DE929563C - Contact arrangement for switchgear - Google Patents

Contact arrangement for switchgear

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Publication number
DE929563C
DE929563C DEP51859A DEP0051859A DE929563C DE 929563 C DE929563 C DE 929563C DE P51859 A DEP51859 A DE P51859A DE P0051859 A DEP0051859 A DE P0051859A DE 929563 C DE929563 C DE 929563C
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DE
Germany
Prior art keywords
contact arrangement
arrangement according
copper
switching
protective gas
Prior art date
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Expired
Application number
DEP51859A
Other languages
German (de)
Inventor
Gysbert Ekkers
Alfred Dipl-Phys Farner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FKG AG
Original Assignee
FKG AG
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Publication date
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Expired legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00Contacts
    • H01H1/02Contacts characterised by the material thereof
    • H01H1/04Co-operating contacts of different material

Landscapes

  • Contacts (AREA)

Description

Kontaktanordnung für Schaltgeräte Die Erfindung betrifft eine Kontaktanordnung für Schaltgeräte, insbesondere solche finit hoher Schalt- lii-iul=igkeit, z. B. Umrichter. Bei solchen Schalt- #eriiten ist es für einen zuverlässigen Betrieb not- wendig, dafür zu sorgen, da13 heim Schaltvorgang kein Lichtbogen entsteht. Das kann durch Begren- zung der Schaltspannungen und -Schaltstrome ge- sclichen und/oder durch Anordnung besonderer Löschkreise. Aber selbst bei ftuil-zenfreiem Schalten treten finit der Zeit liontaktzerstörungen infolge der Peinivanderung auf. Diese Fein@-,-,nidertuig. d. h. der Materialtransport von der einen zur anderen hontahtelehtro de. ist verursacht durch das Schmel- zen des Kontaktmaterials infolge der hohen Strom- dichte kurz vor der Trennung der Kontakte und durch das Entstehen einer flüssigen Brücke zwischen den Elektroden, welche bei der vollständigen Unter- brechung asymmetrisch reißt. Aus vielen Versuchen hat sieh ergeben, daß als Ursache dieses asymme- trischen Reißens und damit der Feinwanderung vor allem der thermoelektrische Thoinson-Effekt in Frage kommt. Die Erfindung fußt auf dieser Erkenntnis und er- möglicht Kontaktanordnungen aufzubauen, die praktisch keine Feinwanderung zeigen. Erfindungs- -emäß wird dies dadurch erreicht. daß die Elek- troden der Kontaktanordnung so beschaffen sind, das die beim Schalten infolge der jouleschen Wärine entstehende flüssige Brücke vorwiegend aus Material der einen Elektrode besteht, und zwar aus derjenigen, nach der gemäß dem Thomson-Effekt das Material wandert.Contact arrangement for switching devices The invention relates to a contact arrangement for Switching devices, especially those finitely high switching lii-iul = igkeit, z. B. Inverter. With such switching #eriiten it is necessary for reliable operation manoeuvrable to make sure that the switching process is carried out no arc occurs. This can be done by limiting switching voltages and switching currents and / or by ordering special Extinguishing circles. But even with pedal-free switching occur finite time lion clock destruction due to the Aggravation on. This fine @ -, -, indifferent. ie the transport of materials from one to the other hontahtelehtro de. is caused by the smelting zen of the contact material due to the high current dense shortly before the separation of contacts and by creating a fluid bridge between the electrodes, which are asymmetrical rupture. From many attempts has shown that the cause of this asymmetrical Tric tearing and thus the fine migration especially the thermoelectric Thoinson effect in Question comes. The invention is based on this knowledge and possible to establish contact arrangements that show practically no fine migration. Inventive - This is how this is achieved. that the elec- the contact arrangement is designed in such a way that that when switching as a result of Joule's heat The resulting liquid bridge consists predominantly of the material of one electrode, namely the one after which the material migrates according to the Thomson effect.

Das Wesen der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung kurz erläutert. Die Fig. i zeigt schematisch die beiden Elektroden .-I (Anode) und K (Kathode) einer weiter nicht dargestellten Kontaktanordnung mit der die Elektroden bei der Unterbrechung verbindenden flüssigen Brücke B, die bei der Trennung an der heißesten Stelle reißt. Wäre der Thomson-Effekt nicht vorhanden, so «würde die Temperatur T im -wesentlichen entsprechend der gestrichelt gezeichneten Kurve i in Fig. 2 verlaufen und die flüssige Brücke B an der Stelle I reißen. Infolge des Thomson-Effektes verschiebt sich das Maximum der Temperaturkurve, z. B. bei einem negativen Thomson-Koeffizienten des in der Brücke vorhandenen Materials zur Anode hin, entsprechend dein Temperaturverlauf nach Kurve 2 in Fig. 2, d. h. die Brücke B reißt an der Stelle II, so daß der grölte Teil des Kontaktmaterials in der Brücke zur Kathode h hinwandert. Erfindungsgemäß wird nun dafür gesorgt, daß die flüssige Brücke vorwiegend aus geschmolzenem Material der einen Elektrode besteht, im dargestellten Beispiel aus Material der Kathode K, so daß wohl Material der Elektrode IL (Kathode) zur Anode --l gelangen kann, aber kein Material von der Anode .-I zur Kathode I.The essence of the invention is briefly described below with reference to the drawing explained. Fig. I shows schematically the two electrodes. -I (anode) and K (Cathode) of a contact arrangement, not shown, with which the electrodes at the interruption connecting liquid bridge B, which at the separation at the hottest point tears. If the Thomson effect were not present, the temperature would T run essentially in accordance with the dashed curve i in FIG and tear the liquid bridge B at point I. Shifts as a result of the Thomson effect the maximum of the temperature curve, z. B. with a negative Thomson coefficient of the material in the bridge towards the anode, according to your temperature profile according to curve 2 in Fig. 2, i. H. the bridge B breaks at the point II, so that the largest Part of the contact material in the bridge to the cathode h migrates. According to the invention it is now ensured that the liquid bridge is predominantly made of molten material consists of one electrode, in the example shown from the material of the cathode K, so that material of the electrode IL (cathode) can get to the anode --l, but no material from the anode. -I to the cathode I.

Es hat sich gezeigt, daß eine erfindungsgemäße Kontaktanordnung beispielsweise durch Wahl geeigneter Kontaktmaterialien für die beiden Eleh troden möglich ist, d. h. also, daß die beiden Elektroden bei annähernd gleicher Form aus voneinander verschiedenem Material bestehen. Zwei solche Materialien sind beispielsweise Kupfer für die Anode und Silber für die Kathode. Um die Oxydbildung des Kupfers in sauerstoffhaltiger Atmosphäre zu verhindern, ist es zweckmäßig, die Kontaktanordnung in an sich bekannter Weise in ein hermetisch geschlossenes Gehäuse einzubauen, das mit reduzierendem oder indifferentem Gas als Schutzgas gefüllt ist, z. B. Formiergas (750/0 N@ -I- 250%0 H"), H." Z,. Das Schutzgas kann auch mit L'berdruckreingefüllt werden, wodurch eine zusätzliche Erhöhung der I`berschlagsspannung zwischen den Elektroden erreicht werden kann. -iNIan kann die Kontaktanordnung, um die Oxydation zu vermeiden, auch im Vakuum einbauen. Eine weitere Möglichkeit, die OYy dation des Kupfers zu verhindern, besteht darin, daß man dem Kupfer einen Desoxydator beimischt, z. B. Kohle, zweckmäßigerweise in Mengen von i bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung Kupfer-Kohle. Wie praktische Versuche zeigten, tritt bei einer Kontaktanordnung mit Kupfer als Anode und Silber als Kathode praktisch keine Feinwanderung auf.It has been shown that a contact arrangement according to the invention, for example is possible by choosing suitable contact materials for the two electrodes, d. H. so that the two electrodes are approximately the same shape from each other consist of different material. Two such materials are, for example, copper for the anode and silver for the cathode. To the oxide formation of the copper in oxygenated To prevent atmosphere, it is expedient to use the contact arrangement in a manner known per se Way to install in a hermetically sealed housing with reducing or inert gas is filled as protective gas, e.g. B. Forming gas (750/0 N @ -I- 250% 0 H "), H." Z ,. The protective gas can also be filled with excess pressure, whereby an additional increase in the flashover voltage between the electrodes is achieved can be. -iNIan can change the contact arrangement to avoid oxidation, too install in a vacuum. Another way to prevent copper OYy dation is consists in adding a deoxidizer to the copper, e.g. B. coal, expediently in amounts from 1 to 5 percent by weight, based on the total weight of the mixture Copper-coal. As practical tests have shown, occurs with a contact arrangement with copper as the anode and silver as the cathode, there is practically no fine migration.

Zwei weitere 1-laterialien nach der Erfindung sind Silber für die Anode und eine Gold-Zinn-Legierung, vorzugsweise mit etwa 2o Gewiclitsl->rozent Zinn, bezogen auf das Gewicht der Mischung der Gold-Zinn-Legierung für die Kathode. Da die Gold-Ziriri-Legierung in sauerstoffhaltiger Atmosphäre ebenfalls zur Oxydation neigt, sind die oben angegebenen Maßnahmen zur Verhinderung der Oxydation zweckmäßig.Two other 1-materials according to the invention are silver for the Anode and a gold-tin alloy, preferably with about 20 percent by weight Tin based on the weight of the gold-tin alloy mixture for the cathode. Since the gold-ziriri alloy is also used for oxidation in an oxygen-containing atmosphere the above measures to prevent oxidation are appropriate.

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE: i. Kontaktanordnung für Schaltgeräte, insbesondere solche mit hoher Schalthäufigkeit, z. B. Umrichter, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden zum mindesten an den Schaltstellen so beschaffen sind, daß die beim Schalten zwischen den Elektroden entstehende flüssige Brücke vorwiegend aus Material der einen Elektrode besteht, und zwar aus derjenigen, nach der gemäß dem Thomson-Effelzt das Material der flüssigen Brücke vorwiegend wandert. PATENT CLAIMS: i. Contact arrangement for switching devices, in particular those with high switching frequency, e.g. B. converter, characterized in that the electrodes at least at the switching points are designed so that the Switching the liquid bridge created between the electrodes mainly made of material of one electrode, namely the one according to the Thomson-Effelzt the material of the liquid bridge migrates predominantly. 2. Kontaktanordnung nach Anspruch i. dadurch gekennzeichnet, daß die Anode zum mindesten an den Schaltstellen aus Kupfer, die Kathode zum mindesten an den Schaltstellen aus Silber besteht. 2. Contact arrangement according to claim i. characterized in that the anode is at least off at the switching points Copper, the cathode consists of silver at least at the switching points. 3. Kontaktanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daL) sie in ein hermetisch geschlossenes, mit einem Schutzgas gefülltes Gehäuse eingebaut ist. .I. 3. Contact arrangement according to claim 2, characterized in that they are in a hermetically sealed, Housing filled with a protective gas is installed. .I. Kontaktanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Schutzgas ein Wasserstoff-Stickstoff-Gemisch verwendet «wird.. Contact arrangement according to claim 3, characterized in that the protective gas is a hydrogen-nitrogen mixture is used.. 5. Kontaktanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzgas unter Überdruck steht. 5. Contact arrangement according to claim 3, characterized in that the protective gas is under overpressure. 6. Kontaktanordnung nach Anspruc11 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanordnung im Vakuum eingebaut ist. 6. Contact arrangement according to Anspruc11 2, characterized characterized in that the contact arrangement is installed in a vacuum. Kontaktanordnung nach Anspruch 2, zur Verwendung in sauerstoffhaltiger Atmosphäre, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kupfer ein Desosydator beigemischt ist. B. Contact arrangement according to claim 2, for use in an oxygen-containing atmosphere, characterized in that that the copper is mixed with a desiccator. B. Kontaktanordnung nach Anspruch ; , dadurch gekennzeichnet, daß dein Kupfer Kohle beigemischt ist. Contact arrangement according to claim ; , characterized in that your copper is mixed with coal. 9. Kontaktanordnung nach '@nsprucli ; , dadurch gekennzeichnet, daß dein Kupfer i bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gemisch Kupfer-Kohle, beigemischt sind. io. Kontaktanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode aus Silber, die Kathode aus einer Gold-Zinn-Legierung bestehen. i i. Kontaktanordnung nach Anspruch i o, dadurch gekennzeichnet, daß die Gold-"Zinn-Legierung etwa 2o Gewichtsprozent Zinn enthält. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 692 235.9. Contact arrangement according to '@nsprucli; , characterized in that your copper i to 5 percent by weight, based on the copper-carbon mixture, are added. ok Contact arrangement according to Claim i, characterized in that the anode consists of silver and the cathode consists of a gold-tin alloy. i i. Contact arrangement according to claim 10, characterized in that the gold "tin alloy contains about 20 percent by weight tin. Cited publications: German Patent No. 692 235.
DEP51859A 1947-11-15 1949-08-13 Contact arrangement for switchgear Expired DE929563C (en)

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CH929563X 1947-11-15

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DE929563C true DE929563C (en) 1955-06-30

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ID=4548667

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DEP51859A Expired DE929563C (en) 1947-11-15 1949-08-13 Contact arrangement for switchgear

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DE (1) DE929563C (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1025042B (en) * 1955-02-04 1958-02-27 Siemens Ag Vacuum switch

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE692235C (en) * 1938-02-13 1940-06-15 Heraeus Vacuumschmelze Akt Ges Process for the annealing of alloys for welding electrodes and electrical contacts

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CH273627A (en) 1951-02-15
CH269625A (en) 1950-07-15

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