DE572775C - Electric switch - Google Patents

Description

Die Erfindung beruht auf dem Grundsatz der Löschung eines Wechselstromlichtbogens durch Dampf, der durch den Lichtbogen aus Flüssigkeit entwickelt wird und rasch in den Lichtbogenraum expandiert. Während man bisher durchwegs die Kontakte bei Flüssigkeitsschaltern' unter einer Flüssigkeit geöffnet hat, wobei sich in der Flüssigkeit um den Lichtbogen herum eine Dampf- oder Gasblase bildet, und nach der Löschung wieder die Flüssigkeit den Raum zwischen dem geöffneten Kontakt einnahm, ist es aus verschiedenen Gründen zweckmäßig, eine flüssigkeitsgefüllte Trennstrecke zu vermeiden. So wird insbesondere bei der Anwendung halbleitender Flüssigkeiten als Löschflüssigkeit die Isolierung der Trennstrecke und die Stromunterbrechung erschwert, wenn die Kontakte unter der Flüssigkeit geöffnet werden. Manche Flüssigkeiten, die sich gut als Löschflüssigkeit eignen, greifen ferner die Metallkontakte an, so daß eine dauernde Berührung mit den Kontakten unerwünscht ist. Andere Flüssigkeiten, beispielsweise Tetrachlorkohlenstoff, zersetzen sich unterThe invention is based on the principle of extinguishing an alternating current arc by vapor that is evolved from liquid by the arc and rapidly enters the Arc space expands. While so far the contacts on liquid switches' has opened under a liquid, whereby in the liquid around the Arc forms around a vapor or gas bubble, and after extinguishing again the Liquid occupied the space between the opened contact, it is made up of different Reasons advisable to avoid a liquid-filled separating distance. So will in particular when using semiconducting liquids as extinguishing liquids, the insulation of the Isolation distance and the power interruption made more difficult when the contacts are under the liquid be opened. Some liquids, which are well suited as extinguishing liquids, take effect also the metal contacts, so that permanent contact with the contacts is undesirable is. Other liquids, such as carbon tetrachloride, decompose

«5 der Einwirkung des Lichtbogens und verlieren dabei ihre Isoliereigenschaft.«5 the effect of the arc and lose their insulating properties.

Nach der Erfindung wird die Unterbrechungsstelle des Schalters in Gas angeordnet, und in den Bereich des Lichtbogens werden flüssigkeitsgetränkte Körper gebracht. Verwendet man bei diesem Schalter halbleitende Löschflüssigkeiten, so macht die Isolierung der Trennstrecke nach der Unterbrechung auch bei hohen Spannungen keine Schwierigkeit, und auch das Nachfließen eines Reststromes ist vermieden. Sich zersetzende oder die Schaltstücke angreifende Löschflüssigkeiten können ohne nachteilige Wirkungen angewendet werden. Nach der weiteren Erfindung wird die in Gas liegende Unterbrechungsstrecke des Schalters von mit Kapillaren durchsetzten Stoffen eingehüllt, welche in einen mit Flüssigkeit gefüllten Behälter reichen und sich durch Kapillarwirkung mit Flüssigkeit ansaugen. Man kann den die Unterbrechungsstelle einhüllenden Stoff mindestens auf einem Teil seiner Länge so stark verengen, daß der Lichtbogen zusammengedrückt wird. Hierdurch wird die Intensität der Dampf entwicklung gesteigert. Um die natürliche, durch das Pulsieren des Wechselstroms hervorgerufene Expansion des Dampfes zu verstärken, ist es besonders zweckmäßig, den Raum, in welchem der Lichtbogen gezogen wird, zunächst gegen den Außenraum abzuschließen und nach Entwicklung einer genügenden Dampfmenge plötzlich zu öffnen, wobei der Wechselstromlichtbogen beim ersten, während der Expansion auftretenden Stromnulldurchgang gelöscht wird.According to the invention, the break point of the switch is placed in gas, and in Liquid-soaked bodies are brought to the area of the arc. Used if you use semiconducting extinguishing liquids with this switch, the insulation of the Isolation distance after the interruption no difficulty even with high voltages, and The flow of residual current is also avoided. Decomposing or the contact pieces Aggressive extinguishing liquids can be used without any adverse effects. According to the further invention, the interruption path of the switch located in the gas encased by substances interspersed with capillaries, which are filled with a liquid Reach container and suck in liquid by capillary action. One can the material enveloping the point of interruption at least over part of its length narrow it so much that the arc is compressed. This increases the intensity of the steam generation. The natural expansion of the To amplify the vapor, it is particularly expedient, the space in which the arc is drawn to first complete against the outside space and after developing a to suddenly open a sufficient amount of steam, whereby the alternating current arc is current zero crossing occurring during expansion is deleted.

Es ist an sich gleichgültig, welche Löschflüssigkeiten für den Schalter verwendet werden, sobald sie nur die Eigenschaft haben, unter der Einwirkung des Lichtbogens entionisierend wirkende Dämpfe zu entwickeln. Es empfiehlt sich jedoch, nicht brennbare Flüssigkeiten, beispielsweise Wasser, zu verwenden. Als flüssigkeitsdurchtränkte Körper können schwamm- oder dochtartige Stoffe verwendetIt does not matter which extinguishing liquids are used for the switch, as soon as they only have the property of being deionizing under the action of the arc to develop effective vapors. However, it is advisable to use non-flammable liquids, for example water to be used. Sponge-like or wick-like substances can be used as the liquid-soaked body

werden. Es empfiehlt sich, solche Stoffe zu verwenden, deren Isoliervermögen in trockenem Zustand möglichst hoch ist.will. It is recommended to use such materials, their insulating properties in dry State is as high as possible.

In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. ·Exemplary embodiments of the invention are shown in the figures. ·

In Fig. ι sind io und ii die beiden Elektroden eines Schalters, zwischen denen der Unterbrechungslichtbogen 12 brennt. 13 ist eine Blasspule, die ein senkrecht zum Lichtbogen stehendes Magnetfeld erzeugt. 14 ist ein schwammartiger Körper, der mit einem Fortsatz 15 in den flüssigkeitsgefüllten Behälter 16 reicht und mit der Schaltflüssigkeit durchtränkt ist.In Fig. Ι io and ii are the two electrodes a switch, between which the interrupting arc 12 burns. 13 is a blowing coil that generates a magnetic field perpendicular to the arc. 14 is a sponge-like body which, with an extension 15, enters the liquid-filled container 16 is enough and soaked with the switching fluid.

Der Lichtbogen wird durch das Magnetfeld nach unten bewegt und dadurch an den Schwamm 14 angedrückt. Es entsteht also an der Oberfläche des Lichtbogens eine sehr lebhafte Verdampfung. Dieser Dampf, der zum größten Teil gesättigt ist, entionisiert den Lichtbogen, wenn er expandiert. Handelt es sich um einen Wechselstromlichtbogen, so ist die jedesmalige Stromabnahme im Verlauf der natürlichen Periode des Wechselstroms mit einer solchen Expansion des Dampfes verbunden, weil sich das Volumen des Lichtbogens von derjenigen Größe, die es beim Maximalwert des Stromes hat, bis auf Null verkleinert.The arc is moved downwards by the magnetic field and thereby to the Sponge 14 pressed on. So there is a very high on the surface of the arc brisk evaporation. This vapor, which is mostly saturated, deionizes the arc, when it expands. In the case of an alternating current arc, the current decrease in the course of each time is natural period of the alternating current associated with such an expansion of the steam, because the volume of the arc is of the same size that it is at the maximum value of the current has reduced to zero.

In Fig. 2 bedeutet 20 eine isolierende Löschkammer, die auf einen Flüssigkeitsbehälter 21 aufgebaut ist. Auf dem leitenden Deckel dieses Behälters ist das feststehende Schaltstück 22 befestigt. In der Löschkammer ist ein isolierender, mit Kapillaren durchsetzter Hüllkörper 23 angebracht, der die ganze Unterbrechungsstelle umhüllt und nach unten in die den Behälter 21 füllende Flüssigkeit hinabreicht. Isolierkörper 24, 25 gleiten auf in der Löschkammerwand befestigten Bolzen 26, 27 und werden durch Federn 28, 29 bei geschlossenem Schalter gegen den Schaltstift 30 gedrückt. 31 ist ein Gleitkontakt, von dem der Strom durch die Leitung 32 abgenommen wird. Die Stromzufuhr zu dem festen Kontakt 22 erfolgt durch die Leitung 33. Wenn bei der Kontaktöffnung der Schaltstift 30 etwa die gezeichnete Lage erreicht hat, wird der zylinderförmige Hüllkörper 23 durch die Isolierstücke 24, 25 zusammengedrückt, und der Lichtbogen muß auf diese Weise in einem engen Spalt in der Isolierstoffhülle brennen. Er entwickelt daher aus der in den Kapillaren des Isolierstoffs enthaltenen Flüssigkeit sehr lebhaft Dampf und dieser expandiert durch den Lichtbogenraum hindurch, um die Löschkammer durch die obere Öffnung zu verlassen. Sobald der Wechselstrom durch seinen Maximalwert hindurchgegangen ist und gegen seinen Nullwert geht, wird die Expansion des Dampfes so kräftig, daß am Rand des Lichtbogens unterkühlter Dampf entsteht, der die Eigenschaft hat, den Lichtbogenraum augenblicklich zu entionisieren. Infolgedessen nimmt der Lichtbogenquerschnitt sehr rasch ab in dem Maße, als sich der Strom seinem Nullwert nähert und in dem gleichen Augenblick, wo er ihn erreicht, ist auch die Unterbrechungsstelle vollkommen entionisiert, so daß die wiederkehrende Zündspannung den Lichtbogen nicht mehr neu zu zünden vermag.In FIG. 2, 20 denotes an insulating extinguishing chamber which is positioned on a liquid container 21 is constructed. The stationary contact piece 22 is on the conductive cover of this container attached. In the quenching chamber there is an insulating enveloping body 23 interspersed with capillaries attached, which envelops the entire interruption point and down into the container 21 filling liquid reaches down. Insulating bodies 24, 25 slide on fastened in the arcing chamber wall Bolts 26, 27 and are by springs 28, 29 against the switch when the switch is closed Switch pin 30 pressed. 31 is a sliding contact from which the current through line 32 is drawn will. The current is supplied to the fixed contact 22 through the line 33. When the contact is opened, the switch pin 30 has approximately reached the position shown, the cylindrical enveloping body 23 is through the insulating pieces 24, 25 are compressed, and the arc must in this way in one burning narrow gap in the insulating material sleeve. It therefore develops from that in the capillaries the liquid contained in the insulating material very vigorously vapor and this expands through through the arc chamber to exit the arcing chamber through the upper opening. As soon as the alternating current has passed its maximum value and against its Goes zero, the expansion of the vapor is so strong that at the edge of the arc supercooled vapor is created, which has the property of instantly opening the arc chamber to deionize. As a result, the arc cross-section decreases very quickly in the Measures when the current approaches its zero value and at the same instant where when it reaches it, the interruption point is also completely deionized, so that the recurring ignition voltage is no longer able to re-ignite the arc.

In Fig. 3 ist 40 eine Expansionskammer aus Isoliermaterial mit einem Isolierdeckel 41. Durch den Flansch 42 der Expansionskammer gehen Bolzen 43 hindurch, die sich mit Ankern 44 gegen Federn 45 stützen, die zwischen den Flansch und den Anker geschaltet sind, 46 ist ein Flüssigkeitsbehälter, 47 ist ein zylindrischer, dochtartiger Körper, welcher durch Kapillarwirkung, die Flüssigkeit aus dem Behälter 46 aufsaugt. 48 ist das feststehende Schaltstück, 49 der bewegliche Schaltstift. Die Stromzuführung erfolgt durch die Leitung 50, die Stromabteilung durch die Leitung 51.In Fig. 3, 40 is an expansion chamber made of insulating material with an insulating cover 41. Through bolts 43, which are connected to anchors 44, go through the flange 42 of the expansion chamber against springs 45, which are connected between the flange and the armature, 46 is a liquid container, 47 is a cylindrical, wick-like body, which by capillary action, absorbs the liquid from the container 46. 48 is the fixed contact piece, 49 the movable switch pin. Power is supplied through line 50, which Electricity department by line 51.

Die Federn 45 sind so stark gespannt, daß erst ein Dampfdruck von der Höhe des Expansionsdrucks innerhalb der Kammer die Federkraft überwindet. Sobald durch den Lichtbogen aus dem mit Flüssigkeit vollgesaugten Isolierkörper 47 eine solche Dampfmenge entwickelt ist, daß der Expansionsdruck erreicht ist, was in der gezeichneten Stellung der Fall sein möge, hebt sich der Deckel 41 vom Flansch 42 ab. Der Ringspalt zwichen Deckel und Flansch wird rasch vergrößert, weil der in den Spalt tretende Dampf eine vergrößerte Angriffsfläche hat, und der Dampf expandiert daher plötzlich. Beim ersten Stromnulldurchgang während dieser Expansion erlischt der Wechselstromlichtbogen infolge der stark entionisierenden Wirkung des unterkühlten Dampfes. Wenn der Schalter offen ist, bildet die zwischen den Kontakten befindliche Luftstrecke eine gute Isolation.The springs 45 are so strongly tensioned that only a vapor pressure of the level of the expansion pressure overcomes the spring force within the chamber. As soon as through the arc from the insulator soaked with liquid 47 such an amount of steam is developed that the expansion pressure is reached, which may be the case in the position shown, the cover 41 lifts off the flange 42. The annular gap between the cover and the flange is quickly enlarged because it is in the gap emerging steam has an enlarged contact surface, and the steam therefore expands suddenly. The alternating current arc is extinguished at the first current zero crossing during this expansion due to the strong deionizing effect of the supercooled steam. When the switch is open, the air gap between the contacts provides good insulation.

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Elektrischer Schalter für Wechselstrom mit Lichtbogenlöschung nach dem Expansionsprinzip durch vom Lichtbogen selbst aus Flüssigkeit entwickelten und rasch im Lichtbogenraum expandierenden Dampf, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechungsstrecke in Gas angeordnet ist und daß in den Bereich des Lichtbogens flüssigkeitsdurchtränkte Körper gebracht sind.1. Electric switch for alternating current with arc quenching according to the expansion principle through vapor developed from liquid by the arc itself and rapidly expanding in the arc space, thereby characterized in that the interruption path is arranged in gas and that in the area of the arc liquid-soaked bodies are brought. 2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechungsstrecke von mit Kapillaren durchsetzten Stoffen eingehüllt ist, welche in einen mit Flüssigkeit gefüllten Behälter reichen und sich durch Kapillarwirkung mit Flüssigkeit ansaugen.2. Electrical switch according to claim 1, characterized in that the interruption path is encased by substances interspersed with capillaries, which are placed in a container filled with liquid and suck in liquid by capillary action. 3. Elektrischer Schalter nach Anspruch 2,3. Electrical switch according to claim 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Unterbrechungsstrecke einhüllende isolierende Stoff mindestens auf einem TeE seiner Länge so stark verengt ist, daß der Lichtbogen zusammengedrückt wird.characterized in that the interruption path enveloping insulating material is so narrowed at least on a TeE of its length that the arc is squeezed. 4. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Magnetfeld, das den Unterbrechungslichtbogen mit dem flüssigkeitsdurchtränkten Körper in Berührung bringt.4. Electrical switch according to claim 1, characterized by a magnetic field which the interruption arc in contact with the liquid-soaked body brings. toto Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings