DE1207989B

DE1207989B - Vacuum switch for alternating current

Info

Publication number: DE1207989B
Application number: DEG38149A
Authority: DE
Inventors: Joseph William Porter
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1962-07-17
Filing date: 1963-07-10
Publication date: 1965-12-30
Also published as: FR1362898A; US3185797A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. α.:Int. α .:

HOIhHOIh

Deutsche Kl.: 21c-35/09German class: 21c-35/09

Nummer: 1207 989Number: 1207 989

Aktenzeichen: G 38149 VIII d/21 cFile number: G 38149 VIII d / 21 c

Anmeldetag: 10. Juli 1963 Filing date: July 10, 1963

Auslegetag: 30. Dezember 1965Opening day: December 30, 1965

Das Stromunterbrechungsvermögen eines Wechselstrom-Vakuumschalters hängt in hohem Maße davon ab, mit welcher Geschwindigkeit die elektrische Spannungsfestigkeit der Schaltstrecke nach dem Erlöschen des Lichtbogens hergestellt werden kann. Die elektrische Spannungsfestigkeit kann um so mehr vergrößert werden, je mehr die durch den Lichtbogen erzeugten Dämpfe verringert und ihre Ausbreitung beschleunigt wird. Zur Erreichung dieses Ziels hat man bereits Maßnahmen getroffen, durch die der Lichtbogen gezwungen wird, an den Schaltstücken zu rotieren, um so ein Einbrennen seiner Fußpunkte zu verhindern und die erzeugten Metalldämpfe über die gesamte Schaltstrecke zu verteilen. Bei einem bekannten Vakuumschalter werden zur Erzeugung eines rotierenden Lichtbogens seine Schaltstücke so ausgebildet, daß der über sie führende Strompfad schleifenförmig in dem Sinne verläuft, daß der Lichtbogen mit seinen Fußpunkten durch magnetische Wirkung nach außen auf in tangentialer Richtung geschlitzte ringförmige Umlaufbahnen getrieben wird.The current breaking capacity of an AC vacuum switch depends to a large extent on the speed at which the electrical strength of the switching path is maintained after it has been extinguished of the arc can be established. The electrical withstand voltage can be so the more the vapors generated by the arc are reduced and theirs Spread is accelerated. Measures have already been taken to achieve this goal, by which the arc is forced to rotate on the contact pieces so as to prevent burn-in to prevent its base points and to distribute the generated metal vapors over the entire switching path. In a known vacuum switch, his are to generate a rotating arc Contact pieces designed so that the current path leading through them runs in the form of a loop in the sense that that the arc with its base points by magnetic action outwards on in tangential Direction slotted annular orbits is driven.

Um diesen Schalter noch weiter hinsichtlich seines Schaltvermögens zu verbessern, ist der Lichtbogen dabei zwischen den Umlaufbahnen mehrfach aufgeteilt. Auf diese Weise entstehen mehrere in Reihe liegende und ebenfalls um die Schaltstückachse rotierende Teillichtbögen. Diese entwickeln infolge ihrer geringen Länge kleinere Metalldampfmengen, die leichter über die Schaltstrecke verteilt werden können und daher auch eine schnellere Wiederherstellung der elektrischen Spannungsfestigkeit der Schaltstrecke erlauben, als dies bei nur einem langgezogenen Lichtbogen der Fall ist. In order to improve this switch even further in terms of its switching capacity, the arc divided several times between the orbits. In this way, several are created in a row lying and also rotating around the contact piece axis partial arcs. These develop as a result Due to their short length, smaller amounts of metal vapor that are more easily distributed over the switching path can and therefore a faster restoration of the electric strength of the Allow switching distance than is the case with only one elongated arc.

Die Erfindung geht ebenfalls von einem Vakuumschalter mit mehreren rotierenden Teillichtbögen aus, der sich von dem vorbeschriebenen Vakuumschalter dadurch vorteilhaft unterscheidet, daß die Erzeugung der rotierenden Teillichtbögen sehr schnell erfolgt und damit auch die Wiederverfestigung der Schaltstrecke nach dem Erlöschen der Lichtbögen. Bei dem bekannten Vakuumschalter wird dagegen der zwischen Schaltstücken kleineren Durchmessers gezogene Lichtbogen zunächst auf trichterartige Leitelektroden und dann auf in tangentialer Richtung geschlitzte ringförmige Umlaufbahnen getrieben. Solange aber der Lichtbogen auf den Leitelektroden wandert, kommt es zu keiner Rotation, so daß weit mehr Metalldämpfe an seinen Fußpunkten erzeugt werden als bei einem rotierenden Lichtbogen. Daher wird der Vorteil, den rotierende Teillichtbögen bringen, durch den auf den Leitelektroden verhältnis-The invention is also based on a vacuum switch with several rotating partial arcs, which advantageously differs from the vacuum switch described above in that the generation the rotating partial arcs takes place very quickly and thus also the reconsolidation of the switching path after the arcs have been extinguished. In the known vacuum switch, however, the Arcs drawn between contact pieces of smaller diameter initially on funnel-like lead electrodes and then driven onto annular orbits slotted in the tangential direction. So long but the arc moves on the lead electrodes, there is no rotation, so that far more metal fumes are generated at its base points than with a rotating arc. Therefore the advantage that the rotating partial arcs bring, due to the relative-

Vakuumschalter für WechselstromVacuum switch for alternating current

Anmelder:Applicant:

General Electric Company, New York, N. Y.General Electric Company, New York, N.Y.

(V. St. A.)(V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. A. Schmidt, Patentanwalt,Dr.-Ing. A. Schmidt, patent attorney,

Berlin 33, Hohenzollerndamm 150Berlin 33, Hohenzollerndamm 150

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Joseph William Porter, Media, Pa. (V. St. A.)Joseph William Porter, Media, Pa. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

V. St. v. Amerika vom 17. Juli 1962 (210 416)V. St. v. America July 17, 1962 (210 416)

mäßig langsam wandernden langen Lichtbogen zum größten Teil wiederaufgehoben.moderately slow moving long arc for the most part repealed.

Dieser Mangel wird nun durch die Erfindung in der Weise behoben, daß zwei ringförmigen geschlitzten Umlaufbahnen an den Schaltstücken ein isoliert angebrachter Ring in einem solchen Abstand gegenübersteht, daß der Lichtbogen durch diesen Ring unterteilt wird und daß der Ring in tangentialer, aber in entgegengesetzter Richtung zu den Schlitzen in den Umlaufbahnen der Schaltstücke geschlitzt ist.This deficiency is now remedied by the invention in such a way that two annular slotted Orbits on the contact pieces are opposed by an insulated ring at such a distance that that the arc is divided by this ring and that the ring is in tangential, but is slotted in the opposite direction to the slots in the orbits of the contact pieces.

Dadurch, daß sich bereits an den SchaltstückenThe fact that it is already on the contact pieces

Umlaufbahnen für den Lichtbogen befinden, wird dieser schon bald nach seiner Entstehung in Rotation versetzt, so daß keine größeren Metalldampfmengen entwickelt werden können. Außerdem kommt es auch zu keinem lang ausgezogenen Lichtbogen, der eine größere Aufheizung der Metallteile der Vakuumkammer bewirkt als ein kurzer Lichtbogen, da die Schaltstücke nur auf eine kleine Entfernung voneinander getrennt werden.Orbits for the arc are located, it will start rotating soon after its formation offset so that no large amounts of metal vapor can be developed. Besides, it comes too there is no prolonged arc, which would result in greater heating of the metal parts of the vacuum chamber causes as a short arc, since the contact pieces are only a small distance from each other be separated.

