DE102006015306A1

DE102006015306A1 - Electric arc-extinguishing device for use with e.g. low-voltage power switch, has several electric arc-extinguishing plates arranged parallel to each other, and part made of gaseous plastic reinforced by fiber glass

Info

Publication number: DE102006015306A1
Application number: DE102006015306A
Authority: DE
Inventors: Jürgen HEYDENDORF; Ralph Hohenberger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2006-03-29
Filing date: 2006-03-29
Publication date: 2007-10-04

Abstract

The arc-extinguishing device (2) has several electric arc-extinguishing plates (23) that are arranged parallel to each other. A part (50) is made of a gaseous plastic, where the gaseous plastic is reinforced by fiber glass. The gaseous plastic contains an additive from red phosphorus.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lichtbogen-Löscheinrichtung für einen elektrischen Schalter mit mehreren parallel zueinander angeordneten Lichtbogen-Löschblechen und mit zumindest einem Teil aus gasendem Kunststoff.The The invention relates to an arc extinguishing device for one electrical switch with a plurality of mutually parallel arc-quenching plates and at least part of gassing plastic.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf einen elektrischen Schalter mit einer derartigen Lichtbogen-Löscheinrichtung.The The invention further relates to an electrical switch with such an arc extinguishing device.

Der Einsatz von gasenden Kunststoffen in Lichtbogen-Löscheinrichtungen ist an sich bekannt. Diese „gasenden" Kunststoffe zeichnen sich dadurch aus, dass bei einer Wechselwirkung mit einem Schaltlichtbogen aus der Oberfläche der Kunststoffe gasförmige Zersetzungsprodukte freigesetzt werden. Die gasförmigen Zersetzungsprodukte, die auch unter der Bezeichnung „Hartgas" bekannt sind, führen zu einem Überdruck am Ort der Lichtbogenlöschung und zwingen den Lichtbogen damit schneller zum Erlöschen.Of the Use of gassing plastics in arc extinguishing systems is known per se. These "gassing" plastics draw characterized by the fact that when interacting with a switching arc from the surface the plastics gaseous Decomposition products are released. The gaseous decomposition products, which are also known by the name "hard gas", lead to an overpressure at the place of arc quenching and force the arc to extinguish faster.

Die Druckschrift DE 102 42 310 A1 zeigt einen Leitungsschutzschalter mit einer gattungsgemäßen Lichtbogen-Löscheinrichtung. – Bei dieser bekannten Lichtbogen-Löscheinrichtung ist das zusätzliche Teil aus gasendem Kunststoff als Platte vorzugsweise aus Ultramid A3SK ausgebildet. Diese Platte ist zusätzlich zu den Löschblechen oder an Stelle der Löschbleche vorgesehen und verläuft parallel zu den Löschblechen und damit quer zur Lichtbogenlaufrichtung. Sie dient zur Stabilisierung des Lichtbogens im Bereich der Löschbleche.The publication DE 102 42 310 A1 shows a circuit breaker with a generic arc extinguishing device. - In this known arc extinguishing device, the additional part of gassing plastic as a plate is preferably formed of Ultramid A3SK. This plate is provided in addition to the quenching plates or in place of the quenching plates and runs parallel to the quenching plates and thus transversely to the arc running direction. It serves to stabilize the arc in the area of the quenching plates.

Ausgehend von einer Lichtbogen-Löscheinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 ( DE 102 42 310 A1 ) liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei vergleichbar guter Stabilisierung des Lichtbogens eine Verschmutzung von Teilen eines unterhalb der Lichtbogen-Löscheinrichtung angeordneten Schaltkontaktsystems durch herabfallende Abbrandprodukte zu vermeiden.Starting from an arc extinguishing device with the features of the preamble of claim 1 ( DE 102 42 310 A1 ), the invention is based on the object, with relatively good stabilization of the arc to avoid contamination of parts of a arranged below the arc extinguishing device switching contact system by falling Abbrandprodukte.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der gasende Kunststoff glasfaserverstärkt ist. – Diese Glasfaserverstärkung wirkt selbst bei häufiger Wechselwirkung mit-Lichtbögen strukturerhaltend.These Task is inventively characterized solved, that the gassing plastic is glass fiber reinforced. - This glass fiber reinforcement works by itself at more frequent Interaction with arcs sustaining structure.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der neuen Lichtbogen-Löscheinrichtung sieht vor, dass der gasende Kunststoff einen Zusatz aus rotem Phosphor zur Brandschutzoptimierung enthält. – So kann als gasender Kunststoff insbesondere das als Spritzgussmarke Ultramid^® A3X2G7 bekannte Polyamid verwendet werden.A preferred embodiment of the new arc extinguishing device provides that the gassing plastic contains an addition of red phosphorus for fire protection optimization. - Sun can be used as a gassing plastic in particular that known as injection molding grade Ultramid ^® A3X2G7 polyamide.

Ein Ausführungsbeispiel der neuen Lichtbogen-Löschkammer ist in den 1 bis 5 dargestellt.An embodiment of the new arc-quenching chamber is in the 1 to 5 shown.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 eine schematische Darstellung eines elektrischen Schalters mit einer Lichtbogen-Löscheinrichtung, 1 a schematic representation of an electrical switch with an arc extinguishing device,

2 eine Schaltkontaktanordnung des elektrischen Schalters, der eine erfindungsgemäße Lichtbogen-Löscheinrichtung zugeordnet ist, 2 a switch contact arrangement of the electrical switch, which is associated with an arc extinguishing device according to the invention,

3 die Lichtbogen-Löscheinrichtung gemäß der 2 in Explosionsdarstellung und 3 the arc extinguishing device according to the 2 in exploded view and

4 und 5 die Lichtbogen-Löscheinrichtung gemäß der 2 während und nach der Montage der zusätzlichen Teile aus gasendem Kunststoff. 4 and 5 the arc extinguishing device according to the 2 during and after assembly of the additional parts of gassing plastic.

Die 1 zeigt einen elektrischen Schalter 1 in Form eines Niederspannungs-Leistungsschalters, der ein Schaltkontakt-System, eine dem Schaltkontaktsystem zugeordnete Lichtbogen-Löscheinrichtung 2 und ein aus zwei Gehäuseschalen 3 und 4 gebildetes Schaltpolgehäuse aufweist. Das Schaltpolgehäuse bildet dabei eine integrierte Schaltkammer 5 zur Aufnahme des Schaltkontaktsystems und eine zu der Schaltkammer 5 offene integrierte Löschkammer 6 zur Aufnahme der Lichtbogen-Löscheinrichtung 2. Das Schaltkontaktsystem besteht aus einer feststehenden Schaltkontaktanordnung 7 und einer beweglichen Schaltkontaktanordnung 8. Die bewegliche Schaltkontaktanordnung 8 weist dabei einen schwenkbaren Kontaktträger 11 und mehrere bewegliche Schaltkontakte 12 in Form von Kontakthebeln auf. Die beweglichen Schaltkontakte 12 sind parallel zueinander schwenkbar und mittels jeweils zwei Kontaktkraft-Federn 13 unter Vorspannung federnd an dem Kontaktträger 11 abgestützt. Die bewegliche Schaltkontaktanordnung 7 ist in bekannter Weise über eine in der 1 nur schematisch angedeutete Hebelanordnung 14 mit einer Schaltwelle 15 gekoppelt. Die Schaltwelle 15 dient gleichzeitig zum Antrieb nicht weiter dargestellter, parallel zu dem gezeigten Schaltkontaktsystem angeordneter weiterer Schaltkontaktsysteme, denen jeweils eine weitere, ebenfalls nicht dargestellte Lichtbogen-Löscheinrichtung zugeordnet ist. Die Schaltwelle 15 ist mittels einer Antriebsvorrichtung 16 aus einer Aus-Position, bei der die Schaltkontaktsysteme offen sind, in eine Ein-Position, bei der die Schaltkontaktsysteme geschlossen sind, zu überführen. Beim Überführen der Schaltwelle 15 in ihre Ein-Position werden die Kontaktkraft-Federn 13 weiter gespannt. Die Antriebsvorrichtung 16 weist einen mit einer Speicherfeder 17 versehenen Antrieb 18, einen den Antrieb 18 mit der Schaltwelle 15 koppelnden Antriebsstrang 19 und ein Schaltschloss 20 auf.The 1 shows an electrical switch 1 in the form of a low-voltage circuit breaker, a switching contact system, an arc extinguishing device associated with the switching contact system 2 and one of two housing shells 3 and 4 having formed Schaltpolgehäuse. The switching pole housing forms an integrated switching chamber 5 for receiving the switching contact system and one to the switching chamber 5 open integrated extinguishing chamber 6 for receiving the arc extinguishing device 2 , The switch contact system consists of a fixed switch contact arrangement 7 and a movable switch contact arrangement 8th , The movable switch contact arrangement 8th has a pivotable contact carrier 11 and several movable switch contacts 12 in the form of contact levers. The moving switch contacts 12 are parallel to each other and pivotable by means of two contact force springs 13 under bias resiliently on the contact carrier 11 supported. The movable switch contact arrangement 7 is in a known manner via a in the 1 only schematically indicated lever arrangement 14 with a switching shaft 15 coupled. The shift shaft 15 serves at the same time to drive not shown, arranged parallel to the switching contact system shown further switching contact systems, which in each case a further, also not shown arc extinguishing device is assigned. The shift shaft 15 is by means of a drive device 16 from an off position where the switch contact systems are open to transfer to an on position where the switch contact systems are closed. When transferring the shift shaft 15 in their on position are the contact force springs 13 further excited. The drive device 16 has one with a memory spring 17 provided drive 18 , one the drive 18 with the switching shaft 15 coupling drive train 19 and a switch lock 20 on.

Gemäß der 2 und 3 besteht jede der Lichtbogen-Löscheinrichtungen 2 aus zwei Isolierwänden 22 aus Fiber oder abbrandfestem Kunststoff sowie aus Lichtbogen-Löschblechen 23 und Lichtbogen-Leitblechen 24, 25 aus Stahlblech. Die Lichtbogen-Löschbleche 23 und die Lichtbogen-Leitbleche 24, 25 sind mit Zapfen 26 versehen, die in Löcher 27 der Isolierwände 22 eingeführt und verstemmt (vernietet) werden. Dadurch entsteht ein Löschblechpaket, das in die Löschkammer 6 eingesetzt wird. Die Lichtbogen-Löscheinrichtung weist weiterhin einen abschließenden Deckel 28 auf, der mit Ausblasschlitzen 29, seitlichen Anformungen 30 und einer Durchführungsöffnung 31 versehen ist. Die seitlichen Anformungen 30 greifen in Schlitze 33 der Isolierwände 22, um den Deckel 28 an dem Löschblechpaket zu befestigen. Zur Befestigung der Lichtbogen-Löscheinrichtung 2 in der Löschkammer 6 dient eine nicht dargestellte Befestigungsschraube, die die Durchführungsöffnung 31 durchgreifend in eine ihr zugeordnete Gewindebohrung einer der beiden Gehäuseschalen 3 des Schaltpolgehäuses eingreift.According to the 2 and 3 each of the arc extinguishing devices exists 2 from two insulating walls 22 made of fiber or erosion-resistant plastic as well as arc quenching plates 23 and arc baffles 24 . 25 made of sheet steel. The arc quenching plates 23 and the arc baffles 24 . 25 are with cones 26 provided in holes 27 the insulating walls 22 introduced and caulked (riveted). This creates a splitter stack, which is in the quenching chamber 6 is used. The arc extinguishing device also has a final lid 28 on, with blowout slots 29 , lateral formations 30 and a lead-through opening 31 is provided. The lateral formations 30 grab in slots 33 the insulating walls 22 to the lid 28 to attach to the splitter stack. For fixing the arc extinguishing device 2 in the extinguishing chamber 6 serves a mounting screw, not shown, the passage opening 31 penetrating into a threaded hole associated therewith one of the two housing shells 3 engages the Schaltpolgehäuses.

Gemäß der 2 ist der feststehenden Schaltkontaktanordnung 7 das flache Lichtbogen-Leitblech 24 zugeordnet, das eine senkrecht zu den Isolierplatten verlaufende Außenseite des Löschblechpaketes bildet. Der beweglichen Schaltkontaktanordnung 8 ist das Lichtbogen-Leitblech 25 zugeordnet, das ebenfalls eine senkrecht zu den Isolierplatten verlaufende Außenseite des Löschblechpaketes bildet. Es weist einen parallel zu den Lichtbogen-Löschblechen 23 verlaufenden ersten Teil 40 und einen entgegen der Öffnungsrichtung 32 der beweglichen Schaltkontakte 12 geneigte Abwinklung 41 auf. Das freie Ende dieser Abwinklungen 41 weist einen geringen Abstand zu den Bewegungsbahnen der als Lichtbogenhörner 34 ausgebildeten freien Enden der beweglichen Schaltkontakte 12 auf. Dies gewährleistet eine optimale Übergabe des Lichtbogenfußpunktes von den Lichtbogenhörnern 34 zu dem Lichtbogen-Leitblech 25. Die Lichtbogenlaufrichtung entspricht dabei der Öffnungsrichtung 32.According to the 2 is the fixed switch contact arrangement 7 the flat arc baffle 24 assigned, which forms a perpendicular to the insulating plates extending outside of the splitter stack. The movable switch contact arrangement 8th is the arc baffle 25 assigned, which also forms a perpendicular to the insulating plates outside of the splitter stack. It has a parallel to the arc quenching plates 23 running first part 40 and one opposite to the opening direction 32 the movable switching contacts 12 inclined bend 41 on. The free end of these bends 41 has a small distance to the trajectories of the arc horns 34 formed free ends of the movable switching contacts 12 on. This ensures optimum transfer of the arc root from the arc horns 34 to the arc baffle 25 , The arc running direction corresponds to the opening direction 32 ,

Gemäß der 4 und 5 sind an den einander zugewandten Innenseiten der Isolierwände 22 unterhalb der Lichtbogen-Löschbleche 23 zwei zusätzliche Teile 50 in Form flächenhafter Streifen abgestützt. Diese zusätzlichen Teile 50 bestehen aus gasendem Kunststoff, der als Brandschutzausrüstung einen Zusatz aus rotem Phosphor enthält. Weiterhin weist der gasende Kunststoff zur Verstärkung Verstärkungsstoffe in Form von Glasfasern auf. Bevorzugt bestehen die gasenden Teile 50 aus dem unter dem unter der Handelsmarke Ultramid^® R3X2G7 bekannten Polyamid-Kunsstoff PA 66, der sich durch eine niedrige Schmelzviskosität auszeichnet, und der neben dem roten Phosphor einen Massenanteil an Glasfasern von 35% aufweist. Die beiden Streifen weisen jeweils eine Länge von 98 mm, eine Breite von 22 mm und eine Dicke von 3 mm auf.According to the 4 and 5 are on the mutually facing inner sides of the insulating walls 22 below the arc quenching plates 23 two additional parts 50 supported in the form of areal stripes. These additional parts 50 consist of gassing plastic containing a red phosphorus additive as fire protection equipment. Furthermore, the gassing plastic for reinforcement on reinforcing materials in the form of glass fibers. Preferably, the gassing parts exist 50 from under the brand Ultramid ^® R3X2G7 known polyamide resin PA 66, which is characterized by a low melt viscosity, and in addition to the red phosphorus has a mass fraction of glass fibers of 35%. The two strips each have a length of 98 mm, a width of 22 mm and a thickness of 3 mm.

Die Streifen sind mittels korrespondierender Rastmittel an den Lichtbogen-Leitblechen fixiert. Dabei weisen die Lichtbogen-Leitbleche an ihren den beiden Isolierwänden 22 zugewandten Kanten Vorsprünge 51 auf, die in zugeordnete Aussparungen 52 in Form von Bohrungen in den Isolierwänden 22 eingreifen.The strips are fixed by means of corresponding locking means on the arc guide plates. In this case, the arc guide plates at their two insulating walls 22 facing edges projections 51 on that in associated recesses 52 in the form of holes in the insulating walls 22 intervention.

Die Montage der beiden flächenhaften Streifen erfolgt erst nachdem die Lichtbogen-Löschbleche 23 und die Lichtbogen-Leitbleche 24, 25 mit den Isolierwänden 22 zu dem Löschblechpaket verstemmt (vernietet) wurden. Dabei werden die Isolier wände 22 kurzzeitig elastisch nach außen aufgebogen, um die flächenhaften Streifen so zu positionieren, dass die Vorsprünge 51 der Lichtbogen-Leitbleche 24, 25 in die zugeordneten Aussparungen 52 der flächenhaften Streifen eingreifen können.The assembly of the two planar strips takes place only after the arc quenching plates 23 and the arc baffles 24 . 25 with the insulating walls 22 crimped (riveted) to the splitter stack. In this case, the insulating walls 22 briefly elastically bent outward to position the laminar strips so that the projections 51 the arc baffles 24 . 25 in the assigned recesses 52 can intervene the planar strip.

Durch die derart angeordneten und fixierten zusätzlichen Teile 50 aus gasendem Kunststoff, insbesondere aus Ultramid^® A3X2G7, kann das Löschverhalten der Lichtbogen-Löscheinrichtung erheblich verbessert werden. Andere montagetechnisch aufwendigere Lösungen zur Stabilisierung des Lichtbogens innerhalb des Löschblechpaketes – beispielsweise in Form der aus der DE 102 50 950 B4 bekannten Leitschienen aus Kupfer – können entfallen. Eine Personengefährdung beispielsweise aufgrund von Löschversagern im Kurzschlussfall ist dabei sicher ausgeschlossen, so dass keine weiteren Schutzmaßnahmen, insbesondere keine zusätzlichen Schutzabdeckungen erforderlich sind.By thus arranged and fixed additional parts 50 From gaseous plastic, in particular from Ultramid ^® A3X2G7, the extinguishing behavior of the arc extinguishing device can be significantly improved. Other montagetechnisch more complex solutions for stabilizing the arc within the splitter stack - for example in the form of the DE 102 50 950 B4 known guide rails made of copper - can be omitted. A personal hazard, for example, due to deletion failures in the event of a short circuit is safely excluded, so that no further protective measures, in particular no additional protective covers are required.

Durch die Glasfaserverstärkung des gasenden Kunststoffes, aus dem die Teile 50 bestehen, ist ein Strukturerhalt der Teile 50 sichergestellt, so dass selbst bei häufiger Wechselwirkung mit Schaltlichtbögen ein Lösen und Herabfallen der Teile 50 vermieden werden kann.Through the glass fiber reinforcement of the gassing plastic, from which the parts 50 is a structural conservation of the parts 50 ensuring that even with frequent interaction with switching arcs loosening and falling of the parts 50 can be avoided.

Claims

Arc extinguishing device ( 2 ) for an electrical switch ( 1 ) - with several mutually parallel arc quenching plates ( 23 ) and - with at least a part ( 50 ) of gassing plastic, characterized in that the gassing plastic is glass fiber reinforced.

Arc-extinguishing device according to claim 1, characterized in that the gassing plastic contains an additive of red phosphorus.

Arc extinguishing device according to one of Claims 1 or 2, characterized in that as gassing plastic Ultramid ^® A3X2G7 is used.

Electric switch ( 1 ) with an arc extinguishing device ( 2 ), the arc extinguishing device ( 2 ) is designed according to one of claims 1 to 3.