DE2539013C3 - Material for extinguishing chambers - Google Patents
Material for extinguishing chambersInfo
- Publication number
- DE2539013C3 DE2539013C3 DE2539013A DE2539013A DE2539013C3 DE 2539013 C3 DE2539013 C3 DE 2539013C3 DE 2539013 A DE2539013 A DE 2539013A DE 2539013 A DE2539013 A DE 2539013A DE 2539013 C3 DE2539013 C3 DE 2539013C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- arc
- extinguishing
- per
- silver
- chambers according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 47
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 11
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 9
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 9
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 8
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 claims description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 claims description 6
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 claims description 5
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 claims description 5
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 claims description 4
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 claims description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 3
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 3
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011669 selenium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 3
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 claims description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 6
- ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N tungsten trioxide Chemical compound O=[W](=O)=O ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 4
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018503 SF6 Inorganic materials 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 2
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 2
- 150000001642 boronic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N sulfur hexafluoride Chemical compound FS(F)(F)(F)(F)F SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960000909 sulfur hexafluoride Drugs 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004640 Melamine resin Substances 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KZNMRPQBBZBTSW-UHFFFAOYSA-N [Au]=O Chemical class [Au]=O KZNMRPQBBZBTSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021398 atomic carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004177 diethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 229910001922 gold oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 230000009972 noncorrosive effect Effects 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 229910003446 platinum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 230000007096 poisonous effect Effects 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910001923 silver oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
- H01H33/76—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid wherein arc-extinguishing gas is evolved from stationary parts; Selection of material therefor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62C—FIRE-FIGHTING
- A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
- A62C3/16—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places in electrical installations, e.g. cableways
Landscapes
- Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
- Organic Insulating Materials (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Contacts (AREA)
Description
2 ZnO · 3 B2O3 · 3 γ H2O2 ZnO • 3 B 2 O 3 • 3 γ H 2 O
aufweist und das Silikonharz,daseinbasisches Monomeres gemäß der Strukturformeland the silicone resin, the monobasic monomer according to the structural formula
ι—CH3-SiO -ι — CH 3 -SiO -
enthält, ist.contains is.
5. Material für Lichtbogenkammern nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung wenigstens 40 Gewichts-% des Materials ausmacht.5. Material for arc chambers according to claim 4, characterized in that the Compound constitutes at least 40% by weight of the material.
6. Material fur Löschkammern nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung wenigstens 50 Gewichts-% des Materials ausmacht.6. Material for arcing chambers according to claim 4, characterized in that the connection makes up at least 50% by weight of the material.
7. Material für Löschkammern nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung etwa 65 Gewichts-% des Materials ausmacht.7. Material for arcing chambers according to claim 4, characterized in that the connection makes up about 65% by weight of the material.
Die Erfindung betrifft ein Material für LöschkamThe invention relates to a material for fire extinguishing cam
Beispielsweise aus der »Siemens-Zeitschrift« 38. Jhrg., April 1964, Heft 4, Seiten 225 bis 228 ist es bekannt als Material zur Lichtbogenlöschung bei Schaltern Schwefelhexafluorid (SFe) zu verwenden. Dieses Gas ist chemisch inaktiv, unbrennbar und ungiftig; es ist außerdem stark elektronegativ, d.h. seine Moleküle haben in hohem Maße die Fähigkeit langsame Elektronen einzufangen und an sich zu binden, was für eine rasche Lichtbogenlöschung wesentlich ist. Da SFb For example, from the "Siemens-Zeitschrift" 38th year, April 1964, issue 4, pages 225 to 228, it is known to use sulfur hexafluoride (SFe) as a material for arc quenching in switches. This gas is chemically inactive, non-flammable and non-toxic; it is also highly electronegative, ie its molecules have a high degree of ability to capture and bind slow electrons, which is essential for rapid arc extinction. Since SF b
ί gasförmig ist, muß dem Schalter ein Hochdruckbehälter zugeordnet werden, der bei Außentemperaturen unter ca. +13° C zu beheizen ist Die Herstellung von Lichtbogenlöschkammerteilen etc. oder von gasabgebenden Überzügen auf solchen Teilen isi mit diesemί is gaseous, the switch must be connected to a high pressure container which is to be heated at outside temperatures below approx. + 13 ° C. The production of Arc extinguishing chamber parts etc. or from gas emitting Coatings on such parts are associated with this
in Material naturgemäß nicht möglich.Naturally not possible in the material.
