DE1916401A1

DE1916401A1 - High-performance vacuum arc extinguishing chamber

Info

Publication number: DE1916401A1
Application number: DE19691916401
Authority: DE
Inventors: Goetsch Dipl-Ing Alfred; Freund Dipl-Phys Ernst; Haenisch Dipl-Ing Heinz
Original assignee: INST PRUEFFELD fur ELEK SCHE
Current assignee: INST PRUEFFELD fur ELEK SCHE
Priority date: 1968-11-29
Filing date: 1969-03-31
Publication date: 1970-07-16
Also published as: FR2050678A5

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochleistungs-Valmumbogenlöschkainmer·The invention relates to a high-performance valmum arc extinguishing chamber

Zur Erhöhung der Schaltleistung einer Vakuumbogenlösehkammer ist es bekannt, den Schaltlichtbogen magnetisch zu beeinflussen» Der zwischen den Schaltkontakten entstehende Lichtbogen wird durch ein quer zum Lichtbogen wirkendes Magnetfeld in Umfangsrlchtung um die Kontaktmitte herum bewegt, wodurch die spezifische Kontaktbelastung verringert und die Llohtbogenprodukte rasch zerstreut und an den umliegenden kalten Teilen niedergeschlagen werden· Dieser Effekt wird in bekannter Weise durch eine entsprechende Ausgestaltung der Schaltkontakte oder durch die Anordnung von Spulen oder Permanentmagneten bewirkt·To increase the switching capacity of a vacuum arc release chamber it is known to influence the switching arc magnetically » The arc that arises between the switch contacts is converted into a magnetic field across the arc Circumferential direction moved around the center of the contact, reducing the specific contact load and reducing the solder arc products quickly dispersed and deposited on the surrounding cold parts · This effect is known in Way by a corresponding design of the switching contacts or by the arrangement of coils or Permanent magnets cause

So ist es bekannt, topfförmiga oder scheibenförmige Schalt- i kontakte mit radialen spiral- oder ähnlichförmigen vom Außenrand zur Mitte der Kontakt© verlaufenden Schlitzen zu versehen oder Materialien mit einem, im Vergleich zum Kontaktmaterial hohen spezifischen Widerstand in die Kontakte einzufügen oder auf die Kontakte aufzubringen« Alle derartigen Ausführungen besitzen einen relativ komplizierten Kontaktaufbau, der eine aufwendige Technologie erfordert. So it is known to pot-shaped or disk-shaped switching i contacts with radial spiral or similar from the outer edge to provide slits running towards the center of the contact © or materials with one compared to the contact material to insert a high specific resistance in the contacts or to apply it to the contacts « All such designs have a relatively complicated contact structure that requires complex technology.

Es ist weiterhin bekannt ₉ Spulen oder Permanentmagnete zur Erzeugung des quer zum Lichtbogen wirkenden Magnetfeldes um die Schaltkontakte herum, innerhalb oder außerhalb der Löschkammer oder innerhalb einer hohlen Elektrode in unmittel- | barer Nähe der Schaltkontakte anzuordnen» Um ein hohes Ansteigen der Lichtbogenspannung und einen damit verbundenen hohen Leistungsumsatz in der Vakuumbogenlöschkammer zu vermelden, ist es bekannt, den Spalt zwischen den Kontakten mit einem vom Strom abhängigen axialen Magnetfeld zu durchsetzen, dessen Kraftlinien sich parallel zur Längsachse des sich im Spalt aufbauenden Lichtbogens erstrecken» Bas axiale Feld wird durch eine die Vakuumbogenlosclikammar zylindrisch umschließende Spule, die mit de» S©haltfcoa£aktea elektrisch in Beihe geschaltet ist, gebildet»It is also known ₉ coils or permanent magnets for generating the magnetic field acting across the arc around the switching contacts, inside or outside the arcing chamber or inside a hollow electrode in the immediate vicinity close proximity of the switching contacts »In order to report a high rise in the arc voltage and the associated high power consumption in the vacuum arc quenching chamber, it is known to enforce the gap between the contacts with an axial magnetic field that is dependent on the current and whose lines of force are parallel to the longitudinal axis of the extending in the gap building up arcing »The axial field is formed by a coil cylindrically surrounding the vacuum arc loop, which is electrically connected in series with the» S © haltfcoa £ aktea »

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Die gleichzeitige Beeinflussung des Lichtbogens mittels eines axialen und eines radialen Magnetfeldes -verlangt jedooh die Bezeugung unterschiedlicher Magnetfelder, was neben der Spule für die Erzeugung des axialen Magnetfeldes eine ®nt=> sprechende Gestaltung der Schaltkontakte bzw» ein<§ Anoxdauae von Spulen oder Permanentmagnete für das radial® Magnetfeld erfordert« Die Anordnung verschiedener Spulen oder Bemsaaeat® bringt einen hohen Geräteaufwand, der ebenso einen ©ntsprechenden Baum benötigt, was den gesamten Schalter The simultaneous influencing of the arc by means of an axial and a radial magnetic field - required, however the production of different magnetic fields, what besides the Coil for generating the axial magnetic field a ®nt => Speaking design of the switching contacts or »a <§ Anoxdauae of coils or permanent magnets for the radial® magnetic field requires «the arrangement of different coils or Bemsaaeat® entails a high outlay on equipment, which also requires a corresponding tree, which is what the entire switch

Zweck der Erfindung ist es, den für eine Idofafcbogenrotatioa erforderlichen relativ komplizierten Kontaktaufbau₈ der eins aufwendige Technologie erfordert, zu vermeiden bzw· den hohes ™ Geräteaufwand zur gleichzeitigen Erzeugung eines axial@n 'und eines radialen Feldes einzuschränken« _{The purpose of the invention is to avoid the relatively complicated contact structure 8} required for an idofafc-arc rotation, which requires expensive technology, or to limit the high equipment outlay for the simultaneous generation of an axial @ n 'and a radial field «

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein© Vakuumbogenlöschkammer so auszubilden, daß die Lichtbogens©tatios und eine Verringerung der Lichtbogenspannung ofea® einen koapli= zierten Kontaktaufbau oder einen hohen Gerät@au£wand g ist.The invention is based on the object of a © Train vacuum arc quenching chamber so that the arcing © tatios and a reduction in the arc voltage ofea® a koapli = adorned contact establishment or a high device @ wall g is.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, iaB der Lichtbogen im Schaltkontaktzwischenraum durch ein einziges schräg zur Bogenachse angeordnetes Magnetfeld b@einfIuBt wi2&₈ das sowohl in eine zur Achse des Lichtbogens parallele Komponente als auch in eine radial, von der Sontaktmitte nach au£©2£ Komponente zerlegt gedacht werden kann und das sowohl die bogenrotätion besorgt als auch die Vergrößerung der spannung unterbindet»According to the invention, the object is achieved in that the arc in the switching contact gap is introduced by a single magnetic field b @ arranged obliquely to _{the arc axis, wi2 & 8,} both in a component parallel to the axis of the arc and in a component radially outward from the center of the contact Component can be thought of as disassembled and that both the arch rotation takes care of and the increase in tension is prevented »

Das Magnetfeld wird durch eine, vorzugsweise worn, mg chenden Strom durchflosseiie₉ kegelstum^ffirmis aufgebaute Spul© erzeugt, die die Vakuumbogeslöschkamner, die vorzugsweise seibat eine solche Form hat, umschließt; oder im Innern der Vakuuabog®»« löschkammer, vorzugsweise als Schirm ausgebildet, angeordnet 'ist· Bei doppelwandlgem Aufbau der VakuuBbogenlöschkA&aes kann kegelstumpfförmige Spule auch in dem dadurch gebildetenThe magnetic field is generated by a, preferably worn, current flowing through ₉ cone-shaped coils, which surrounds the vacuum arc extinguishing chamber, which preferably itself has such a shape; or inside the Vakuuabog® "" quenching chamber, preferably designed as a screen

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wandraum, der vorzugsweise evakuiert ist, angeordnet sein· Zur Steuerung des Magnetfeldes ist innerhalb der Vakuumbogenlöschkammer oder in einem Zwischenwandraum vorzugsweise eine ferromagnetische Anordnung vorhanden oder die Spule selbst ist ganz oder teilweise ferromagnetisch ausgebildet.wall space, which is preferably evacuated, be arranged · Zur Control of the magnetic field within the vacuum arc chamber or in an intermediate wall space is preferably a ferromagnetic one Arrangement is present or the coil itself is completely or partially ferromagnetic.

Die erfindungsgemäße Lösung gestattet einen einfachen Aufbau der Schaltkontakte und die Anordnung nur einer Spule für die Erzeugung eines gleichzeitig radial und axial wirkenden Magnetfeldes· Die Anordnung der Spule als Schirm im Innern oder in der äußeren Isolation der Vakuumbogenlöschkammer oder in dem evakuierten Zwischenwandraum einer doppeIwandigen Vakuumbogenlöschkammer gewährleistet einen minimalen Baumbedarf der Spule·The solution according to the invention allows a simple structure of the switching contacts and the arrangement of only one coil for the generation a magnetic field acting radially and axially at the same time · The arrangement of the coil as a screen inside or outside Isolation of the vacuum arc quenching chamber or in the evacuated intermediate wall space guaranteed by a double-walled vacuum arc extinguishing chamber a minimal tree requirement of the coil

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden·The invention is to be explained in more detail below using an exemplary embodiment.

In den zugehörigen Zeichnungen zeigernPoint in the accompanying drawings

Fig· 1ί eine Vakuumbogenlöschkammer mit außerhalb angeordneter Spule,Fig · 1ί a vacuum arc quenching chamber with an outside Kitchen sink,

Fig. 2s eine Vakuumbogenlöschkammer mit einer im Innern angeordneten Spule·2s shows a vacuum arc extinguishing chamber with one arranged in the interior Kitchen sink·

Die in Fig. 1 dargestellte Vakuumbogenlöschkammer besitzt neben der Isolierhülle 1 eine Isolation 2 (Gießharz), in der die äußere kegelstumpfförmig aufgebaute Spule 3 eingebettet ist. Die Spule 3 ist mit den Schaltkontakfeen 4; 5 in Reihe geschaltet· Der über den Lichtbogen und durch die Spule 3 fließende Strom J erzeugt ein schräg zur Bogenachse angeordnetes Magnetfeld, das an den Stellen des SchaltkontaktZwischenraumes, an denen sich Lichtbogen ausbilden können, sowohl in eine zur Achse des Lichtbogens parallele Komponente als auch in eine radial nach außen gerichtete Komponente zerlegt gedacht werden kann, das die Lichtbogenrotation besorgt und die Vergrößerung der Lichtbogenspannung unterbindet, indem die zur Bogenachse parallele Komponente die Bogenprodukte in bekannter Weise zusammenhalt und damit die Vergrößerung der Bogenspannung verhindert und die senkrecht zur Bogenachse radial zur Kontaktscheibe wirkende Komponente des Magnetfeldes den Bogen inThe vacuum arc extinguishing chamber shown in Fig. 1 has next the insulating sleeve 1 has an insulation 2 (cast resin) in which the outer frustoconical coil 3 is embedded. The coil 3 is with the Schaltkontakfeen 4; 5 connected in series · The one via the The arc and the current J flowing through the coil 3 generate a magnetic field which is arranged at an angle to the arc axis and which at the points of the switching contact space where arcs develop can, both in a parallel to the axis of the arc component and in a radially outwardly directed component can be thought of as disassembled, which takes care of the arc rotation and prevents the arc voltage from increasing by the component parallel to the arc axis holds the arc products together in a known manner and thus increases the arc tension prevented and the component of the magnetic field acting perpendicular to the arc axis radially to the contact disk, the arc in

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bekannter Weise in Rotation versetzt. Das Feld ist vorzugsweise so gesteuert, daß es sehr stark ist, wenn ein großer Lichtbogenstrom fließt, und sehr schwach ist, wenn der Strom Null ist bzw« wenn nur ein geringer Strom fließt. Der Schirm 6, der die SchaItkontakte umgibt, besteht vorzugsweise aus einem ferromagnetischen Werkstoff zur Steuerung des Magnetfeldes«set in rotation in a known manner. The field is preferably controlled so that it is very strong when there is a large arc current flows, and is very weak when the current is zero or when only a small current flows. The screen 6, which the switch contacts surrounds, preferably consists of a ferromagnetic material to control the magnetic field «

Fig. 2 zeigt eine Vakuumbogenlöschkammer mit einer im Innern Angeordneten Spule· In der Vakuumbogenlöschkamraer, die von einer Isolierhülle 7 umgeben ist, ist im evakuierten Innenraum die kegelstumpf förraig aufgebaute Spule 8, die in diesem Falle gleichzeitig als Schirm ausgebildet ist, angeordnet* Die Spule 8 wird_f isoliert von den leitenden Teilen, von dem Isolierstück 9 gehcl« teno Die Spule 8 ist wiederum mit den Schaltkontakten 10;11 in Reihe geschaltet*Fig. 2 shows a vacuum arc extinguishing chamber with a coil arranged inside.In the vacuum arc extinguishing chamber, which is surrounded by an insulating sleeve 7, the truncated cone-shaped coil 8, which in this case is designed as a screen, is arranged in the evacuated interior * The coil 8 is _f insulated from the conductive parts of the insulating member 9 gehcl "teno the coil 8 is in turn connected to the switching contacts 10, 11 connected in series *

Bei einer doppeIwandigen Ausführung der Vakuumbogenlöschkammer ist die kegelstumpfförmige Spule vorzugsweise in dem durch die Doppelwandung gebildeten evakuierten Zwischenwandraum angeordnet, in dem auch eine ferromagnetische Anordnung sein kann. Ebenso kann auch die Spule selbst ganz oder teilweise ferromagnetisch ausgebildet sein.With a double-walled design of the vacuum arc quenching chamber the frustoconical coil is preferably arranged in the evacuated intermediate wall space formed by the double wall, in which there can also be a ferromagnetic arrangement. The coil itself can also be completely or partially ferromagnetic be trained.

Die Anordnung der Spule im Vakuum hat den Vorteil _f daß die Spulenwindungen in einfacher Weise durch das Vakuum selbst gegeneinander isoliert sind, ohne daß eine v/eitere Isolation nötig ist. Sofern die Spul© im Vakuum angeordnet ist_f enthält sie vorzugsweise einen Getterwerkstoff zur Aufrechterhaltung des notwendigen Vakuums« ■The arrangement of the coil in a vacuum has the advantage of _f that the coil turns are easily insulated from each other by the vacuum itself, without a v / urther insulation is necessary. Unless the Reel © _f is disposed in a vacuum, it preferably contains a Getterwerkstoff for maintaining the necessary vacuum "■

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Claims

Patent claims s

High-performance vacuum arc quenching chamber with a switch » Magnetic field penetrating contact space, characterized in that that the magnetic field is arranged obliquely to the arc axis and both axially to the arc and radially from the

Contact center works outwards »

2 vacuum arc quenching chamber according to claim 1, characterized in that that one, preferably traversed by the current to be interrupted and generating the magnetic field, is frustoconical built-up coil O) the vacuum arc extinguishing chamber, which is preferably itself has such a shape, encloses or is preferably designed as a screen (8) inside the vacuum arc extinguishing chamber or with double-walled or multi-walled vacuum arc extinguishing chambers is preferably arranged in an intermediate wall space.

3 * vacuum arc extinguishing chamber according to claim 1 and 2, characterized in that that a ferromagnetic arrangement for controlling the magnetic field within the Yakuumbogenlösohkammer or in an intermediate wall space is available or the coil itself is completely or partially ferromagnetic

ORIGINAL INSPECTED

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