DE407680C

DE407680C - Electrical switch with contacts working in an insulating liquid

Info

Publication number: DE407680C
Application number: DEA41274D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1923-01-02
Filing date: 1924-01-07
Publication date: 1924-12-29
Also published as: US1536852A; FR575138A; GB211009A

Description

Elektrischer Schalter mit in einer Isolierflüssigkeit arbeitenden Kontakten. Bei elektrischen Schaltern, derea Kontakte in einer Isolierflüssigkeit arbeiten, sind bisher eine Reihe von Flüssigkeiten vorgeschlagen, beispielsweise 01, Wasser, stark zusammengepreßte Luft, Tetrachlorkohlenstoff und andere Chlorverbindungen. Alle diese Flüssigkeiten haben im Hinblick auf den von ihnen zu erfüllenden Zweck, der im wesentlichen in der Löschung des entstehenden Lichtbogens besteht, besondere Vor- und Nachteile.Electrical switch with contacts working in an insulating liquid. In the case of electrical switches, the contacts of which work in an insulating liquid, a number of liquids have hitherto been proposed, for example oil, water, strongly compressed air, carbon tetrachloride and other chlorine compounds. All of these liquids have particular advantages and disadvantages with regard to the purpose to be fulfilled by them, which essentially consists in extinguishing the resulting arc.

Die Unterbrechungsleistung eines Schalters ist im wesentlichen begrenzt durch den Druck, «-elchen der Flüssigkeitsbehälter aushält, und der entstehende Druck ist wiederum abhängig von der Gasmenge, die bei Unterbrechung des Stromkreises auftritt. Infolgedessen ist bei der Konstruktion des Schalters und bei der Auswahl der Isolierflüssigkeit die Menge des entstehenden Gases von ausschlaggebender Bedeutung. Diese Gasmenge ist natürlich abhängig von dem Charakter der Flüssigkeit, in welcher die Kontakte arbeiten. Wenn der Schaltvorgang in einer Flüssigkeit von verhältnismäßig geringem Widerstand vor sich geht, so addiert sich die in der Flüssigkeit entstehende Stromwärme IZR mit der im Lichtbogen entstehenden Stromwärme, und die Unterbrechungsleistung des Schalters ist ziemlich klein mit Rücksicht darauf, daß das durch die Stromwärme im Lichtbogen entstehende Gasvolumen ein Vielfaches von dem ist, was durch den Lichtbogen allein entstehen würde. Daraus ergibt sich, daß man zur Erzielung großer I nterbrechungsleistungen Flüssigkeiten verwenden muß, deren Widerstand sehr hoch ist.The breaking capacity of a switch is essentially limited through the pressure which the liquid container can withstand, and the resulting Pressure is in turn dependent on the amount of gas that is generated when the circuit is interrupted occurs. As a result, it is in the design of the switch and in the selection of the insulating liquid, the amount of gas produced is of decisive importance. This amount of gas is of course dependent on the character of the liquid in which the contacts are working. When the switching process in a liquid of proportionate If there is little resistance going on, the resulting in the liquid adds up Current heat IZR with the current heat generated in the arc, and the interruption power the switch is quite small considering that this is caused by the heat of the current The gas volume created in the arc is a multiple of what is caused by the arc would arise alone. It follows that in order to achieve great interruption performance Must use liquids whose resistance is very high.

Wenn man dagegen verhältnismäßig kleine Energiemengen bei hoher Spannung abschalten muß, ist nicht in dem gleichen Maße ein hoher Widerstand der Isolierflüssigkeit erforderlich. Im Gegenteil, es ist in diesem Falle eine Flüssigkeit von verhältnismäßig geringem Widerstand vbrteilhaft,. weil mit Rücksicht auf das große Gasvolumen der Druck im Flüssigkeitsbehälter rasch ansteigt, dieser eine Kolbenwirkung ausübt und auf diese Weise das Öffnen des Stromkreises durch Beschleunigung der bffnungsbe-wegung erleichtert.If, on the other hand, you have relatively small amounts of energy at high voltage must switch off is not to the same extent a high resistance of the insulating liquid necessary. On the contrary, in this case it is a liquid of proportion low resistance advantageous. because considering the large gas volume of the Pressure in the liquid container increases rapidly, this exerts a piston effect and in this way the opening of the circuit by accelerating the opening movement relieved.

Daraus ergibt sich, daß bei Bewältigung von hohen Abschaltleistungen und bei Verwendung von Flüssigkeiten geringen Widerstandes unter Umständen die Menge des entstehenden Gases eine verheerende Wirkung auf den Schalter ausüben kann. Anderseits ist bei Verwendung von Flüssigkeiten von hohem Widerstand die entstehende Gasmenge beim Abschalten geringer Ströme zu klein, um eine wirkungsvolle Beschleunigung zu erreichen, und es kann vorkommen, daß der Gasdruck allein nicht ausreicht, um die Kontakte zu trennen, und daß infolgedessen eiri Lichtbogen eine verhältnismäßig lange Zeit stehenbleibt. Hierbei würden sich die Wände bei Schaltkammern mit von den Kontakten abspritzenden Metallteilen überziehen und den Schalter unbrauchbar machen.It follows that when coping with high disconnection powers and when using liquids with low resistance, the amount may be required the resulting gas can have a devastating effect on the switch. On the other hand is the amount of gas produced when using liquids with high resistance when switching off low currents too small to achieve effective acceleration reach, and it can happen that the gas pressure alone is not sufficient to the To separate contacts, and that as a result an arc is a relatively stops for a long time. In this case, the walls with switching chambers would be from Metal parts spraying off the contacts make the switch unusable do.

Zur Vermeidung ,der genannten Übelstände und zur Ausbildung eines Schalters, der für alle Zwecke eine gute Löschwirkung erzielen läßt, werden erfindungsgemäß zwei oder mehrere Unterbrechungsstellen in Reihe geschaltet, deren einzelne Kontakte in Flüssigkeiten arbeiten, die hinsichtlich ihrer Löschwirkung verschiedene Eigenschaften besitzen. Wesentlich ist hierbei eine solche Auswahl der Flüssigkeiten, daß die die Arbeitsweise des Schalters verbessernden Eigenschaften der Flüssigkeiten zur Wirkung kommen und ihre unerwünschten Eigenschaften nach Möglichkeit unterdrückt werden. Zweckmäßig wird ein Teil der Kontakte in eine Flüssigkeit von verhältnismäßig hohem Widerstand eingetaucht, beispielsweise in destilliertes Wasser oder in eine Flüssigkeit von ähnlicher Wirkung. Die anderen Kontakte werden zweckmäßig in eine Flüssigkeit eingetaucht, die ähnliche Eigenschaften wie Öl besitzt und geeignet ist, auch ganz geringe Ströme fast momentan zu unterbrechen. Vorzugsweise werden außerdem alle die an sich bekannten Mittel angewendet, um die Trennung der Kontakte nach Möglichkeit zu beschleunigen.To avoid the abuses mentioned and to train a Switch, which can achieve a good extinguishing effect for all purposes, are according to the invention two or more interruption points connected in series, their individual contacts work in liquids that have different properties in terms of their extinguishing effect own. What is essential here is such a selection of the liquids that the the operation of the switch improving properties of the liquids Effect come and their undesirable properties whenever possible suppressed will. Appropriately, some of the contacts in a liquid of relatively immersed in high resistance, for example in distilled water or in a Liquid with a similar effect. The other contacts are expediently in a Immersed liquid that has properties similar to oil and is suitable is to interrupt even very small currents almost instantaneously. Preferably be in addition, all the means known per se are applied to the separation of the contacts to accelerate if possible.

Während der normalen Arbeitsweise des Schalters werden die im Wasser arbeitenden Kontakte die Leistung des Ölschalters herabsetzen; wird dagegen der Widerstand des Wassers zu gering, so wird immer noch der Olschalter die Abschaltung bewirken können. Weiterhin besitzt das Wasser gegenüber dein Öl - das beim Auftreten eines Lichtbogens leicht zerstäubt und leicht brennbare Gase entwickelt, die auch das Ölgefäß und die Umgebung mit Ruß oder ähnlichen Körpern überziehen - den wesentlichen Vorteil, daß es eine außerordentlich gute Löschwirkung besitzt, aber keine brennbaren Dämpfe oder Gase entwickelt, daß es vielmehr bei etwaiger Zersetzung durch die Lichtbogentemperatur sich in Teile zersetzt, die sich leicht wieder vereinigen und wieder kondensieren. Die hohe spezifische Wärme, die Leichtigkeit, mit welcher die dissoziierten Gase sich wieder vereinigen und sich dann wieder kondensieren, sind Eigenschaften, die das Wasser hervorragend für die "Zwecke des Schalterbaues geeignet machen. Unter sonst gleichen Bedinhingen ist es möglich, eine größere Energiemenge in Wasser zu unterbrechen als in Öl. Andererseits ist die Verwendung von Wasser allein deswegen nicht möglich, weil bereits geringe Unreinlichkeiten eine mehr oder weniger große Leitfähigkeit herbeiführen und die Verwendung als isolierendes Medium unmöglich machen. Wenn man andererseits versuchen würde, die Kontakte so weit voneinander zu entfernen, daß mindestens der eine aus dem Wasser ganz herausgezogen wird, dann besteht eine große Gefahr darin, daß leicht Überschläge infolge der Feuchtigkeitsschicht eintreten, die sich im Innern des Gefäßes an den Wänden bildet.During normal operation of the switch, they are in the water working contacts reduce the performance of the oil switch; on the other hand becomes the The resistance of the water is too low, so the oil switch will still shut off can cause. Furthermore, the water owns your oil - the one when you step on it an arc easily atomizes and develops highly flammable gases, which too Covering the oil compartment and the surrounding area with soot or similar bodies - the essentials Advantage that it has an extremely good extinguishing effect, but not flammable Vapors or gases are evolved that it rather with any decomposition due to the arc temperature decomposes into parts that easily reunite and condense again. The high specific heat, the ease with which the dissociated gases reunite and then condense again are properties that make the water ideally suited for the "purposes of switch construction. Under otherwise the same conditions, it is possible to use a larger amount of energy in water interrupt than in oil. On the other hand, the use of water is because of that alone not possible because even minor impurities are more or less large Induce conductivity and make it impossible to use it as an insulating medium do. On the other hand, if you tried to keep your contacts so far apart to remove that at least one of them is completely pulled out of the water, then there is a great risk that flashovers will easily occur due to the moisture layer enter, which forms inside the vessel on the walls.

Wenn man jedoch gemäß der Erfindung einen Teil der Kontakte in Wasser, den anderen Teil in Öl einbaut, ist es möglich, die große Abschaltleistung, die durch Wasser beseitigt wird, zu verwerten und andererseits auch von den hervorragend isolierenden Eigenschaften des Öles Gebrauch zu machen. Besonders zweckmäßig werden hierbei Mittel benutzt, durch welche es möglich ist, zuerst die im Wasser arbeitenden Kontakte zu trennen, so daß die Wärme, die im 01 erzeugt «-irl, entsprechend vermindert wird. Auf diese Weise ist es möglich, bei einer gegebenen Schalterkonstruktion die Abschaltleistung ganz wesentlich zu erhöhen.If, however, according to the invention, part of the contacts is built into water and the other part into oil, it is possible to utilize the large breaking capacity that is eliminated by water and, on the other hand, to make use of the excellent insulating properties of the oil. It is particularly expedient in this case means are used, by which it is possible to separate the working contacts in the water first, so that the heat generated in the 01 "is -IRL reduced accordingly. In this way it is possible to increase the breaking capacity very significantly with a given switch construction.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt.An exemplary embodiment is shown in the drawing.

Die Zuleitungen zum Schalter sind mit i bezeichnet, 2 sind die feststehenden in einer Löschkammer 3 arbeitenden Hilfskontakte, die mit den beweglichen Kontakten g zusammen arbeiten. Auf dem Deckel 4 der Löschkammer 3 sind die feststehenden Hauptkontakte 5 angeordnet. Die Schaltbrücken 6 und 7 tragen die beweglichen Hauptkontakte 8 und die beweglichen Hilfskontakte 9. Der eine der Flüssigkeitsbehälter ist finit Wasser, der andere mit Öl gefüllt. Statt -lessen können auch Flüssigkeiten mit ähnlichen Eigenschaften verwendet werden. Wesentlich ist hierbei, daß zwei verschiedene Flüssigkeiten verwendet werden, die die oben ausführlich auseinander gesetzten Eigenschaften besitzen. Im Deckel des Wasserbehälters ist ein Rohr i9 befestigt, was durch ein Ventil 2o verschlossen wird. Das Ölgefäß dagegen besitzt eine Öffnung 2i, die mit einem Behälter 22 in Verbindung steht. Diese enthält in bekannter Weise Kies oder ähnliches Material, um die entstehenden Öldämpfe zu spuhlen und zu kondensieren. Wenn der Schalter bei einer Temperatur arbeiten muß, die unter dem Gefrierpunkt des Wassers liegt, wird zweckmäßig eine Mischung von Wasser und Glyzerin an Stelle von Wasser allein verwendet.The leads to the switch are marked i, 2 are the fixed ones in an extinguishing chamber 3 working auxiliary contacts with the movable contacts g work together. The fixed main contacts are on the cover 4 of the arcing chamber 3 5 arranged. The jumpers 6 and 7 carry the moving main contacts 8 and the movable auxiliary contacts 9. One of the liquid containers is finite water, the other filled with oil. Liquids with similar can also be used instead of -lessen Properties are used. It is essential that two different liquids are used which have the properties discussed in detail above. In the lid of the water container, a pipe i9 is attached, which is through a valve 2o is closed. The oil compartment, on the other hand, has an opening 2i, which is connected to a container 22 communicates. This contains gravel or similar material in a known manner, to flush and condense the resulting oil vapors. When the switch is at must work at a temperature that is below the freezing point of the water it is advisable to use a mixture of water and glycerine instead of water alone.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Electrical switch with in an insulating liquid working contacts, characterized in that several contacts are connected in series that work in liquids, which are different in terms of their extinguishing effect Possess properties.

2. Electrical switch according to claim i, characterized in that one part of the contacts works in water or in a liquid of similar effect, the other part of the contacts in 01 or in a liquid of similar effect.