CH632867A5

CH632867A5 - Device for influencing the arc development in a DC circuit breaker

Info

Publication number: CH632867A5
Application number: CH1172778A
Authority: CH
Inventors: Burkhard Funk
Original assignee: Bbc Brown Boveri & Cie
Priority date: 1978-11-15
Filing date: 1978-11-15
Publication date: 1982-10-29
Also published as: FR2441915A1; IT1124960B; IT7927236A0; DE2851560A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beeinflussen der Lichtbogenentwicklung in einem Gleichstromschalter, der mit wenigstens einer Unterbrechungsstelle zur Unterbrechung von sowohl grossen als auch kleinen Strömen versehen ist. The invention relates to a device for influencing the development of arcs in a direct current switch which is provided with at least one interruption point for interruption of both large and small currents.

In der CH-PS 408 159 ist eine Lichtbogenlöschvorrichtung mit Permanentmagnet für Gleichstromschaltgeräte beschrieben und dargestellt, bei dem jeder Schaltstelle eine Lichtbogenlöschvorrichtung mit Löschblechen mit einem zugeordneten Permanentmagneten zur Bildung eines permanenten Blasfeldes zugeordnet ist. Es werden zwei Löschkammern verwendet und jeder Löschkammer ist ein Permanentmagnet zugeordnet. Die permanenten Magneten befinden sich also seitlich der Löschkammern, so dass nur äussere seitliche Felder der Magneten verwendet werden. Die Lage der Permanentmagneten begrenzt auch die Grösse der Löschkammern. In CH-PS 408 159 an arc quenching device with permanent magnet for DC switching devices is described and shown, in which each switching point is assigned an arc quenching device with quenching plates with an associated permanent magnet to form a permanent blowing field. Two quenching chambers are used and a permanent magnet is assigned to each quenching chamber. The permanent magnets are therefore located on the side of the arcing chamber, so that only external lateral fields of the magnets are used. The location of the permanent magnets also limits the size of the arcing chambers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Bekannten zu beseitigen und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Lichtbogenentwicklung mit dem Permanentmagneten wirtschaftlich beein-flusst werden kann und bei der man beliebig grosse Löschkammern konstruieren kann. Die Vorrichtung dient der Unterbrechung von sowohl grossen als auch kleinen Strömen. The invention has for its object to eliminate the disadvantages of the known and to provide a device of the type mentioned, in which the arc development can be influenced economically with the permanent magnet and in which one can design arbitrarily large quenching chambers. The device is used to interrupt both large and small currents.

Die vorgenannte Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zur Beeinflussung der Lichtbogenentwicklung in einem Gleichstromschalter der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass wenigstens zwei stabförmige Dauermagnete beidseitig des Lichtbogenspaltes im Bereich der Lichtbogenlängung angeordnet sind, wobei die magnetische Orientierung der Dauermagnete verschieden ist. The above-mentioned object is achieved according to the invention in a device for influencing the arc development in a direct current switch of the type mentioned at the outset in that at least two rod-shaped permanent magnets are arranged on both sides of the arc gap in the region of the arc elongation, the magnetic orientation of the permanent magnets being different.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch diese Vorrichtung sowohl die grossen als auch die kleinen Ströme in beiden Stromrichtungen problemlos abgeschaltet werden können, wobei die Dauermagnete keine Begrenzung der Abmessungen der Löschkammern verursachen. The advantage of the invention is that this device can be used to switch off both the large and the small currents in both current directions without any problems, the permanent magnets not causing any limitation to the dimensions of the arcing chambers.

Es ist zweckmässig, wenn die Mantelfläche der Dauermagnete mit einer elektrisch leitenden Schicht versehen sind. Durch diese konstruktive Ausführungsform werden die Magnete geschont, und es wird gleichzeitig auch die Verwendung von elektrisch nichtleitenden Dauermagneten ermöglicht. Es ist zweckmässig, wenn die elektrisch leitende Schicht aus Metall oder Graphit besteht. Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist die elektrisch leitende Schicht wenigstens einmal in Umfangsrichtung durchgehend unterbrochen. Durch diese Lösung werden die Felder konzentriert und somit die Beblasung verbessert. Nach einer anderen Ausführungsform ist die elektrisch leitende Schicht parallel mit der Magnetisierungsrichtung der Dauermagneten wenigstens an einer Stelle unterbrochen. Die Unterbrechung verursacht eine Schleifenbildung, die die Bewegung des Lichtbogens fördert. Zweckmässig werden in der Löschkammer Löschplatten angeordnet. Dadurch wird die Abschaltung höherer Ströme verbessert. Nach einer zweckmässigen Ausführungsform bestehen die Dauermagnete je aus zwei stirnseitig auf einem ferromagneti-schen Stab angeordneten Dauermagneten. Durch diese Ausführungsform werden die Herstellungskosten stark reduziert. It is expedient if the outer surface of the permanent magnets is provided with an electrically conductive layer. This constructive embodiment protects the magnets and at the same time the use of electrically non-conductive permanent magnets is made possible. It is expedient if the electrically conductive layer consists of metal or graphite. According to an advantageous embodiment, the electrically conductive layer is continuously interrupted at least once in the circumferential direction. This solution concentrates the fields and thus improves the blowing. According to another embodiment, the electrically conductive layer is interrupted at least at one point in parallel with the direction of magnetization of the permanent magnets. The interruption creates a loop, which promotes the movement of the arc. Extinguishing plates are expediently arranged in the quenching chamber. This improves the cutoff of higher currents. According to an expedient embodiment, the permanent magnets each consist of two permanent magnets arranged on the end face on a ferromagnetic rod. The manufacturing costs are greatly reduced by this embodiment.

