EP0300308A2 - Contact arrangement for vacuum power circuit breaker - Google Patents
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- H01H33/6643—Contacts; Arc-extinguishing means, e.g. arcing rings having disc-shaped contacts subdivided in petal-like segments, e.g. by helical grooves
Definitions
- the invention relates to a contact arrangement for a vacuum circuit breaker according to the preamble of the first claim.
- a switch contact is known from DE-OS 33 03 659.
- the known switch contact works with a centrally arranged circular or annular contact electrode and an arc electrode concentrically surrounding it and continuously connected to it, the end face of which recedes relative to that of the contact electrode. Common slots are worked into both electrodes, which have different directions with respect to the contact axis. In the case of short-circuit currents, an arc that arises in the zone of the contact-making electrodes tends to move away from the contact axis in the radial direction due to the electrodynamic effect of the geometric shape of the contact parts.
- the base points jump onto the lower-lying arc electrodes and run outwards to the respective segment tip. If they reach this at a relatively high instantaneous value of the current, the arc jumps to the next segment after a dwell time. In the known switch contact, larger fusions occur at the slot edges, which can also locally lead to a conductive bridging of the slot in the event of repeated interruptions. In addition, after commutation to the next segment, the arc is in an area of low rotational forces in the base area.
- the conductive cross sections of both electrodes are relatively thick and therefore generate significant eddy currents that counteract the arc propulsion.
- the object of the invention is to increase the switching capacity of a vacuum circuit breaker by means of improved circulation conditions for the contracted arc.
- the main electrode has a contact body (1, 11) with a circular contact surface (20) surrounding the entire circumference of the shoulder (7), which is directed through the evenly distributed, towards the center of the main electrode, into the recess (10) extending slots (2 ), divided into sectors (18, 18a), and -
- the arc electrode (6, 14) forms a rotating body surrounding the contact surface (20) with a gap (5), which is attached to the shoulder (7) with the addition of an intermediate layer of insulating material (9, 17) and through several, preferably a slot ( 8) is interrupted, a section of the arc electrode (6, 14) adjacent to the slot (8) being in galvanic connection with a sector (18a) of the contact body (1, 11).
- a large force already acts on a high-current arc at the point of origin, that is to say on the contact surface of the main electrode, which forces it to transition quickly to the arc electrode.
- This is achieved by the sector-shaped subdivision of the contact body with a relatively large number of sectors.
- the arc After the arc has commutated on the arc electrode after a short time, it is moved on at a particularly high speed. This is achieved by the angle of approximately 90 ° present in the arc base region between the resulting current path in the arc electrode and the arc axis, which gives the greatest possible Lorentz force.
- the arc only needs to cross one slot at most once per cycle.
- a switch contact 21 of the contact arrangement consists of a pot-shaped contact body 1 which is divided by radially arranged slots 2.
- the contact body 1 is conductively connected both to the contact pin 3 and to a contact ring 4.
- the contact ring 4 is made under the influence of Arc-resistant material with low welding tendency.
- the contact ring 4 is surrounded by an arc electrode 6 which, according to FIGS. 1 and 2, is arranged on a correspondingly shaped shoulder 7 of the contact body 1.
- This arc electrode 6 consists of a ring with a rectangular cross section separated at one point by an approximately tangential to its inner diameter with a slot 8 of length T.
- this ring is conductively connected to the shoulder 7 in the length of the sector 18a of the contact body 1. At all other points, however, this ring is separated from the shoulder 7 by an insulating intermediate layer 9, for example made of a ceramic material.
- the conductive connection between the end 6a of the arc electrode 6 and the shoulder 7 is indicated in Figure 2 by hatching.
- a conductive connection 22 between the inner end 6b of the arc electrode 5 and the adjacent cylindrical part of the contact body 1 is also possible.
- the insulating intermediate layer 9 is not interrupted in this solution.
- An arc arising in sector 18a reaches the inner end 6b of the arc electrode 6 without that its base must skip gap 4.
- the width W of the conductive connection 22 is narrower than the length T of the slot 8.
- an arc commutating in the region of the width W onto the inner end 6b will experience a force in the direction of rotation (arrow) which will after a full one Circulation to the top 5a drives; with renewed commutation at the beginning of the arc electrode 6, the arc jumps to a zone in which there is already an effective force in the direction of rotation.
- the opposing surfaces of the arc electrodes 6 of the switch contacts 21 of a contact arrangement according to FIG. 1 do not touch in the closed state of the switch contacts, since they are each behind the contact surfaces of the contact rings 4 by the dimension s.
- the arc L occurs in FIG. 5 when the circuit breaker opens on an annular contact surface 20 or on the contact ring 4, via which a circuit is fed when the switch is closed.
- the supply line from the contact pin 3 to the contact ring 4 takes place via the recessed part of the contact body 1, which is divided into sectors by slots 2 and thus brings to the arc L a force dependent on the square of the current, outward force F 1 to effect.
- FIGS. 3 and 4 show an advantageous modification of the invention in which the slots 2 also continue in the contact ring 4 and form separate sectors 13 there. An even more effective radial force F 1 is generated on the arc base because the entire current I can only flow through a sector 18 to the contact surface 20.
- a spiral-shaped arc electrode 14 is also indicated in FIGS. 3 and 4, the inner end 14a of which is pointed with the length T. approaches and in the sector 18a of the contact body 11 is in current connection with the paragraph 7 of the latter.
- the arc electrode 14 is designed, for example, with two turns. In this way, a running path is made available to the arc L. which is larger than the circumference of the main contact-making electrode, without being interrupted by slots or the like.
- an arc which after its formation in sector 18a (FIG. 4) jumps onto the inner end 14a of the spiral in the manner already described, is subject to a force F acting in the circumferential direction which, due to the geometric relationships, can only assume very small values or even approaches zero. Due to the advantageous design of the arc electrode 14, however, the arc L is caused to commutate to its second turn due to the radial force F 1 and can then rotate under the effect of the full circumferential force F 2. - To increase the outward force F1, the contact body 11 can be formed according to the invention with a recess 19 so that the current I can flow in a part of the contact body 11 at the level of the arc electrode 14 in the radial direction.
- the spiral of the arc electrode 14 is indicated in FIG. 4 with two windings, in principle it can do even more Have turns.
- Such a design is particularly suitable for switching devices in networks where relatively long arcing times are to be expected, such as for example in railway networks with a nominal frequency of 16 2/3 Hz.
- the lowest possible height H of the contact body 11 is advantageous for the electromagnetic force effect on the arc; however, the inner circular area must then be covered with an insulating material plate 12, preferably made of ceramic, in order to avoid reignitions.
- An essential feature of the invention is that an insulating gap 5 is provided between the contact ring 4 or the sectors 13 and the surrounding running electrode 6 or 14, which runs along the entire circumference and can be filled with a suitable solid insulating material. It is also advantageous to provide the intermediate insulating layer 9 with elevations 15 in order to avoid a conductive bridge between the parts of the running electrodes 6 or 14 or between the running electrode 6 and the circumference of the contact ring 4 or its carrier part 16 in the case of solder connections.
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Abstract
Die Kontaktanordnung für einen Vakuum-Leistungsschalter weist mindestens einen Schaltkontakt (21) auf, der aus einer als kontaktgebendes Teil ausgebildeten Hauptelektrode und einer die Hauptelektrode umgebenden Lichtbogenelektrode besteht. Letztere stellt einen Rotationskörper mit relativ kleinem Querschnitt dar, der vorzugsweise als Rechteck ausgebildet und an einer Stelle durch einen in tangentialer Richtung geführten Schlitz (8) aufgetrennt ist. Die Lichtbogenelektrode (6) ist beispielsweise auf einem Absatz (7) des Kontaktkörpers (1) so befestigt, daß ihr äußeres Ende mit dem Absatz (7) leitend verbunden ist, während der Rest der Lichtbogenelektrode (6) auf einem den Absatz (7) von der Lichtbogenelektrode (6) trennenden Isolierstoffzwischenlage (9) befestigt ist. Bei dieser Ausführung ist zwischen der Lichtbogenelektrode (6) und dem Kontaktkörper (1) ein nicht unterbrochener Spalt (5) vorgesehen.The contact arrangement for a vacuum circuit breaker has at least one switching contact (21), which consists of a main electrode designed as a contacting part and an arc electrode surrounding the main electrode. The latter represents a rotating body with a relatively small cross-section, which is preferably designed as a rectangle and is separated at one point by a slot (8) guided in the tangential direction. The arc electrode (6) is fastened, for example, on a shoulder (7) of the contact body (1) in such a way that its outer end is conductively connected to the shoulder (7), while the rest of the arc electrode (6) is on a shoulder (7) from the arc electrode (6) separating insulating layer (9) is attached. In this embodiment, an uninterrupted gap (5) is provided between the arc electrode (6) and the contact body (1).
Der Kontaktkörper (1) ist durch radial verlaufende Schlitze (2) so unterteilt, daß ein auf der Kontaktfläche (20) oder dem Kontaktring (4) entstehender Lichtbogen (L) eines Kurzschlußstromes infolge elektromagnetischer Kräfte mit seinem Fußpunkt auf die Lichtbogenelektrode (6) gezwungen wird und dort auf der umlaufenden, nur durch einen Schlitz (8) unterbrochenen Bahn ideale Laufbedingungen vorfindet. Die Lichtbogenelektrode kann auch aus mehreren spiralförmig angeordneten Windungen bestehen, wodurch eine besonders lange ununterbrochene Lauffläche für den Schaltlichtbogen entsteht.The contact body (1) is subdivided by radially extending slots (2) so that an arc (L) of a short-circuit current due to electromagnetic forces on the contact surface (20) or the contact ring (4) with its base on the arc electrode (6) is forced and finds ideal running conditions there on the circulating track, which is only interrupted by a slot (8). The arc electrode can also consist of several spirally arranged turns, which creates a particularly long uninterrupted running surface for the switching arc.
Die Kontaktanordnung stellt eine Verbesserung zur Unterbrechung kontrahierter, stromstarker Lichtbögen in Vakuumschaltern dar.
Description
Die Erfindung betrifft eine Kontaktanordnung für einen Vakuum-Leistungsschalter nach den Oberbegriff des ersten Patentanspruchs. Ein solcher Schaltkontakt ist aus DE-OS 33 03 659 bekannt. Der bekannte Schaltkontakt arbeitet mit einer zentral angeordneten kreis- oder kreisringförmigen Kontaktgabe-Elektrode und einer diese konzentrisch umgebenden, mit dieser durchgehend leitend verbundenen Lichtbogenelektrode, deren Stirnfläche gegenüber der der Kontaktgabe-Elektrode zurücktritt. In beiden Elektroden sind gemeinsame Schlitze eingearbeitet, die gegenüber der Kontaktachse unterschiedliche Richtungen aufweisen. Ein in der Zone der Kontaktgabe-Elektroden entstehenden Lichtbogen hat bei Kurzschlußströmen auf Grund der elektrodynamischen Wirkung der geometrischen Form der Kontaktteile das Bestreben, in radialer Richtung von der Kontaktachse weg zu wandern. Dabei springen die Fußpunkte auf die tiefer liegenden Lichtbogenelektroden und laufen dort nach außen zur jeweiligen Segmentspitze. Erreichen sie diese bei einem relativ hohen Augenblickswert des Stromes, so springt der Lichtbogen nach einer Verweildauer auf das nächste Segment. Bei dem bekannten Schaltkontakt entstehen an den Schlitzkanten größere Aufschmelzungen, die bei wiederholten Unterbrechungen örtlich auch zu einer leitenden Überbrückung des Schlitzes führen können. Außerdem steht der Lichtbogen nach der Kommutierung auf das nächste Segment in einem Gebiet geringer Rotationskräfte im Fußpunktgebiet.The invention relates to a contact arrangement for a vacuum circuit breaker according to the preamble of the first claim. Such a switch contact is known from DE-OS 33 03 659. The known switch contact works with a centrally arranged circular or annular contact electrode and an arc electrode concentrically surrounding it and continuously connected to it, the end face of which recedes relative to that of the contact electrode. Common slots are worked into both electrodes, which have different directions with respect to the contact axis. In the case of short-circuit currents, an arc that arises in the zone of the contact-making electrodes tends to move away from the contact axis in the radial direction due to the electrodynamic effect of the geometric shape of the contact parts. The base points jump onto the lower-lying arc electrodes and run outwards to the respective segment tip. If they reach this at a relatively high instantaneous value of the current, the arc jumps to the next segment after a dwell time. In the known switch contact, larger fusions occur at the slot edges, which can also locally lead to a conductive bridging of the slot in the event of repeated interruptions. In addition, after commutation to the next segment, the arc is in an area of low rotational forces in the base area.
Aus Gründen der Formstabilität und der Wärmeableitung sind die leitenden Querschnitte beider Elektroden relativ dick und erzeugen daher bedeutende Wirbelströme, die dem Lichtbogenvortrieb entgegenwirken.For reasons of dimensional stability and heat dissipation, the conductive cross sections of both electrodes are relatively thick and therefore generate significant eddy currents that counteract the arc propulsion.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, das Schaltvermögen eines Vakuum-Leistungsschalters durch verbesserte Umlaufbedingungen für den kontrahierten Lichtbogen zu erhöhen. Zur Lösung der Aufgabe ist bei mindestens einem Schaltkontakt der Kontaktanordnung vorgesehen, daß
- die Hauptelektrode einen Kontaktkörper (1, 11) mit einem die kreisringförmige Kontaktfläche (20) am gesamten Umfang umgebenden Absatz (7) aufweist, der durch gleichmäßig verteilte, zum Mittelpunkt der Hauptelektrode gerichtete, bis in die Vertiefung (10) reichende Schlitze (2), in Sektoren (18, 18a) unterteilt ist, und
- die Lichtbogenelektrode (6, 14) einen die Kontaktfläche (20) mit einem Spalt (5) umgebenden Rotationskörper bildet, der unter Beilage einer Isolierstoffzwischenlage (9, 17) auf dem Absatz (7) befestigt ist und durch mehrere, vorzugsweise einen Schlitz (8) unterbrochen ist, wobei jeweils ein dem Schlitz (8) benachbarter Abschnitt der Lichtbogenelektrode (6, 14) mit einem Sektor (18a) des Kontaktkörpers (1, 11) in galvanischer Verbindung steht.The object of the invention is to increase the switching capacity of a vacuum circuit breaker by means of improved circulation conditions for the contracted arc. To solve the problem it is provided that at least one switch contact of the contact arrangement
- The main electrode has a contact body (1, 11) with a circular contact surface (20) surrounding the entire circumference of the shoulder (7), which is directed through the evenly distributed, towards the center of the main electrode, into the recess (10) extending slots (2 ), divided into sectors (18, 18a), and
- The arc electrode (6, 14) forms a rotating body surrounding the contact surface (20) with a gap (5), which is attached to the shoulder (7) with the addition of an intermediate layer of insulating material (9, 17) and through several, preferably a slot ( 8) is interrupted, a section of the arc electrode (6, 14) adjacent to the slot (8) being in galvanic connection with a sector (18a) of the contact body (1, 11).
Bei der erfindungsgemäßen Kontaktanordnung wirkt auf einen stromstarken Lichtbogen am Entstehungsort, also auf der Kontaktfläche der Hauptelektrode, bereits eine große Kraft ein, die ihn zum raschen Übergang auf die Lichtbogenelektrode zwingt. Das wird durch die sektorförmige Unterteilung des Kontaktkörpers bei relativ großer Anzahl der Sektoren erreicht. Nachdem der Lichtbogen nach kurzer Zeit auf die Lichtbogenelektrode kommutiert hat, wird er mit besonders großer Geschwindigkeit auf dieser weiterbewegt. Dies wird durch den im Lichtbogenfußpunktgebiet zwischen dem resultierenden Strompfas in der Lichtbogenelektrode und der Bogenachse vorliegenden Winkel von annähernd 90 ° erreicht, der die größtmögliche Lorentzkraft ergibt. Außerdem braucht der Lichtbogen pro Umlauf nur höchstens einmal einen Schlitz zu überwinden.In the case of the contact arrangement according to the invention, a large force already acts on a high-current arc at the point of origin, that is to say on the contact surface of the main electrode, which forces it to transition quickly to the arc electrode. This is achieved by the sector-shaped subdivision of the contact body with a relatively large number of sectors. After the arc has commutated on the arc electrode after a short time, it is moved on at a particularly high speed. This is achieved by the angle of approximately 90 ° present in the arc base region between the resulting current path in the arc electrode and the arc axis, which gives the greatest possible Lorentz force. In addition, the arc only needs to cross one slot at most once per cycle.
Als weiterer Vorteil können auf Grund des relativ kleinen, gleichbleibenden Querschnitts der Lichtbogenelektrode Wirbelströme nur mehr in unbedeutendem Maße entstehen und somit die Vortriebskräfte für den Lichtbogen nicht mehr schmälern. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung an.As a further advantage, due to the relatively small, constant cross-section of the arc electrode, eddy currents can only arise to an insignificant extent and thus no longer reduce the propulsive forces for the arc. The subclaims indicate advantageous developments of the invention.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Kontaktanordnung wird im folgenden an Hand von Zeichnungen näher erläutert:The mode of operation of the contact arrangement according to the invention is explained in more detail below with reference to drawings:
Es zeigen:
- Figur 1 : Schnitt A-B einer Kontaktanordnung.
- Figur 2 : Draufsicht auf einen Schaltkontakt nach
Figur 1. - Figur 3 : Schnitt C-D eines Schaltkontaktes in modifizierter Ausführung.
- Figur 4 : Draufsicht auf einen modifizierten Schaltkontakt nach
Figur 3. - Figur 5 : Figur 6 : Figur 7 : Funktionelle Darstellungen der Kräfte auf den Lichtbogen.
- Figur 8 : Draufsicht auf einen modifizierten Schaltkontakt nach
Figur 1.
- Figure 1: Section AB of a contact arrangement.
- Figure 2: Top view of a switch contact according to Figure 1.
- Figure 3: Section CD of a switching contact in a modified version.
- Figure 4: Top view of a modified switch contact according to Figure 3.
- Figure 5: Figure 6: Figure 7: Functional representations of the forces on the arc.
- Figure 8: Top view of a modified switch contact according to Figure 1.
Ein Schaltkontakt 21 der erfindungsgemäßen Kontaktanordnung besteht nach Figur 1 und 2 aus einem topfförmigen Kontaktkörper 1, der durch radial angeordnete Schlitze 2 unterteilt ist. Der Kontaktkörper 1 ist sowohl mit dem Kontaktbolzen 3, als auch mit einem Kontaktring 4 leitend verbunden. Der Kontakring 4 ist aus einem unter der Einwirkung des Lichtbogens abbrandfesten Werkstoff geringer Schweißneigung hergestellt. Der Kontaktring 4 ist von einer Lichtbogenelektrode 6 umgeben, die nach Figur 1 und 2 auf einem entsprechend geformten Absatz 7 des Kontaktkörpers 1 angeordnet ist. Diese Lichtbogenelektrode 6 besteht aus einem an einer Stelle durch einen etwa tangential gegen seinen Innendurchmesser mit einem Schlitz 8 von der Länge T aufgetrennten Ring mit Rechteckquerschnitt. Das äußere Ende 6a dieses Rings ist in der Länge des Sektors 18a des Kontaktkörpers 1 mit dem Absatz 7 leitend verbunden. An allen anderen Stellen ist dieser Ring jedoch durch eine Isolierzwischenlage 9, z.B. aus einem keramischen Werkstoff, von dem Absatz 7 getrennt. Die leitende Verbindung zwischen dem Ende 6a der Lichtbogenelektrode 6 und dem Absatz 7 ist in Figur 2 durch eine Schraffur angegeben.According to FIGS. 1 and 2, a
Nach Figur 8 ist auch eine leitende Verbindung 22 zwischen dem inneren Ende 6b der Lichtbogenelektrode 5 und dem benachbarten zylindrischen Teil des Kontaktkörpers 1 möglich. Die Isolierstoff-Zwischenlage 9 wird bei dieser Lösung nicht unterbrochen. Ein im Sektor 18a entstehender Lichtbogen erreicht das innere Ende 6b der Lichtbogenelektrode 6, ohne daß sein Fußpunkt den Spalt 4 überspringen muß. Die Breite W der leitenden Verbindung 22 ist nach einem weiteren Erfindungsmerkmal schmaler als die Länge T des Schlitzes 8. Daher wird ein im Bereich der Breite W auf das innere Ende 6b kommutierender Lichtbogen eine Kraft in Rotationsrichtung (Pfeil) erfahren, die ihn nach einem vollen Umlauf an die Spitze 5a treibt; bei neuerlicher Kommutierung auf den Anfang der Lichtbogenelektrode 6 springt der Lichtbogen auf eine Zone, in der bereits wieder eine wirksame Kraft in Rotationsrichtung herrscht.According to FIG. 8, a
Die sich gegenüber stehenden Flächen der Lichtbogenelektroden 6 der Schaltkontakte 21 einer Kontaktanordnung gemäß Figur 1 berühren sich im geschlossenen Zustand der Schaltkontakte nicht, da sie gegenüber den Kontaktflächen der Kontaktringe 4 jeweils um das Maß s zurückliegen. Bei dem erfindungsgemäßen Schaltkontakt 21 entsteht nach Figur 5 der Lichtbogen L bei der Öffnung des Leistungsschalters auf einer kreisringförmigen Kontaktfläche 20 bzw. auf dem Kontaktring 4, über den im geschlossenen Zustand des Schalters ein Stromkreis gespeist wird. Die Zuleitung vom Kontaktbolzen 3 zum Kontaktring 4 erfolgt über den vertieft angeordneten Teil des durch Schlitze 2 sektorförmig unterteilten Kontaktkörpers 1 und bringt so auf den Lichtbogen L eine vom Quadrat des Stromes abhängige, nach außen gerichtete Kraft F₁ zur Wirkung. Diese zwingt alle stromstarken Bögen auf die den Kontaktring 4 umgebende kreisförmige Lichtbogenelektrode 6 unter Überwindung des Spaltes 5. Auf Grund der in Figur 2 angegebenen elektrischen Verbindung zwischen der Lichtbogenelektrode 6 mit dem Kontaktkörper 1 in nur einem Sektor 18a wird nun auf den nach Figur 5 in einem beliebigen anderen Sektor stehenden Lichtbogen L eine Kraft F₂ in Umfangsrichtung ausgeübt und dieser somit zur Rotation veranlaßt. Der Schlitz 8 an dem zweiten Schaltkontakt einer Schaltstrecke muß dabei so angelegt sein, daß die in Figur 6 angegebene Stromrichtung in beiden Lichtbogenelektroden 6 entsteht. Figur 7 zeigt ergänzend die Richtung der durch den Strom 1 in der Lichtbogenelektrode 6 und dem Lichtbogen L1 hervorgerufenen magnetischen Induktionen B₁ und B₂.The opposing surfaces of the
In den Figuren 3 und 4 ist eine vorteilhafte Modifikation der Erfindung dargestellt, bei der sich die Schlitze 2 auch in den Kontaktring 4 fortsetzen und dort getrennte Sektoren 13 bilden. So wird eine noch wirkungsvollere Radialkraft F₁ auf den Lichtbogenfußpunkt erzeugt, weil der gesamte Strom I nur durch einen Sektor 18 zur Kontaktfläche 20 fließen kann.FIGS. 3 and 4 show an advantageous modification of the invention in which the
Nach dem weiteren Erfindungsmerkmal ist in den Figuren 3 und 4 außerdem eine spiralförmige Lichtbogenelektrode 14 angegeben, deren inneres Ende 14a mit der Länge T spitz zuläuft und dabei im Sektor 18a des Kontaktkörpers 11 in Stromverbindung mit dem Absatz 7 des letzteren steht. Die Lichtbogenelektrode 14 ist beispielsweise mit 2 Windungen ausgelegt. So wird dem Lichtbogen L eine Laufstrecke zur Verfügung gestellt. die größer als der Umfang der kontaktgebenden Hauptelektrode ist, ohne dabei durch Schlitze oder dergleichen unterbrochen zu sein.According to the further feature of the invention, a spiral-
Ein Lichtbogen, der nach seiner Entstehung im Sektor 18a (Figur 4) auf die bereits beschriebene Weise auf das innere Ende 14a der Spirale springt, unterliegt einer in Umfangsrichtung wirkenden Kraft F
Die Spirale der Lichtbogenelektrode 14 ist in Figur 4 mit zwei Windungen angegeben, sie kann prinzipiell noch mehr Windungen aufweisen. Eine solche Ausführung eignet sich vor allem für Schaltgeräte in Netzen, bei denen mit relativ langen Lichtbogenzeiten zu rechnen ist, wie zum Beispiel bei Bahnnetzen mit einer Nennfrequenz von 16 2/3 Hz.The spiral of the
Vorteilhaft für die elektromagnetische Kraftwirkung auf den Lichtbogen ist eine möglichst niedrige Höhe H des Kontaktkörpers 11; die innere Kreisfläche ist dann jedoch zur Vermeidung von Rückzündungen mit einer Isolierstoffplatte 12, vorzugsweise aus Keramik,abzudecken.The lowest possible height H of the
Weiterhin wird durch die angegebene angenähert tagentiale Richtung des Schlitzes 8 eine Überlappung erreicht, die vor allem bei der Ausführung nach Figur 3 und 4 eine Wirkkungsvolle mechanische Versteifung des geschlitzten Kontaktkörpers 11 und der Kontaktringsektoren 13 bildet.Furthermore, an overlap is achieved by the indicated approximately tagential direction of the
Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß zwischen dem Kontaktring 4 bzw. den Sektoren 13 und der umgebenden Laufelektrode 6 oder 14 ein isolierender Spalt 5 vorgesehen ist, der den gesamten Umfang entlang verläuft und mit einem geeigneten festen Isolierstoff gefüllt sein kann. Es ist auch vorteilhaft die Isolierzwischenlage 9 mit Erhebungen 15 zu versehen, um bei Lotverbindungen eine leitende Brücke zwischen den Teilen der Laufelektroden 6 bzw. 14 oder zwischen der Laufelektrode 6 und dem Umfang des Kontaktrings 4 oder dessen Trägerteil 16 zu vermeiden.
An essential feature of the invention is that an insulating
Kontaktkörper 1
Schlitz 2
Kontaktbolzen 3
Kontaktring 4
Spalt 5
Lichtbogenelektrode 6, 6a, 6b
Absatz (Kontaktkörper) 7
Schlitz (Lichtbogenelektrode 8
Isolierzwischenlage 9
Vertiefung 10
Kontaktkörper 11
Isolierstoffplatte 12
Kontaktringsektor 13
Lichtbogenelektrode 14, 14a
Erhebung (Zwischenlage) 15
Trägerteil (Kontaktkörper) 16
Isolierstoffzwischenlage 17
Sektor 18, 18a
Ausnehmung (Kontaktkörper) 19
Kontaktfläche 20
Schaltkontakt 21
leitende Verbindung 22.Contact
Heel (contact body) 7
Slot (
Deepening 10
Contact
Insulating
Collection (intermediate layer) 15
Carrier part (contact body) 16
Intermediate insulating layer 17
Recess (contact body) 19
Contact
Claims (17)
- eine kontaktgebende Hauptelektrode mit kreisringförmiger Kontaktfläche, die eine kreisförmige Vertiefung einschließt, und die von mehreren zumindest annähernd radial vom Umfang der Hauptelektrode nach innen gerichteten Schlitzen durchgezogen ist,
- eine die Hauptelektrode umgebende, gegen diese zurückgesetzte Lichtbogenelektrode, die mit im Peripheriebereich tangential angeordneten Schlitzen versehen ist, wobei diese Schlitze unter Änderung der Richtung in die der Hauptelektrode übergehen,
dadurch gekennzeichnet, daß
- die Hauptelektrode einen Kontaktkörper (1, 11) mit einem die kreisringförmige Kontaktfläche (20) am gesamten Umfang umgebenden Absatz (7) aufweist, der durch gleichmäßig verteilte, zum Mittelpunkt der Hauptelektrode gerichtete, bis in die Vertiefung (10) reichende Schlitze (2), in Sektoren (18, 18a) unter teilt ist, und
- die Lichtbogenelektrode (6, 14) einen die Kontaktfläche (20) mit einem Spalt (5) umgebenden Rotationskörper bildet, der unter Beilage einer Isolierstoffzwischenlage (9, 17) auf dem Absatz (7) befestigt ist und durch mehrere, vorzugsweise einen Schlitz (8) unterbrochen ist, wobei jeweils ein dem Schlitz (8) benachbarter Abschnitt der Lichtbogenelektrode (6, 14) mit einem Sektor (18a) des Kontaktkörpers(1, 11) in galvanischer Verbindung steht.1. Contact arrangement for a vacuum circuit breaker with two switching contacts, at least one of which consists of the following elements:
a contact-making main electrode with an annular contact surface, which includes a circular depression, and which is pulled through by at least approximately radially inwardly directed slots from the circumference of the main electrode,
an arc electrode which surrounds the main electrode and is set back against it and which is provided with slots arranged tangentially in the peripheral region, these slots merging with the direction of the main electrode,
characterized in that
- The main electrode has a contact body (1, 11) with a circular contact surface (20) surrounding the entire circumference of the shoulder (7), which is directed through the evenly distributed, towards the center of the main electrode, into the recess (10) extending slots (2 ), in sectors (18, 18a) under shares, and
- The arc electrode (6, 14) forms a rotating body surrounding the contact surface (20) with a gap (5), which is attached to the shoulder (7) with the addition of an intermediate layer of insulating material (9, 17) and through several, preferably a slot ( 8) is interrupted, a section of the arc electrode (6, 14) adjacent to the slot (8) being in galvanic connection with a sector (18a) of the contact body (1, 11).
dadurch gekennzeichnet,
daß der Querschnitt des die Lichtbogenelektrode (6) bildenden Rotationskörpers ein Rechteck ist.2. Contact arrangement according to claim 1,
characterized,
that the cross section of the rotating body forming the arc electrode (6) is a rectangle.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lichtbogenelektrode (6) durch einen tangential gerichteten Schlitz (8) unterbrochen ist, dessen Länge (T) in etwa der Breite eines Sektors (18a) des Kontaktkörpers (1) entspricht.3. Contact arrangement according to claims 1 and 2,
characterized,
that the arc electrode (6) is interrupted by a tangentially directed slot (8) whose length (T) corresponds approximately to the width of a sector (18a) of the contact body (1).
dadurch gekennzeichnet,
daß die galvanische Verbindung im Sektor (18a) zwischen dem Absatz (7) des Kontaktkörpers (1) und dem äußeren Ende (6a) der Lichtbogenelektrode (6) bei einer Unterbrechung der Isolierstoffzwischenlage (9) an der Verbindungsstelle erfolgt.4. Contact arrangement according to claim 1, 2 and 3,
characterized,
that the galvanic connection in the sector (18a) between the shoulder (7) of the contact body (1) and the outer end (6a) of the arc electrode (6) takes place at an interruption of the insulating layer (9) at the connection point.
dadurch gekennzeichnet,
daß die galvanische Verbindung (22) in Sektor (18a) zwischen dem inneren Ende (6b) der Lichtbogenelektrode (6) und der benachbarten zylindrischen Fläche des Kontaktkörpers (1) unter Überbrückung des Spaltes (5) erfolgt; wobei die Breite (W) der Verbindung (22) kleiner als die Länge (T) des Schlitzes (8) ist.5. Contact arrangement according to claim 1 and 3,
characterized,
that the galvanic connection (22) in sector (18a) between the inner end (6b) of the arc electrode (6) and the adjacent cylindrical surface of the contact body (1) takes place by bridging the gap (5); wherein the width (W) of the connection (22) is smaller than the length (T) of the slot (8).
dadurch gekennzeichnet,
daß Isolierstoffzwischenlage (9) aus beidseitig metallisierten Keramikringen hergest ellt ist.6. Contact arrangement according to claims 1 or 4,
characterized,
that insulating layer (9) is made of ceramic rings metallized on both sides.
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kontaktkörper (1) durch die Schlitze (2) in eine Vielzahl von gleichgroßen Sektoren (18, 18a), unterteilt ist.7. Contact arrangement according to claims 1, 3, 4 or 5,
characterized,
that the contact body (1) is divided by the slots (2) into a plurality of sectors (18, 18a) of the same size.
dadurch gekennzeichnet,
daß die kreisringförmige Kontaktfläche (20) durch einen Kontaktring (4) aus einem Kontaktwerkstoff geringer Schweißneigung und niedriger Verdampfungstemperatur gebildet ist.8. Contact arrangement according to claim 1,
characterized,
that the annular contact surface (20) is formed by a contact ring (4) made of a contact material with a low tendency to sweat and a low evaporation temperature.
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kontaktring (4) nicht geschlitzt ist.9. Contact arrangement according to claim 8,
characterized,
that the contact ring (4) is not slotted.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lichtbogenelektrode (6) aus einem Werkstoff mit geringer Erosion und guter Getterwirkung besteht.10. Contact arrangement according to claim 1, 2, 3 4 or 5,
characterized,
that the arc electrode (6) consists of a material with low erosion and good gettering effect.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lichtbogenelektrode (14) spiralförmig mit mehr als einer Windung ausgeführt ist.11. Contact arrangement according to claim 1, 2 or 3 and 10,
characterized,
that the arc electrode (14) is designed spirally with more than one turn.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lichtbogenelektrode (14) an ihrem inneren Ende (14a) in galvanischer Verbindung mit dem Absatz (7) oder dem zylindrischen Teil des Kontaktkörpers (11) steht und dabei die Isolierstoffzwischenlage (17) unterbrochen oder der Spalt (5) überbrückt wird.12. Contact arrangement according to claim 11,
characterized,
that the arc electrode (14) is at its inner end (14a) in galvanic connection with the shoulder (7) or the cylindrical part of the contact body (11) and the interlayer insulating material (17) is interrupted or the gap (5) is bridged.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Isolierstoffzwischenlage (9, 17) mit Erhebungen (15) versehen ist, die zumindestens annähern die Breite des Spaltes (5) aufweisen.13. Contact arrangement according to one of claims 1, 4, 6 or 12,
characterized,
that the insulating material intermediate layer (9, 17) is provided with elevations (15) which at least approximate the width of the gap (5).
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vertiefung (10) des Kontaktkörpers (1, 11) durch eine Isolierstoffplatte (12) aus hoch wärmebeständigem Werkstoff, z.B. Keramik abgedeckt ist.14. Contact arrangement according to claim 1,
characterized,
that the recess (10) of the contact body (1, 11) is covered by an insulating material plate (12) made of a highly heat-resistant material, for example ceramic.
dadurch gekennzeichnet,
daß der Spalt (5) in ganzer Höhe oder teilweise mit einem wärmebeständigen Isolierstoff ausgefüllt ist.15. Contact arrangement according to claims 1, 5, 12 or 13,
characterized,
that the gap (5) is completely or partially filled with a heat-resistant insulating material.
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kontaktkörper (1, 11) unterhalb des Kontaktrings (4) bzw. der Kontaktringsektoren (13) eine Ausnehmung (19) aufweist, die den Strompfad in den einzelnen Sektoren auf dem Niveau der Lichtbogenelektrode (6, 14) verlaufen läßt.16. Contact arrangement according to claims 1, 3, 4, 5, 6 and 14,
characterized,
that the contact body (1, 11) below the contact ring (4) or the contact ring sectors (13) has a recess (19) which allows the current path in the individual sectors to run at the level of the arc electrode (6, 14).
dadurch gekennzeichnet,
daß beide Schaltkontakte (21) gleichartig ausgeführt und zueinander so angeordnet sind, daß die Schlitze (8) der Lichtbogenelektroden (6, 14) bezogen auf die gemeinsame Kontaktachse dieselbe Richtung aufweisen und einander diametral gegenüberstehen.17. Contact arrangement according to claims 2 or 9,
characterized,
that both switch contacts (21) are of identical design and are arranged with respect to one another in such a way that the slots (8) of the arc electrodes (6, 14) have the same direction with respect to the common contact axis and are diametrically opposed to one another.
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