DE715766C - Contact for interruption devices - Google Patents

Description

Für die Unterbrechung von elektrischen Strömen höherer Leistungen ist es bekannt, die Kontakte innerhalb einer Schaltflüssigkeit voneinander zu trennen oder derart wenigstens mit Schaltflüssigkeit zu benetzen, daß bei dem Unterbrechungsvorgang die Schaltflüssigkeit verdampft, wobei dieser Flüssigkeitsdampf den Unterbrechungsvorgang erleichtert. Es ist weiter bereits bekannt, einen elektrischen Kontakt für derartige Schalteinrichtungen aus einem porösen Hohlkörper von geringer Wandstärke auszubilden, wobei der Innenraum der hohlen Elektrode über eine Bohrung mit einem Flüssigkeitsgefäß verbunden ist, wobei beispielsweise durch Druckluft die Schaltflüssigkeit durch die Poren durchgedrückt wird.For the interruption of electrical currents of higher powers, it is known to separate the contacts from one another within a switching fluid, or at least in this way to wet with switching fluid that the switching fluid during the interruption process evaporates, this liquid vapor facilitating the interruption process. It is also already known, an electrical contact for such switching devices form from a porous hollow body of small wall thickness, the interior of the hollow electrode over a bore is connected to a liquid vessel, for example through Compressed air, the switching fluid is pushed through the pores.

Nach der Erfindung kann eine besonders bratichbare Kontaktbildung für Unterbrechungseinrichtungen, insbesondere für hohe Ströme, dadurch erreicht werden, daß ein oder beide zusammenarbeitenden Kontakte vollständig aus porösem Material hergestellt werden, wobei diese Poren mit einem gasabgebenden Stoff gefüllt werden. Mit besonderem Vorteil kann als solcher gasabgebender Stoff Borsäure verwendet werden. Dies kann beispielsweise in der Weise erfolgen, daß der Kontakt aus einem Gemenge von Silber und Borsäure oder von Graphit und Borsäure hergestellt wird.According to the invention, a particularly friable contact formation for interruption devices, especially for high currents, can be achieved in that one or both cooperating contacts completely made of porous material, these pores with a gas-emitting Fabric to be filled. Boric acid can be used with particular advantage as such a gas-emitting substance. This can for example done in such a way that the contact consists of a mixture of silver and Boric acid or made from graphite and boric acid.

Eine Ausführungsform eines Kontaktes nach der Erfindung ist in der Figur dargestellt. Dieser Kontakt besteht aus einer Mischung von Silber und Borsäure, wobei die Borsäure praktisch gleichmäßig innerhalb des Silbers verteilt ist. Für die Herstellung eines solchen Kontaktes nach dem oben angegebe-An embodiment of a contact according to the invention is shown in the figure. This contact consists of a mixture of silver and boric acid, the boric acid being practically uniform within the Silver is distributed. For the establishment of such a contact according to the above

nen Verfahren empfiehlt es sich, einen Druck von 70 oder mehr Atmosphären anzuwenden. Auf diese Weise kann man ohne Schwierigkeit einen festen, harten Kontakt erhalten, gleichgültig ob der Prozentsatz an Silber etwas kleiner oder größer gewählt ist.It is best to use a pressure equal to or greater than 70 atmospheres. In this way one can get firm, hard contact without difficulty, regardless of whether the percentage of silver is slightly smaller or larger.

Wenn zwei solche Kontakte in einem Stromkreis liegen und dann voneinander getrennt werden, so wird ein Lichtbogen zwisehen beiden Kontakten gezogen, der eine sehr beträchtliche Menge von lichtbogenlöschendem Gas oder Dampf frei macht. Infolge dieser Gasentwicklung wird der Lichtbogen in bekannter Weise rasch gelöscht. Infolge der ausreichenden Wärmeträgheit dauert die Gasentwicklung auch in den stromlosen Pausen des Wechselstromes fort und schafft auf diese Weise eine ausreichende Schicht von Gas, wie diese beispielsweise durch den gestrichelten Linienzug angedeutet ist, die von der wiederkehrenden Spannung nicht durchschlagen werden kann. Die Dicke dieser Schicht nimmt etwa in einer Geschwindigkeit von ι o⁴ cm in der Sekunde zu. Da die elektrische Durchschlagsfestigkeit ungefähr 10⁴VoIt pro Zentimeter beträgt, kann ein Anstieg der elektrischen Festigkeit in der Größenordnung von 1O⁸VoIt pro Sekunde erreicht werden.If two such contacts are in a circuit and then separated from one another, an arc is drawn between the two contacts, which releases a very considerable amount of arc-quenching gas or vapor. As a result of this evolution of gas, the arc is quickly extinguished in a known manner. Due to the sufficient thermal inertia, the gas development continues even in the currentless pauses of the alternating current and in this way creates a sufficient layer of gas, as indicated, for example, by the dashed line, which cannot be penetrated by the recurring voltage. The thickness of this layer increases at a rate of about ⁴ cm per second. Since the dielectric ^{strength is approximately 10 4} VoIt per centimeter, an increase in electrical strength on the order of 10 ⁸ VoIt per second can be achieved.

Da selbst in den Stromkreisen mit höchster Spannung der Spannungsanstieg nur über sehr kurze Zeit einen solchen Wert haben kann, ist es zweckmäßig, einige Paare von solchen Kontakten hintereinander anzuordnen und hierbei in bekannter Weise noch besondere Mittel vorzusehen, um die Spannung auf die einzelnen Kontakte aufzuteilen. Auf diese Weise wird es möglich, selbst bei den höchsten Spannungen eine sichere Unterbrechung zu erreichen.Since even in the circuits with the highest voltage the voltage rise only over can have such a value for a very short time, it is appropriate to use some pairs of to arrange such contacts one behind the other and here in a known manner still special To provide means to divide the voltage between the individual contacts. To this In this way, it becomes possible to have a safe interruption even at the highest voltages to reach.

Der Prozentsatz von Silber bzw. BorsäureThe percentage of silver or boric acid

kann in verhältnismäßig weitem Umfang schwanken. So kann z. B. Silber von 50 bis 90 Gewichtsprozent angewendet werden, je nach den Erfordernissen des einzelnen Falles.can fluctuate to a relatively wide extent. So z. B. Silver from 50 to 90 percent by weight may be used, depending on the requirements of the individual case.

Hierbei ist nur zu berücksichtigen, daß die Löscheigenschaften des Kontaktes mit dem Gehalt an Borsäure zunehmen, während das S tromleitungsvermögen zugleich damit abnimmt. Ein praktischer Mittelwert, der den beiden widersprechenden Bedingungen am besten Rechnung trägt, liegt ungefähr bei einem Gehalt von 80 Gewichtsprozent Silber, falls die Teilspannung pro Kontakt etwa in der Größenordnung von 110 Volt liegt.It is only necessary to consider that the extinguishing properties of the contact with the Boric acid content increase, while the current conduction capacity decreases at the same time. A practical mean value that best takes account of the two contradicting conditions is roughly around a content of 80 percent by weight silver, if the partial voltage per contact is approximately in of the order of 110 volts.

Mit solchen Kontakten ist eine Reihe von Versuchen gemacht worden, wobei der Durchmesser der Kontakte ungefähr 9 mm war und jeder der Kontakte mit einem Ring von Hornfiber umgeben, um die Lichtbogenfußpunkte auf der Stirnseite des Kontaktes zu halten.A number of attempts have been made with such contacts, with the diameter the contacts were approximately 9 mm and each of the contacts with a ring of horn fiber to keep the arc roots on the face of the contact.

Die Kontakte wurden wieder um 6 mm voneinander getrennt, und zwar erfolgte die Trennung auf diesen Abstand innerhalb einer Zeit von etwa ¹J₆₀ Sekunde. Hierbei ergaben sich folgende Werte:The contacts were again mm by 6 separated from each other, namely, the separation was carried out to this distance within a time of about ¹ J ₆₀ seconds. This resulted in the following values:

GleichstromDirect current

Silbergehalt Ampere Volt UnterbrechungszeitSilver content amps volts interruption time

80 °/₀ 310 110 0,012 Sekunden80 ° / ₀ 310 110 0.012 seconds

80% 155 ho 0,01780% 155 ho 0.017

7-5% 59 "o 0,0117-5% 59 "o 0.011

66.7% ²55 no 0,01366.7% ² 55 no 0.013

50% 38 260 0,01 -50% 38 260 0.01 -

50% 86 520 0,04350% 86 520 0.043

Wechselstrom 110V — 60 HertzAC 110V - 60 Hertz

Silbergehalt Ampere UnterbrechungszeitSilver content ampere interruption time

90 % 2220 Y₂ Halbwelle90% 2220 Y ₂ half wave

80 % über 2000 ungefähr ¹J.-, 80% over 2000 about ¹ year old,

66,7% 1130 '/I66.7% 1130 '/ I

60 ⁰Z₀ - 2000 - ¹Z.,60 ⁰ Z ₀ - 2000 - ¹ Z.,

Nach einer anderen Ausführungsform für Kontakte besteht der Kontakt aus einer Mischung von Graphit und pulverisierter Borsäure, wobei die Borsäure praktisch gleichförmig innerhalb des Graphits verteilt ist. go Die Kontaktherstellung kann wieder in derselben Weise erfolgen, indem das Gemenge zunächst gut durchgemischt und dann in der gewünschten Form unter einem Druck in der Größenordnung von 100 Atmosphären gepreßt wird. Sofern mehr als 60 Gewichtsprozent Graphit angewendet sind, empfiehlt es sich, das Gemenge bei einer Temperatur von 80 bis ioo° zu bearbeiten, wodurch eine größere Festigkeit erreicht wird. Wenn ein Lichtbogen zwischen solchen Kontakten gezogen wird, wird aus der Borsäure wieder Wasserdampf frei gemacht, wodurch die Lichtbogenspannung entsprechend gesteigert wird, so daß bei der Verwendung entsprechend niedriger Teil-Spannung eine rasche Unterbrechung eintritt. Die Löscheigenschaften eines solchen Kontaktes nehmen wieder mit zunehmendem Borsäuregehalt zu, während umgekehrt die Leitfähigkeit und damit die Eignung zur Über- no tragung großer Ströme abnimmt. Ein günstiger Mittelwert, der beiden widersprechenden Bedingungen am besten Rechnung trägt, liegt bei der Verwendung von 50 bis 60 Gewichtsprozent Graphit.According to another embodiment for contacts, the contact consists of one Mixture of graphite and powdered boric acid, the boric acid being practically uniform is distributed within the graphite. go The establishment of contact can again in the same Way done by the mixture first well mixed and then in the desired form under a pressure in the Of the order of 100 atmospheres. If more than 60 percent by weight If graphite are applied, it is advisable to keep the mixture at a temperature of 80 to edit up to ioo °, creating a larger Strength is achieved. If an arc is drawn between such contacts, water vapor is released again from the boric acid, which creates the arc voltage is increased accordingly, so that when using a correspondingly lower partial voltage a rapid interruption occurs. The extinguishing properties of such a contact increase again with increasing boric acid content, while conversely the conductivity and thus the suitability for the transmission of large currents decreases. A cheaper one Mean value that best takes into account the two contradicting conditions when using 50 to 60 percent by weight graphite.

Versuchsergebnisse mit Kontakten aus dieser Mischung, gleichfalls mit einem Durchmesser von ungefähr 9 mm und mit einem Fiberring umgeben, die innerhalb einer Zeit von ¹Z₀₀ Sekunde auf einen Kontaktabstand von 6 mm getrennt wurden., werden in folgendem zusammengestellt:Test results with contacts from this mixture, also with a diameter of approximately 9 mm and surrounded by a fiber ring, which ^{were separated to a contact distance of 6 mm within a time of 1} Z ₀₀ seconds., Are summarized in the following:

GleichstromDirect current Voltvolt UnterbrechungszeitInterruption time GraphitgehaltGraphite content Ampereamp 520520 0,017 Sekunden0.017 seconds 60 %60% 740740 HOHO 0,0080.008 50%50% 4444 260260 0,0130.013 so 7oso 7o 5353 520520 0,017 - ■0.017 - ■ 50 7o50 7o 9696 520520 0,0130.013 50 7o50 7o 810810

Die Anwendung der Kontakte nach der Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. So ist es insbesondere auch möglich, Kontakte der angegegebenen Art mit anderen Kontakten zusammen arbeiten zu lassen, wie beispielsweise mit gewöhnlichen massiven Kontakten oder auch mit einem Kontakt einer anderen Ausführungsform oder einer anderen Konzentration des Borsäuregehaltes. Die Kontakte können auch in beliebigen Unterbrechungseinrichtungen verwendet werden, sowohl in freier Luft wie auch in Zusammenarbeit mit beliebigen zusätzlichen Hilfsmitteln zur Beeinflussung und Löschung des Lichtbogens, wie diese für Hochleistungsschalter bekannt sind.The application of the contacts according to the invention is not to the specified embodiments limited. In particular, it is also possible to combine contacts of the specified type with other contacts to let work, such as with ordinary solid contacts or with a contact of another embodiment or another concentration of boric acid content. The contacts can also be used in any interruption device can be used, both in the open air and in cooperation with any additional aids for influencing and extinguishing the arc, as are known for high-performance switches.

Claims (8)

Patentansprüche:Patent claims: i. Kontakt für Unterbrechungseinrichtungen mit Kontaktoberfläche aus porösem Material, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt auch in seinem Inneren aus porösem Material hergestellt ist und die Poren mit einem unter Einwirkung des Lichtbogens gasabgebenden festen Stoff gefüllt sind.i. Contact for interruption devices with a porous contact surface Material, characterized in that the contact is also made of porous inside Material is made and the pores with an under the action of the electric arc solid gas-emitting substance are filled. 2. Kontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als gasabgebender Stoff Borsäure verwendet ist.2. Contact according to claim 1, characterized in that as a gas-emitting Substance boric acid is used. 3. Kontakt nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt aus einer Mischung von Silber und Borsäure besteht.3. Contact according to claim 1 and 2, characterized in that the contact consists of a mixture of silver and boric acid. 4. Kontakt nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Silbergehalt 80 Gewichtsprozent beträgt.4. Contact according to claim 3, characterized in that the silver content 80 percent by weight. 5. Kontakt nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt aus einer Mischung von Graphit und Borsäure besteht.5. Contact according to claim 1 and 2, characterized characterized in that the contact consists of a mixture of graphite and boric acid consists. 6. Kontakt nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Graphitgehalt 55 Gewichtsprozent beträgt.6. Contact according to claim 5, characterized in that the graphite content 55 percent by weight. 7. Kontakt nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Kontakte von einer Hülle aus porösem Isoliermaterial umgeben ist.7. Contact according to claim 1 to 6, characterized in that at least one of the contacts is surrounded by a sheath made of porous insulating material. 8. Kontakt nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Poren des Isoliermaterials gleichfalls mit einem gasabgebenden Stoff gefüllt sind.8. Contact according to claim 7, characterized in that the pores of the insulating material are also filled with a gas-emitting substance. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings