DE956321C

DE956321C - Load and power disconnectors with arc extinguishers, in particular made of gas-emitting substances

Info

Publication number: DE956321C
Application number: DES40987A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Josef Biersack
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1954-09-25
Filing date: 1954-09-26
Publication date: 1957-01-17

Description

AUSGEGEBEN AM 17. JANUAR 1957ISSUED JANUARY 17, 1957

S 40987 VIIIb j2icS 40987 VIIIb j2ic

ist als Erfinder genannt wordenhas been named as the inventor

aus gasabgebenden Stoffenfrom gas-emitting substances

Die Erfindung bezieht sich auf Last- und Leistungstrenner mit Lichtbogenlöschkammern aus Keramik oder auch aus unter der Lichtbogeneinwirkung gas,abgebenden Stoffen und bezweckt, die Abschaltleistung des Trenners zu erhöhen, ohne dessen Abmessungeri allzusehr vergrößern zu müssen.The invention relates to load and power disconnectors with arc extinguishing chambers Ceramics or from substances emitting gas under the effect of an arc and intended, to increase the breaking capacity of the isolator without increasing its dimensions too much have to.

Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Lichtbogenlöschkammer die Form einer Wendel hat, an deren seitlich knapp angeschnittenen Windungen das Schaltorgan beim Öffnen und Schließen des Schalters in einem Schaltorgankanal entlang geführt wird, und daß der beim Ausschalten entstehende Lichtbogen durch besondere Mittel gezwungen wird, in die wendeiförmige Lichtbogenlöschkammer einzutreten. Der Lichtbogen wird dadurch von der normalen kurzen Strecke in die sehr viel längere Wendelstrecke gedrängt. This object is achieved according to the invention in that the arc extinguishing chamber has the shape has a helix, on the side of which just cut turns the switching element at Opening and closing the switch is guided along in a switching organ channel, and that the when Switching off resulting arcs is forced by special means to enter the helical arc extinguishing chamber. Of the As a result, the arc is pushed from the normal short path into the much longer spiral path.

Dieser Lichtbogenverdrängungseffekt kann auf verschiedene Weise unter anderem z. B. dadurch erreicht werden, daß man dem Schaltorgan, also z. B. dem Schaltstift oder dem Schaltmesser, ein Isolierstoffstück zwangläufig beim Ausschalten folgen läßt, welches die kurze Lichtbogenstrecke möglichst restlos verschließt, so daß die Lichtbogenentladung nicht dort, sondern in der langen wendeiförmigen Lichtbogenlöschkammer erfolgt. Die wendel-This arc displacement effect can be achieved in various ways, including e.g. B. achieved thereby be that the switching element, so z. B. the switch pin or the switch blade, a piece of insulating material can inevitably follow when switching off, which the short arc distance as possible completely closes, so that the arc discharge is not there, but in the long helical Arc extinguishing chamber takes place. The spiral

förmige Lichtbogenlöschkammer und das dem Schaltorgan folgende Isolierstoffstück bestehen zweckmäßigerweise aus einem Isolierstoff, der unter der Einwirkung des Lichtbogens Löschgase abgibt, wodurch das Erlöschen des Lichtbogens beschleunigt wird. Das Isolierstoffstück kann ein vom Schaltorgan getrenntes, selbständig bewegliches Stück sein und z. B. mit Hilfe einer besonderen Kraft, z. B. Federkraft, gegen das Schaltorgan ίο dauernd gedruckt werden. Das Isolierstoffstück kann aber auch mit dem Schaltorgan mittelbar oder unmittelbar verbunden sein und sich daher mit diesem zwangläufig zusammen bewegen.shaped arc extinguishing chamber and the switching element following piece of insulating material exist expediently made of an insulating material that under the action of the arc extinguishing gases gives off, which speeds up the extinguishing of the arc. The piece of insulating material can be a dated Switching element be separate, independently movable piece and z. B. with the help of a special Force, e.g. B. spring force, are constantly pressed against the switching element ίο. The piece of insulating material but can also be directly or indirectly connected to the switching element and therefore with this inevitably move together.

Man kann den obenerwähnten Lichtbogenverdrängungseffekt aber auch dadurch erreichen, daß man den Kern der wendeiförmigen Lichtbogenlöschkammer hohl ausführt und in diesem Hohlraum einen entsprechend starken eisernen Kern oder einen Magneten, z. B. einen permanenten Magneten anordnet. Der Magnet sorgt dafür, daß sich der Lichtbogen um ihn in einer Wendelform schlingt, wodurch er in den Wendelkanal gelangt. Ferner kann man den Verdrängungseffekt durch Anwendung einer Blasvorrichtung herbeiführen. as Zunächst ist es möglich, diese Maßnahmen einzeln zu benutzen. Zweckmäßig kann man aber auch zwei oder drei Maßnahmen zugleich anwenden. Der Lichtbogen wird also auf mechanischem und/oder elektrischem, besonders elektromagnetischem Wege verlängert und kommt auf eine große Länge mit dem unter seiner Einwirkung gasabgebenden Isolierstoff innig in Berührung, so daß er schnell erlischt.The above-mentioned arc displacement effect can also be achieved in that the core of the helical arc chamber is made hollow and in this cavity a suitably strong iron core or a magnet, e.g. B. a permanent magnet arranges. The magnet ensures that the arc turns around it in a helical shape loops, whereby it gets into the spiral canal. You can also use the displacement effect Use a blower. As first of all, it is possible to take these measures individually to use. However, it is also expedient to use two or three measures at the same time. Of the The arc is thus generated in a mechanical and / or electrical, especially electromagnetic way extended and comes to a great length with the gas-emitting under its influence Insulating material in close contact, so that it goes out quickly.

Ein Ausführungsbeispiel eines Last- und Leistungstrenners nach der Erfindung ist in den Fig. ι bis 3 schematisch teilweise in Ansicht und teilweise im Schnitt dargestellt.An embodiment of a load and power disconnector according to the invention is shown in Fig. Ι to 3 schematically partially in view and partly shown in section.

Der Schaltstift ι ist in der Hülse 2 geführt und über diese mit dem elektrischen Anschluß 3 verbunden. 4 ist ein den Anschluß 3 tragender Isolator. An der Grundplatte 5 ist am anderen Ende ein durch einen Isolator 6 gestützter elektrischer Anschluß 7 mit federnden Kontaktstücken 8 angeordnet. Ein Isolierstift 9 wird durch eine Feder 10 in Richtung 11 auf den Schaltstift 1 gedrückt. 12 ist ein zweckmäßig aus Metall bestehendes Schutzrohr für den Isolierstift 9. Der Schutzrohrboden' 13 hat eine Öffnung I3_a und stützt die Feder 10 ab. Die Öffnung i3_s ermöglicht den Luftzutritt, sobald die Feder 10 den Kolben 23 nach unten drückt. Die Löschkammer 14 enthält eine Isolierstoffwendel 15. Der Schaltstift 1 wird von der Welle 16 über den Hebel 17, die Verbindungsstange 18 sowie die Gelenke 19, 20 angetrieben. 25 ist eine Kappe, die den Austritt der Luft in eine bestimmte Richtung leitet.The switching pin ι is guided in the sleeve 2 and connected to the electrical connection 3 via this. 4 is an insulator carrying terminal 3. At the other end of the base plate 5, an electrical connection 7 supported by an insulator 6 and having resilient contact pieces 8 is arranged. An insulating pin 9 is pressed onto the switching pin 1 in the direction 11 by a spring 10. 12 is a suitably made of metal protective tube for the insulating pin 9. The protective tube base 13 has an opening I3 _a and supports the spring 10. The opening i3 _s allows air to enter as soon as the spring 10 presses the piston 23 downwards. The quenching chamber 14 contains an insulating coil 15. The switching pin 1 is driven by the shaft 16 via the lever 17, the connecting rod 18 and the joints 19, 20. 25 is a cap that directs the exit of the air in a certain direction.

Die Fig. 2 zeigt einen Querschnitt nach der Linie A-B. Der Schaltstift 1 und der Nachfolgeisolierstift 9 berühren die Wendel 15 am äußeren Umfang.Fig. 2 shows a cross section along the line AB. The switching pin 1 and the follow-up insulating pin 9 touch the helix 15 on the outer circumference.

Die Fig. 3 zeigt einen Schnitt C-D. Die Gegenkontaktstücke 8, 8_a, 8_Ö werden von Federn 26, 27, 28 gegen den Schaltstift 1 bzw. den Nachfolge- | stift 9 gedruckt. Die freien Durchgänge 29, 30, 31 zwischen den Federn 26, 27, 28 lassen die Luft passieren.3 shows a section CD. The mating contact pieces 8, 8 _a , 8 _Ö are of springs 26, 27, 28 against the switching pin 1 or the successor | pen 9 printed. The free passages 29, 30, 31 between the springs 26, 27, 28 allow the air to pass.

Durch die Erfindung wird auch eine kräftige Gasbespülung des Lichtbogenfußpunktes am Schaltstift ι erreicht. Die Luft, welche beim Abschalten aus dem Schutzrohr 12 durch den Kolben 23 durch die Durchgänge 29, 30, 31 gedrückt wird, bespült nämlich den Lichtbogenfußpunkt am Schaltstift 1 und strömt in den oder die Wendelkanäle, was die Abschaltleistung verbessert.The invention also provides a powerful gas purging of the arc base on the switch pin ι achieved. The air, which when switching off from the protective tube 12 through the piston 23 the passages 29, 30, 31 is pressed, namely flushes the arc base on the switching pin 1 and flows into the helical channel or channels, which improves the disconnection performance.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in der Fig. 4 schematisch dargestellt, welches einen als Flüssigkeitsschalter ausgebildeten Schalter zeigt. Bei dieser Anordnung sind das Schutzrohr 12, welches einen Zylinder bzw. eine Führung für den Kolben 23 bildet, und die Löschkammer 14 mit öl bis zur Höhe 21 gefüllt. Außerdem ist ein Ölumlaufrohr 22 angeordnet, das die Löschkammer 14 mit dem Schutzrohr i2-verbindet.Another embodiment is shown schematically in FIG. 4, which is a Shows liquid switch trained switch. In this arrangement, the protective tube 12, which forms a cylinder or a guide for the piston 23, and the quenching chamber 14 with oil filled up to level 21. There is also an oil circulation pipe 22 arranged, which connects the extinguishing chamber 14 to the protective tube i2.

Die Fig. 3 zeigt, daß neben den Federn 26, 27, 28 genügend Platz für den Durchtritt des Öls vorhanden ist. Beim Öffnen des Schalters geht der Schaltstift 1 zurück. Durch den ihm folgenden Kolben 23 wird das Öl an diesen Federn vorbei nach oben in die Löschkammer 14 gedrückt, was zur Löschung des Lichtbogens wesentlich beiträgt. g₀ Bei dieser und auch bei der entgegengesetzten Bewegung strömt Öl durch die Umgehungsleitung 22 in der einen oder anderen Richtung nach.Fig. 3 shows that there is sufficient space for the passage of the oil in addition to the springs 26, 27, 28. When the switch is opened, switching pin 1 goes back. By the piston 23 following it, the oil is pressed past these springs upwards into the quenching chamber 14, which contributes significantly to the quenching of the arc. g ₀ With this and also with the opposite movement, oil flows through the bypass line 22 in one direction or the other.

Bei beiden Ausführungsbeispielen ist die nächste Umgebung der Trennstelle 8, 8_a, 8_b durch eine mit dem Metallrohr 12 in elektrischer Verbindung stehende Metallbespritzung 24 von elektrischen Feldern entlastet.In both exemplary embodiments, the immediate vicinity of the separating point 8, 8 _a , 8 _b is relieved of electrical fields by a metal spray 24 that is electrically connected to the metal tube 12.

Die Erfindung ist nicht an die dargestellten Ausführungsbeispiele gebunden. So kann man z. B. an Stelle der Metallbespritzung 24 auch eine leitende Hülle anordnen. Auch ist es nicht unbedingt erforderlich, daß der Nachfolgeisolierstift genau so lang wie die Löschkammer ist; er kann auch etwas länger als die Löschkammer sein. DerKolben23 bildeteinen Anschlag, der bei der Abwärtsbewegung gegen das Gehäuse der Federn 8, 8_a, 8_Ö stößt, die den Gegenanschlag bilden. Der Schaltstift 1 bewegt sich aber weiter, bis die erforderliche Lufttrennstrecke erreicht ist.The invention is not bound to the exemplary embodiments shown. So you can z. B. instead of the metal spray 24 also arrange a conductive sheath. It is also not absolutely necessary that the successor insulating pin is exactly as long as the arcing chamber; it can also be a little longer than the quenching chamber. The piston 23 forms a stop which strikes during the downward movement against the housing of the springs 8, 8 _a , 8 _Ö , which form the counter-stop. The switch pin 1 continues to move until the required air separation distance is reached.

In den Fig. 5 und 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung für einen Last- und Leistungstrennschalter mit einem flachen Schaltmesser dargestellt.5 and 6 is a further embodiment of the invention for a load and Circuit breaker shown with a flat switch blade.

An der Grundplatte 30 sind zwei Isolatoren 31 und 32 befestigt. 33 ist das Schaltmesser, das um den Bolzen 34 drehbar ist. Der Bolzen 34 ist in dem metallenen Anschlußstück 35 gelagert, dem der Strom durch die Leitung 53 zugeführt und das von dem Isolator 32 getragen wird. Das Schaltmesser 33 wird mit Hilfe einer Stange 36 eines Hebels 37 von einer Welle 38 aus bewegt. Der Isolator 31 trägt die um den Mittelpunkt 34 kreisbogenförmig gestaltete, einen Wendelkanal 40 enthaltende Lichtbogenlöschkammer 39 mit dem Befestigungsflansch 41. Die Kammer hat als Schaltorgankanal eineTwo insulators 31 and 32 are attached to the base plate 30. 33 is the switch knife that is around the bolt 34 is rotatable. The bolt 34 is mounted in the metal connector 35, which the Current is supplied through line 53 and carried by insulator 32. The switch knife 33 is moved from a shaft 38 with the aid of a rod 36 of a lever 37. The insulator 31 carries the Arc-extinguishing chamber which is designed in the shape of an arc of a circle around the center point 34 and contains a helical channel 40 39 with the mounting flange 41. The chamber has a switching element channel

schlitzförmige Aussparung 42 zur Führung des Schaltmessers 33. Am Schaltmesser ist der Isolierstoffteil 43 mit dem Isolierstoffbolzen 44 befestigt. Der Isolator 31 hat eine Aussparung 45 zur Aufnähme des Isolierstoffteils 43. Das Gegenkontaktstück 46 für das Schaltmesser 33 ist ebenfalls an dem Isolator 31 befestigt. Es umfaßt das Schaltmesser 33 federnd, hat einen Stromanschluß 47 und ist als Hauptkontakt ausgebildet. Das Nebenkontaktstück 48 ist mit einer Feder 49 und Schrauben 50 an der Lichtbogenlöschkammer 39 befestigt. Es drückt auf das Schaltmesser 33. Wird dieses in Richtung 51 bewegt, so läuft zunächst das Nebenkontaktstück 48 über die Auflauffläche 63 auf das Schaltmesser 33, dann öffnet der Hauptkontakt 46/33, weil das. Schaltmesser 33 eine Aussparung 52 hat, so daß schon nach Zurücklegung eines kleinen Winkels der Kontakt zwischen den Teilen 46 und 33 geöffnet wird. Das Nebenkontaktstück48 gleitet erst später von dem Kontaktmesser 33 ab. Nach dem öffnen des Kontaktes wird der Isolierstoffteil 43 in der Aussparung 42 der Lichtbogenlöschkammer 39 nach rechts bewegt und verdeckt dadurch nacheinander die öffnungen 58 des Wendelas kanals 40. Das Schaltmesser wird beim Ausschalten soweit nach rechts bewegt, daß der Isolierstoffteil 43 aus der Wendelkammer 39 heraustritt. In der Endstellung 54 entspricht der Abstand 55 der Stirnseite 56 des Isolierstoffteils 43 von der Stirnseite 57 der Wendelkammer 39 den hierfür geltenden Vorschriften. Slot-shaped recess 42 for guiding the switch blade 33. The insulating material part is on the switch blade 43 attached to the insulating bolt 44. The insulator 31 has a recess 45 for receiving of the insulating material part 43. The mating contact piece 46 for the switch blade 33 is also on attached to the insulator 31. It comprises the switch blade 33 resiliently, has a power connection 47 and is designed as the main contact. The secondary contact piece 48 is provided with a spring 49 and screws 50 attached to the arc extinguishing chamber 39. It presses the switch blade 33. If this is in Moved in direction 51, the secondary contact piece runs first 48 on the contact surface 63 on the switching knife 33, then the main contact opens 46/33, because the switch knife 33 has a recess 52, so that after covering one small angle the contact between the parts 46 and 33 is opened. The secondary contact piece 48 only later slides off the contact blade 33. After the contact is opened, the insulating material becomes 43 moved to the right in the recess 42 of the arc extinguishing chamber 39 and covered thereby successively the openings 58 of the Wendelas channel 40. The switch blade is switched off moved to the right so far that the insulating material part 43 emerges from the spiral chamber 39. In the End position 54 corresponds to the distance 55 between the end face 56 of the insulating material part 43 and the end face 57 the spiral chamber 39 the applicable regulations.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 vorhandenen Teile, wie Feder 10, Kolben 23 und Zylinder 12, nicht mehr erforderlich.In this exemplary embodiment, those present in the exemplary embodiment according to FIG. 1 are present Parts such as spring 10, piston 23 and cylinder 12 are no longer required.

Die Fig. 7 und 8 zeigen eine Lichtbogenwendelkammer 15 mit innen angeordnetem Magneten 59, der in der Bohrung der Kammer 15 durch einen Pfropfen 60 festgehalten wird.7 and 8 show an arc coil chamber 15 with an internally arranged magnet 59, which is held in the bore of the chamber 15 by a plug 60.

Die Fig. 9 zeigt eine Lichtbogenwendelkammer 15 mit einem Mantel 14 und einem Blasmagneten 61 mit einer Magnetspule 62 in schematischer Darstellung für eine Anordnung ähnlich der nach den Fig. ι und 2.9 shows a spiral arc chamber 15 with a jacket 14 and a blow magnet 61 with a magnetic coil 62 in a schematic representation for an arrangement similar to that according to FIGS. 1 and 2.

Vorteilhaft ist es ferner, daß die Lichtbogenlöschkammer eine AustrittsöfTnung 25 hat, die so ausgebildet ist, daß der Lichtbogenlöschgasstrom in eine von dem Schaltorgan 1 abgewendete Richtung gelenkt wird, wie es in der Fig. 1 durch den Pfeil der aus der Austrittsöffnung 25 entweichenden Lichtbogenlöschgase angedeutet ist.It is also advantageous that the arc extinguishing chamber has an outlet opening 25 which is designed as follows is designed that the arc extinguishing gas flow in a direction facing away from the switching element 1 is directed, as shown in FIG. 1 by the arrow escaping from the outlet opening 25 Arc extinguishing gases is indicated.

Claims

PATENT CLAIMS:

i. Load and power disconnectors with arc extinguishers, in particular arc extinguishing chamber, made of substances that give off gas under the effect of arcing, characterized in that, that the arc extinguishing chamber has the shape of a helix, on the side of which just cut Turns the switching element (1) when opening and closing the switch in is guided along a switching element channel, and that special means are provided, which when opening. of the switch force the arc into the helical arcing chamber to enter.

2. load and power disconnector according to claim i, characterized in that the Arc is forced by mechanical means into the helical arc extinguishing chamber to enter.

3. Load and power disconnector according to claim 2, characterized in that the arc is displaced into the Wenriel-shaped channel by closing the switching element channel.

4. load and power disconnector according to claim 3, characterized in that the Switching element channel is closed in that the switching element consists of an insulating material Closure piece for the switching organ channel is assigned and this during the switching process follows or leads.

5. load and power disconnector according to claim 4, characterized in that the closure piece is designed as a separate part from the switching element and is pressed onto the switching element by a special force (spring force).

6. load and power disconnector according to claim S, characterized in that the movement of the locking piece separated from the switching element is limited by a stop.

7. load and power disconnector according to claim 6, characterized in that the housing the contact springs serve as stops.

8. load and power disconnector according to claim 4, characterized in that the closure piece is attached directly or indirectly to the switching element.

9. load and power disconnector according to claim 4, characterized in that the closure piece advantageously as long as the switching element channel of the arc extinguishing chamber.

10. load and power disconnector according to claim i, characterized in that the arc is forced by electrical means into the helical arc extinguishing chamber to enter.

11. Load and power disconnector according to claim 10, characterized in that an electromagnet is used as the electrical means, which is arranged inside the filament of the helical arc extinguishing chamber.

12. Load and power disconnector according to claim 10, characterized in that a blow magnet is used as an electrical means.

13. Load and power disconnector according to claim i, characterized in that the different, the arc in the helical arc extinguishing chamber displacing means individually or in single or multiple Combination are applied. ■

14. Load and power disconnector according to claim i, characterized in that the immediate vicinity of the separation point (8, 8 _a , 8 _b ) is shielded from electrical fields.

15- load and power disconnector according to claim 14, characterized in that a metal coating over the to as a shield protective body is arranged.

16. Load and power disconnector according to claim 15, characterized in that a metal spray is arranged as the metal coating.

17. Load and power disconnector according to claim I, characterized in that the Arc extinguishing chamber has a blow-out opening (25) for the arc extinguishing gases, the so is designed that the arc extinguishing gases in '; ine from the switching element (1) facing away from the direction be steered (arrow in Fig. 1).

Documents considered: German Patent No. 665 326.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings