SE462881B

SE462881B - STROEMBRYTARE

Info

Publication number: SE462881B
Application number: SE8704180A
Authority: SE
Inventors: K Luoma
Original assignee: Stroemberg Oy Ab
Priority date: 1986-10-27
Filing date: 1987-10-27
Publication date: 1990-09-10
Also published as: DE3736165C2; FI78195C; SE8704180L; FI78195B; IT1211430B; FI864340A0; FI864340A; GB2196794B; FR2605796A1; IT8767902A0; SE8704180D0; GB8725003D0; GB2196794A; DE3736165A1; FR2605796B1

Description

'4e2 881 upp denna. '4e2 881 up this.

I europeiska patentskriften ll 972 är en brytare anförd, i vilken även denna brist har korrigerats. Härvid uppvisar brytaren en i. sin ena ände ledad knivformig kontakt, vars spetsdel löper längs en cirkelbågsformad bana. En spole, som bildar ett magnetfält är utanför strömbanan då kontakterna är i tilläge. Den knivformiga kontakten löper vid förskjutning till frånläge i riktning mot spolens axel så att den passerar nära ljusbágselektroden och förblir i sitt frånläge parallell med spolens axel. Nackdelen med denna konstruktion är dess bristfälliga strömavbrytningsförmåga inom hela strömområdet.In European patent specification ll 972 a switch is stated in which this defect has also been corrected. In this case, the switch has a knife-shaped contact articulated at one end, the tip part of which runs along an arcuate path. A coil, which forms a magnetic field, is outside the current path when the contacts are in position. The knife-shaped contact runs when displaced to the off-position in the direction of the axis of the coil so that it passes close to the arc electrode and remains in its off-position parallel to the axis of the coil. The disadvantage of this design is its inadequate power interruption capability throughout the current range.

Vid små strömmar är de magnetiska krafterna nämligen inte tillräckliga för att förflytta ljusbågens baspunkt till den ringformiga ljusbágselektroden eller ljusbågsringen.Namely, at small currents, the magnetic forces are not sufficient to move the base point of the arc to the annular arc electrode or arc ring.

Föreliggande uppfinning avser att förbättra den i ovannämnda EP-patentskrift ll 972 anförda fördelaktiga grundkonstruktionen så att en tillförlitlig brytning uppnås inom hela strömområdet.The present invention intends to improve the advantageous basic construction stated in the above-mentioned EP patent specification 11972 so that a reliable breaking is achieved within the entire current range.

För uppnående av detta är den i början beskrivna grundkonstruk- tionen kännetecknad därav att den ringformiga ljusbágselekt- roden uppvisar ett ur ringens ändplan utåt skjutande kom- muteringsstycke, som knivkontaktens spetsdel kommer i kontakt med, och att kommuteringsstyckets bredd är'mindre än mellanrum- met mellan knivarna i brytarens slutna läge, varvid knivkontak- ten kommer i kontakt med kommuteringsstycket först då den är helt lösgjord från den fasta kontakten.To achieve this, the basic construction described at the beginning is characterized in that the annular arc electrode has a commutation piece projecting outwards from the end plane of the ring, with which the tip part of the knife contact comes into contact, and that the width of the commutation piece is less than the gap between the knives in the closed position of the switch, whereby the knife contact comes into contact with the commutation piece only when it is completely detached from the fixed contact.

Den uppfinningsenliga grundidén är alltså att försäkra att ljusbågens baspunkt förskjuts även vid små strömmar från den stationära kontakten till ljusbågsringen så att knivkontaktens spetsdel kommer i kontakt med ljusbågsringen då den passerar denna.The basic idea according to the invention is thus to ensure that the base point of the arc is displaced even at small currents from the stationary contact to the arc ring so that the tip part of the knife contact comes into contact with the arc ring as it passes it.

Genom att använda parallella knivar i knivkontakten uppnås en möjligast enkel och pålitlig kontaktkonstruktion. På grund av detta är den. utskjutande kommuteringsbiten smalare än den stationära kontakten i uppfinningens fördelaktiga utföringsform 3 462.881 dvs. smalare än avståndet mellan de parallella knivarna i brytarens tilläge.By using parallel knives in the knife contact, the simplest and most reliable contact construction possible is achieved. Because of this it is. protruding commutation bit narrower than the stationary contact in the advantageous embodiment of the invention 3,462,881, i.e. narrower than the distance between the parallel knives in the switch mode.

Vidare är det fördelaktigt att anordna knivkontakten i förhål- lande till ljusbàgsringen så att dess ledningspunkt är utanför spolens mittaxel, och att knivkontakten i brytarens tilläge är parallell med spolens mittaxel. På detta sätt fås knivkon- taktens spetsdel i frånläget på avstånd från ljusbågsringen.Furthermore, it is advantageous to arrange the knife contact in relation to the arc ring so that its guide point is outside the center axis of the coil, and that the knife contact in the position of the switch is parallel to the center axis of the coil. In this way, the tip part of the knife contact is obtained in the off position at a distance from the arc ring.

Detta förbättrar avsevärt spänningshållfastheten i luftavstån- det mellan öppna kontakter och brytningsförmågan hos små strömmar så att spolens diameter inte behöver utökas vid övergång till en. högre spänning. På detta sätt blir även avbrytarens yttre mått små.This significantly improves the voltage resistance in the air distance between open contacts and the breaking capacity of small currents so that the diameter of the coil does not have to be increased when switching to one. higher voltage. In this way, the external dimensions of the switch are also small.

I det följande skall uppfinningen beskrivas närmare under hänvisning till exemplen enligt närslutna ritningar, där fig. 1 visar en brytarkonstruktion enligt uppfinningen från sidan i tilläge, fig. 2 visar brytarkonstruktionen uppifrån, i riktning av linjen II-II i fig. 1, fig. 3 visar brytarkonstruktionen enligt fig. 1 från sidan, men i en ställning där knivkontakten kommer i galvanisk kontakt med en ljusbågselektrod, och fig. 4 visar brytarkonstruktionen likaså från sidan då brytaren är i frånläge.In the following, the invention will be described in more detail with reference to the examples according to close-up drawings, where Fig. 1 shows a switch construction according to the invention from the side in addition, Fig. 2 shows the switch construction from above, in the direction of the line II-II in Fig. 1, Figs. Fig. 3 shows the switch construction according to Fig. 1 from the side, but in a position where the knife contact comes into galvanic contact with an arc electrode, and Fig. 4 also shows the switch construction from the side when the switch is in the off position.

I figurerna har visats endast de med tanke på uppfinningen väsentliga delarna, och t.ex. huskonstruktionen har inte förutom i fig. 1 visats i figurerna.In the figures only the parts essential to the invention have been shown, and e.g. except in Fig. 1, the housing construction has not been shown in the figures.

I fig. l visas en i ett hus 1 placerad brytarkonstruktion.Fig. 1 shows a switch construction located in a housing 1.

Huset är gastätt och det innehåller ett släcknings- och isoleringsmedium som är fördelaktigt svavelhexafluorid (SF5).The housing is gas-tight and it contains an extinguishing and insulation medium that is advantageous sulfur hexafluoride (SF5).

