DE922836C

DE922836C - Arc extinguishing device for gas switch

Info

Publication number: DE922836C
Application number: DES5625D
Authority: DE
Inventors: Herbert L Rawlins
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1938-05-25
Filing date: 1939-05-20
Publication date: 1955-01-27
Also published as: GB528896A; US2294801A; NL93053C; FR855242A

Description

Es ist bereits bekannt, bei Gasschaltern Lichtbogenlöschvorrichtungen zu verwenden, bei denen die Löschkammer als Ringraum ausgebildet ist und der Lichtbogen durch ein Magnetfeld zum Umlauf längs der den Ringraum begrenzenden Isolierwandungen gezwungen wird.It is already known to use arc extinguishing devices in gas switches to use, in which the quenching chamber is designed as an annular space and the arc is circulated by a magnetic field is forced along the insulating walls delimiting the annular space.

Gemäß der Erfindung kann bei derartigen Lichtbogenlöschvorrichtungen eine wesentliche Verbesserung der Löschwirkung dadurch erreicht werden, daß die Breite des Ringraumes im wesentlichen nicht mehr als 3 mm beträgt. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß außer einer gleichmäßigen Beanspruchung der Isolierwandungen durch den Lichtbogen auf dem gesamten Umfang des Ringraumes auch ein Breitquetschen des Lichtbogens erzielt wird, ohne daß damit eine zu starke, das Umlaufen zu sehr hemmende Stauwirkung· verbunden wäre, die eine unwirtschaftliche große Bemessung der magnetischen Blaseinrichtungen erforderlich machen würde.According to the invention in such arc extinguishing devices a significant improvement in the extinguishing effect can be achieved in that the width of the annular space is essentially not is more than 3 mm. This has the advantage that, in addition to uniform stress the insulating walls through the arc over the entire circumference of the annulus also a wide squeezing of the arc is achieved without that too strong, the circulating too much inhibiting damming effect · would be connected, which would be an uneconomical large dimensioning magnetic blowing equipment.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. ι der Zeichnung dargestellt. Mit 10 ist eine Grundplatte bezeichnet, von der zwei gleichartige Löscheinheiten 12 getragen werden. Jede solche Löscheinheit besteht aus einem Isolierrohr 14, das in die Grundplatte 10 eingebaut ist und das an seinem oberen 'Ende eine Kappe 16 trägt, in die eine Metallplatte 18 eingebaut ist, die ihrerseits eine metallene Abschlußkappe¹20 trägt, an die der Leitungsansohluß 34 bzw. 36 angeschlossen ist. Der untere Teil der Kappe 20 ist mit einer ringförmigen Aussparung 22 für den feststehenden Hohlkontakt 24An embodiment of the invention is shown in Fig. Ι of the drawing. With a base plate 10 is designated, by which two similar erase units 12 are carried. Each such erase unit is made of an insulating tube 14, which is installed in the base plate 10 and the upper at its' end a cap 16 carries, is installed in a metal plate 18 which in turn carries a metal end cap ¹ 20 to which the Leitungsansohluß 34 or 36 is connected. The lower part of the cap 20 is provided with an annular recess 22 for the stationary hollow contact 24

versehen. Der Hohlkontakt 24, trägt federnde Fortsätze 26, die nach Art eines Tulpenkontaktes mit dem rohrförmigen 'beweglichen Gegenkontakt 28 Kontakt machen, der seinerseits von einer Metalltraverse 30 getragen wird, über die er mit dem entsprechenden Kontakt der zweiten Löscheinheit ver-• blinden ist. Innerhalb der Kappe 16 ist eine Spule 38 untergebracht, die- durch einen Isolierring 42 gegen den Lichtbogenraum abgeschlossen und dadurch geschützt ist, und die einerseits mit der Ringplatte 18 und damit mit der Kontaktkappe 20 und andererseits mit einer Ringplatte 40 verbunden ist, die bis in den Lichtbogenraum herausgeführt ist. In die Kappe 20 ragt ein stabförmiger Isolierkörper 44 hinein, der mit Hilfe einer Stange 46, die mit einem Längsbolzen 48 an der Traverse 30 befestigt ist, abgestützt ist und durch ein Speichenrad 50 derart 'gehalten ist, daß er in an sich bekannter Weise der Bewegung des Rohrkontaktes 28 folgt. ao Bei einem UnfeTbrechungsvorgang 'werden mit Hilfe der Stange 32 die beiden Rohrkontakte, der beiden Löscheinheiten nach unten gezogen, wobei zwischen den Kontakten 26 und 28 ein Lichtbogen gezogen wird. Der Lichtbogen springt dann von- den Kontakten 26 auf die Ringplatte 40 über, wodurch die Spule 38 in den Stromkreis eingeschaltet wird. Der Lichtbogen wird sodann in den schmalen Ringraum gezogen, der zwischen der Innenoberfläche des Isolierrohres I4"und der Außenfläche des Isolierkörpers 44 gebildet ist, wobei gleichzeitig durch die Wirkung des durch die Spule 38 erzeug-■ ten Magnatfeldes eine Rotation des Lichtbogens erzwungen wird¹, die für eine gute Kühlung und dadurch Löschung des Lichtbogens sorgt. Die Isolierkörper können aus einem gasabgebenden Isoliermaterial gebildet werden, das unter der Einwirkung des Lichtbogens Löschgase¹ freigibt, die die Lichtbogenlöschung unterstützen. In diesem Fall empfiehlt es sich, dem Ringspalt zwischen den beiden Isolierkörpern erfindungsgemäß eine Stärke von etwa 3 bis 0,4 mm zu geben. Es ist aber auch möglich, ein Isoliermaterial zu verwenden, das kein Gas freigibt, jedoch empfiehlt es sich dann, den Ringraum noch- wesentlich -schmaler- -zu machen. Die Lichtbogendämpfe und die etwa aus dem Isoliermaterial freigemachten lichtbogenlöschenden Gase können durch die Ringöffnung 52 zwischen dem Isolierstab 44 und'dem -Rohrkontakt'28 entweichen. In vielen Fällen ist es zweckmäßig, wie in Fig. 1 gezeichnet, an der Grundplatte unten in an sich bekannter Weise ein besonderes Gehäuse 54 anzubringen, das in sich einen Sammelraum 56 für die Lichtbogengase! einschließt, in dem diese gekühlt und entionisiert werden, bevor sie durch eine geeignete öffnung; wie beispielsweise das Auslaßventil 58, ins Freie strömen. Es wird auf diese Weise sicher verhindert, daß: ixgendwelche benachbarten Teile durch die Lichtbogendämpfe beschädigt oder etwa gar zwischen solchen Teilen ein Überschlag hervörgerufen wird. In Fig. 2 ist ein Schnitt durch eine Löscheinheit nach Fig. 1 nach der Linie H-II gezeigt. Fig. 3 zeigt dieselbe Anordnung in geöffneter Stellung,- - . ' ,. . - JMistake. The hollow contact 24 carries resilient projections 26, which make contact with the tubular 'movable mating contact 28 in the manner of a tulip contact, which in turn is carried by a metal cross member 30, via which it is connected to the corresponding contact of the second erasing unit. Inside the cap 16 a coil 38 is housed, which is closed by an insulating ring 42 against the arc space and thus protected, and which is connected on the one hand to the ring plate 18 and thus to the contact cap 20 and on the other hand to an annular plate 40 that extends up to the arc chamber is led out. In the cap 20 protrudes a rod-shaped insulating body 44 which is supported with the help of a rod 46 which is fastened to the cross member 30 with a longitudinal bolt 48 and is held by a spoked wheel 50 in such a way that it is in a manner known per se Movement of the pipe contact 28 follows. In the event of an unfeetbreaking process, the two pipe contacts of the two quenching units are pulled down with the aid of the rod 32, an arc being drawn between the contacts 26 and 28. The arc then jumps from the contacts 26 to the ring plate 40, as a result of which the coil 38 is switched into the circuit. The arc is then drawn into the narrow annular space which is formed between the inner surface of the insulating tube I4 ″ and the outer surface of the insulating body 44, with a rotation of the arc being forced at the same time by the action of the magnate field generated by the coil 38 ¹ , which ensures good cooling and thereby extinguishing the arc. The insulating bodies can be formed from a gas-emitting insulating material that ^{releases extinguishing gases 1} under the action of the arc. In this case, it is advisable to use the annular gap between the two insulating bodies according to the invention to give a thickness of about 3 to 0.4 mm. However, it is also possible to use an insulating material that does not release any gas, but it is then advisable to make the annular space significantly narrower and the arc-extinguishing gases released from the insulating material can pass through the ring opening 5 2 escape between the insulating rod 44 and the pipe contact 28. In many cases it is useful, as shown in Fig. 1, to attach a special housing 54 to the base plate in a known manner, which has a collecting space 56 for the arc gases! includes, in which these are cooled and deionized before being passed through a suitable opening; such as the outlet valve 58, flow into the open air. In this way, it is reliably prevented that: Any adjacent parts are damaged by the arc vapors or even a flashover is caused between such parts. FIG. 2 shows a section through an erasing unit according to FIG. 1 along the line H-II. Fig. 3 shows the same arrangement in the open position, - -. ',. . - J

Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist, den Isolierstab 60 selbst mit einzelnen Nuten 62 zu versehen, die gewissermaßen einen Speieberraum für die entwickelten Gase darstellen, in dem. diese während des Strommaximums aufgespeichert werden, so daß in den stromschwachen Pausen das dort aufgespeicherte Gas wirksam werden kann.Under certain circumstances, as shown in FIG. 6, it may be expedient to use the insulating rod 60 itself to be provided with individual grooves 62, which to a certain extent provide a space for the evolved gases represent in which. these are stored during the current maximum, so that in the low-current breaks, the gas stored there can take effect.

Eine weitere Verbesserung kann unter Umständen dadurch erreicht werden, daß das Isolierrohr 14 durch einen Stapel von Isolierplatten 64 gebildet wird, die, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, durch Abstandstücke 66 übereinandergehalten und durch die Platten 70 und 68 mit Hilfe von Schrauben zusammengehalten werden. Mit besonderem Vorteil können bei einer solchen Anordnung in den Zwischenräumen 72 zwischen den einzelnen Platten 64 noch Metallscheiben, beispielsweise aus Kupfer, die mit Hilfe der. Distanzstücke 74 gehalten werden, angeordnet werden. Bei einer solchen Ausbildung . wird die·' Löschwirkung durch die große Oberfläche der Isolierplatten 64 unterstützt, wobei gleichfalls die Zwischenräume 72 zwischen diesen Platten als Speicherräume¹ wirksam werden, und, gegebenenfalls durch die Metallplatten verstärkt, eine wirksame Kühlung der Gase erreicht.A further improvement can possibly be achieved in that the insulating tube 14 is formed by a stack of insulating plates 64 which, as shown in FIG. 4, are held one above the other by spacers 66 and held together by the plates 70 and 68 with the aid of screws will. With such an arrangement, metal disks, for example made of copper, can be particularly advantageously in the spaces 72 between the individual plates 64, which can be made with the aid of the. Spacers 74 are held, are arranged. With such a training. the extinguishing effect is supported by the large surface area of the insulating plates 64, the spaces 72 between these plates also acting as storage spaces ¹ and, if necessary reinforced by the metal plates, an effective cooling of the gases is achieved.

Eine andere Ausführungisform ist in Fdg. S dargestellt, die sich von der Ausfübrungsform nach Fig. 4 dadurch unterscheidet, daß die Isolierplatten 64-nach Fig. 4 wesentlich dünner und in größerer Anzahl vorgesehen sind, wobei auch die Zwischenräume zwischen diesen Platten schmaler ausgeführt sind. Wenn bei einer solchen Anordnung die relativ heißen Gase, die durch den Lichtbogen entwickelt werden, in die Räume zwischen den kühlen Platten 76 eindringen, so wird eine sehr große Gasmenge freigemacht, die ihrerseits eine verhältnismäßig geringe Temperatur aufweist, wodurch die Lichtbogenlöschung besonders günstig beeinflußt werden kann.Another embodiment is shown in Fig. S, which differs from the embodiment according to FIG. 4 in that the insulating plates 64 - according to FIG. 4, are provided much thinner and in greater numbers, with the spaces in between are made narrower between these plates. If with such an arrangement the relative hot gases evolved by the arc into the spaces between the cool plates 76 penetrate, a very large amount of gas is released, which in turn is a relatively small amount Has temperature, whereby the arc extinguishing are particularly favorably influenced can.

Unter Umständen kann e'ine wertvolle Verbesserung auch dadurch erreicht werden, daß in dem Innern des Isolierstabes 44 ein Eisenkern 78 angeordnet wird, der das von der Spule· 38 erzeugte radiale Feld erheblich verstärkt, so daß dem Lichtbogen eine sehr kräftige Rotation aufgezwungen wird.Under certain circumstances, a valuable improvement can also be achieved in that Inside the insulating rod 44, an iron core 78 is arranged, which is generated by the coil 38 Radial field is considerably strengthened, so that a very powerful rotation is imposed on the arc will.

Eine Abanderurigsform mit ähnlicher Wirkungsweise ist in Fig. 8 dargestellt. Der bewegliche Rohrkontakt 28 greift in den feststehenden Kontakt 90 ein, der zwischen der oberen Platte 84 und der Ringplatte 92 angeordnet ist. Die Oberfläche der ringförmigen Platte 100 ist so ausgebildet, daß die Gase ungehindert durch die in der ringförmigen Platte 98 befindlichen radialen Bohrungen 96 ausströmen können. Hierbei ist der Isolierstab 88 nicht mit dem beweglichen Rohrkontakt 28 verbunden, sondern seinerseits in eine Platte 84 eingeschraubt, die die Anschlußkappe 20 ersetzt und an die der Leitungsanschluß 34 erfolgt. Es wird hierbei in gleicher, an sich bekannter Weise zwischen den Innenbohrungen der Isolierplatten 80 und dem feststehenden Isolierstab 88 ein schmaler RingspaltA different form with a similar effect is shown in FIG. The movable tube contact 28 engages the stationary contact 90 one disposed between the top plate 84 and the ring plate 92. The surface of the annular Plate 100 is formed so that the Gases can flow out unhindered through the radial bores 96 located in the annular plate 98 can. Here, the insulating rod 88 is not connected to the movable pipe contact 28, but in turn screwed into a plate 84 which replaces the connection cap 20 and to which the Line connection 34 takes place. It is here in the same, known manner between the Inner bores of the insulating plates 80 and the stationary insulating rod 88 form a narrow annular gap

