DE1072291B

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Publication number: DE1072291B
Application number: DENDAT1072291D
Authority: DE
Priority date: 1957-01-18
Also published as: CH364293A; FR1189739A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

PATENTSCHRIFT 1072PATENT LETTER 1072

INTERNAT. KL. H 01 hINTERNAT. KL. H 01 h

ANMELDETAG: 18. JANUAR 1957REGISTRATION DATE: JANUARY 18, 1957

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DERNOTICE THE REGISTRATION AND ISSUE OF

AUSLEGESCHRIET: 31. DEZEMBER 1959LAUNCHED: DECEMBER 31, 1959 AUSGABE DERISSUE OF PATENTSCHRIFT: 8. F E B R U AR 1968PATENT WRITING: 8. F E B R U AR 1968 WEICHTAB VON AUSLEGESCHRIFT DIVERSE FROM EXPLORATION

(L 26638 Vmd/21c) (L 26638 Vmd / 21c)

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen, in Luft schaltenden Leistungsschalter, insbesondere für Hochspannung, dessen bei der Stromunterbrechung auseinandergezogener Lichtbogen von den Schaltkontakten auf mehrere senkrecht zur Schaltrichtung angeordnete Lichtbogenelektroden übertragen und in Reihenschaltung in Lichtbogenkammern aus Isolierstoff durch ein senkrecht zur Lichtbogenkammerebene wirkendes magnetisches Feld zu konzentrisch liegenden, gleichsinnig vom Strom durchflossenen Schleifen ausgezogen und gelöscht wird. Bei einem bekannten Schalter dieser Art wird die Drehung des Lichtbogens senkrecht zur Schaltrichtung sowie seine Längung durch Elektroden erreicht, die zu diesem Zweck mit je einem Schenkel beiderseits der Isolierstoffplatten angeordnet und so ausgebildet sind, daß sich die Teillichtbogen infolge der Bewegung ihrer Fußpunkte über die Elektroden unter ihrer eigenen elektrodynamischen Wirkung zu gleichgerichteten bogenförmigen Schleifen auswirken. Bei höheren Ausschaltströmen können die Einzellichtbogen nahezu kreisförmig auseinandergezogen werden, bei schwächeren Ausschaltströmen dagegen genügt deren elektrodynamische Wirkung allein nicht, und die Ausweitung der Lichtbogenteile verläuft nur in schwachen Bogen. Außerdem haben diese Lichtbogenelektroden den Nachteil, daß sie verhältnismäßig weit in die einzelnen Lichtbogenkammern hineinragen und dadurch nicht die gesamte Fläche dieser Kammern für die Lichtbogenlängung und dessen Kühlung ausnutzen. Ein solcher Schalter kann daher nicht eine so hohe Schaltleistung haben wie ein Schalter mit Platten gleicher Abmessungen, deren Fläche voll ausgenutzt wird.The invention relates to an electrical, air-switching circuit breaker, in particular for high voltage, whose arc pulled apart when the power was interrupted by the Transfer switching contacts to several arc electrodes arranged perpendicular to the switching direction and in series connection in arc chambers made of insulating material through a perpendicular to the arc chamber plane Acting magnetic field in concentric loops, through which the current flows in the same direction, pulled out and deleted will. In a known switch of this type, the rotation of the arc is perpendicular to the switching direction as well as its elongation achieved by electrodes, each with one leg for this purpose are arranged on both sides of the insulating plates and designed so that the partial arcs as a result the movement of their foot points over the electrodes under their own electrodynamic effect effect rectified arcuate loops. With higher breaking currents, the single arcs can be pulled apart almost in a circle, but with weaker breaking currents their electrodynamic effect alone is not sufficient, and the expansion of the arc parts only takes place in a weak arc. In addition, these arc electrodes have the disadvantage that they are relatively extend far into the individual arc chambers and therefore not the entire area of these Use chambers for the arc elongation and its cooling. Such a switch can therefore do not have as high a switching capacity as a switch with plates of the same dimensions, whose Area is fully used.

Die Erfindung geht nun von der Aufgabe aus, die schleifenförmige Ausweitung des Lichtbogens mit sehr einfachen Mitteln auch bei schwachen Ausschaltströmen zu erreichen, wodurch sich für alle Strombereiche eine günstige Lichtbogenlöschwirkung des Schalters ergibt. Erfindungsgemäß sind zu diesem Zweck die Lichtbogenelektroden als an der Eintrittsöffnung der Lichtbogenkammern befindliche Leisten ausgebildet, die paarweise ein bügeiförmiger, den äußeren Lichtbogenkammerabmessungen angepaßter Leiter im Sinne einer Spulenwindung verbindet.The invention is now based on the task of expanding the arc in the form of a loop very simple means to achieve even with weak breaking currents, which is suitable for all current ranges results in a favorable arc extinguishing effect of the switch. According to this are The purpose of the arc electrodes is as strips located at the entry opening of the arc chambers formed, the pairs of a bow-shaped, the outer arc chamber dimensions adapted Connects conductor in the sense of a coil turn.

Die als Leisten ausgebildeten Lichtbogenelektroden stellen einfache, wenig Platz beanspruchende Bauteile dar, die eine wirksame Ausnutzung der vollen Fläche der Lichtbogenkammern für die Längung und Kühlung der Lichtbogenteile ermöglichen. Die ebenso einfachen bügeiförmigen, stromdurchflossenen Leiter, die an sich schon von anderen in Elektrischer, in Luft schaltenderThe arc electrodes, which are designed as strips, are simple and require little space Components represent that an effective use of the full area of the arc chambers for the elongation and allow the arc parts to cool. The equally simple bow-shaped, current-carrying ones Heads that are in themselves switched by others in electrical, in air

Leistungsschalter, insbesondere fürCircuit breakers, especially for

HochspannungHigh voltage

ίο Patentiert für:ίο Patented for:

LICENTIA Patent-Verwaltungs - G. m. b. H., 6000 Frankfurt -LICENTIA Patent-Verwaltungs - G. m. B. H., 6000 Frankfurt -

Dipl.-Ing. Franz Petermichl, 3500 Kassel, an ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Franz Petermichl, 3500 Kassel, an has been named as the inventor

Luft schaltenden Leistungsschaltern her als Blasspulen für einen von den Schaltkontakten rasch auf Lichtbogenhörner zu treibenden Lichtbogen bekannt sind, haben die vorteilhafte Eigenschaft, daß sie durch ihr magnetisches Feld den zwischen den Elektroden in den einzelnen Lichtbogenkammern unregelmäßig brennenden Lichtbogen zwingen, etwa die gleiche Form anzunehmen, wie sie sie selbst aufweisen. Dadurch, daß mehrere solcher bügeiförmigen Leiter über die Lichtbogenkammern des Schalters verteilt sind, wirken sie in Verbindung mit den dazwischenliegenden und in Reihe geschalteten Lichtbogenschleifen als die starren Windungen einer gestreckten Spule, deren Kraftlinien die gleichgerichteten Kraftlinien der in sich beweglichen Windungen der Lichtbogenschleifen anziehen und letztere dadurch, auch wenn sie von schwachen Strömen herrühren, auf ihre Größe ausweiten. Die Kraftlinien des magnetischen Feldes der bügeiförmigen Leiter sorgen dafür, daß Lichtbogenschleifen, die aus ihren Kammern heraustreten möchten und dadurch zu Kurzschlüssen führen könnten, wieder in ihre Kammern zurückgezogen werden.Air-switching circuit breakers quickly open as blowing coils for one of the switching contacts Arc horns are known to drive arcs, have the advantageous property that they through their magnetic field between the electrodes in the individual arc chambers is irregular force burning arcs to take on roughly the same shape as they themselves are. Through this, that several such bow-shaped conductors are distributed over the arc chambers of the switch, they work in conjunction with the intervening arc loops connected in series as the rigid turns of an elongated coil, whose lines of force are the rectified lines of force the moving turns of the arc loops attract and the latter thereby, even if they come from weak currents, expand to their size. The lines of force of the magnetic Field of the bow-shaped conductors ensure that arc loops that emerge from their chambers want to and thereby lead to short circuits, withdrawn back into their chambers will.

Ein solches Höchstmaß an einer Stabilisierung der Lichtbogenschleifen innerhalb der einzelnen Lichtbogenkammern läßt sich mit einem äußeren Magnetfeld, dessen Kraftlinien senkrecht zu den Lichtbogenkammern stehen, wie dies bei einem bekanntenSuch a high degree of stabilization of the arc loops within the individual arc chambers can be with an external magnetic field whose lines of force are perpendicular to the arc chambers stand like this with a well-known

809 502/519809 502/519

Schalter der Fall ist, nicht erzielen, weil sich die Wirkung der Kraftlinien bei den üblichen Feldstärken höchstens bis auf die nächstliegenden Lichtbogenschleifen erstreckt und außerdem das Magnetfeld nicht so leicht den äußeren Abmessungen der Lichtbogenkammer angepaßt werden kann, wie es für einen bügeiförmigen Leiter zutrifft. So bringt die Verbindung der einfachen Leiter als Lichtbogenelektroden, deren Anbringung an sich schon zur Verhinderung eines Abbrandes an den Eintrittsöffnungen von Lichtbogenkammern bekannt wurde, mit den bügeiförmigen Leitern einen wesentlichen Fortschritt in bezug auf die Erzeugung einer hohen Lichtbogenspannung und damit einer wirksamen Lichtbogenlöschung bei in Luft schaltenden Leistungsschaltern.Switch is the case, do not achieve, because the effect of the lines of force at the usual field strengths extends at most to the closest arc loops and also the magnetic field cannot be adapted to the external dimensions of the arc chamber as easily as it can applies to a bow-shaped conductor. So the connection of the simple conductors as arc electrodes, their attachment in and of itself to prevent burning at the inlet openings from arc chambers became known, with the bow-shaped conductors a significant advance in relation to the generation of a high arc voltage and thus an effective arc extinction with air-switching circuit breakers.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung sind in der Zeichnung unter Weglassung des Blasmagneten mehrere Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt.For a more detailed explanation of the invention, several are shown in the drawing with the omission of the blow magnet Embodiments shown schematically.

In Fig. 1 ist ein Schnitt durch einen Schalter mit mehreren auseinandergezogenen Lichtbogenkammern, die aus den Isolierstoffplatten 1 bestehen, gezeigt. Die Schaltkontakte bestehen aus dem festen Kontakt 2, dem der Strom zugeführt wird, und dem beweglichen Kontakt 3, von dem der Strom abgenommen wird. In den beiden Endkammern und der Mittelkammer des Schalters sind die Leiter 4, 5 und 6 angeordnet. Diese haben, wie der um 90° gedrehte Leiter in Fig. 1 a zeigt, die Form einer Schleife. Der Leiter 4 trägt den festen Kontakt 2, der Leiter 6 trägt einen Anschlag 7 für den beweglichen Kontakt 3. Die senkrechten Pfeile 8 bezeichnen die Richtung eines an sich bekannten magnetischen Blasfeldes oder einer an sich bekannten pneumatischen Zusatzblasung, wodurch die einzelnen Lichtbogen anfangs in die Lichtbogenkammern getrieben werden. An den unteren Enden der Platten 1 befinden sich die als Kanten oder Leisten ausgebildeten Elektroden 9, an denen sich der Lichtbogen bei der Stromunterbrechung ansetzt.In Fig. 1 is a section through a switch with several expanded arc chambers, which consist of the insulating plates 1, is shown. The switching contacts consist of the fixed contact 2, to which the current is supplied, and the movable contact 3, from which the current is drawn. The conductors 4, 5 and 6 are arranged in the two end chambers and the middle chamber of the switch. As the conductor rotated by 90 ° in FIG. 1 a shows, these have the shape of a loop. The conductor 4 carries the fixed contact 2, the conductor 6 carries a stop 7 for the movable contact 3. The vertical arrows 8 denote the direction of a known magnetic blowing field or a known pneumatic additional blowing, whereby the individual arcs initially in the Arc chambers are driven. At the lower ends of the plates 1 are the electrodes 9, which are designed as edges or strips and on which the arc is applied when the current is interrupted.

Die Wirkungsweise der Erfindung ist derart, daß bei der Stromunterbrechung zunächst ein Lichtbogen zwischen den Kontakten 2 und 3 gezogen wird. Dieser Lichtbogen wird bei der Weiterbewegung des Kontaktes 3 zwischen die Platten 1 getrieben und brennt hier mit seinen Fußpunkten an den Elektroden 9. Sobald der Lichtbogen zwischen den ersten Elektroden 9 brennt, fließt der Strom von dem Kontakt 2 aus über den ersten Leiter 4. Dadurch wird in diesem Leiter ein elektromagnetisches Feld erzeugt, das waagerecht gerichtet ist, wie es der Pfeil 10 andeutet. Dieses Feld sucht auch die erste Lichtbogenschleife und die dann folgenden zu etwa der gleichen Länge auszudehnen, wie sie der Leiter 4 aufweist. Sobald der bewegliche Kontakt den mittleren Leiter 5 erreicht und wieder verlassen hat, bildet sich auch in diesem ein elektromagnetisches Feld aus, das die Schleifenbildungswirkung des ersten Leiters unterstützt. Schließlich wird auch in dem Leiter 6 nach Erreichen des Anschlags 7 die gleiche Wirkung hervorgerufen. Isolierteile 11 verhindern ein Eindringen des Lichtbogens in die Metallschleifen der Leiter. Unrein Erlöschen des Teillichtbogens zwischen den Enden der Leiter und damit die volle Ausbildung des Stromflusses in den Leitern zu beschleunigen, kann der Isolierteil 11, so wie in Fig. 3 als 1Γ gezeichnet, kammerartig ausgebildet werden, wobei eine: Erhöhung der Lichtbogenspannung entsteht.The mode of operation of the invention is such that, when the current is interrupted, an electric arc first occurs between contacts 2 and 3 is pulled. This arc is generated as the Contact 3 driven between the plates 1 and burns here with its foot points on the electrodes 9. As soon as the arc burns between the first electrodes 9, the current flows from the contact 2 out via the first conductor 4. This creates an electromagnetic field in this conductor, which is directed horizontally, as indicated by arrow 10. This field also looks for the first arc loop and the following ones to be roughly the same Extend length, as it has the conductor 4. As soon as the moving contact hits the middle conductor 5 has reached and left again, an electromagnetic field is formed in this too, which the Loop formation effect of the first conductor supported. Finally, also in the head 6 after Reaching the stop 7 caused the same effect. Insulating parts 11 prevent penetration of the arc into the metal loops of the conductors. Unclean extinction of the partial arc between the To accelerate the ends of the conductors and thus the full development of the current flow in the conductors the insulating part 11, as shown in Fig. 3 as 1Γ, be designed chamber-like, with a: increase the arc voltage arises.

So wird mit Hilfe der Leiter erreicht, daß ohne größere^ kompliziert geformte und in die Lichtbogenkammern hineinragende Elektroden der Lichtbogen zu langen Schleifen ausgezogen wird und dieses Ausweiten des Lichtbogens auch bei kleineren Strömen mit großer Schnelligkeit erfolgt, so daß dadurch eine kurze Lichtbogendauer bei allen Stromstärken gewährleistet ist. Da die eigentlichen Lichtbogenansatzelektroden 9 nur wenig Platz beanspruchen, steht dem Lichtbogen für die Ausbreitung und Kühlung auch bei gedrungener Bauart des Schalters eine großeWith the help of the conductors it is achieved that the arc can occur without larger, complicated electrodes protruding into the arc chambers too long loops are drawn out and this widening of the arc even with smaller currents takes place with great rapidity, so that thereby a short arc duration is guaranteed at all currents. Because the actual arc attachment electrodes 9 take up little space, the arc is responsible for spreading and cooling even with the compact design of the switch, a large one

ίο Fläche zur Verfügung.ίο space available.

Der Schalter nach Fig. 2 unterscheidet sich von dem nach Fig. 1 dadurch, daß die äußeren Leiter 4' außerhalb der Isolierkammern angeordnet sind und infolge kurzzeitiger galvanischer Überbrückung ihrer Enden durch den beweglichen Kontakt zwischen ihnen kein Lichtbogen entstehen kann. Dies hat den Vorteil, daß schon von Beginn des Ausschaltvorganges an der Strom gezwungen ist, durch den ersten Leiter 4' zu fließen, und daß dadurch das elektro-The switch of Fig. 2 differs from that of Fig. 1 in that the outer conductor 4 ' are arranged outside the isolation chambers and as a result of short-term galvanic bridging of their Ends due to the movable contact between them no arcing can occur. This has the Advantage that the current is already forced through the first one from the beginning of the switch-off process Conductor 4 'to flow, and that thereby the electrical

ao magnetische Feld zur Schleifenbildung noch schneller erzeugt wird, als dies bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 der Fall ist. Zweckmäßigerweise können auch die mittleren Leiter mit Kontakten versehen werden, die durch den beweglichen Kontakt vorübergehend galvanisch überbrückt werden (Fig. 2). Diese Wirkung kann noch weiterhin dadurch verstärkt werden, daß an Stelle von nur einer Windung die Leiter zwei oder mehrere Windungen aufweisen. Es können auch die beiden äußeren Leiter gleich von Beginn des Ausschaltvorgangs an galvanisch parallel geschaltet werden. Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel zeigt die Fig. 4 mit den beiden äußeren Leitern 4".ao magnetic field for loop formation is generated even faster than in the embodiment according to Fig. 1 is the case. The middle conductors can also expediently be provided with contacts which are temporarily bridged galvanically by the movable contact (Fig. 2). This The effect can be further enhanced by the fact that instead of just one turn, the conductor have two or more turns. The two outer conductors can also be used right from the start of the Switch-off process to be connected galvanically in parallel. A corresponding embodiment shows 4 with the two outer conductors 4 ".

An Stelle der dargestellten Form der Leiter sind auch andere, z. B. nahezu kreisförmige, anwendbar.Instead of the shape of the ladder shown, other, z. B. almost circular, applicable.

Ebenso kann die Zahl dieser Leiter der jeweils vorgegebenen Spannung entsprechend geändert werden.The number of these conductors can also be changed according to the voltage specified in each case.

Claims

PATENT CLAIMS:

1.Electric, air-switching circuit breaker, especially for high voltage, whose arc, which is pulled apart when the power is interrupted, is transferred from the switching contacts to several arc electrodes arranged perpendicular to the switching direction and connected in series in arc chambers made of insulating material by a magnetic field acting perpendicular to the plane of the arc chamber to concentric, in the same direction is pulled out and extinguished by the current flowing through loops, characterized in that the arc electrodes are formed as strips (9) located at the inlet opening of the arc chamber (1), which connect in pairs a bow-shaped conductor (4) adapted to the outer arc chamber dimensions in the sense of a coil winding .

2. Air switch according to claim 1, characterized in that the ends of the conductors when Switching process can be bridged galvanically.

3. Air switch according to claim 1 and 2, characterized in that the conductors are several Have turns.

4. Air switch according to claim 1 to 3, characterized in that the two outer conductors are galvanically connected in parallel.

5. Air switch according to claim 1, characterized in that it is within the loop

or between several loops of a conductor are insulating parts, which are used as arc chambers are trained.

Considered publications: German Patent Specifications Nos. 439 475, 515 094,

256 517, 444 505, 547 335, 533 477, 619 903,
933 817; 545 094;

German patent application M 3893 VIIIb / 21 c (announced on March 22, 1951);

French patents nos. 961277, 961 290, 1000 961 and 62 384 addendum to patent 1 000 691.

1 sheet of drawings