Brytarkonstruktionen omfattar en långsträckt stationär kontakt ' 4.6.2 881 4 2 som är ansluten till en strömbanas första del 3a, och en rörlig knivkontakt 4 som består av två parallella knivar 4a och 4b (fig. 2). Knivkontakten 4 är ansluten till strömbanans andra del 3b. Ovanpå den stationära kontakten 2 är anordnad en ringformig ljusbågselektrod eller ljusbågsring 5, vilken omges av en spole 6. Spolen är smalare än ljusbågsringen 5 och den är elektriskt i serie med ljusbågsringen, ljusbågsströmmen löper från ljusbågsringen. 5 via spolen 6 till den stationära kontakten 2. Ljusbågsringen 5 är fäst vid den stationära kontakten 2 medelst en isoelringsbit 7. Vidare varvid är en kommuteringsbit 8 anordnad i nedre delen av ljusbågsrin- gen 5, vilken bit utskjuter från ljusbågsringens 5 ändplan.The switch construction comprises an elongate stationary contact 4.6.2 881 4 2 which is connected to the first part 3a of a current path, and a movable knife contact 4 which consists of two parallel knives 4a and 4b (Fig. 2). The knife contact 4 is connected to the second part 3b of the current path. Arranged on top of the stationary contact 2 is an annular arc electrode or arc ring 5, which is surrounded by a coil 6. The coil is narrower than the arc ring 5 and it is electrically in series with the arc ring, the arc current flows from the arc ring. 5 via the coil 6 to the stationary contact 2. The arc ring 5 is attached to the stationary contact 2 by means of an insulating ring piece 7. Furthermore, a commutation bit 8 is arranged in the lower part of the arc ring 5, which bit projects from the end plane of the arc ring 5.

Knivkontakten 4 är ledad i den ände som är vänd mot strömbanans andra del 3b medelst en ledtapp 9 så att knivarna 4a och 4b vrider sig runt en ledningsaxel A (fig. 2) på ett sätt, som visas senare. Knivarnas ledningspunkt ligger även i den stationära kontaktens 2 mittplan C, och i brytarens tilläge enligt fig. 1 är knivarna 4a och 4b väsentligen parallella med spolens 6 mittaxel B. Ungefär vid knivarnas mittpunkt är en manöverarm 10 ledad, vilken för sin del är ledad vid en andra manöverarm ll. Genom förmedling av manöverarmarna 10 och ll förskjuts knivkontakten 4 medelst utanför huset l belägna manöverorgan på ett senare visat sätt. Manöverorganen de inte ingår i. den egentliga visas inte skilt, eftersom uppfinningstanken.The knife contact 4 is articulated at the end facing the second part 3b of the current path by means of a pivot pin 9 so that the knives 4a and 4b rotate about a guide axis A (Fig. 2) in a manner shown later. The guide point of the knives is also located in the center plane C of the stationary contact 2, and in the position of the switch according to Fig. 1 the knives 4a and 4b are substantially parallel to the center axis B of the coil 6. Approximately at the center of the knives a control arm 10 is articulated a second control arm ll. By conveying the operating arms 10 and 11, the knife contact 4 is displaced by means of operating means located outside the housing 1 in a manner shown later. The actuators they are not part of. The actual one is not shown separately, since the inventive idea.

I fig. 2 visas schematiskt fjädrar 12, medelst vilka knivarna 4a och 4b pressas mot varandra för åstadkommande av en lämplig kontaktkraft för kontaktytorna. löper genom de parallella knivarna 4a och 4b drar dessa ökar den kontaktkraften då detta behövs.Fig. 2 schematically shows springs 12, by means of which the knives 4a and 4b are pressed against each other in order to provide a suitable contact force for the contact surfaces. runs through the parallel knives 4a and 4b pulls these increase the contact force when needed.

Härvid är det möjligt att använda fjädrar som ger en liten kontaktkraft och uppnå en hög mekanisk ålder för kontakterna.In this case, it is possible to use springs which provide a small contact force and achieve a high mechanical age for the contacts.

Eftersom strömmen då den närmare varandra, Ur fig. 2 kan man även se att kommuteringsbiten 8 av wolfram- koppar, som utskjuter från ljusbågsringens 5 ändyta, är i knivarnas tvärriktning smalare än knivarnas 4a och 4b inbördes avstånd i brytarens tilläge. ge 462 381 5 I det följande skall funktionen av den uppfinningsenliga brytarkonstruktionen beskrivas under hänvisning till fig. l och 2 och vidare fig. 3 och 4. I brytarens tilläge kommer knivkontaktens 4 spetsdel 4c i kontakt med den stationära kontakten 2 i enlighet med fig. 1 och 2, varvid strömmen löper från strömbanans första del 3a till strömbanans andra del via den stationära kontakten 2 och knivarna 4a och 4b.Since the current is then closer to each other, from Fig. 2 it can also be seen that the commutation piece 8 of tungsten copper projecting from the end surface of the arc ring 5 is narrower in the transverse direction of the knives than the mutual distance of the knives 4a and 4b in the switch. In the following, the function of the switch construction according to the invention will be described with reference to Figs. 1 and 2 and further Figs. 3 and 4. In addition to the switch, the tip part 4c of the knife contact 4 comes into contact with the stationary contact 2 in accordance with Figs. 1 and 2, the current flowing from the first part 3a of the current path to the second part of the current path via the stationary contact 2 and the knives 4a and 4b.

Brytaren öppnas med de tidigare nämnda manöverorganen genom förmedling av manöverarmarna 10 och ll. I början av brytningen lossnar knivarna 4a och 4b från huvudkontakten 2, varvid en ljusbåge uppstår mellan knivarna och den stationära kontakten 2. Då knivarna har lossnat från den stationära kontakten 2 kommer de under inverkan av fjädrarna 12 närmare varandra, varvid deras spetsdel 4c kommer i galvanisk kontakt med kommuteringsbiten 8, som är smalare än de stationära kontakten.The switch is opened with the previously mentioned operating means by means of the operating arms 10 and 11. At the beginning of the refraction the knives 4a and 4b detach from the main contact 2, whereby an arc occurs between the knives and the stationary contact 2. When the knives have detached from the stationary contact 2 they come closer to each other under the action of the springs 12, their tip part 4c galvanic contact with the commutation bit 8, which is narrower than the stationary contact.

Detta skede av öppningsrörelsen är visat i fig. 3. En del av strömmen löper nu via spolen 6 och släcker vanligen redan i detta skede ljusbågen mellan knivarna eller kommuteringsbiten och den stationära kontakten 2. Då knivkontakten 4 fortsätter sin öppningsrörelse i enlighet med en pil D i fig. 3 lossnar den från kommuteringsbiten 8, varvid den egentliga ljusbågem uppstår mellan. knivkontakten. 4 och ljusbågsringen 5 (kom- muteringsbiten 8), dvs. att ljusbågens andra baspunkt nu har förskjutits från den stationära kontakten 2 till ljusbågsringen 5. Ljusbágsströmmen löper nu via 'spolen 6, varvid det av spolen åstadkomna magnetfältet bringar ljusbågen att rotera på ett känt sätt och släcker den därvid. Genom att fästa ljusbågsringen 5 vid den stationära kontakten 2 på det ovan beskrivna sättet medelst isoelringsbiten 7, förhindras ljus- bågsringen 5 att rotera under inverkan av magnetiska krafter och härvid försäkrar man att kommuteringsbiten 8 förblir på rätt plats. Samtidigt minskar de mot spolen 6 riktade belast- ningarna.This stage of the opening movement is shown in Fig. 3. Some of the current now runs via the coil 6 and usually already at this stage extinguishes the arc between the knives or the commutation bit and the stationary contact 2. When the knife contact 4 continues its opening movement according to an arrow D in Fig. 3 it detaches from the commutation bit 8, whereby the actual arc occurs between. the knife contact. 4 and the arc ring 5 (the commutation bit 8), i.e. that the second base point of the arc has now been displaced from the stationary contact 2 to the arc ring 5. The arc current now flows via the coil 6, the magnetic field produced by the coil causing the arc to rotate in a known manner and thereby extinguishes it. By attaching the arc ring 5 to the stationary contact 2 in the manner described above by means of the insulating ring piece 7, the arc ring 5 is prevented from rotating under the influence of magnetic forces and thereby ensuring that the commutation piece 8 remains in the correct place. At the same time, the loads directed towards the coil 6 decrease.

Knivkontakten 4 fortsätter sin rörelse i riktning mot kontak- tens frånläge, visat i fig. 4, där kontaktens spetsdel 4c tydligt har stigit ovanför spolens 6 mittaxel B. Ljusbågen släcks antingen redan under knivkontaktens 4 rörelse eller '4e2 881 6 först efter det att knivkontakten har uppnått sitt frànläge.The knife contact 4 continues its movement towards the off position of the contact, shown in Fig. 4, where the tip part 4c of the contact has clearly risen above the center axis B of the coil 6. The arc is extinguished either already during the movement of the knife contact 4 or only after the knife contact has reached its point of departure.

Släckningspunkten är beroende av strömmens skede, dvs. av läget av strömmens nollpunkt i förhållande till brytningsögon- blicket. I frànläget är knivarnas spetsdel 4c på avstånd från ljusbågsringen, varvid avståndet mellan de öppna kontakterna har en bra spänningshàllfasthet. Ävenom uppfinningen ovan beskrivits under hänvisning till exemplena enligt närslutna ritningar är det uppenbart, att den inte är begränsad därtill, utan den kan varieras inom ramen för den i närslutna patentkrav anförda uppfinningstanken.The extinction point depends on the stage of the current, ie. of the position of the zero point of the current in relation to the moment of breaking. In the off position, the tip part 4c of the knives is at a distance from the arc ring, the distance between the open contacts having a good voltage resistance. Although the invention has been described above with reference to the examples according to the accompanying drawings, it is obvious that it is not limited thereto, but can be varied within the scope of the inventive concept stated in the appended claims.

Härvid kan t.ex. fjädrarna/fjädern som drar knivarna närmare varandra vara även belägna/belägen mellan knivarna. Knivkontak- ten kan även utgöras av en kniv, varvid kommuteringsbiten 8skulle t.ex. omfatta utskjutande grenar mellan vilka kniven skulle löpa. Genom en dylika konstruktion skulle man dock förlora en del av konstruktionens ovan anförda fördelar.In this case, e.g. the springs / spring that pulls the knives closer to each other must also be located / located between the knives. The knife contact can also consist of a knife, whereby the commutation piece 8 would e.g. include protruding branches between which the knife would run. Through such a construction, however, one would lose some of the advantages of the construction mentioned above.

IaIa

Claims

; 4e2 à1 PATENT REQUIREMENTS

Switch, which in a switch housing (1) filled with insulation and extinguishing medium has switch means, which comprise: - a first, fixed contact (2), which has been connected to the first part (3a) of a current path, - a second, movable knife contact (4), which consists of two parallel knives (4a, 4b) provided with springs, and which has been rotatably guided from one end so that the tip parts (4c) of the knives move along a path with the shape of a circular arc, and which knife contact (4) has been connected to the second part (3b) of the current path, and - an annular arc electrode (5), which is surrounded by a coil (6) which has been electrically connected in series between the arc electrode (5) and the first contact (2), the tip part (4c) of the knife contact being in contact with the first fixed contact (2) in the closed position of the switch, and when the switch is opened, an arc is first formed between the fixed contact (2) and the knife contact (4 ) and then between the knife contact (4) and the arc electrode (5), a magnetic field generated by the coil (6) The arc rotates and extinguishes the arc, characterized in that the annular arc electrode (5) has a commutation piece (8) projecting outwards from the end plane of the ring, with which the tip part (4c) of the knife contact comes into contact, and that the commutation piece (8) ) width is less than the space between the knives (4a, 4b) in the closed position of the switch, the knife contact coming into contact with the commutation piece (8) only when it is completely detached from the fixed contact.

Switch according to Claim 1, characterized in that the point where the knife contact (4) is articulated is outside the central axis (B) of the coil (6), and that in the closed position of the switch the knife contact (4) has the same direction as the central axis (B) of the coil .