakt 19 unmittelbar an den Widerstand 8 angeschlossen sein.If the circuit breaker has a solid and a hollow main contact, then the ionized gases are intercepted downstream behind the hollow contact. Fig. 3 shows one such Arrangement in which 1 is the hollow contact provided with spark extractors 18 and 2 is the movable one Designated contact. The movable contact can be connected directly via the sliding contact 19, for example the resistor 8 must be connected.
Die ionisiearten Gase werden von der Glocke 20 aufgefangen, von welcher der die Hilfselektrode 9 speisende Kanal 13 abgezweigt ist. Der im Innern der Glocke 20 herrschende Druck läßt sich durch das Verhältnis des Querschnitts der Ein- und Ausströmöffnung 21 und 22 zu der Glocke 20 regeln. Die Auffangglocke 20 kann auch eine andere Form haben, wie es Abb. 4 erkennen läßt. Hier ist das Ableitungsrohr 13 von oben in die Glocke eingeführt. Am unteren Ende ist das Ableitungsrohr 13 durch einen Stöpsel 23 verschlossen und mit einer Reihe von seitlichen Öffnungen 24 versehen, durch welche die ionisierten Gase in das Ableitungsrohr einströmen. Die Glocke weist an ihrem oberen Teil öffnungen 25 auf, die ein Einströmen der ionisierten Gase in den ringförmigen Raum zwischen der Glocke und der Rohrleitung zulassen.- Durch diese Anordnung kann das Eindringen von vom Kontakt 1 oder von den Fuinkenziehern 17 und 18 abgetrennten Metallteilchen in den Kanal 13 verhindert werden.The ionized gases are released from the bell 20 collected from which the auxiliary electrode 9 feeding channel 13 is branched off. The one inside The pressure prevailing in the bell 20 can be determined by the ratio of the cross section of the inlet and outlet openings 21 and 22 to regulate the bell 20. The collecting bell 20 can also be a different one Have a shape as shown in Fig. 4. Here the discharge pipe 13 is inserted into the bell from above. At the lower end of the discharge pipe 13 is closed by a plug 23 and with a Series of side openings 24 through which the ionized gases enter the discharge pipe pour in. The bell has openings 25 at its upper part, which allow the ionized to flow in Allow gases into the annular space between the bell and the pipeline - through this arrangement can prevent penetration from contact 1 or from finger pulls 17 and 18 separated metal particles in the channel 13 prevented will.
An Stelle der Entnahme der ionisierten Gase der brennenden Lichtbogensäule können ionisierte Gase dadurch erzeugt werden, daß frische Luft oder Druckgas der ionisierenden Wirkung der vom1 Lichtbogen ausgesandten Strahlen ausgesetzt wird. Abb. 5 gibt eine Ausführungsform hierzu wieder. In Abb. 5 sind die frischen Gase durch die Rohrleitung 26 von dem im Gehäuse 3 befindlichen Druckgas abgezweigt und werden in eine Röhre 27 geleitet, die aus einem Werkstoff, z. B. Quarz, besteht, welcher die ionisierenden Strahlen des Lichtbogens durchläßt. Die Röhre liegt im Strahlungsfeld des Hauptlichtbogens. Ihrerseits steht die Röhre 27 mit der Leitung 13 in Verbindung, welche, wie aus Abb. 3 erkenntlich und sonst nicht näher dargestellt ist, mit der Elektrode 9 in Verbindung steht. Gegebenenfalls können die Hilfselektroden. in der Röhre 27 vorgesehen sein.Instead of the extraction of the ionized gases of the burning arc column, ionized gases may be generated in that fresh air or compressed gas from the ionizing effect is subjected to the radiation emitted from the arc 1 rays. Fig. 5 shows an embodiment for this. In Fig. 5, the fresh gases are branched off through the pipe 26 from the pressurized gas located in the housing 3 and are fed into a tube 27 made of a material, e.g. B. quartz, which allows the ionizing rays of the arc to pass through. The tube lies in the radiation field of the main arc. For its part, the tube 27 is connected to the line 13, which, as can be seen from FIG. 3 and is otherwise not shown in more detail, is connected to the electrode 9. If necessary, the auxiliary electrodes. be provided in the tube 27.
Ist einer der beiden Hauptkontakte massiv, dann kann die Anordnung so getroffen werden, wie es Abb. 6 zeigt. Bei dieser Ausführungsforni ist der massive Kontakt 1 mit einer Spitze 28 aus hochhitzebeständigeim Werkstoff (Tungsten, Kohlenstoff oder eine besondere Legierung) versehen. Es genügt hier eine Bohrung als Kanal 29 in dem Kontakt 1 vorzusehen und von diesem Kanal den Kanal 13 abzuzweigen, der die Elektrode 9 speist. Der Kanal 29 kann eine Verlängerung 30 aufweisen,, in welcher sich die durch den Lichtbogen erzeugten Abfälle und andere Verunreinigungen sammeln können.If one of the two main contacts is solid, the arrangement can be made as it is Fig. 6 shows. In this embodiment, the massive contact 1 with a tip 28 made of highly heat-resistant im Material (tungsten, carbon or a special alloy) provided. It is sufficient here to provide a hole as a channel 29 in the contact 1 and from this channel the Branch off channel 13, which feeds the electrode 9. The channel 29 can have an extension 30, in which the waste and other contaminants generated by the arc collect can.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die in den Abbildungen wiedergegebenen Ausfüihrungsbeispiele, sondern kann bei zahlreichen anderen Druckgasschaltern mit Vorteil Anwendung finden.The invention is not limited to the exemplary embodiments shown in the figures, but can be used with advantage in numerous other compressed gas switches.
An Stelle des einfachen Widerstandes 8 kann irgendeine andere Impedanz, insbesondere ein Kondensator oder ein durch einen Widerstand überbrückter Kondensator, ein elektrolytischer oder elektrochemischer Kondensator, ein spannuogsabhängiger Widerstand, eine Vielfachsicheruing u.dgl., vorgesehen sein.Instead of the simple resistor 8, any other impedance, in particular a capacitor or a capacitor bridged by a resistor, an electrolytic or electrochemical capacitor, a voltage-dependent resistor, a multiple fuse and the like., Be provided.
Schließlich kann die zur Einschaltung des parallelen Widerstandes vorgesehene Hilfsfunkenstrecke im Schalter, z. B. im Gehäuse 3 oder der Auspiufföffmung des Schalters angeordnet sein. Auch eine Anordnung der Hilfsfnnkenstrecke außerhalb des Schalters ist möglich, was im Hinblick auf die Wartung und Überwachung des Abschaltvorganges besonders vorteilhaft ist.Finally, the auxiliary spark gap provided for switching on the parallel resistor can be used in the switch, e.g. B. be arranged in the housing 3 or the exhaust opening of the switch. Even an arrangement of the auxiliary spark path outside of the switch is possible, which is with regard to the maintenance and monitoring of the shutdown process is particularly advantageous.
Claims (8)
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