In der praktischen Ausführung der Erfindung kann der isoliert angebrachte Ring entweder die Umlaufbahnen der Schaltstücke umgreifen, wobei er einen oder mehrere Einschnitte aufweist, so daß voneinander räumlich getrennte Umlaufbahnen für die Teillichtbögen entstehen, oder es wird ein an beiden Stirnseiten geschlitzter Ring zwischen den Umlaufbahnen der Schaltstücke angeordnet. Die letztere Ausführungsform hat den Vorteil, daß sie zu einem kleineren Durchmesser des Vakuumschalters führt.In the practice of the invention, the isolated attached ring can either be the orbits the contact pieces encompass, wherein it has one or more incisions, so that from each other Spatially separate orbits for the partial arcs arise, or there will be one at both Front sides slotted ring arranged between the orbits of the contact pieces. The latter Embodiment has the advantage that it leads to a smaller diameter of the vacuum switch.

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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.Two exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing.

In F i g. 1 bedeutet 10 das Gehäuse des Vakuumschalters, das im einzelnen aus der Isolierstoffwandung 11 und den beiden Metallkappen 12 und 13 besteht. Letztere sind an den Stellen 14 vakuumdicht mit der Isolierstoffwandung 11 verbunden. Die beiden Schaltstücke 17 und 18 sind an zwei StangenIn Fig. 1 means 10 the housing of the vacuum switch, which in detail consists of the insulating material 11 and the two metal caps 12 and 13 consists. The latter are vacuum-tight at points 14 connected to the insulating material wall 11. The two contact pieces 17 and 18 are on two rods

17 α und 18 a befestigt. Die Stange 18 a ist durch den Balg 20 elastisch beweglich, so daß das Schaltstück 18 von der geschlossenen Stellung (gestrichelt) in die Offenstellung bewegt werden kann. Beide Schaltstücke haben eine zentrale Vertiefung 29, die bewirkt, daß der Strom im eingeschalteten Zustand in einer Schleifenform L (gestrichelt) über die Schaltstücke fließt. Die Berührung der Schaltstücke miteinander erfolgt an dem Ring 30. Außerdem sind die Schaltstücke mit spiralförmig in tangentialer Richtung nach außen verlaufenden Schlitzen 32 versehen, die bewirken, daß der bei der Ausschaltung entstehende Lichtbogen durch sein magnetisches Feld nach außen getrieben wird und dann um die Schaltstiickachse rotiert (F i g. 2).17 α and 18 a attached. The rod 18 a is elastically movable by the bellows 20, so that the switching piece 18 can be moved from the closed position (dashed lines) into the open position. Both contact pieces have a central depression 29, which causes the current to flow in the switched-on state in a loop shape L (dashed) over the contact pieces. The contact of the contact pieces takes place on the ring 30. In addition, the contact pieces are provided with spiral-shaped in a tangential direction outwardly extending slots 32, which cause the arc that occurs when switching off is driven outward by its magnetic field and then around the axis of the switching piece rotates (Fig. 2).

Erfindungsgemäß ist um die Schaltstücke 17 undAccording to the invention is around the contact pieces 17 and

18 ein Metallring 35 angeordnet, der durch Stifte 38 in der Isolierstoffwandung 11 gehalten wird. Der Ring 35 hat zwei Umlaufbahnen 36 und 37 für die kleinen Teillichtbögen 40 und 41, die nur geringe Mengen an Metalldämpfen erzeugen. Wie aus F i g. 3 hervorgeht, die eine Draufsicht längs der Linien 3-3 der Fig. 1 wiedergibt, sind die Umlaufbahnen 36 und 37 mit Schlitzen 44 versehen, die ebenfalls tangential gerichtet sind, aber in entgegengesetzter Richtung zu den Schlitzen 32 der Schaltstücke. Es ergeben sich dadurch Stromschleifen JK in den Fingern 45 und in den Schaltstücken 17 und 18, die durch ihr magnetisches Feld ebenfalls ein Rotieren der Fußpunkte der Teillichtbögen 40 und 41 hervorrufen. Der Ring weist einen tiefen Einschnitt 50 auf, der bewirkt, daß sich die Teillichtbögen nicht kurzschließen können. Außerdem hat der Ring 40 noch zwei Einschnitte 60, in die die Abschirmhauben 55 und 56, die ebenfalls mit Stiften 58 in der Isolierstoffwandung befestigt sind, eingreifen.18 a metal ring 35 is arranged, which is held in the insulating material wall 11 by pins 38. The ring 35 has two orbits 36 and 37 for the small partial arcs 40 and 41, which generate only small amounts of metal vapors. As shown in FIG. 3, which shows a plan view along the lines 3-3 of FIG. 1, the orbits 36 and 37 are provided with slots 44 which are also directed tangentially, but in the opposite direction to the slots 32 of the contact pieces. This results in current loops JK in the fingers 45 and in the contact pieces 17 and 18, which also cause the base points of the partial arcs 40 and 41 to rotate due to their magnetic field. The ring has a deep cut 50, which has the effect that the partial arcs cannot short-circuit. In addition, the ring 40 has two incisions 60 into which the shielding hoods 55 and 56, which are also fastened with pins 58 in the insulating material wall, engage.

Nach F i g. 4 und 5 ist die Erfindung in der Weise ausgeführt, daß der Ring 35 mit seinen Umlaufbahnen für die Fußpunkte der Teillichtbögen zwischen den Umlaufbahnen der Schaltstücke angeordnet ist. Es ergibt sich dadurch ein gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 kleinerer Durchmesser des Gehäuses. Die Schaltstücke 85 und 88 haben in diesem Fall keine zentralen Ausnehmungen, sondern Einsätze 90 aus einem Metall mit einem höheren Widerstand als dem der eigentlichen Kontaktflächen, so daß sich ebenfalls eine Stromschleife L (gestrichelt) ergibt. Außerdem sind die Umlaufbahnen 82 und 86 nicht unmittelbar mit den Kontaktflächen der Schaltstücke verbunden, sondern mitAccording to FIG. 4 and 5, the invention is carried out in such a way that the ring 35 is arranged with its orbits for the base points of the partial arcs between the orbits of the contact pieces. This results in a comparison with the exemplary embodiment according to FIG. 1 smaller diameter of the case. The contact pieces 85 and 88 in this case have no central recesses, but rather inserts 90 made of a metal with a higher resistance than that of the actual contact surfaces, so that a current loop L (dashed) is also produced. In addition, the orbits 82 and 86 are not directly connected to the contact surfaces of the contact pieces, but rather with

ίο den Stangen 18 a und 17 a. Im ersteren Fall erfolgt die Verbindung zwischen den beiden Teilen außerhalb des Gehäuses des Schalters. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, sind sowohl die Umlaufbahnen 82 und als auch der Ring 35 mit Schlitzen 95 bzw. 99 versehen. Dadurch ergeben sich wiederum Stromschleifen, die ein Rotieren der Teillichtbögen an den Umlaufbahnen 36 und 37 sowie 82 und 86 hervorrufen. ίο the rods 18 a and 17 a. In the former case takes place the connection between the two parts outside the housing of the switch. As from Fig. 5 As can be seen, the orbits 82 and as well as the ring 35 are provided with slots 95 and 99, respectively Mistake. This in turn results in current loops that cause the partial arcs to rotate Orbits 36 and 37 as well as 82 and 86 evoke.

Claims

Patent claims:

1. Vacuum switch for alternating current, the contact pieces are designed so that the over they leading current path runs in a loop in the sense that the arc with his Base points due to the magnetic effect to the outside on slotted in the tangential direction driven ring-shaped orbits and divided several times between these orbits is, characterized in that two annular slotted orbits on the contact pieces an isolated attached ring faces at such a distance that the arc is divided by this ring and that the ring is tangential but in opposite direction to the slots in the orbits of the contact pieces is slotted.

2. Vacuum switch according to claim 1, characterized in that the ring is the orbits the contact pieces engages and has one or more incisions, so that one another spatially separate orbits for the partial arcs are created.

3. Vacuum switch according to claim 1, characterized in that one on both end faces slotted ring is arranged between the orbits of the contact pieces.

Considered publications:
U.S. Patent Nos. 2900476, 2976382.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings