DEP0000424BA

DEP0000424BA - Circuit breaker

Info

Publication number: DEP0000424BA
Authority: DE
Inventors: Friedrich Wilhelm Pape
Original assignee: Pape, Friedrich Wilhelm, Berlin
Publication date: 1950-09-14

Description

Die Erfindung erstreckt sich auf einen Stromunterbrecher mit einem der Unterbrechungsstelle parallelgeschalteten Dämpfungswiderstand. So sind Stromunterbrecher bekannt, bei denen parallel zur Trennstelle eine mit einem Widerstand in Reihe liegende Funkenstrecke angeordnet ist, an der nach Erlöschen des Lichtbogens der Schaltstelle ein Rückzündungslichtbogen entsteht und dort gelöscht wird. Diese bekannte Einrichtung hat den Nachteil, dass bei der Kontakttrennung der Widerstandsstromkreis noch unterbrochen ist, daher auch nach erfolgter Löschung das Aufschwingen der Spannung an den Schaltkontakten ungedämpft erfolgt. Es kann daher eine Rückzündung an den Schaltkontakten auftreten, wenigstens solange der Kontaktweg noch klein ist. Erst bei grösserem Kontaktweg erfolgt dann ein Ueberschlag an der im Widerstandsstromkreis vorgesehenen, gleich lang bleibenden Funkenstrecke. Darüber hinaus ist es erschwerend für die endgültige Löschung, dass die mit dem Widerstand in Reihe liegende Funkenstrecke eine gleichbleibend kurze Länge behält, so dass bei Ueberspannungen mehrfach Rückzündungen zu erwarten sind.The invention extends to a circuit breaker with a damping resistor connected in parallel with the interruption point. Circuit breakers are known in which, parallel to the separation point, a spark gap is arranged in series with a resistor, at which, after the arc of the switching point has been extinguished, a back-ignition arc occurs and is extinguished there. This known device has the disadvantage that the resistance circuit is still interrupted when the contacts are separated, so that the voltage at the switching contacts continues to rise without being dampened even after the deletion has taken place. A backfire can therefore occur at the switch contacts, at least as long as the contact path is still small. Only when the contact path is greater does a flashover occur at the spark gap of the same length provided in the resistance circuit. In addition, it is more difficult for the final extinguishing that the spark gap lying in series with the resistor has a consistently short length, so that multiple backfires are to be expected in the event of overvoltages.

Weiterhin sind Stromunterbrecher dieser Gattung bekannt, bei denen einem ruhenden Schalterkontakt ein ringförmiger Vorkontakt vorgelagert ist, durch den sich der Schaltkontaktstift hindurchbewegt. Zwischen dem ruhenden Schalterkontakt und demFurthermore, circuit breakers of this type are known in which a stationary switch contact is preceded by an annular pre-contact through which the switch contact pin moves. Between the resting switch contact and the

Vorkontakt befindet sich der Dämpfungswiderstand. Wird bei diesem Schalter der Stromkreis durch Trennung der Kontakte unterbrochen, so entsteht zwischen den beiden Schalterkontakten ein Lichtbogen und parallel zu ihm fliesst ein Teilstrom durch den Widerstand. Der Lichtbogen wird durch eine Löschmittelströmung gelöscht, während der durch den Widerstand fliessende Reststrom noch bestehen bleibt. Erst in dem Zeitpunkt, in dem die Kontaktstiftspitze durch den ringförmigen Vorkontakt hindurchtritt und diesen verlässt, entsteht ein zweiter, den Reststrom führender Lichtbogen, der alsdann durch eine Löschmittelströmung ebenfalls gelöscht wird. Besonders bei Hochspannung, bei der der Vorkontakt entsprechend weit von dem Hauptkontakt entfernt liegt, muss bei der Stromunterbrechung der Kontaktstift einen verhältnismässig grossen Weg zurücklegen, bevor auch der Reststrom gelöscht werden kann, die Stromunterbrechung also eine endgültige wird. Die hierfür erforderliche Zeitdauer geht über mehrere Halbwellen hinweg.The damping resistor is located in front of the contact. If the circuit with this switch is interrupted by separating the contacts, an arc is created between the two switch contacts and a partial current flows through the resistor parallel to it. The arc is extinguished by a flow of extinguishing agent, while the residual current flowing through the resistor remains. Only at the point in time at which the contact pin tip passes through the ring-shaped pre-contact and leaves it does a second arc, which carries the residual current, is created, which is then also extinguished by a flow of extinguishing agent. Especially with high voltage, where the pre-contact is far from the main contact, the contact pin has to cover a relatively large distance in the event of a power interruption before the residual current can also be extinguished, i.e. the current interruption becomes a permanent one. The time required for this extends over several half-waves.

Durch die Erfindung soll die Stromunterbrechung erleichtert und die hierfür benötigte Zeitdauer abgekürzt werden.The invention is intended to facilitate the interruption of the current and to shorten the time required for this.

Zur Erzielung dieses Vorteiles ist in dem der Hauptschaltstelle parallelliegenden, dem Dämpfungswiderstand enthaltenen Stromzweig, eine mit dem Widerstand in Reihe liegende Nebenschaltstelle vorgesehen, eine Einrichtung, wie man sie bei den sogenannten Kesselschaltern mit Vorkontakt bereits vielfach benutzt hat.To achieve this advantage, a secondary switching point in series with the resistor is provided in the current branch that is parallel to the main switching point and contains the damping resistor, a device that has already been used many times in the so-called boiler switches with pre-contact.

Im Gegensatz zu den bekannten Kesselschaltern, bei denen die beiden Schaltstellen in ruhender Flüssigkeit betätigt werden und eine Reihe von Rückzündungen in Kauf genommen wird, sind bei dem Erfindungsgegenstand gemäss der Erfindung die Hauptschaltstelle und die mit dem Dämpfungswiderstand inIn contrast to the known boiler switches, in which the two switching points are actuated in static liquid and a series of backfiring is accepted, in the subject matter of the invention the main switching point and the one with the damping resistor are in

Reihe liegende, ausserhalb der Hauptschalterachse angeordnete Nebenschaltstelle in einem Bespülungskanal derart eingebaut, dass die Beblasung beider Unterbrechungsstellen mit Löschmittel in Nacheinanderschaltung erfolgt. Durch diesen Schalteraufbau ist es möglich, die beiden Schaltstellen bei einer verhältnismässig kurzen Schalterkonstruktion in für die Löschung günstigster Weise bei sparsamsten Löschmittelverbrauch zu beblasen. Es wird hierbei unabhängig von dem bereits zurückgelegten Schaltweg sofort nach dem Erlöschen des Hauptschaltlichtbogens auch der Lichtbogen der Nebenschaltstelle gelöscht. Die endgültige Löschung wird mithin in kürzerer Zeit als bei den bekannten Schaltern erzwungen. Erfolgt die Stromunterbrechung in der Nähe von dem Stromnulldurchgang selbst, so wird, trotzdem die Nebenschaltstelle bereits ebenfalls geöffnet ist, eine sich ausbildende Rückzündung stets nur an der Nebenschaltstelle in Erscheinung treten und alsdann dort gelöscht, weil an der Nebenschaltstelle der Ueberschlagweg von Beginn der Kontakttrennung an stets der kürzere bleibt. Die Betätigung der beiden Schaltstellen kann hierbei getrennt voneinander durchgeführt werden, es können aber auch die beweglichen Schalterkontakte der beiden Unterbrechungsstellen von einer gemeinsamen Schaltspindel aus bewegt werden. Es ist bie dem neuen Schalter stets von Beginn der Kontakttrennung an ein Spannungsausgleich über den Widerstand möglich. Ausserdem wird die Lichtbogenstrecke in dem Widerstandsstromkreis während des geschilderten, vorteilhaften Löschvorganges stetig vergrössert und ausser der Herabsetzung des Höchstwertes der wiederkehrenden Spannung auch ihre Anstiegsgeschwindigkeit zuverlässig herabgesetzt. Das bedeutet aber, dass eine Rückzündung sehr erschwert und die Lichtbogenlöschung wesentlich erleichtert wird.Auxiliary switching point located in a row and arranged outside the main switch axis, installed in a flushing channel in such a way that both interruption points are blown with extinguishing agent in series. This switch construction makes it possible to inflate the two switching points with a relatively short switch construction in the most favorable manner for extinguishing with the most economical use of extinguishing agent. Irrespective of the switching path already covered, the arc of the secondary switching point is also extinguished immediately after the main switching arc has been extinguished. The final deletion is therefore forced in a shorter time than with the known switches. If the current interruption takes place in the vicinity of the current zero crossing itself, even though the secondary switching point is already open, a backfire that occurs only appears at the secondary switching point and is then extinguished there because the flashover path at the secondary switching point is from the beginning of the contact separation always the shorter one. The actuation of the two switching points can be carried out separately from one another, but the movable switch contacts of the two interruption points can also be moved from a common switching spindle. With the new switch it is always possible to equalize the voltage across the resistor from the beginning of the contact separation. In addition, the arc path in the resistance circuit is steadily increased during the described, advantageous extinguishing process and, in addition to reducing the maximum value of the recurring voltage, its rate of increase is also reliably reduced. However, this means that reignition is very difficult and arc extinguishing is made much easier.

Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel Fig. 1 ist ein Flüssigkeitsschalter, bei dem in einer Löschkammer 1 ein Differentialpumpkolben 2 eingebaut ist. Dieser unterteilt die Löschkammer bei seiner Bewegung in einem sich erweiternden Pumpenraum 3 und in einem sich verengenden Pumpenraum 4. Sobald ein Ausgleich der in der Löschkammer entstehenden Ueberdrücke erfolgt ist, wird der Kolben 2 durch eine Druckfeder 5 in seine Anfangslage zurückführt. Die Hauptschaltstelle wird durch den ruhenden Kontakt 6 und den beweglichen Kontaktstift 7 gebildet, während die Nebenschaltstelle einen ruhenden Kontakt 8 und einen beweglichen Kontaktstift 9 besitzt. Beide ruhende Kontakte sind leitend miteinander verbunden, während der Kontaktstift 9 über den Schleifkontakt 10 und den Dämpfungswiderstand 11 mit dem Kontaktstift 7 der Hauptschaltstelle in Verbindung steht. Die beiden Kontaktstifte sollen, in diesem Beispiel nicht dargestellt, durch eine gemeinsame Schaltspindel bewegt werden. Die Stromanschlussklemmen sind mit 12 und 13 bezeichnet. Die beiden in Reihe liegenden Bespülungskanäle 14 und 15 stehen mit ihrem einen Ende mit dem sich verengenden Pumpraum 4 und mit dem anderen Ende mit dem sich erweiternden Pumpenraum 3 in Verbindung.The exemplary embodiment shown in the drawing, FIG. 1, is a liquid switch in which a differential pump piston 2 is installed in an extinguishing chamber 1. This divides the extinguishing chamber as it moves into an expanding pump chamber 3 and a narrowing pump chamber 4. As soon as the excess pressures in the extinguishing chamber are equalized, the piston 2 is returned to its initial position by a compression spring 5. The main switching point is formed by the stationary contact 6 and the movable contact pin 7, while the secondary switching point has a stationary contact 8 and a movable contact pin 9. Both resting contacts are conductively connected to one another, while the contact pin 9 is connected to the contact pin 7 of the main switching point via the sliding contact 10 and the damping resistor 11. The two contact pins, not shown in this example, are to be moved by a common switching spindle. The power connection terminals are labeled 12 and 13. The two flushing channels 14 and 15 lying in series are connected at one end to the narrowing pump chamber 4 and at the other end to the widening pump chamber 3.

Wird bei einem Kurzschluss im Stromkreis die Unterbrechung eingeleitet, so bewegen sich die Schaltspindel und damit auch die beiden Kontaktstifte 7 und 9 nach oben. Zunächst entsteht bei der Trennung der Hauptkontakte 6 und 7 ein Lichtbogen, in dessen Umgebung Flüssigkeit verdampft, wodurch ein Druckanstieg hervorgerufen wird, der sich auf den Pumpenraum 3 überträgt. Der Differentialkolben 2 bewegt sich nach unten und pumpt Flüssigkeit aus dem Raum 4 über den Lichtbogen hinweg und bringt ihn zum Erlöschen. Das Aufschwingen der Span- nung an den Kontakten 6 und 7 erfolgt infolge des Spannungsausgleichs über den Widerstand 11 hinweg stark gedämpft, so dass Ueberspannungen vermieden sind und Rückzündungen unterbleiben. Inzwischen werden auch die Nebenkontakte 8 und 9 getrennt und es entsteht infolge der Spannungsdifferenz zwischen den Kontakten 6 und 7 nunmehr zwischen den Kontakten 8 und 9 ein Lichtbogen, der aber nur einen Teilstrom führt. Dieser Reststrom wird ebenfalls durch die aus dem Pumpraum 4 kommende und über den Schaltstift 9 verlaufende Flüssigkeitsströmung leicht gelöscht. Da durch die fortlaufende Ausschaltbewegung auch die mit dem Widerstand 11 in Reihe liegende Trennstrecke zwischen den Nebenkontakten 8 und 9 stetig wächst, so ist recht bald auch die Verfestigung der Trennstrecke zwischen den Nebenkontakten soweit fortgeschritten, dass auch bei etwaigen Ueberspannungen im Netz keine Rückzündungen zu befürchten sind.If the interruption is initiated in the event of a short circuit in the circuit, the switching spindle and thus also the two contact pins 7 and 9 move upwards. First of all, when the main contacts 6 and 7 are separated, an arc occurs, in the vicinity of which liquid evaporates, causing a pressure increase that is transferred to the pump chamber 3. The differential piston 2 moves down and pumps liquid from the space 4 over the arc and causes it to go out. The swinging up of the Voltage at the contacts 6 and 7 is strongly damped as a result of the voltage equalization across the resistor 11, so that overvoltages are avoided and reignitions do not occur. In the meantime, the secondary contacts 8 and 9 are also separated and as a result of the voltage difference between the contacts 6 and 7, an arc now arises between the contacts 8 and 9, but this only carries a partial current. This residual flow is also easily extinguished by the liquid flow coming from the pump chamber 4 and running over the switching pin 9. Since the isolating distance between the secondary contacts 8 and 9, which is in series with the resistor 11, also grows steadily due to the continuous disconnection movement, the solidification of the isolating distance between the secondary contacts has progressed to the point that no reignition is to be feared, even in the event of overvoltages in the network are.

Der gleiche Aufbau von Haupt- und Nebenkontakten in Verbindung mit einem Dämpfungswiderstand kann sinngemäss auch bei Strömungsschaltern mit einem gasförmigen Löschmittel Verwendung finden. Die Fig. 2 und 3 lassen den Erfindungsgedanken für einen Gasströmungsschalter erkennen. Die beiden Kontaktstellen 6, 7 und 8, 9 sind in einem Beblasungskanal 16 in Strömungsrichtung des Löschmittels hintereinander geschaltet. Zuerst werden die Hauptkontakte 6, 7 getrennt. Der etwa hierbei entstehende Lichtbogen wird schnellstens vor Trennung oder im Augenblick der Trennung der Nebenkontakte 8, 9 gelöscht. Der zweite schwache Lichtbogen der Nebenschaltstelle 8, 9 brennt vor einem aus Isolierstoff gefertigten Gitter, das eine Längung des Lichtbogens verhindert und vor dem der Lichtbogen durch die kräftige Beblasung ebenfalls schnellstens zum Erlö- schen gebracht wird. Auch in diesem Fall ist die Löschung eine zuverlässige und im ersten Stromnulldurchgang endgültige, ohne dass Ueberspannungen hierbei ausgelöst werden.The same structure of main and secondary contacts in connection with a damping resistor can also be used analogously for flow switches with a gaseous extinguishing agent. FIGS. 2 and 3 show the idea of the invention for a gas flow switch. The two contact points 6, 7 and 8, 9 are connected one behind the other in a blowing duct 16 in the flow direction of the extinguishing agent. First the main contacts 6, 7 are separated. The resulting arc is extinguished as quickly as possible before the separation or at the moment of separation of the secondary contacts 8, 9. The second weak arc of the auxiliary switch point 8, 9 burns in front of a grille made of insulating material, which prevents the arc from being elongated and in front of which the arc is also released as quickly as possible due to the powerful blowing. is brought. In this case, too, the deletion is reliable and final in the first current zero crossing without overvoltages being triggered.

Claims

1). Circuit breaker with a secondary switching point parallel to the main interruption point and containing a damping resistor, characterized in that the main and the secondary switching point are installed in a flushing or blowing duct (14, 15 or 16) in such a way that the blowing out of both interruption points with extinguishing agent takes place one after the other .

2). Circuit breaker according to Claim 1 with a pump piston arranged in the extinguishing chamber, characterized in that the blowing duct leading over the two switching points runs from the narrowing to the widening pump chamber.