gebildet, durch den der Lichtbogen gezogen wird und innerhalb dessen er unter der Einwirkung des Radialfeldes, das durch dite Spule 94 erzeugt wird, rotieren muß, wie bei den anderen Ausführungsformen zwischen den Bohrungen, der Platten und dem dort beweglich, angeordneten Isolierstab 44. Es wird auch hier eine große Menge von Gas entwickelt, das in den durch die ringförmigen Distanzstücke 82 zwischen den Platten 80 und der Abschlußplatte 86 gebildeten Zwischenräumen aufgespeichert wird und in den stromschwachen Pausen eine sehr wirksame Kühlung des Lichtbogens bewirkt, derzufolge eine Rückentzündung verhindert, also der Strom endgültig unterbrochen wird. Auch dieser Isolierstab 88 kann, ähnlich wie dies in Fig. 7 für den Isolierstab' 44 gezeigt ist, innen mit einem Eisenkern 78 zur Verstärkung des Feldes ausgerüstet werden.formed through which the arc is drawn and within which it is under the action of the Radial field generated by the coil 94 must rotate, as in the other embodiments between the bores, the plates and the movable insulating rod 44 arranged there. It a large amount of gas is also developed here, which in the through the annular spacers 82 Interstices formed between the plates 80 and the end plate 86 is accumulated and in the low-current breaks causes a very effective cooling of the arc, consequently a Prevents back ignition, i.e. the current is finally interrupted. Also this insulating rod 88 can, similarly to what is shown in FIG. 7 for the insulating rod '44, with an iron core 78 on the inside be equipped to strengthen the field.

Die Anwendung des Erfindungsgedankens ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So können auf der angegebenen Grundlage auch Unterbrechungseinrichtungen für Mehrphasenstrom ausgeführt werden. Auch ist es nicht notwendig, wie in dem Ausführungsbeispiel pro· Pol je zwei Unterbrechungsstellen in Reihe zu legen, jedoch wird hierdurch eine besonders einfache Unterbrechung von verhältnismäßig hohen Spannungen ermöglicht.The application of the inventive concept is not restricted to the exemplary embodiments shown. Interrupting devices for multiphase power can also be used on the basis given are executed. It is also not necessary, as in the exemplary embodiment, for each pole to lay two interruption points in series, but this makes a particularly simple interruption of relatively high voltages.

Claims

Patent claims:

ι. LicJitbogenlöscto device for gas switch, in which the quenching chamber is designed as an annular space and the arc through a Magnetic field is forced to circulate along the insulating walls delimiting the annular space is, characterized in that the width of the annular space is essentially not is more than 3 mm.

2. Arc extinguishing device according to claim i, characterized in that the outer Wall of the annular space by an insulating tube and the inner wall by a rod-shaped trained insulating body is formed.

3. Arc extinguishing device according to claim 2, characterized in that the formation of the annular space by being drawn into the insulating tube during the shutdown process rod-shaped insulating body takes place.

4. Arc extinguishing device according to claim 3, characterized in that the rod-shaped Insulating body is firmly connected to the movable contact.

5. Lichtbogenlöscbvornichtung according to claim 2, characterized in that the rod-shaped insulating body as a fixed immersion body, which dips into the movable pipe contact is formed.

6. Arc extinguishing device according to claim 2, characterized in that the insulating tube and the rod-shaped insulating body consist of a gas-emitting material.

7. arc extinguishing device according to claim 2, characterized in that the rod-shaped Insulating body is provided with grooves running perpendicular to the annular space.

8. Arc extinguishing device according to claim 2, characterized in that the rod-shaped insulating body with an iron body on the inside is provided.

9. Arc extinguishing device according to An ^ - claim 2, characterized in that in place of the insulating tube insulating plates are used.

10. Arc extinguishing device according to claim 9, characterized in that in the Interstices between the individual insulating plates cooling plates made of metal are arranged.

11. Light arc extinguishing device according to claim i, characterized in that on the base plate of the switch a housing in which the arc gases are cooled and deionized is appropriate.

1 sheet of drawings