Es ist vorteilhaft, wenn zusätzlich zu den wenigstens zwei Dauermagneten wenigstens ein weiterer elektrisch leitender oder mit einer elektrisch leitenden Schicht versehener Stab im Bereich der Lichtbogenlängung angeordnet ist. Diese Aufüh-rungsform ermöglicht beliebig grosse Löschkammern zu bauen. It is advantageous if, in addition to the at least two permanent magnets, at least one further electrically conductive rod or one provided with an electrically conductive layer is arranged in the region of the arc elongation. This type of performance enables fire chambers of any size to be built.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail below with the aid of schematic drawings. Show it:

Fig. 1 eine beispielsweise Ausführung der erfindungsgemäs-sen Vorrichtung mit zwei Unterbrechungsstellen, 1 shows an exemplary embodiment of the device according to the invention with two interruption points,

Fig. 2 und 3 zwei Längsschnitte durch stabförmige Dauermagnete aus Fig. 1, 2 and 3 two longitudinal sections through rod-shaped permanent magnets from FIG. 1,

Fig. 4 den Schnitt IV-IV aus Fig. 2, 4 shows the section IV-IV from FIG. 2,

Fig. 5 den Schnitt V-V aus Fig. 3, 5 shows the section V-V from FIG. 3,

Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine andere Ausbildung eines Dauermagneten, der mit einer elektrisch leitenden Schicht versehen ist, 6 shows a longitudinal section through another embodiment of a permanent magnet which is provided with an electrically conductive layer,

Fig. 7 eine weitere beispielsweise Ausführung eines Dauermagneten, bei dem zwei flache Teilmagneten stirnseitig auf einem ferromagnetischen Stab angeordnet werden und der mit einer unterbrochenen elektrisch leitenden Schicht versehen ist, Fig. 8 den Schnitt Vili-VIII aus Fig. 6 und Fig. 9 den Schnitt IX-IX aus Fig. 7. 7 shows a further exemplary embodiment of a permanent magnet, in which two flat partial magnets are arranged on the end face on a ferromagnetic rod and which is provided with an interrupted electrically conductive layer, FIG. 8 shows the section Vili-VIII from FIG. 6 and FIG Section IX-IX from FIG. 7.

Gemäss Fig. 1 ist eine Kontaktbrücke 1 mit einer Antriebsstange 2 verbunden. Die Kontaktbrücke 1 befindet sich zwischen zwei Lichtbogenlaufschienen 3 und 4 im geöffneten Zustand. Auf einer Funkenschutzplatte 5 sind zwei Dauermagneten 6 und 7 befestigt. Sie sind symmetrisch in bezug auf den Lichtbogenspalt angeordnet. Weiter seitlich sind auf der Funkenschutzplatte zwei elektrisch leitende Stäbe 8 befestigt. Zwischen den Enden der Lichtbogenlaufschienen 3 und 4 sind mehrere Löschplatten 9 befestigt. 1, a contact bridge 1 is connected to a drive rod 2. The contact bridge 1 is located between two arc rails 3 and 4 in the open state. On a spark protection plate 5, two permanent magnets 6 and 7 are attached. They are arranged symmetrically with respect to the arc gap. Further laterally, two electrically conductive rods 8 are attached to the spark protection plate. A plurality of quenching plates 9 are fastened between the ends of the arc guide rails 3 and 4.

Die Vorrichtung gemäss Fig. 1 funktioniert folgendermas-sen: Bei dem Ausschalten der Kontaktbrücke 1 in die dargestellte Lage bestehen zwischen dieser Kontaktbrücke und den Lichtbogenlaufschienen 3 und 4 zwei Lichtbögen, aus welchen danach ein Lichtbogen zwischen den Lichtbogenlaufschienen 3 und 4 entsteht. In bezug auf die Stromrichtung des Lichtbogens wird der Bogen entweder durch den permanenten Magneten 6 oder durch den permanenten Magneten 7 angezogen. Dies ist besonders bei kleineren Strömen wichtig, weil bei diesen die Eigenblasung nicht ausreichend ist. Man muss fremde Quellen The device according to FIG. 1 functions as follows: When the contact bridge 1 is switched off in the position shown, there are two arcs between this contact bridge and the arc guide rails 3 and 4, from which an arc then arises between the arc guide rails 3 and 4. With respect to the current direction of the arc, the arc is attracted either by the permanent magnet 6 or by the permanent magnet 7. This is particularly important for smaller flows, because self-blowing is not sufficient for these. You have to have foreign sources

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

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für die Beblasung verwenden, die nicht immer sehr sicher sind, und die nicht das schnelle Einlaufen des Lichtbogens in das Löschsystem sichern. Einer der Dauermagneten 6 oder 7 übernimmt die nötige magnetische Blasung auch bei Umpolung der Stromrichtung. Bei genügend grossen Strömen überlagern die Kräfte der Eigenblasung auf den Lichtbogen die relativ kleinen magnetischen Kräfte der Dauermagneten 6 und 7. Die elektrisch leitenden oder mit einer elektrisch leitenden Schicht versehenen Stäbe 8 ermöglichen das weitere Führen des Lichtbogens in das Löschsystem. Als Dauermagneten 6 und 7 kann man vorteilhaft hochkoerzitive Cobalt-Seltenerde-Magnete verwenden. Diese Magneten widerstehen auch ziemlich hohen Temperaturen. Die beschriebene magnetische Beblasung ist also von einer Fremdbeblasung unabhängig. for blowing, which are not always very safe and which do not ensure the rapid entry of the arc into the extinguishing system. One of the permanent magnets 6 or 7 takes over the necessary magnetic blowing even when the polarity of the current is reversed. If the currents are sufficiently large, the forces of the self-blowing on the arc superimpose the relatively small magnetic forces of the permanent magnets 6 and 7. The electrically conductive rods 8 or rods 8 provided with an electrically conductive layer enable the arc to be guided further into the extinguishing system. Highly coercive cobalt rare earth magnets can advantageously be used as permanent magnets 6 and 7. These magnets also withstand quite high temperatures. The magnetic blowing described is therefore independent of external blowing.

In Fig. 2 bis 5 ist das Paar der Dauermagneten 6 und 7 aus 2 to 5, the pair of permanent magnets 6 and 7 is off

Fig. 1 je in zwei Schnitten dargestellt. Fig. 6 und 8 zeigen eine weitere Variante. Ein Permanentmagnet 10 ist mit einer elektrisch leitenden Schicht versehen, die in diesem Beispiel aus Kupfer besteht. Diese Schicht 11 weist in Umfangsrichtung s zwei durchgehende Unterbrechungen 12 auf. Die weitere Ausführungsform gemäss Fig. 7 und 9 zeigt zwei flache Dauermagneten 15 und 16, die stirnseitig auf einem ferromagneti-schen Stab 17 angeordnet sind. Beide Dauermagneten 15 und 16 sind in derselben Richtung orientiert, so dass das Ganze als io eine Dauermagnet wirkt. Auch bei dieser Ausführungsform ist eine elektrisch leitende Schicht 13 verwendet, die ebenfalls aus Kupfer hergestellt ist. Sie weist eine Unterbrechung 14 auf, die über die ganze Länge parallel mit der Magnetisierungsrichtung ausgeführt ist. Fig. 1 each shown in two sections. 6 and 8 show a further variant. A permanent magnet 10 is provided with an electrically conductive layer, which in this example consists of copper. This layer 11 has two continuous interruptions 12 in the circumferential direction s. The further embodiment according to FIGS. 7 and 9 shows two flat permanent magnets 15 and 16 which are arranged on the end face on a ferromagnetic rod 17. Both permanent magnets 15 and 16 are oriented in the same direction, so that the whole acts as a permanent magnet. In this embodiment too, an electrically conductive layer 13 is used, which is also made of copper. It has an interruption 14 which is carried out over the entire length in parallel with the direction of magnetization.

G G

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

632867 PATENT CLAIMS

1. Device for influencing the development of arcs in a direct current switch, which is provided with at least one interruption point for the interruption of both large and small currents, characterized in that at least two rod-shaped permanent magnets (6, 7, 10, 15, 16) on both sides of the arc gap are arranged in the area of the arc lengthening, the magnetic orientation of the permanent magnets (6, 7, 10) being different.

2. Device according to claim 1, characterized in that the lateral surfaces of the permanent magnets (10, 15, 16) are provided with an electrically conductive layer (11, 13).

3. Device according to claim 2, characterized in that the electrically conductive layer (11, 13) consists of metal or graphite.

4. The device according to claim 2, characterized in that the electrically conductive layer (11) is continuously interrupted at least once in the circumferential direction.

5. The device according to claim 2, characterized in that the electrically conductive layer (13) is interrupted at least at one point parallel to the direction of magnetization of the permanent magnets (15, 16).

6. The device according to claim 1, with a quenching chamber, characterized in that quenching plates (9) are arranged in the quenching chamber.

7. The device according to claim 1, characterized in that the permanent magnets each consist of two flat permanent magnets (15, 16) arranged on the end face on a ferro-magnetic rod (17).

8. The device according to claim 1, characterized in that, in addition to the at least two permanent magnets (6, 7, 10, 15, 16), a further electrically conductive rod or a rod (8) provided with an electrically conductive layer is arranged in the region of the arc elongation.