Aus der US-PS 38 81 165 ist es dagegen bekannt, Wolframtrioxid (WOj)3 als Material für Löschkammern in der Weise zu verwenden, daß es entweder gebun.len an einen keramischen Zement- oder einen anderen Träger in Gestalt eines Oberzuges auf Teile von Löschkammerwandungen aufgebracht oder aber einem Kunstharzbinder, wie Methylmethacrylat zu Löschkammerteilen verarbeitet wird. Unter der Einwirkung der von dem Lichtbogen erzeugten Wärme wird dann gasförmiges Wolframtrioxyd freigesetzt, das eine hohe Elektronenaffinität aufweist und deshalb die Lichtbogenlöschung beschleunigt. Mit Methylmethacrylat gebundenes Wolframtrioxyd ist aber ein Material, das sich durch einen verhältnismäßig hohen Anteil an Kohlenstoffatoinen auszeichnet.From US-PS 38 81 165, however, it is known to use tungsten trioxide (WOj) 3 as a material for quenching chambers in such a way that it is either gebun.len to a ceramic cement or another carrier in the form of a cover on parts of Extinguishing chamber walls applied or a synthetic resin binder such as methyl methacrylate is processed into extinguishing chamber parts. Under the action of the heat generated by the arc, gaseous tungsten trioxide is released, which has a high electron affinity and therefore accelerates the arc extinction. However, tungsten trioxide bound with methyl methacrylate is a material that is characterized by a relatively high proportion of carbon atoms.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Material für Löschkammern zu schaffen, das dazu geeignet ist, zu Lichtbogenschutzschilden, Lichtbogenlöschkammerteilen, Gehäusen elektrischer Geräte und dergleichenThe object of the invention is therefore to create a material for arcing chambers which is suitable to Arc protection shields, arc chamber parts, housings for electrical devices and the like
jo verwendet oder in Gestalt von Überzügen auf solchen
Teilen eingesetzt zu werden und das sich durch noch verbesserte lichtbogenlöschende Eigenschaften auszeichnet.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Material fürjo used or to be used in the form of coatings on such parts and which is characterized by even better arc-extinguishing properties.
To solve this problem, the material for
J5 Löschkammern erfindungsgemäß derart beschaffen, daßJ5 arcing chambers are designed according to the invention in such a way that that
a) es unter Lichtbogeneinwirkung elektronegatives Löschgas abgibt,a) it emits electronegative extinguishing gas under the effect of an arc,
au b) es aus einer ungiftigen, eine Siede-, Sublimationsoder Zersetzungstemperatur von maximal 2000 Cirad C aufweisenden Verbindung eines Elementes aus der Gruppe Silber, Platin, Gold, Tantal, Kupfer, Kobalt, Rhenium, Bor, Palladium, Antimon, Tellur, au b) it consists of a non-toxic, a boiling, sublimation or decomposition temperature of a maximum of 2000 Cirad C having an element from the group silver, platinum, gold, tantalum, copper, cobalt, rhenium, boron, palladium, antimony, tellurium,
4r> Zink und Selen, sowie einem Silikonharz als Binder besteht,4 r > zinc and selenium, as well as a silicone resin as a binder,
c) dessen chemische Einzelelemente eine erste lonisierungsspannung aufweisen, die gleich oder größer als die von Silber (7,54 eV) ist,c) whose individual chemical elements have a first ionization voltage that is equal to or greater than that of silver (7.54 eV),
d) und von dessen Atomen maximal 15% C-Atome sind.d) and of whose atoms a maximum of 15% are carbon atoms.
Dazu ist zu bemerken, daß es aus der DE-PS 8 33 386 grundsätzlich bekannt ist, insbesondere bei einem sogenannten Hartgasschalter die gasabgebenden Schaltraumwandungen unter Verwendung von silicoorganischen Verbindungen insbesondere Silikonen aufzubauen, um wegen des geringeren Gehaltes an Kohlenstoff dieser Substanzen eine möglichst rußfreiIt should be noted that it is known in principle from DE-PS 8 33 386, especially in one so-called hard gas switch the gas-emitting switch room walls using organic silicon To build up compounds, in particular silicones, because of the lower content of Carbon of these substances is as free of soot as possible
bo erfolgende Oberflächenverdampfung des Materials zu erzielen. Als Füllstoffe, die unter Hitzeeinwirkung Gps abgeben, sind Harnstoff, Melaminharz oder niedrig molekulare kettenförmige Hetroverbindungen verwendet, in deren Ketten die Kohlenstoffatome über Stickstoffatome oder Sauerstoffatome miteinander verbunden sind. Die lichtbogenlöschenden Eigenschaften dieses Materials sind im Vergleich mit den eingangs genannten Materialien wesentlich geringer.bo occurring surface evaporation of the material achieve. As fillers that under the action of heat Gps release, urea, melamine resin or low molecular chain hetero compounds are used, in their chains the carbon atoms with each other via nitrogen atoms or oxygen atoms are connected. The arc-extinguishing properties of this material are in comparison with those at the beginning materials mentioned are significantly lower.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.Further refinements of the invention are the subject of subclaims.
Der Erfindung liegen folgende grundsätzliche Erwägungen zugrunde:The invention is based on the following fundamental considerations:
Die Lichtbogenunterbrechung erfordert die Herstellung von Bedingungen, welche eine die Ionisation übersteigende Rekombination fördern. Das Problem besteht darin, die grundsätzlichen Faktoren zu kennen, die den Ablauf dieser beiden Vorgänge, der Ionisation und der Rekombination, beherrschen.The interruption of the arc requires the establishment of conditions which facilitate ionization promote excessive recombination. The problem is knowing the basic factors who control the course of these two processes, ionization and recombination.
Einer der Faktoren, der bei der Auswahl von Materialien mit lichtbogenlöschenden Eigenschaften beachtet werden muß, ist die erste lonisierungsspannung (Ionisierungspotential) jedes der Materialbestandteile. Die erste lonisierungsspannung eines Elementes ist der Energiebetrag, der notwenig ist, ein Elektron von einem neutralen Atom des Elementes weg ins Unendliche zu transportieren. Bei Silber beträgt die erste Ionisierungsspannung 7,54 eV, während die erste lonisierungsspannung für Aluminium 5,98 eV beträgt. Um die Bedeutung einer Differenz von ! eV zwischen den ersten Ionisierungsspannungen zweier Elemente abschätzen zu können, ist zu bemerken, daß die Temperaturdifferenz zwischen zwei Teilchen mit einer Energiedifferenz von einem Elektronenvolt 77300K beträgtOne of the factors to consider when selecting materials with arc extinguishing properties is the first ionization voltage (ionization potential) of each of the constituent materials. The first ionization voltage of an element is the amount of energy that is necessary to transport an electron away from a neutral atom of the element into infinity. In the case of silver, the first ionization voltage is 7.54 eV, while the first ionization voltage for aluminum is 5.98 eV. To understand the meaning of a difference in! To estimate eV between the two first Ionisierungsspannungen elements is to be noted that the temperature difference between two particles having an energy difference of an electron volt 7730 0 K
Ein weiterer Faktor, der bei der Wahl von Materialien mit lichtbogenlöschenden Eigenschaften beachtet werden muß, ist das Maß, in dem die entwickelten Gase elektro-negativ sind. Dieses ist nämlich seinerseits ein so Maß für die Affinität eines Atoms eines Elementes für Elektronen. Wenn der Lichtbogenstrom sich Null nähert, ist es zweckmäßig, ein elektro-negatives Gas in der Lichtbogenlöschkammer zu haben, das die sich abkühlenden und langsamer werdenden Elektronen π einfängt. Diese Elektronen würden nämlich sonst durch die ansteigende wiederkehrende Spannung beschleunigt werden und sodann eine weitere Ionisation und möglicherweise eine Rückzündung hervorrufen.Another factor to consider when choosing materials With arc-extinguishing properties must be observed is the degree to which the gases evolved are electro-negative. This is in turn such a measure of the affinity of an atom of an element for Electrons. When the arc current approaches zero, it is useful to put an electro-negative gas in the arc extinguishing chamber to have the cooling and slowing down electrons π captures. Otherwise, these electrons would be accelerated by the increasing, recurring voltage and then cause further ionization and possibly flashback.
Dafür ist als zusätzlicher Faktor noch die Siede-, Sublimations- oder Zursetzungstemperatur von Bedeutung. Während der wenigen Mikrosekunden, die dem Nulldurchgang des Stromes in einem Wechselstromsystem vorhergehen und nachfolgen, nimmt die L.ichtbogentemperalur rasch soweit ab, bis sie die Temperatur der Lichtbogenlöschkammerwandungen erreicht, die während des Löschvorgangs etwa auf der Siede-, Sublimations- oder Zersetzungstemperatur verharrt. Ie tiefer die Siedetemperatur des Materials der Lichtbogenlöschkammerwandungen ist, umso höher ist die auftretende Rekombination der ionisierten Teilchen des Gases.For this, the boiling, sublimation or decomposition temperature is an additional factor. During the few microseconds that the current passes through zero in an AC system before and after, the arc temperature decreases rapidly until it reaches the temperature of the arc quenching chamber walls, which during the quenching process on the boiling point, Sublimation or decomposition temperature persists. Ie The lower the boiling temperature of the material of the arc extinguishing chamber walls, the higher it is occurring recombination of the ionized particles of the gas.
Endotherme Prozesse entwickeln ihre Wirksamkeit insbesondere beim Strom Null. Die Energie, die in einem endothermen Prozeß absorbiert wird, welcher in >r> bescheidenem Rahmen in der Lichtbogenlöschkammer abläuft, kann sich etwa der Energie annähern, die durch den dem Lichtbogen nachfolgenden Nachstrom in die Lichtbogenlöschkammer eingebracht wird. Dieser Effekt, der durch eine günstige, zweckentsprechend M) liegende Siedetemperatur unterstützt wird, trägt wesentlich zum Erfolg der Lichtbogenlöschung bei.Endothermic processes develop their effectiveness especially with zero electricity. The energy that is absorbed in an endothermic process that runs which modest in>r> frame in the arc extinguishing chamber, power can approach approximately, which is introduced by the following the arc wake in the arc extinguishing chamber. This effect, which is supported by a favorable, appropriately M) boiling temperature, contributes significantly to the success of the arc extinguishing.
Wenn ein lichtbogenlöschendes Material sich unter Freisetzung von freiem Kohlenstoff zersetzt, kann dieser Kohlenstoff zu Kohlendioxid oxidiert werden. Der Prozeß ist exotherm; die zeitliche Abstimmung seines Ablaufes ist schlecht, weil die exotherme Bildung von Kohlendioxid gerade dann stattfindet, wenn der Lichtbogenstrom sich Null nähert und die Temperatur abfällt, sowie die Rekombination von Ionen und dissoziierten Molekülen einzusetzen beginnen. Ablagerungen von freien Kohlenstoffen können außerdem Kriechwege und dielektrische Fehler hervorrufen. Die lichtbogenlöschenden Materialien aber auf solche zu beschränken, die keinen Kohlenstoff enthalten, würde eine zu enge Begrenzung der Materialwahl bedeuten. Es wurde gefunden, daß die Zahl der Kühlenstoffatome als Prozentzahl der Gesamtzahl der Atome eines lichtbogenlöschenden Materials einen Wert von etwa 15% nicht überschreiten sollte. Auch hat sich herausgestellt, daß Wasserstoff eine zweckmäßige Komponente des einen Lichtbogens umgebenden Gasmediums ist, insbesondere dann, wenn der spezielle Einsatzfall es notwendig macht, den Lichtbogen durch ein querverlaufendes Magnetfeld zwangsweise zu bewegen.When an arc-extinguishing material decomposes to release free carbon, it can this carbon can be oxidized to carbon dioxide. The process is exothermic; the timing its process is bad because the exothermic formation of carbon dioxide takes place just when the Arc current approaches zero and the temperature drops, as well as the recombination of ions and begin to use dissociated molecules. Deposits of free carbon can also occur Cause creepage distances and dielectric defects. The arc-extinguishing materials, however, are too Restricting materials that do not contain carbon would mean restricting the choice of materials too narrowly. It it was found that the number of coolant atoms as a percentage of the total number of atoms of an arc extinguishing Materials should not exceed a value of around 15%. It also turned out that hydrogen is a useful component of the gas medium surrounding an arc, in particular then, if the special application makes it necessary, the arc through a transverse Forcing magnetic field to move.
Ein endothermer Zersetzungsprozeß entspricht einem exothermen Prozeß bei der Bildung. Es ist deshalb zweci mäßig, Materialien zu wählen, deren Formelaufbau derart ist, daß die Wahrscheinlichkeit der Neubildung niich der Zersetzung klein ist. Aluminiumoxid (AI2O3) und Boroxid (B2O3) sind Materialien mit einem solchen Formelaufbau. Aluminiumoxid ist aber als lichtbogenlöschendes Material deshalb unerwünscht, weil die lonisierungsspannung von Aluminium niedrig ist und die SiedetemDeratur von Aluminiumoxid zu hoch liegt. In dieser Hinsicht geht die Erfindung einen gänzlich unterschiedlichen Weg zu dem Stand der Technik, wh er beispielsweise durch die US-PS 27 68 264 und 30 71666 gegeben ist, die beide Aluminiumoxid als ein gutes lichtbogenlöschendes Material empfehlen.An endothermic decomposition process corresponds to an exothermic process during formation. It is Therefore it is necessary to choose materials whose formula structure is such that the probability of the New formation is not small due to decomposition. Alumina (AI2O3) and boron oxide (B2O3) are materials with such a formula structure. However, aluminum oxide is undesirable as an arc-extinguishing material, because the ionization voltage of aluminum is low and the boiling point of aluminum oxide is too high lies. In this regard, the invention takes an entirely different route from the prior art Technology, for example, by US Pat. No. 2,768,264 and 3,071,666, both of which Recommend alumina as a good arc quenching material.
Die erste lonisierungsspannung jedes der ßestandtei-Ie eines geeigneten neuen funkenlöschenden Materials muß demgemäß größer oder gleich 7,54 eV sein, was der ersten lonisierungsspannung von Silber entspricht. Die Alomkonzsmration von Kohlenstoff in dem Material sollte nicht höher als etwa 15% sein. Die Siede, Sublimations- oder Zersetzungstemperatur des Materials sollte so tief als dies im Hinblick auf die Verträglichkeit mit den anderen Anforderungen möglich ist, liegen, vorzugsweise von 20000C. Die Zersetzung des Materials soll in einem stark endothermen Prozeß geschehen; je endothermer, desto besser. Die Zersetzungsprodukte des Materials sollen so elektro negativ, wie dies im Hinblick auf die Verträglichkeit mit den anderen Anforderungen möglich ist, sein. Das Material soll darüber hinaus einen solchen Formelauf bau aufweisen, daß die Rückbildungsgeschwindigkeit nach der Zersetzung in der Nähe des Nulldurchganges des Wechselstromes verschwindend klein ist, wie dies für B2Oj oder H1BOi gilt. Das Material sollte darüber hinaus ungiftig, nicht korrosiv, unbrennbar, leicht zu bearbeiten und einzusetzen, sowie unter normalen Betriebsbedingungen abmessungsmäßig und chemisch stabil sein. Schließlich soll es eine für ein elektrisch iso'ierendes Material gute Wärmeleitfähigkeit aufweisen, die vorzugsweise größer als 0,001 Kalorien pro Sekunde pro Quadratzentimeter pro Grad Celsius pro Zentimeter ist.The first ionization voltage of each of the components of a suitable new spark-extinguishing material must accordingly be greater than or equal to 7.54 eV, which corresponds to the first ionization voltage of silver. The alloy concentration of carbon in the material should not be greater than about 15%. The boiling, sublimation or decomposition temperature of the material should be as low as possible with regard to compatibility with the other requirements, preferably from 2000 ° C. The decomposition of the material should take place in a strongly endothermic process; the more endothermic, the better. The decomposition products of the material should be as electro-negative as possible with regard to compatibility with the other requirements. The material should also have such a formula that the rate of regression after decomposition is negligibly small in the vicinity of the zero crossing of the alternating current, as is the case for B 2 Oj or H 1 BOi. The material should also be non-toxic, non-corrosive, incombustible, easy to work and use, and dimensionally and chemically stable under normal operating conditions. Finally, it should have good thermal conductivity for an electrically insulating material, which is preferably greater than 0.001 calories per second per square centimeter per degree Celsius per centimeter.
Oxide, Boride, Borate, Silikate und die Ammonium-Komplexe der Elemente, deren erste Ionisaüonsspannung gleich oder größer als die von Silber (7,54 eV) ist, sind im allgemeinen als Iichtbogenlöschenck Materialien geeignet, was auch für ihre hydratisierten Formen gilt. Fine bevorzugte Auswahl solcher Elemente, deren erste lonisierungsspannung jeweils in KlammernOxides, borides, borates, silicates and the ammonium complexes of the elements, their first ionization voltage is equal to or greater than that of silver (7.54 eV) are generally considered to be arc-quenching materials suitable, as are their hydrated forms. Fine preferred selection of such elements, their first ionization voltage in brackets
hinzugefügt ist, sind: Tantal (7,70 eV), Kupfer (7,72 eV), Kobalt (7,86 eV), Rhenium (7,87 eV), Eisen (7,90 eV), Wolfram (7,98 eV), Silizium (8,15 eV), Bor (8,29 eV), Palladium (8,30 eV), Antimon (8,64 eV), Tellur (9,01 eV), Zink (9,39 eV) und Selen (9,75 eV). Diese Substanzen können auch als Füllstoffe in geeigneten Harzen Verwendung finden, vorausgesetzt, daß die atomere Kohlenstoffkonzentration nicht die Nominalgrenze von 15% überschreitet. Silikonharze sind durchaus geeignet Die Verwendung von Harzen wird dann zwingend, wenn das Füllmaterial nicht in seiner reinen Form verwendet werden kann. So kann z. B. reines Siliziumdioxid deshalb nicht verwendet werden, weil seine Siedetemperatur zu hoch liegt, während die Verwendung von reiner Borsäure deshalb unmöglich ist, weil sie wasserlöslich und deshalb abmessungsmäßig instabil ist; diese Materialien sind aber bei Verwendung in geeigneten Harzen durchaus brauchbar.added are: tantalum (7.70 eV), copper (7.72 eV), cobalt (7.86 eV), rhenium (7.87 eV), iron (7.90 eV), Tungsten (7.98 eV), silicon (8.15 eV), boron (8.29 eV), palladium (8.30 eV), antimony (8.64 eV), tellurium (9.01 eV), Zinc (9.39 eV) and selenium (9.75 eV). These substances can also be used as fillers in suitable resins Find use provided that the atomic carbon concentration does not exceed the nominal limit of Exceeds 15%. Silicone resins are quite suitable The use of resins becomes mandatory when the filler material is not in its pure form can be used. So z. B. pure silicon dioxide should not be used because its Boiling temperature is too high, while the use of pure boric acid is impossible because it is water soluble and therefore dimensionally unstable; these materials are, however, when used in suitable resins are quite useful.
Beryllium (9, 32 eV), Arsen (9,81 eV) und Quecksilber (10,43 eV) haben Ionisierungsspannungen, die höher als die von Silber liegen; diese Elemente sind aber toxisch und deshalb unerwünscht. Sulfate, Nitrate und Halogene sind ebenfalls unzweckmäßig, weil sie giftig sind.Beryllium (9.32 eV), arsenic (9.81 eV) and mercury (10.43 eV) have ionization voltages that are higher than that lie of silver; however, these elements are toxic and therefore undesirable. Sulfates, nitrates and halogens are also inexpedient because they are poisonous.
Silber-, Platin- oder Goldoxide, -Borate und -Siiikate mit oder ohne Ammoniumkomplexen wären an sich als lichtbogenlöschende Materialien geeignet, aber teuer.Silver, platinum or gold oxides, borates and silicates with or without ammonium complexes would be per se as arc-extinguishing materials suitable, but expensive.
Als besonders geeignetes Material mit lichtbogenlöschenden Eigenschaften hat sich ein Material erwiesen, das aus 55,8 Gewichts-%As a particularly suitable material with arc extinguishing Properties has been shown to be a material that consists of 55.8% by weight
2 ZnO · 3 B2O3 ■ 3 — H2O2 ZnO · 3 B 2 O 3 ■ 3 -H 2 O
und 44,2 Gewichts-% eines Dirnethyl-Silikon-Harzes, das ein basisches Silikon-Harzes, das ein basisches Monomeres enthält, welches durch die folgende Strukturformel angegeben ist:and 44.2% by weight of a diethyl silicone resin which is a basic silicone resin which is a basic Contains monomer, which is given by the following structural formula:
-CH3-SiO- -CH 3 -SiO-
LCHj- L CHj-
zusammengesetzt ist.is composed.
Claims (4)
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US364596A US3929660A (en) | 1973-05-29 | 1973-05-29 | Arc-extinguishing materials |
| US364597A US3912650A (en) | 1973-05-29 | 1973-05-29 | Hydrated zinc borate, dimethyl silicone resin arc extinguishing material |
| CA195,807A CA1014725A (en) | 1973-05-29 | 1974-03-25 | Arc-extinguishing materials |
| CA196,060A CA1029542A (en) | 1973-05-29 | 1974-03-26 | Arc extinguishing materials |
| GB1925674A GB1476241A (en) | 1973-05-29 | 1974-05-02 | Arc-extinguishing materials |
| ZA00742864A ZA742864B (en) | 1973-05-29 | 1974-05-06 | Arc-extinguishing materials |
| AU68829/74A AU494140B2 (en) | 1974-05-10 | Electrical device containing arc-extinguishing materials | |
| IT68651/74A IT1011885B (en) | 1973-05-29 | 1974-05-27 | MATERIAL FOR THE EXTINCTION OF ELECTRIC AR CHI |
| FR7418352A FR2232058B1 (en) | 1973-05-29 | 1974-05-28 | |
| DE2539013A DE2539013C3 (en) | 1973-05-29 | 1975-09-02 | Material for extinguishing chambers |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US364596A US3929660A (en) | 1973-05-29 | 1973-05-29 | Arc-extinguishing materials |
| US364597A US3912650A (en) | 1973-05-29 | 1973-05-29 | Hydrated zinc borate, dimethyl silicone resin arc extinguishing material |
| DE2539013A DE2539013C3 (en) | 1973-05-29 | 1975-09-02 | Material for extinguishing chambers |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2539013A1 DE2539013A1 (en) | 1977-03-03 |
| DE2539013B2 DE2539013B2 (en) | 1980-09-11 |
| DE2539013C3 true DE2539013C3 (en) | 1981-08-13 |
Family
ID=27186513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2539013A Expired DE2539013C3 (en) | 1973-05-29 | 1975-09-02 | Material for extinguishing chambers |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2539013C3 (en) |
| FR (1) | FR2232058B1 (en) |
| GB (1) | GB1476241A (en) |
| IT (1) | IT1011885B (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2140325B (en) * | 1983-05-24 | 1986-10-01 | Raychem Corp | Article for protecting substrates |
| DE3413555A1 (en) * | 1984-04-11 | 1985-10-24 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | DELETING DEVICE FOR ELECTRICAL SWITCHES |
| GB2193216B (en) * | 1986-07-28 | 1991-03-20 | Gen Electric | Zinc borate as a smoke suppressant |
| IT208624Z2 (en) * | 1986-12-11 | 1988-05-28 | Sace Spa | ARC CHAMBER, IN PARTICULAR FOR LOW VOLTAGE SWITCHES.! |
| IT1264164B1 (en) * | 1993-04-21 | 1996-09-17 | Sace Spa | LOW VOLTAGE SWITCH IN INSULATING BOX |
| DE10341382A1 (en) * | 2003-09-08 | 2005-03-31 | Hne Vertriebs- Und System Gmbh | Method and apparatus for extinguishing metal fires |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2082028A (en) * | 1932-04-15 | 1937-06-01 | Westinghouse Electric & Mfg Co | Plunger-type current interrupter |
| DE713856C (en) * | 1935-02-17 | 1941-11-17 | Frida Strauss Geb Ruppel | Electric circuit breaker |
| DE734174C (en) * | 1937-05-06 | 1943-04-09 | Aeg | Electric gas switch |
| DE711654C (en) * | 1938-11-06 | 1941-10-03 | Aeg | Electric circuit breaker with arc extinguishing by gases and vapors generated by the arc itself |
| DE726218C (en) * | 1940-05-09 | 1942-10-08 | Aeg | Electric circuit breaker with arc extinguishing by means of extinguishing gas generated by the arc from solid gas-emitting switch room walls |
| US2389392A (en) * | 1944-07-07 | 1945-11-20 | Westinghouse Electric Corp | Circuit interrupter |
| DE833386C (en) * | 1950-01-21 | 1952-03-06 | Licentia Gmbh | Electric circuit breaker, in particular hard gas switch |
| DE1084346B (en) * | 1959-12-07 | 1960-06-30 | Calor Emag Elektrizitaets Ag | Electric circuit breaker with gas-emitting Loeschraumwandungen |
| DE1105947B (en) * | 1960-03-23 | 1961-05-04 | Siemens Ag | Electrical switches, in particular switch disconnectors |
| DE1097003B (en) * | 1960-07-09 | 1961-01-12 | Calor Emag Elektrizitaets Ag | Electric circuit breaker with gas-releasing plug-in space material |
| DE1285594B (en) * | 1964-01-22 | 1968-12-19 | Lange Emil | Device for extinguishing electric arcs, in particular electric switches |
| FR1422551A (en) * | 1964-01-22 | 1965-12-24 | Electric switch with extinction of the arc, by means of a current consisting of an extinguishing agent produced by the arc itself | |
| US3818165A (en) * | 1972-06-09 | 1974-06-18 | Gen Electric | Electric circuit interrupter |
-
1974
- 1974-05-02 GB GB1925674A patent/GB1476241A/en not_active Expired
- 1974-05-27 IT IT68651/74A patent/IT1011885B/en active
- 1974-05-28 FR FR7418352A patent/FR2232058B1/fr not_active Expired
-
1975
- 1975-09-02 DE DE2539013A patent/DE2539013C3/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2539013A1 (en) | 1977-03-03 |
| GB1476241A (en) | 1977-06-10 |
| IT1011885B (en) | 1977-02-10 |
| FR2232058A1 (en) | 1974-12-27 |
| DE2539013B2 (en) | 1980-09-11 |
| FR2232058B1 (en) | 1980-08-29 |
| AU6882974A (en) | 1975-11-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1200984B1 (en) | Method and device for cluster fragmentation | |
| DE69517020T2 (en) | LOW TEMPERATURE OXIDATION ON SURFACES USING OZONE DECOMPOSITION PRODUCTS PRODUCED BY MICROWAVE DISCHARGE | |
| Trevor et al. | Ionizing laser intensity dependence of the silicon cluster photoionization mass spectrum | |
| DE2539013C3 (en) | Material for extinguishing chambers | |
| DE3016872A1 (en) | CERAMIC COMPONENT FOR AN MHD ELECTRODE | |
| DE3140181A1 (en) | ELECTROCHEMICAL CELL AND ANODE STRUCTURE USED IN THIS | |
| DE69604134T2 (en) | Application as phosphor of a rare earth metal phosphate composite material for plasma systems | |
| DE511038C (en) | Dry rectifier cell | |
| DE3244453A1 (en) | SEMICONDUCTOR | |
| DE69601587T2 (en) | Graphite intercalation compounds and their production | |
| US3929660A (en) | Arc-extinguishing materials | |
| Tanaka et al. | Soft X-ray emission study of chemical bonding in Fe-and Ni-metalloid alloy glasses | |
| DE590806C (en) | Conversion of nitrogen in nitrogen-oxygen mixtures into nitrogen oxides or in nitrogen-hydrocarbon mixtures into hydrogen cyanide by means of the electric arc | |
| Wheeler et al. | Semi-metal clusters: laser vaporization and photoionization of antimony and bismuth | |
| DE3312852C2 (en) | Composite material that emits extinguishing gas when exposed to an arc | |
| EP2057103B1 (en) | Catalytically active component for thermal ionization detectors for the detection of halogen-containing compounds and process for producing an oxide-ceramic material for the component | |
| DE2011135A1 (en) | Electric energy storage device and electrode for the same | |
| DE1665136C3 (en) | Arc extinguishing device | |
| DE4102602A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING A CERAMIC COMPOSITE POWDER, AND THE POWDER OBTAINED THEREFORE | |
| DE3428276C2 (en) | ||
| CH246109A (en) | Process for the production of metal electrodes of electrical capacitors coated with non-conductive reaction products. | |
| Skowroński et al. | The electrochemical synthesis and deintercalation effects of the ternary CrO3 H2SO4-graphite intercalation compound | |
| DE539493C (en) | Contact body for electrical breaker u. like | |
| DE2820117A1 (en) | ELECTROLYTIC METHODS USING GRAPHITIC CARBON CATHODES AND COMPLEX COMPOUNDS PRODUCED THEREOF | |
| DE2515392A1 (en) | ELECTRIC CONTACT |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |