DE102016213073A1

DE102016213073A1 - switching system

Info

Publication number: DE102016213073A1
Application number: DE102016213073.0A
Authority: DE
Inventors: Ernst-Dieter WILKENING; Hendrik-Christian Köpf
Original assignee: Ellenberger and Poensgen GmbH
Current assignee: Ellenberger and Poensgen GmbH
Priority date: 2016-07-18
Filing date: 2016-07-18
Publication date: 2018-01-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schaltsystem (13), insbesondere eines Schutzschalters (8), mit einem Löschblechpaket (12), das in eine Vorzugsrichtung (40) übereinander gestapelte Löschbleche (36, 38) aufweist. Eines der Löschbleche (36) besteht aus einem ersten Material, und eines der Löschbleche (38) besteht aus einem zweiten Material. Die Erfindung betrifft ferner ein Löschblechpaket (12) eines Schaltsystems (13) und einen Schutzschalter (8) mit einem Schaltsystem (13).The invention relates to a switching system (13), in particular a circuit breaker (8), with a splitter stack (12), in a preferred direction (40) stacked quenching plates (36, 38). One of the quenching plates (36) consists of a first material, and one of the quenching plates (38) consists of a second material. The invention further relates to a splitter stack (12) of a switching system (13) and a circuit breaker (8) with a switching system (13).

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaltsystem mit einem Löschblechpaket, das übereinander gestapelte Löschbleche aufweist. Das Schaltsystem ist insbesondere für den Niederspannungsbereich vorgesehen, vorzugsweise für ein Relais oder für ein Schütz, wobei die zu schaltenden elektrischen Ströme bis zu 500 A betragen und die zu schaltenden Spannungen bis zu zwischen 1200V und 6000V im Gleichspannungs- oder Wechselspannungsbetrieb betragen, z.B. 1500 V im Gleichspannungsbetrieb und 1000 V im Wechselspannungsbetrieb. The invention relates to a switching system with a splitter stack having stacked quenching plates. The switching system is intended in particular for the low voltage range, preferably for a relay or for a contactor, wherein the electrical currents to be switched are up to 500 A and the voltages to be switched up to between 1200V and 6000V in DC or AC operation, e.g. 1500 V in DC operation and 1000 V in AC operation.

Aus der DE 10 2009 013 337 B4 ist ein Schutzschalter für Gleichstrom- und Wechselstrom mit zwei Kontaktstellen bekannt. Zwischen den Kontaktstellen ist eine Kontaktbrücke angeordnet, die bei einem Auslösen des Schutzschalters in transversaler Richtung verbracht wird. Die an den beiden Kontaktstellen entstehenden Lichtbögen werden mittels einer Blaseinrichtung getrieben. Einer der beiden Lichtbögen wird hierbei bis zu einem Randbereich der Kontaktbrücke geblasen, wohingegen einer der Fußpunkte des anderen Lichtbogens mittels Leitblechen im Wesentlichen in elektrischen Kontakt mit den beiden Kontaktstellen verbracht wird. Mit anderen Worten werden mittels des zweiten Lichtbogens die beiden Kontaktstellen elektrisch kurzgeschlossen und der zweite Lichtbogen übernimmt die elektrische Funktion der Kontaktbrücke im geschlossenen Zustand. Der zweite Lichtbogen ist somit parallel zu der Kontaktbrücke geschaltet. Der erste der beiden Lichtbögen erlischt infolgedessen. Der verbleibende Lichtbogen wird mittels einer weiteren Blaseinrichtung in eine Löschkammer mit einem Löschblechpaket getrieben und dort mittels des Löschblechpakets zum Erlöschen gebracht. From the DE 10 2009 013 337 B4 is a circuit breaker for DC and AC with two contact points known. Between the contact points a contact bridge is arranged, which is spent in a triggering of the circuit breaker in the transverse direction. The resulting arcing at the two contact points are driven by means of a blowing device. One of the two arcs is in this case blown to an edge region of the contact bridge, whereas one of the bases of the other arc is brought by means of baffles substantially in electrical contact with the two contact points. In other words, the two contact points are electrically short-circuited by means of the second arc and the second arc assumes the electrical function of the contact bridge in the closed state. The second arc is thus connected in parallel to the contact bridge. The first of the two arcs goes out as a result. The remaining arc is driven by means of a further blowing device in a quenching chamber with a splitter stack and there brought to extinction by means of the splitter stack.

Das Löschblechpaket ist mittels mehrerer übereinander gestapelter Löschbleche gebildet, die aus einem elektrisch leitenden Material gefertigt sind, meist aus einem ferromagnetischen Material. Mittels der Löschbleche wird der Lichtbogen in mehrere Teillichtbögen untergliedert, was zu einer Vervielfältigung der elektrischen Spannung führt, die zum Aufrechterhalten des Lichtbogens erforderlich ist. Der Lichtbogen selbst bewirkt ein Magnetfeld, dessen Energie umso geringer ist, je größer die Weglänge der Magnetfeldlinie ist, die innerhalb der ferromagnetischen Löschbleche verläuft. Da jedoch der Lichtbogen selbst von den Magnetfeldlinien umgeben ist, wird der Lichtbogen somit anhand dessen eigenen erzeugten Magnetfelds in das Löschblechpaket gezogen, was zu einem vergleichsweise schnellen Erlöschen des Lichtbogens führt. Die ferromagnetischen Löschbleche wechselwirken jedoch auch mit weiteren Bestandteilen des Schutzschalters, weswegen diese entweder entsprechend abgeschirmt oder derart abgeordnet werden müssen, dass die Wechselwirkung eine Funktionsweise des Schutzschalters nicht beeinflusst. The splitter stack is formed by means of a plurality of stacked quenching plates, which are made of an electrically conductive material, usually of a ferromagnetic material. By means of the quenching plates, the arc is subdivided into several partial arcs, resulting in a duplication of the electrical voltage required to maintain the arc. The arc itself causes a magnetic field whose energy is lower, the greater the path length of the magnetic field line that runs within the ferromagnetic quenching plates. However, since the arc itself is surrounded by the magnetic field lines, the arc is thus pulled by its own generated magnetic field in the splitter stack, resulting in a comparatively fast extinction of the arc. However, the ferromagnetic quenching plates also interact with other components of the circuit breaker, which is why they must be either shielded or screened in such a way that the interaction does not affect the operation of the circuit breaker.

Zum Schutz vor Korrosion ist es beispielsweise aus DE 10 2008 035 974 A1 bekannt, Löschbleche mit einer Beschichtung zu versehen. Auf diese Weise kann eine Oxidation des ferromagnetischen Teils des Löschblechs unterbunden werden. Diese Beschichtung ist vergleichsweise dünn, sodass diese partiell abgetragen wird, sobald ein Lichtbogen in Kontakt mit dem jeweiligen Löschblech ist. For example, to protect against corrosion DE 10 2008 035 974 A1 known to provide quenching plates with a coating. In this way, oxidation of the ferromagnetic part of the quenching plate can be prevented. This coating is comparatively thin, so that it is partially removed as soon as an arc is in contact with the respective arc splitter.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeignetes Schaltsystem mit einem Löschblechpaket sowie ein besonders geeignetes Löschblechpaket als auch einen besonders geeigneten Schutzschalter mit dem Schaltsystem anzugeben, wobei ein sich bildender Lichtbogen vergleichsweise effizient gelöscht wird. The invention has for its object to provide a particularly suitable switching system with a splitter stack and a particularly suitable splitter stack and a particularly suitable circuit breaker with the switching system, wherein a forming arc is erased comparatively efficient.

Hinsichtlich des Schaltsystems wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Löschblechpakets durch die Merkmale des Anspruchs 9 und hinsichtlich des Schutzschalters durch die Merkmale des Anspruchs 10 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche. With regard to the switching system, the object is achieved by the features of claim 1 and in terms of the splitter stack by the features of claim 9 and with respect to the circuit breaker by the features of claim 10 according to the invention. Advantageous developments and refinements are the subject of the dependent claims.

Das Schaltsystem weist geeigneterweise einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt auf, die elektrisch in Reihe geschaltet sind und zur Stromführung innerhalb des Schaltsystems dienen. Die beiden Kontakte sind zueinander in eine Öffnungsrichtung beweglich. Hierbei ist beispielsweise der erste Kontakt feststehend, also wird mittels weiterer Elemente des Schaltsystems ortsfest gehalten. Der zweite Kontakt ist vorzugsweise mittels eines Scharniers, beispielsweise eines Filmscharniers oder dergleichen, beweglich gelagert. Mit anderen Worten ist der erste Kontakt ein Festkontakt und der zweite Kontakt ein Bewegkontakt. Alternativ hierzu sind beide Kontakte beweglich innerhalb des Schaltsystems angeordnet. Insbesondere ist der erste Kontakt mittels eines Scharniers beweglich gelagert. Alternativ oder in Kombination hierzu ist zumindest einer der Kontakte in eine transversale Richtung verbringbar. The switching system suitably has a first contact and a second contact, which are electrically connected in series and serve to conduct current within the switching system. The two contacts are mutually movable in an opening direction. In this case, for example, the first contact is stationary, so it is held stationary by means of further elements of the switching system. The second contact is preferably movably supported by means of a hinge, for example a film hinge or the like. In other words, the first contact is a fixed contact and the second contact is a moving contact. Alternatively, both contacts are movably disposed within the switching system. In particular, the first contact is movably supported by means of a hinge. Alternatively or in combination, at least one of the contacts can be moved in a transverse direction.

In dem elektrisch leitenden Zustand des Schaltsystems liegen die beiden Kontakte vorzugsweise mechanisch direkt aneinander an und sind im nichtleitenden Zustand voneinander beabstandet. Hierbei werden die Kontakte zueinander in die Öffnungsrichtung verbracht. Unter Öffnungsrichtung wird insbesondere die Richtung verstanden, in die der zweite Kontakt bezüglich des ersten Kontakts verbracht wird, um das Schaltsystem von dem (elektrisch-)leitenden in den nichtleitenden Zustand zu überführen. Beispielsweise wird der zweite Kontakt bezüglich des ersten Kontakts transversal verbracht. Hierbei bezeichnet die Öffnungsrichtung die Richtung, die parallel zur transversalen Geraden ist. Alternativ wird der zweite Kontakt bezüglich des ersten Kontakts rotiert, insbesondere mittels eines Scharniers oder einer feststehenden Achse. In diesem Fall ist die Öffnungsrichtung tangential bezüglich der Rotationsachse. In the electrically conductive state of the switching system, the two contacts are preferably mechanically directly against each other and are spaced apart in the non-conductive state. Here, the contacts are spent to each other in the opening direction. In particular, the direction of opening is understood to mean the direction in which the second contact is moved relative to the first contact in order to transfer the switching system from the (electrically) conducting to the non-conducting state. For example, the second contact is transversely spent with respect to the first contact. Here, the opening direction denotes the direction parallel to the transverse line. Alternatively, the second contact is rotated with respect to the first contact, in particular by means of a hinge or a fixed axis. In this case, the opening direction is tangential with respect to the rotation axis.

Das Schaltsystem umfasst ein Löschblechpaket, das beispielsweise innerhalb einer Löschkammer angeordnet und/oder benachbart zu den etwaigen beiden Kontakten angeordnet ist. Das Löschblechpaket weist in eine Vorzugsrichtung übereinander gestapelter Löschbleche auf, also mehrere Löschbleche, insbesondere mindestens zwei Löschbleche und geeigneterweise weniger als 100 Löschbleche. Vorzugsweise beträgt die Anzahl der Löschbleche zwischen 5 und 80, zwischen 8 und 50 oder zwischen 10 und 30. Geeigneterweise ist die Anzahl der Löschbleche kleiner gleich 20. Die Löschbleche sind zueinander beabstandet. Mit anderen Worten sind die Löschbleche nicht in direktem mechanischem Kontakt zueinander, und vorzugsweise gegeneinander elektrisch isoliert. Beispielsweise ist zwischen benachbarten Löschblechen ein Luftspalt gebildet. Mit anderen Worten ist zwischen benachbarten Löschblechen in die Vorzugsrichtung kein weiteres Bauteil angeordnet. Die Ausdehnung sämtlicher Luftspalte in die Vorzugsrichtung ist vorzugsweise konstant und beträgt beispielsweise zwischen dem 0,5-Fachen und dem 2-Fachen der Dicke eines der Löschbleche. The switching system comprises a splitter stack, which is arranged, for example, within an extinguishing chamber and / or arranged adjacent to the possible two contacts. The splitter stack has in a preferred direction of stacked quenching plates, so a plurality of quenching plates, in particular at least two quenching plates and suitably less than 100 quenching plates. Preferably, the number of quenching plates is between 5 and 80, between 8 and 50 or between 10 and 30. Suitably, the number of quenching plates is less than or equal to 20. The quenching plates are spaced from each other. In other words, the quenching plates are not in direct mechanical contact with each other, and are preferably electrically isolated from each other. For example, an air gap is formed between adjacent quenching plates. In other words, no further component is arranged between adjacent quenching plates in the preferred direction. The expansion of all the air gaps in the preferred direction is preferably constant and is for example between 0.5 times and 2 times the thickness of one of the quenching plates.

Eines der Löschbleche des Löschblechpakets besteht aus einem ersten Material und eines der Löschbleche des Löschblechpakets besteht aus einem zweiten Material. Mit anderen Worten ist eines der Löschbleche aus dem ersten Material und eines der Löschbleche aus dem zweiten Material gefertigt. Das erste Material unterscheidet sich von dem zweiten Material, insbesondere aufgrund physikalischer Eigenschaften, geeigneterweise magnetischer und/oder elektrischer Eigenschaften. Beispielsweise unterscheiden sich die beiden Materialien aufgrund der chemischen Zusammensetzung und/oder der Modifikation (Polymorphie). Alternativ sind die beiden Materialien unterschiedliche Isomere und weisen die gleiche chemische Summenformel und Molekülmasse auf, unterscheiden sich jedoch in der Verknüpfung oder der räumlichen Anordnung der Atome. Beispielsweise sind die Materialien homogen oder inhomogen, also insbesondere ein heterogenes Gemisch. Zusammenfassend ist das erste Material unterschiedlich zu dem zweiten Material. One of the quenching plates of the splitter stack consists of a first material and one of the quenching plates of the splitter stack consists of a second material. In other words, one of the quenching plates made of the first material and one of the quenching plates made of the second material. The first material differs from the second material, in particular due to physical properties, suitably magnetic and / or electrical properties. For example, the two materials differ due to the chemical composition and / or the modification (polymorphism). Alternatively, the two materials are different isomers and have the same chemical molecular formula and molecular weight, but differ in the linkage or spatial arrangement of the atoms. For example, the materials are homogeneous or inhomogeneous, ie in particular a heterogeneous mixture. In summary, the first material is different from the second material.

Bei einem Überführen des Schaltsystems von dem leitenden in den nichtleitenden Zustand ist es möglich, dass zwischen dem ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt aufgrund einer vergleichsweise hohen elektrischen Spannung ein Plasma gebildet wird und somit ein Lichtbogen entsteht, über den ein elektrischer Strom fließt. Infolgedessen besteht ein Stromfluss durch das Schaltsystem auch bei geöffneten Kontakten fort. Der Lichtbogen, der beispielsweise im Wesentlichen parallel zur Vorzugsrichtung ist, wird geeigneterweise aufgrund eines Magnetfelds, welches beispielsweise vom dem Lichtbogen selbst erzeugt wird, in das Löschblechpaket getrieben und breitet sich in dem Löschblechpaket aus. Insbesondere bildet sich zwischen den einzelnen Löschblechen ein Plasma, über das der Strom fließt. Dies führt zu einer erhöhten elektrischen Spannung, die zum Erhalt des Lichtbogens erforderlich ist. Auch findet zwischen dem Plasma und dem vergleichsweise kühlen Löschblechpaket ein Wärmeaustausch statt. Das Kühlen des Plasmas und der damit einhergehende Energieentzug sorgen für eine Erhöhung der elektrischen Feldstärke des Lichtbogens. Dies führt zu einem starken und schnellen Anstieg der Lichtbogenspannung. Sobald die Lichtbogenspannung den Wert der an dem Schaltsystem anliegenden elektrischen Spannung erreicht oder diesen übersteigt, führt dies zu einer Begrenzung und Reduzierung des Stromflusses bis hin zu seiner Unterbrechung. Zusammenfassend wird der Lichtbogen aufgrund der erhöhten Lichtbogenspannung gelöscht und folglich das Schaltsystem in einen nichtleitenden Zustand versetzt. In a transfer of the switching system from the conductive to the non-conductive state, it is possible that a plasma is formed between the first contact and the second contact due to a comparatively high electrical voltage and thus an arc is formed, over which an electric current flows. As a result, a current flow through the switching system continues even when contacts are open. The arc, for example, which is substantially parallel to the preferred direction, is suitably driven into the splitter stack due to a magnetic field generated, for example, by the arc itself and propagates in the splitter stack. In particular, a plasma forms between the individual quenching plates over which the current flows. This leads to an increased electrical voltage, which is required to obtain the arc. There is also a heat exchange between the plasma and the comparatively cool splitter stack. The cooling of the plasma and the associated removal of energy provide for an increase in the electric field strength of the arc. This leads to a strong and rapid increase in the arc voltage. As soon as the arc voltage reaches or exceeds the value of the voltage applied to the switching system electrical voltage, this leads to a limitation and reduction of the current flow up to its interruption. In summary, the arc is extinguished due to the increased arc voltage and consequently the switching system is placed in a non-conducting state.

Aufgrund der unterschiedlichen Materialien ist es ermöglicht, das Löschblechpaket auf unterschiedliche Anforderungen hin zu optimieren, wobei eine der Anforderung mittels des Löschblechs aus dem ersten Material und eine weitere Anforderung mittels des Löschblechs aus dem zweiten Material erfüllt wird. Beispielsweise ist eine dieser Anforderungen das vergleichsweis zeitsparende Einleiten eines bei einem Schaltvorgang entstehenden Lichtbogens in das Löschblechpaket, wofür insbesondere die magnetischen Eigenschaften optimiert sind. Eine weitere Anforderung ist beispielsweise das vergleichsweise schnelle Löschen des Lichtbogens, insbesondere aufgrund einer erhöhten elektrischen Austrittsspannung des ersten oder des zweiten Materials und somit eine erhöhte Lichtbogenspannung. Eine weitere Anforderung ist geeigneterweise eine vergleichsweise geringe Beeinflussung weiterer Komponenten des Schaltsystems. Eine weitere Anforderung ist zum Beispiel das Bereitstellen/Bewirken einer im Wesentlichen konstanten Kraft auf den Lichtbogen über dessen vollständige Länge, die den Lichtbogen in das Löschblechpaket zieht. Due to the different materials, it is possible to optimize the splitter stack to different requirements, wherein one of the request by means of the quenching plate made of the first material and another request by means of the quenching plate made of the second material is met. For example, one of these requirements is the comparatively time-saving introduction of an arc resulting from a switching process into the arc splitter stack, for which, in particular, the magnetic properties are optimized. Another requirement is, for example, the relatively rapid extinction of the arc, in particular due to an increased electrical discharge voltage of the first or the second material and thus an increased arc voltage. Another requirement is suitably a comparatively small influence on other components of the switching system. Another requirement is, for example, providing a substantially constant force on the arc over its full length that pulls the arc into the arc splitter stack.

Beispielsweise umfasst das Schaltsystem, insbesondere die Löschkammer, sofern diese vorhanden ist, ein Treibelement zum Treiben eines bei einem Schaltvorgang entstehenden Lichtbogens in das Löschblechpaket. Das Löschblechpaket, das Treibelement und die beiden Kontakte sind geeigneterweise derart angeordnet, dass ein bei einer Öffnung (Beabstandung) der beiden Kontakte entstehender Lichtbogen mittels des Treibelements in das Löschblechpaket getrieben wird. For example, the switching system, in particular the quenching chamber, if it is present, a drive element for driving an arc resulting from a switching operation in the splitter stack. The splitter stack, the drive element and the two contacts are suitably arranged such that one at a Opening (spacing) of the two contacts resulting arc is driven by means of the drive element in the splitter stack.

Zweckmäßigerweise wird das Schaltsystem bei einer Photovoltaikanlage, in einem Kraftfahrzeug oder einem Flugzeug verwendet, was aufgrund der vergleichsweise leichten und kompakten Ausführung des Schaltsystems möglich ist. Das Schaltsystem ist geeigneterweise ein Bestandteil eines Schaltsystems und/oder für hohe Gleichspannungen, vorzugsweise für ein Hochvolt-Relais oder für ein Schütz, vorgesehen. Das Schaltsystem soll, vorzugsweise in Verbindung mit einem Schalter in Form eines Relais oder Schützes, für hohe Gleichspannungen von z.B. mindestens 330 V und zum Tragen und Trennen eines Dauerstroms von z.B. mindestens 32 A, 100 A, 320 A, 500 A oder 1000 A geeignet sein. Insbesondere ist das Schaltsystem zum Tragen und Trennen eines Dauerstromes von bis zu mehreren hundert Ampere und einer Dauerspannung von mehreren hundert Volt geeignet, wobei die zu schaltenden Spannungen z.B. bis zu zwischen 1200V und 6000V im Gleichspannungs- oder Wechselspannungsbetrieb betragen, insbesondere bis zu 1500 V im Gleichspannungsbetrieb und 1000 V im Wechselspannungsbetrieb. Conveniently, the switching system is used in a photovoltaic system, in a motor vehicle or an aircraft, which is possible due to the relatively lightweight and compact design of the switching system. The switching system is suitably provided as part of a switching system and / or for high DC voltages, preferably for a high-voltage relay or for a contactor. The switching system should, preferably in conjunction with a switch in the form of a relay or contactor, for high DC voltages of e.g. at least 330V and for carrying and separating a persistent current of e.g. at least 32 A, 100 A, 320 A, 500 A or 1000 A. In particular, the switching system is suitable for carrying and separating a continuous current of up to several hundred amperes and a continuous voltage of several hundred volts, wherein the voltages to be switched e.g. up to between 1200V and 6000V in DC or AC operation, in particular up to 1500 V in DC operation and 1000 V in AC operation.

Vorzugsweise umfasst das Löschblechpaket eine erste Anzahl an Löschblechen aus dem ersten Material. Alternativ oder besonders bevorzugt in Kombination hierzu weist das Löschblechpaket eine zweite Anzahl an Löschblechen aus dem zweiten Material auf. Beispielsweise umfasst das Löschblechpaket zusätzlich Löschbleche, die aus einem gänzlich unterschiedlichen Material gefertigt sind. Insbesondere weist das Löschblechpaket eine Vielzahl unterschiedlicher Löschbleche auf, die sich aufgrund des Materials unterscheiden. Somit kann eine Vielzahl unterschiedlicher Anforderungen erfüllt werden. Insbesondere besteht das Löschblechpaket lediglich aus Löschblechen, die entweder aus dem ersten Material oder aus dem zweiten Material bestehen. Mit anderen Worten besteht das Löschblechpaket aus einer dritten Anzahl an Löschblechen, wobei die dritte Anzahl gleich der ersten Anzahl zuzüglich der zweiten Anzahl ist. Zusammenfassend sind lediglich die Löschbleche aus dem ersten Material und die Löschbleche aus dem zweiten Material vorhanden, was eine Herstellung vereinfacht und eine Lagerhaltung reduziert. The splitter stack preferably comprises a first number of quenching plates made of the first material. Alternatively or particularly preferably in combination with this, the splitter stack has a second number of quenching plates made of the second material. For example, the splitter stack additionally includes quenching plates, which are made of a completely different material. In particular, the splitter stack on a variety of different quenching plates, which differ due to the material. Thus, a variety of different requirements can be met. In particular, the splitter stack consists only of quenching plates, which consist of either the first material or of the second material. In other words, the splitter stack consists of a third number of quenching plates, wherein the third number is equal to the first number plus the second number. In summary, only the quenching plates of the first material and the quenching plates of the second material are present, which simplifies production and reduces storage.

Beispielsweise sind die Enden des Löschblechpakets in die Vorzugsrichtung mittels jeweils eines Löschblechs aus dem ersten Material gebildet. Mit anderen Worten umfasst das Löschblechpaket zumindest zwei Löschbleche aus dem ersten Material, wobei jeweils das in Vorzugsrichtung äußerste Löschblech des Löschblechpakets ein Löschblech aus dem ersten Material ist. Die Vorzugsrichtung ist zweckmäßigerweise parallel zu einer Geraden. In einer Alternative hierzu ist die Vorzugsrichtung gekrümmt und insbesondere eine Kreislinie oder eine Bogenlinie. Beispielsweise sind die beiden letzten, drei letzten oder vier letzten Löschbleche mittels Löschblechen aus dem ersten Material gebildet. Infolgedessen weist das Löschblechpaket in dessen Endbereich in Vorzugsrichtung eine bestimmte Eigenschaft auf, die mittels des ersten Materials bereitgestellt ist. Zweckmäßigerweise ist ein Abschnitt mit einer Länge von im Wesentlichen 10% der Gesamtlänge des Löschblechpakets in die Vorzugsrichtung mittels Löschblechen aus dem ersten Material gebildet, wobei sich dieser Abschnitt jeweils am Endbereich des Löschblechs befindet. Unter „im Wesentlichen“ wird hierbei insbesondere eine Abweichung von bis zu 5%, 2% oder 1% verstanden. For example, the ends of the splitter stack are formed in the preferred direction by means of a respective quenching plate of the first material. In other words, the splitter stack comprises at least two quenching plates made of the first material, wherein in each case the outermost extinguishing plate in the preferred direction of the splitter stack is a quenching plate made of the first material. The preferred direction is expediently parallel to a straight line. In an alternative to this, the preferred direction is curved and in particular a circular line or a curved line. For example, the last two, three last or four last quenching plates are formed by means of quenching plates of the first material. As a result, the splitter stack in the end region in the preferred direction on a certain property, which is provided by means of the first material. Conveniently, a section having a length of substantially 10% of the total length of the splitter stack in the preferred direction by means of quenching plates of the first material is formed, wherein this section is in each case at the end portion of the quenching plate. By "substantially" is meant in particular a deviation of up to 5%, 2% or 1%.

Bevorzugt ist ein Mittelteil des Löschblechpakets mittels Löschblechen aus dem ersten Material gebildet. Der Mittelteil befindet sich zwischen den beiden Enden des Löschblechpakets in Vorzugsrichtung und ist insbesondere mittels des sich in der Mitte befindenden Löschblechs gebildet. Besonders bevorzug umfasst der Mittelteil das sich in der Mitte befindenden Löschblech zuzüglich ein Anzahl an benachbarten Löschbleche, wobei die Anzahl 2, 3, 4 oder 5 Löschbleche ist, oder der Mittelteil 2%, 5% oder 10% der Ausdehnung des Löschblechpakets in Vorzugsrichtung ist. Infolgedessen weist das Löschblechpaket in dessen Mittelteil eine bestimmte Eigenschaft auf, die mittels des ersten Materials bereitgestellt wird. Preferably, a central part of the splitter stack is formed by means of quenching plates of the first material. The central part is located between the two ends of the splitter stack in the preferred direction and is formed in particular by means of the quenching plate located in the middle. Particularly preferably, the central part comprises the centrally located arc splitter plus a number of adjacent splitter plates, wherein the number is 2, 3, 4 or 5 quenching plates, or the middle part is 2%, 5% or 10% of the extension of the splitter stack in the preferred direction , As a result, the splitter stack has in the middle part of a certain property, which is provided by means of the first material.

Bevorzugt sind sowohl die Enden des Löschblechpakets in Vorzugsrichtung sowie der Mittelteil des Löschblechpakets mittels Löschblechen aus dem ersten Material gebildet. Somit weisen diese Bereiche eine bestimmte Eigenschaft auf, die mittels des ersten Materials realisiert/bereitgestellt ist. Sofern der Abstand zwischen dem Mittelteil und den Enden vergleichsweise gering ist, und insbesondere zwischen 40% und 10% der Länge des Löschblechpakets in Vorzugsrichtung entspricht, ist eine im Wesentlichen konstante den Lichtbogen beeinflussende Eigenschaft vorhanden. Zumindest jedoch wirkt die Eigenschaft über die vollständige Länge des Löschblechpakets in Vorzugsrichtung auf den Lichtbogen. Preferably, both the ends of the splitter stack in the preferred direction and the middle part of the splitter stack are formed by means of quenching plates of the first material. Thus, these areas have a certain property realized / provided by the first material. If the distance between the middle part and the ends is comparatively small, and in particular between 40% and 10% corresponds to the length of the splitter stack in the preferred direction, a substantially constant property influencing the arc is present. However, at least the property over the full length of the arc splitter stack in the preferred direction on the arc.

Besonders bevorzugt bestehen die verbleibenden Löschbleche aus dem zweiten Material. Mit anderen Worten sind sämtliche verbleibende Löschbleche der zweiten Anzahl zugeordnet. Folglich bestehen somit sämtliche Löschbleche, die nicht den Enden und/oder dem Mittelteil des Löschblechpakets zugeordnet sind, aus dem zweiten Material. Infolgedessen ist das Löschblechpaket im Wesentlichen symmetrisch senkrecht zur Vorzugsrichtung ausgestaltet, weswegen auch die mittels der Löschbleche aus dem zweiten Material bereitgestellten Eigenschaften im Wesentlichen konstant, zumindest jedoch über die gesamte Länge des Löschblechpakets, vorhanden sind, und insbesondere eine bestimmte Wirkung auf den Lichtbogen ausüben. Particularly preferably, the remaining quenching plates consist of the second material. In other words, all remaining quenching plates are assigned to the second number. Consequently, therefore, all the quenching plates, which are not assigned to the ends and / or the middle part of the splitter stack, made of the second material. As a result, the splitter stack is designed substantially symmetrically perpendicular to the preferred direction, which is why the provided by means of the quenching plates of the second material Characteristics substantially constant, but at least over the entire length of the splitter stack, are present, and in particular exert a certain effect on the arc.

Beispielsweise ist das erste Material ein ferromagnetisches Material, welches folglich eine Permeabilität µ >> 1 aufweist. Alternativ oder in Kombination hierzu ist das zweite Material ein paramagnetisches Material, dessen Permeabilität µ > 1 ist. In einer weiteren Alternative ist das zweite Material ein diamagnetisches Material, dessen Permeabilität 1 > µ > 0 ist. Besonders bevorzugt jedoch ist das erste Material ein paramagnetisches Material, welches eine Permeabilität µ > 1 aufweist. Beispielsweise ist das erste Material ein Aluminium. Besonders bevorzugt ist das erste Material ein diamagnetisches Material, beispielsweise ein Kupfer, also Kupfer oder eine Kupferlegierung oder Messing. Sofern das erste Material ein para- oder diamagnetisches Material ist, kann das erste Material auch ferromagnetische Anteile aufweisen. Hierbei sind diese jedoch vergleichsweise gering, sodass stets eine Permeabilität von µ1 > µ > 0 realisiert ist. Beispielsweise umfassen die Löschbleche aus dem ersten Material einen Kern aus einem para- oder diamagnetischen Material, der insbesondere mit einem ferromagnetischen Material beschichtet ist. Hierbei ist der ferromagnetische Anteil jedoch vergleichsweise gering. For example, the first material is a ferromagnetic material, which consequently has a permeability μ >> 1. Alternatively or in combination, the second material is a paramagnetic material whose permeability is μ> 1. In a further alternative, the second material is a diamagnetic material whose permeability is 1> μ> 0. However, the first material is particularly preferably a paramagnetic material which has a permeability μ> 1. For example, the first material is an aluminum. Particularly preferably, the first material is a diamagnetic material, for example a copper, ie copper or a copper alloy or brass. If the first material is a para or diamagnetic material, the first material may also have ferromagnetic components. However, these are comparatively small, so that a permeability of μ1> μ> 0 is always realized. For example, the quenching plates of the first material comprise a core of a para or diamagnetic material, which is coated in particular with a ferromagnetic material. However, the ferromagnetic component is comparatively small.

Alternativ oder besonders bevorzugt in Kombination hierzu ist das zweite Material ein ferromagnetisches Material, dessen Permeabilität folglich µ >> 1 ist. Das zweite Material ist beispielsweise Eisen oder eine Eisenlegierung. Sofern das zweite Material ein ferromagnetisches Material ist, ist dieses beispielsweise eine Legierung, die insbesondere para- und/oder diamagnetische Anteile umfasst. Jedoch ist die Gesamt-Permeabilität des zweiten Materials µ >> 1. Insbesondere weisen die Löschbleche aus dem zweiten Material einen ferromagnetischen Kern auf, der mit einer Beschichtung versehen ist, die beispielsweise aus einem para- oder diamagnetischen Material besteht. Hierbei ist jedoch die Permeabilität der Löschbleche µ >> 1, sodass die Löschbleche aus dem zweiten Material ferromagnetisch sind. Alternatively or particularly preferably in combination with this, the second material is a ferromagnetic material whose permeability is consequently μ >> 1. The second material is, for example, iron or an iron alloy. If the second material is a ferromagnetic material, this is, for example, an alloy, which in particular comprises para- and / or diamagnetic components. However, the total permeability of the second material μ >> 1. In particular, the quenching plates of the second material on a ferromagnetic core, which is provided with a coating, which consists for example of a para or diamagnetic material. In this case, however, the permeability of the quenching plates μ >> 1, so that the quenching plates made of the second material are ferromagnetic.

Aufgrund der Verwendung von Materialien mit unterschiedlichen Permeabilitäten kann eine magnetische Flussdichte gezielt gesteuert werden. Aufgrund des ferromagnetischen Materials tritt eine vergleichsweise starke Wechselwirkung zwischen dem Lichtbogen und dem Löschblechpaket auf, weswegen ein etwaig entstehender Lichtbogen vergleichsweise stark in das Löschblechpaket hineingezogen wird. Aufgrund der Verwendung von para- oder diamagnetischen Materialien wird ein externes Magnetfeld eines Treibelements vergleichsweise gering beeinflusst. Insbesondere wird hierbei bei einem Einlaufen des Lichtbogens in das Löschblechpaket dieser schleifenförmig zwischen benachbarten Löschblechen aus dem para- bzw. diamagnetischen Material aufgeweitet, was ein Zünden von Teillichtbögen beschleunigt. Sofern die Enden des Löschblechpakets aus einem para- oder diamagnetischen Material gefertigt sind, erfolgt in diesem Bereich keine Konzentration von Feldlinien eines etwaigen externen Magnetfelds, weswegen ein Einlaufen des Lichtbogens in das Löschblechpaket beschleunigt ist. Due to the use of materials with different permeabilities, a magnetic flux density can be controlled selectively. Due to the ferromagnetic material, a comparatively strong interaction between the arc and the splitter stack occurs, which is why a possibly arcing arc is drawn comparatively strong into the splitter stack. Due to the use of para or diamagnetic materials, an external magnetic field of a driving element is influenced comparatively small. In particular, this is widened when a loop of the arc in the splitter stack this loop-shaped between adjacent splitter plates of the para or diamagnetic material, which accelerates an ignition of partial arcs. If the ends of the splitter stack are made of a para or diamagnetic material, there is no concentration of field lines of any external magnetic field in this area, which is why a shrinkage of the arc is accelerated into the splitter stack.

Aufgrund der Verwendung von Löschblechen aus dem ferromagnetischen Material wird der Lichtbogen in das Löschblechpaket gezogen, wo insbesondere eine Konzentration von Magnetfeldlinien in einem Abschnitt erfolgt, der von dem Ende des Löschblechpaket beabstandet ist. Folglich können einzelne Lichtbogenabschnitte gezielt beeinflusst werden, sodass dieser vergleichsweise stark aufgeweitet wird. Vorzugsweise sind die Enden des Löschblechpakets in Vorzugsrichtung mittels Löschblechen aus einem para- oder diamagnetischen Material, insbesondere Kupfer, gebildet. Alternativ oder in Kombination hierzu ist der Mittelteil des Löschblechpakets mittels Löschblechen aus einem para- oder diamagnetischen Material gebildet, wobei insbesondere Kupfer herangezogen wird. Besonders bevorzugt sind hierbei die verbleibenden Löschbleche aus einem ferromagnetischen Material erstellt, insbesondere Eisen. Due to the use of quenching plates made of the ferromagnetic material, the arc is drawn into the splitter stack, where in particular a concentration of magnetic field lines takes place in a portion which is spaced from the end of the splitter stack. Consequently, individual arc sections can be specifically influenced, so that it is expanded comparatively strong. Preferably, the ends of the splitter stack in the preferred direction by means of quenching plates of a para or diamagnetic material, in particular copper, formed. Alternatively or in combination, the middle part of the splitter stack is formed by means of quenching plates of a para or diamagnetic material, in particular copper is used. Particularly preferred in this case are the remaining quenching plates made of a ferromagnetic material, in particular iron.

Insbesondere sind die Löschbleche aus einem Materialstreifen gestanzt Vorzugsweise weisen sämtliche Löschbleche die gleiche Form auf. Zumindest jedoch weisen sämtliche Löschbleche aus dem ersten Material die gleiche Form auf. Alternativ oder besonders bevorzugt in Kombination hierzu weisen sämtliche Löschbleche aus dem zweiten Material die gleiche Form auf. Zweckmäßigerweise weisen die Löschbleche aus dem ersten Material die gleiche Form wie die Löschbleche aus dem zweiten Material auf. Insbesondere ist der Außenumriss aller Löschbleche in einer Schnittebene senkrecht zur Vorzugsrichtung gleich und/oder die Ausdehnung der Löschbleche in Vorzugsrichtung, also deren Dicke, ist zweckmäßigerweise gleich. Infolgedessen können die gleichen Werkzeuge zur Herstellung der unterschiedlichen Löschbleche herangezogen werden, insbesondere sofern diese gestanzt sind. Folglich können die einzelnen Löschbleche auf der gleichen Maschine hergestellt werden. Auch ist eine Konstruktion vereinfacht. Beispielsweise weisen die Löschbleche einen Schlitz auf, der insbesondere V-förmig ausgestaltet ist. Dieser dient dem Einlauf des Lichtbogens. In particular, the quenching plates are punched out of a strip of material. Preferably, all quenching plates have the same shape. At least, however, all the quenching plates made of the first material have the same shape. Alternatively or particularly preferably in combination with this, all quenching plates made of the second material have the same shape. Expediently, the quenching plates made of the first material have the same shape as the quenching plates made of the second material. In particular, the outer contour of all quenching plates in a sectional plane perpendicular to the preferred direction is the same and / or the extent of the quenching plates in the preferred direction, ie the thickness thereof, is expediently the same. As a result, the same tools can be used to make the different quenching plates, especially if they are stamped. Consequently, the individual quenching plates can be manufactured on the same machine. Also, a construction is simplified. For example, the quenching plates on a slot, which is designed in particular V-shaped. This serves the inlet of the arc.

Besonders bevorzugt sind die Löschbleche derart angeordnet, dass diese in Vorzugsrichtung deckungsgleich sind. Mit anderen Worten überdecken sich die Projektionen der Löschbleche aufeinander in Vorzugsrichtung gegenseitig, wobei zweckmäßigerweise keine dieser Projektionen über eine der anderen übersteht. Infolgedessen ist ein vergleichsweise kompaktes Löschblechpaket realisiert. Zumindest jedoch überdecken sich die Löschbleche aus dem ersten Material bei einer Projektion in Vorzugsrichtung und/oder sämtliche Löschbleche aus dem zweiten Material überdecken sich bei einer Projektion in Vorzugsrichtung. Zweckmäßigerweise sind die Löschbleche aus dem ersten Material und die Löschbleche aus dem zweiten Material zueinander deckungsgleich, sofern das Löschblechpaket eine Anzahl an Löschblechen aus dem ersten Material und eine Anzahl an Löschblechen aus dem zweiten Material aufweist. Particularly preferably, the quenching plates are arranged such that they are congruent in the preferred direction. In other words, the projections of the quenching plates overlap each other in the preferred direction mutually, wherein expediently none of these projections survives one of the others. As a result, a comparatively compact splitter stack is realized. At least, however, the quenching plates of the first material overlap in a projection in the preferred direction and / or all quenching plates of the second material overlap in a projection in the preferred direction. Conveniently, the quenching plates of the first material and the quenching plates of the second material are congruent to each other, if the splitter stack has a number of quenching plates made of the first material and a number of quenching plates of the second material.

Beispielsweise ist das Löschblechpaket zwischen zwei Kupferschienen angeordnet, wobei zumindest eine der Kupferschienen bevorzugt mit dem ersten oder dem zweiten Kontakt elektrisch kontaktiert ist. Sofern ein Lichtbogen auftritt, läuft dieser zumindest abschnittsweise entlang der beiden Kupferschienen auf das Löschblechpaket zu, wobei eines der Enden des Lichtbogens aus der einen Kupferschiene und das andere Ende des Lichtbogens aus der verbleibenden Kupferschiene austritt. Aufgrund der Verwendung von Kupfer wird der Lichtbogen vergleichsweise zeitsparend zu dem Löschblechpaket geleitet. For example, the splitter stack is arranged between two copper bars, wherein at least one of the copper bars is preferably electrically contacted with the first or the second contact. If an arc occurs, it runs at least in sections along the two copper bars on the splitter stack, wherein one of the ends of the arc from the one copper rail and the other end of the arc exits the remaining copper rail. Due to the use of copper, the arc is conducted comparatively time-saving to the splitter stack.

Geeigneterweise umfasst das Schaltsystem ein Gehäuse, innerhalb dessen das Löschblechpaket angeordnet ist. Auf diese Weise ist das Löschblechpaket vor einer Beschädigung geschützt. Das Gehäuse ist beispielsweise aus einem Kunststoff gefertigt, insbesondere in einer Kunststoffspritztechnik. Zweckmäßigerweise sind die Löschbleche an dem Gehäuse gehalten, und folglich mittels dessen stabilisiert. Mit anderen Worten wird das Löschblechpaket mittels Anordnen der Löschbleche innerhalb des Gehäuses erstellt. Auf diese Weise sind vergleichsweise wenige Bauelemente für das Schaltsystem erforderlich, was Herstellungskosten reduziert. Alternativ hierzu weisen die Löschbleche beispielsweise endseitig, also von dem etwaigen Lichtbogen abgewandten Ende, eine Halterung auf, die zweckmäßigerweise an dem Gehäuse angebunden ist, oder an einer Halterung befestigt ist. Beispielsweise ist die Halterung aus einem Kunststoff oder einer Keramik erstellt. Alternativ hierzu weist das Schaltsystem eine Keramikhalterung auf, die die einzelnen Löschbleche randseitig zumindest teilweise umgreift und diese folglich stabilisiert. Auf diese Weise ist ein vergleichsweise robustes Löschblechpaket realisiert. Suitably, the switching system comprises a housing within which the splitter stack is arranged. In this way, the splitter stack is protected from damage. The housing is made for example of a plastic, in particular in a plastic injection molding technique. Conveniently, the quenching plates are held on the housing, and thus stabilized by means of it. In other words, the splitter stack is created by arranging the quenching plates within the housing. In this way, comparatively few components are required for the switching system, which reduces manufacturing costs. Alternatively, the quenching plates, for example, at the end, ie from the possible end facing away from the arc, a holder which is suitably connected to the housing, or is attached to a holder. For example, the holder is made of a plastic or a ceramic. Alternatively, the switching system has a ceramic holder, which surrounds the individual quenching plates at the edge at least partially and thus stabilizes them. In this way, a comparatively robust splitter stack is realized.

Das Löschblechpaket weist in eine Vorzugsrichtung übereinander gestapelte Löschbleche auf, wobei eines der Löschbleche aus einem ersten Material und eines der Löschbleche aus einem zweiten Material besteht. Beispielsweise umfasst das Löschblechpaket lediglich Löschbleche, die entweder aus dem ersten Material oder dem zweiten Material bestehen/gefertigt sind. The splitter stack has in a preferred direction stacked quenching plates, wherein one of the quenching plates of a first material and one of the quenching plates consists of a second material. For example, the splitter stack includes only quenching plates, which are made of either the first material or the second material / manufactured.

Der Schutzschalter umfasst ein Schaltsystem mit einem Löschblechpaket, das in eine Vorzugsrichtung übereinandergestapelte Löschbleche aufweist, wobei eines der Löschbleche aus einem ersten Material und eines der Löschbleche aus einem zweiten Material besteht. Das erste Material unterscheidet sich von dem zweiten Material. Aufgrund der Verwendung zweier Materialien ist es ermöglicht, das Löschblechpaket auf unterschiedliche Anforderungen hin zu optimieren, weswegen ein sich bei einem Schaltvorgang bildender Lichtbogen vergleichsweise effizient gelöscht werden kann. Insbesondere weist das Schaltsystem einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt auf, die zueinander in eine Öffnungsrichtung beweglich sind. Geeigneterweise umfasst das Schaltsystem ein Treibelement zum Treiben eines Lichtbogens in das Löschblechpaket, beispielsweise ein magnetisches Element, das ein Magnetfeld erzeugt, insbesondere einen Permanentmagneten oder einen Elektromagneten. The circuit breaker comprises a switching system with a splitter stack, which has in a preferred direction stacked quenching plates, one of the quenching plates of a first material and one of the quenching plates of a second material. The first material is different from the second material. Due to the use of two materials, it is possible to optimize the splitter stack to different requirements, which is why an arc forming during a switching operation can be erased relatively efficiently. In particular, the switching system has a first contact and a second contact which are movable relative to one another in an opening direction. Suitably, the switching system comprises a driving element for driving an arc into the splitter stack, for example a magnetic element which generates a magnetic field, in particular a permanent magnet or an electromagnet.

Zum Beispiel ist der Schutzschalter ein Bestandteil einer Photovoltaikanlage oder eines Kraftfahrzeugs. Vorzugsweise ist der Schutzschalter ausgelegt, vergleichsweise hohe Spannungen, insbesondere größer oder gleich 450 V, und/oder hohe Ströme A zu schalten, insbesondere größer oder gleich 10. Geeigneterweise ist die Nennspannung des Schutzschalters 330 V und der Nennstrom 32 A, 100 A, 320 A oder 500A. Beispielsweise beträgt der Nennstrom 1000 A. Zweckmäßigerweise ist der Schutzschalter zum Tragen und Trennen eines Dauerstromes von bis zu mehreren hundert Ampere und einer Dauerspannung von mehreren hundert Volt geeignet, wobei die zu schaltenden Spannungen z.B. bis zu zwischen 1200V und 6000V im Gleichspannungs- oder Wechselspannungsbetrieb betragen, insbesondere bis zu 1500 V im Gleichspannungsbetrieb und 1000 V im Wechselspannungsbetrieb. Der Schutzschalter umfasst insbesondere eine Überwachungsvorrichtung, mittels derer der durch den Schutzschalter fließende elektrische Strom und/oder die anliegende elektrische Spannung überwacht wird. Die Überwachungsvorrichtung weist beispielsweise elektrische und/oder elektronische Komponenten auf oder umfasst ein Bimetallelement, das sich bei Überschreiten der Nennspannung und/oder des Nennstroms verbiegt. For example, the circuit breaker is part of a photovoltaic system or a motor vehicle. Preferably, the circuit breaker is designed to switch relatively high voltages, in particular greater than or equal to 450 V, and / or high currents A, in particular greater than or equal to 10. Suitably, the rated voltage of the circuit breaker 330 V and the rated current 32 A, 100 A, 320 A or 500A. For example, the rated current is 1000 A. Conveniently, the circuit breaker is suitable for carrying and separating a continuous current of up to several hundred amperes and a continuous voltage of several hundred volts, wherein the voltages to be switched e.g. up to between 1200V and 6000V in DC or AC operation, in particular up to 1500 V in DC operation and 1000 V in AC operation. The circuit breaker comprises in particular a monitoring device, by means of which the electrical current flowing through the circuit breaker and / or the applied electrical voltage is monitored. The monitoring device has, for example, electrical and / or electronic components or comprises a bimetal element which bends when the rated voltage and / or the rated current are exceeded.

Die im Hinblick auf das Schaltsystem gemachten und genannten Ausführungen, Ausgestaltungen und Vorteile sind sinngemäß auch auf das Löschblechpaket und den Schutzschalter zu übertragen und umgekehrt. With regard to the switching system and mentioned embodiments, refinements and advantages are mutatis mutandis to be transferred to the splitter stack and the circuit breaker and vice versa.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen: An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Show:

1 schematisch vereinfacht einen Schaltkreis mit einem Schutzschalter, der eine Löschkammer mit einem Löschblechpaket umfasst, 1 schematically simplifies a circuit with a circuit breaker comprising a quenching chamber with a splitter stack,

2 die Löschkammer in einer Seitenansicht, 2 the extinguishing chamber in a side view,

3 die Löschkammer in einer Draufsicht, 3 the quenching chamber in a plan view,

4 perspektivisch die Löschkammer, und 4 in perspective, the quenching chamber, and

5 in einer Draufsicht ein Löschblech des Löschblechpakets. 5 in a plan view of a splitter plate of the splitter stack.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

In 1 ist schematisch vereinfacht ein Schaltkreis 2 mit einer Stromquelle 4 dargestellt. Mittels der Stromquelle 4 ist ein Gleichstrom mit einer Nennspannung von 400 A bereitgestellt, wobei die zwischen den beiden Polen der Stromquelle 4 anliegende elektrische Spannung 1000 V beträgt. Der Schaltkreis 2 weist ferner eine Last 6 auf, die somit mittels der Stromquelle 4 betrieben ist. Ferner umfasst der Schaltkreis einen Schutzschalter 8, der elektrisch in Reihe zu der Last 6 und parallel zu der Stromquelle 4 geschaltet ist. Mittels des Schutzschalters 8 wird der Schaltkreis 2 abgesichert. Bei einer Fehlfunktion der Last 6 oder sonstiger weiterer Bestandteile des Schaltkreises 2 würde durch die elektrischen Leitungen 10 ein Überstrom fließen, der die Last 6, die Stromquelle 4 oder weitere Bestandteile, die die elektrische Leitung 10 beschädigen könnte. Mittels des Schutzschalters 8 wird ein derartiger Fehlerfall erkannt. Hierfür umfasst der Schutzschalter 8 eine Überwachungseinheit 12, mittels derer der durch den Schutzschalter 8 fließende elektrische Strom überwacht wird. In 1 is schematically simplified a circuit 2 with a power source 4 shown. By means of the power source 4 is provided a direct current with a rated voltage of 400 A, being between the two poles of the power source 4 applied voltage is 1000 V. The circuit 2 also has a load 6 on, thus by means of the power source 4 is operated. Furthermore, the circuit comprises a circuit breaker 8th that electrically in series with the load 6 and parallel to the power source 4 is switched. By means of the circuit breaker 8th becomes the circuit 2 hedged. In case of malfunction of the load 6 or other components of the circuit 2 would be through the electrical wires 10 an overcurrent flow, which is the load 6 , the power source 4 or other components that make up the electrical line 10 could damage. By means of the circuit breaker 8th If such an error is detected. For this purpose, the circuit breaker includes 8th a monitoring unit 12 , by means of which the through the circuit breaker 8th flowing electrical current is monitored.

Die Überwachungseinheit 12 umfasst einen Magnetfeldsensor, einen Stromsensor und/oder einen Spannungssensor. Falls der Fehlerfall erkannt wird, wird ein Schaltsystem 13 betätigt und ein Schalter 14 des Schaltsystem 13 zur Unterbrechung eines Stromflusses geschalten. Hierbei ist es möglich, dass sich ein Lichtbogen 16 ausbildet. Zum Ablöschen des Lichtbogens 16 weist der Schutzschalter 8 eine Löschkammer 18 mit einem darin angeordneten Löschblechpaket 20 auf. Zum Schutz der Löschkammer 18 vor mechanischen Einflüssen und zum Schutz von den Schutzschalter 8 umgebenden Gegenständen ist das Schaltsystem 13 innerhalb eines Gehäuses 22 angeordnet, das aus einem Kunststoff erstellt ist. The monitoring unit 12 includes a magnetic field sensor, a current sensor and / or a voltage sensor. If the error is detected, becomes a switching system 13 pressed and a switch 14 of the switching system 13 switched to interrupt a current flow. It is possible that there is an arc 16 formed. For extinguishing the arc 16 indicates the circuit breaker 8th a quenching chamber 18 with a splitter stack arranged therein 20 on. To protect the extinguishing chamber 18 from mechanical influences and protection from the circuit breaker 8th surrounding objects is the switching system 13 within a housing 22 arranged, which is created from a plastic.

In 2 ist das aufgeschnittene Schaltsystem 13 in einer Seitenansicht und in 3 in einer Draufsicht dargestellt, und in 4 ist das Schaltsystem 13 ohne Gehäuse 8 perspektivisch gezeigt. Das Schaltsystem 13 umfasst eine erste Kupferschiene 24, an der ein erster Kontakt 26 angebracht ist. Der erste Kontakt 26 und die erste Kupferschiene 24 sind elektrisch leitend miteinander verbunden und mechanisch aneinander befestigt. Ferner sind diese an dem Gehäuse 8 befestigt. Folglich handelt es sich bei dem ersten Kontakt 26 um einen Festkontakt. Die erste Kupferschiene 24 ist mit einer der elektrischen Leitungen 10 elektrisch kontaktiert. Der erste Kontakt 26 ist Bestandteil des Schalters 14, der ferner einen zweiten Kontakt 28 umfasst, der an einer Kontaktbrücke 30 angebunden und mit dieser elektrisch kontaktiert ist. Die Kontaktbrücke 30 und der zweite Kontakt 28 sind in eine Öffnungsrichtung 32 bezüglich des ersten Kontakts 26 bewegbar. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem zweiten Kontakt 28 um einen Bewegkontakt. Die Kontaktbrücke 30 ist mit einer weiteren elektrischen Leitung 10 des Schaltkreises 2 elektrisch kontaktiert. In 2 is the cut-open switching system 13 in a side view and in 3 shown in a plan view, and in 4 is the switching system 13 without housing 8th shown in perspective. The switching system 13 includes a first copper bar 24 at the first contact 26 is appropriate. The first contact 26 and the first copper rail 24 are electrically connected to each other and mechanically attached to each other. Furthermore, these are on the housing 8th attached. Consequently, the first contact is 26 for a fixed contact. The first copper rail 24 is with one of the electrical wires 10 electrically contacted. The first contact 26 is part of the switch 14 further comprising a second contact 28 includes, at a contact bridge 30 connected and contacted with this electrically. The contact bridge 30 and the second contact 28 are in an opening direction 32 concerning the first contact 26 movable. In other words, the second contact 28 about a moving contact. The contact bridge 30 is with another electrical line 10 of the circuit 2 electrically contacted.

Das Schaltsystem 13 weist ferner eine zweite Kupferschiene 34 auf, wobei die Kontaktbrücke 30 bei einer Bewegung in Öffnungsrichtung 32 bis zu einer Anlage an die zweite Kontaktbrücke 34 verbracht werden kann. Die beiden Kupferschienen 24, 34 sind im Wesentlichen streifenförmig ausgestaltet, und in einem Endbereich dieser ist das Löschblechpaket 12 positioniert. Das Löschblechpaket 12 ist mittels einer ersten Anzahl an Löschblechen 36 aus einem ersten Material und einer zweiten Anzahl an Löschblechen 38 aus einem zweiten Material gebildet. Die erste Anzahl beträgt sechs, und die zweite Anzahl beträgt ebenfalls sechs. Mit anderen Worten weist das Löschblechpaket 12 genauso viele Löschbleche 36 aus dem ersten Material wie Löschbleche 38 aus dem zweiten Material auf. Das erste Material ist Kupfer oder Messing und somit ein diamagnetisches Material. Das zweite Material ist Eisen und folglich ein ferromagnetisches Material. The switching system 13 also has a second copper rail 34 on, with the contact bridge 30 during a movement in the opening direction 32 up to an attachment to the second contact bridge 34 can be spent. The two copper bars 24 . 34 are configured substantially strip-shaped, and in one end of this is the splitter stack 12 positioned. The splitter package 12 is by means of a first number of quenching plates 36 from a first material and a second number of quenching plates 38 formed from a second material. The first number is six and the second number is also six. In other words, the splitter plate package 12 as many quenching plates 36 from the first material like quenching plates 38 from the second material. The first material is copper or brass and thus a diamagnetic material. The second material is iron and thus a ferromagnetic material.

Die Löschbleche 36, 38 sind in einer Vorzugsrichtung 40 übereinander gestapelt, wobei zwischen benachbarten Löschblechen 36, 38 jeweils ein Luftspalt 42 gebildet ist. Mit anderen Worten sind benachbarte Löschbleche 36,38 zueinander beabstandet. Die Vorzugsrichtung 40 ist parallel zur kürzesten Verbindung zwischen den beiden Kupferschienen 24, 34 im Bereich des Löschblechpakets 12, und die einzelnen Löschbleche 36, 38 sind im Wesentlichen senkrecht zur Vorzugsrichtung 40 angeordnet. Die Löschbleche 36 aus dem ersten Material sind in drei Gruppen zu je zwei Löschblechen 36 aufgeteilt, wobei die beiden Enden 44 des Löschblechpakets 12 in Vorzugsrichtung 40 mittels jeweils einer dieser Gruppen gebildet ist. Mit anderen Worten sind die Enden 44 des Löschblechpakets 12 in die Vorzugsrichtung 40 jeweils mittels eines Löschblechs 36 aus dem ersten Material gebildet. Hieran anschließend befinden sich jeweils drei der Löschbleche 38 aus dem zweiten Material, sodass ein Mittelteil 46 des Löschblechpakets 12 wiederum mittels Löschblechen 36 aus dem ersten Material gebildet ist. Mit anderen Worten sind die beiden innersten Löschbleche des Löschblechpakets 12 Löschbleche 36 aus dem ersten Material. Folglich sind die Enden 44 und der Mittelteil 46 mittels der Löschbleche 36 aus dem ersten Material gebildet, und die verbleibenden Löschbleche 38 bestehen aus dem zweiten Material. The quenching plates 36 . 38 are in a preferred direction 40 stacked on top of each other, with between adjacent quenching plates 36 . 38 one air gap each 42 is formed. In other words, adjacent quenching plates 36 , 38 spaced from each other. The preferred direction 40 is parallel to the shortest connection between the two copper bars 24 . 34 in the area of the splitter stack 12 , and the individual quenching plates 36 . 38 are substantially perpendicular to the preferred direction 40 arranged. The quenching plates 36 from the first material are in three groups of two quenching plates 36 split, with the two ends 44 of the splitter package 12 in the preferred direction 40 is formed by each one of these groups. In other words, the ends are 44 of the splitter package 12 in the preferred direction 40 each by means of a quenching plate 36 formed from the first material. This is followed by three of the quenching plates 38 from the second material, so that a middle part 46 of the splitter package 12 again by means of quenching plates 36 is formed from the first material. In other words, the two innermost quenching plates of the splitter stack 12 splitters 36 from the first material. Consequently, the ends are 44 and the middle part 46 by means of the quenching plates 36 formed from the first material, and the remaining quenching plates 38 consist of the second material.

In 5 ist eines der Löschbleche 36, 38 in einer Draufsicht, also parallel zur Vorzugsrichtung 40 dargestellt. Mit Ausnahme des Materials unterscheiden sich die Löschbleche 36, 38 nicht und weisen somit die gleiche Form auf. Die Form ist im Wesentlichen rechteckförmig, wobei auf der der Kontaktbrücke 30 zugewandten Seite ein V-förmiger Einschnitt 46 vorhanden ist. Auf der gegenüberliegenden Seite weist jedes Löschblech 36, 38 einen Halter 48 auf, der in einem Halteelement 50 aus einer Keramik verankert ist, welches an dem Gehäuse 8 befestigt ist. Alternativ zur Befestigung mittels des Halteelements 50 sowie des Halters 48 weist das Gehäuse 8 Laschen auf, die die Längsabschnitte 52 des Löschblechs 36, 38 randseitig teilweise umgreifen und folglich das jeweilige Löschblech 36, 38 stabilisieren, sodass die Löschbleche 36, 38 an dem Gehäuse 22 gehalten sind. Hierbei sind sämtliche Löschbleche 36, 38 derart angeordnet, dass diese in Vorzugsrichtung 40 deckungsgleich sind. Mit anderen Worten weichen die Umrisse sämtlicher Löschbleche 36, 38 bei einer Projektion auf eine Ebene senkrecht zur Vorzugsrichtung 40 nicht voneinander ab. In 5 is one of the quenching plates 36 . 38 in a plan view, ie parallel to the preferred direction 40 shown. With the exception of the material, the quenching plates differ 36 . 38 not and thus have the same shape. The shape is substantially rectangular, taking on the contact bridge 30 facing side a V-shaped incision 46 is available. On the opposite side shows each sheet metal 36 . 38 a holder 48 on that in a holding element 50 is anchored from a ceramic, which on the housing 8th is attached. Alternatively to the attachment by means of the holding element 50 as well as the owner 48 shows the case 8th Tabs on which the longitudinal sections 52 of the quenching plate 36 . 38 partially surround the edge and consequently the respective splitter plate 36 . 38 stabilize so that the quenching plates 36 . 38 on the housing 22 are held. Here are all quenching plates 36 . 38 arranged such that these in the preferred direction 40 are congruent. In other words, the outlines of all quenching plates give way 36 . 38 in a projection on a plane perpendicular to the preferred direction 40 not different from each other.

Im elektrisch leitenden Zustand des Schutzschalters 8 sind der erste Kontakt 26 und der zweite Kontakt 28 in direktem mechanischem Kontakt. Infolgedessen ist ein Stromfluss von der Kontaktbrücke 30 zu der ersten Kupferschiene 24 möglich, wobei lediglich der vergleichsweise geringe Übergangswiderstand zwischen den beiden Kontakten 26, 28 vorherrscht. Bei einer Überführung des Schutzschalters 8 in den nichtleitenden Zustand wird die Kontaktbrücke 30 in Öffnungsrichtung 32 von der ersten Kontaktschiene 24 wegbewegt und folglich der zweite Kontakt 28 von dem ersten Kontakt 26 beabstandet. Die Kontaktbrücke 30 wird nicht in vollständigen Kontakt mit der zweiten Kupferschiene 34 verbracht, sondern in einem bestimmten Abstand von dieser gehalten. Aufgrund der anliegenden elektrischen Spannung sowie aufgrund des fließenden elektrischen Stroms ist es möglich, dass sich ein Lichtbogen 54 ausbildet, wie in 2 dargestellt. Dieser entsteht, wenn die Luft aufgrund der anliegenden elektrischen Spannung ionisiert wird, sodass ein elektrischer Stromfluss zwischen den beiden Kontakten 26, 28 auch nach deren Beabstandung weiterhin besteht. In the electrically conductive state of the circuit breaker 8th are the first contact 26 and the second contact 28 in direct mechanical contact. As a result, there is a current flow from the contact bridge 30 to the first copper rail 24 possible, with only the comparatively low contact resistance between the two contacts 26 . 28 prevails. At a transfer of the circuit breaker 8th in the non-conducting state, the contact bridge 30 in the opening direction 32 from the first contact rail 24 moved away and therefore the second contact 28 from the first contact 26 spaced. The contact bridge 30 will not be in complete contact with the second copper bar 34 but kept at a certain distance from this. Due to the applied electrical voltage as well as due to the flowing electric current it is possible that an arc 54 trains as in 2 shown. This occurs when the air is ionized due to the applied electrical voltage, so that an electric current flow between the two contacts 26 . 28 even after their spacing persists.

Der Lichtbogen 54 wird von den beiden Kontakten 26, 28 entlang der Kontaktbrücke 30 sowie der ersten Kupferschiene 24 weggetrieben, was beispielsweise mittels eines näher nicht dargestellten Permanentmagneten oder eines Elektromagneten erfolgt. Auch das von dem Lichtbogen 54 selbst bedingte Magnetfeld sowie des in den beiden Kupferschienen 24, 34 bedingte Magnetfeld führt aufgrund der Lorenzkraft zu einer Bewegung des Lichtbogens 54 von den beiden Kontakten 26, 28 weg. Der Lichtbogen 54 springt von der Kontaktschiene 30 auf die zweite Kupferschiene 34 über, und ein weiterer Lichtbogen 56 wird gebildet, der im Wesentlichen stationär zwischen der Kontaktschiene 30 und der zweiten Kupferschiene 34 verbleibt. Der Lichtbogen 54 hingegen wird zu dem Löschblechpaket 12 hingezogen. The arc 54 is from the two contacts 26 . 28 along the contact bridge 30 as well as the first copper rail 24 expelled, which is done for example by means of a permanent magnet, not shown, or an electromagnet. Also from the arc 54 self-conditional magnetic field as well as in the two copper bars 24 . 34 conditional magnetic field leads due to the Lorenz force to a movement of the arc 54 from the two contacts 26 . 28 path. The arc 54 jumps from the contact rail 30 on the second copper rail 34 over, and another arc 56 is formed, which is substantially stationary between the contact rail 30 and the second copper bar 34 remains. The arc 54 however, it becomes the splitter stack 12 attracted.

Aufgrund der Löschbleche 36 aus dem ersten Material im Bereich der Enden 44 wird das Löschblechpaket 12 in diesem Bereich mittels der Magnetfelder durchsetzt, die aufgrund der beiden Kupferschienen 24, 34 bewirkt werden. Infolgedessen ist in diesem Bereich eine vergleichsweise hohe Flussdichte im Bereich der Luftspalte 42 zwischen den Löschblechen 36 vorhanden, weswegen der Lichtbogen 54 in diesem Bereich vergleichsweise stark schleifenförmig in den Luftspalten 42 aufgeweitet wird. Mittels der Löschbleche 38 aus dem zweiten Material wird der Lichtbogen 54 vergleichsweise stark in das Löschblechpaket 12 hineingezogen, da der energieärmste Zustand für das mittels des Lichtbogens 54 erzeugte Magnetfeld dann eingenommen ist, wenn die Magnetfeldlinien einen vergleichsweise großen Abschnitt innerhalb der Löschbleche 38 aus dem zweiten Material aufweisen. Due to the quenching plates 36 from the first material in the area of the ends 44 becomes the splitter stack 12 in this area interspersed by the magnetic fields, due to the two copper bars 24 . 34 be effected. As a result, there is a comparatively high flux density in the area of the air gaps in this area 42 between the quenching plates 36 available, which is why the arc 54 in this area comparatively strongly looped in the air gaps 42 is widened. By means of the quenching plates 38 the second material becomes the arc 54 comparatively strong in the splitter stack 12 drawn in, since the poorest state for the means of the arc 54 generated magnetic field is then taken when the magnetic field lines a comparatively large portion within the quenching plates 38 comprising the second material.

Zusammenfassend wird mittels der Löschbleche 38 aus dem zweiten Material eine Konzentration des Magnetfelds erreicht, wobei dies im besonderen Maß im Bereich des Einschnitts 46 erfolgt. Infolgedessen ist ein Einlauf des Lichtbogens 54 in das Löschblechpaket 12 verbessert, wobei die Steuerung des Einlaufs mittels geeigneter Wahl der Materialien und/oder Positionierung der Löschbleche 36, 38 gewährleistet ist. In summary, by means of the quenching plates 38 from the second material reaches a concentration of the magnetic field, and this to a particular extent in the region of the incision 46 he follows. As a result, there is an enema of the arc 54 into the splitter stack 12 improved, wherein the control of the inlet by means of a suitable choice of materials and / or positioning of the quenching plates 36 . 38 is guaranteed.

Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebene Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.The invention is not limited to the embodiment described above. Rather, other variants of the invention can be derived therefrom by the person skilled in the art without departing from the subject matter of the invention. In particular, all the individual features described in connection with the exemplary embodiment can also be combined with one another in other ways, without departing from the subject matter of the invention.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

2 2: Schaltkreis circuit
4 4: Stromquelle power source
6 6: Last load
8 8th: Schutzschalter breaker
10 10: elektrische Leitung electrical line
12 12: Überwachungseinheit monitoring unit
13 13: Schaltsystem switching system
14 14: Schalter switch
16 16: Lichtbogen Electric arc
18 18: Löschkammer extinguishing chamber
20 20: Löschblechpaket Splitter assembly
22 22: Gehäuse casing
24 24: erste Kupferschiene first copper rail
26 26: erster Kontakt first contact
28 28: zweiter Kontakt second contact
30 30: Kontaktbrücke Contact bridge
32 32: Öffnungsrichtung opening direction
34 34: zweite Kupferschiene second copper rail
36 36: Löschblech aus erstem Material Splitter plate made of first material
38 38: Löschblech aus zweiten Material Splitter plate made of second material
40 40: Vorzugsrichtung preferred direction
42 42: Luftspalt air gap
44 44: Ende des Löschblechpakets End of the splitter stack
46 46: Einschnitt incision
48 48: Halter holder
50 50: Halteelement retaining element
52 52: Längsabschnitt longitudinal section
54 54: Lichtbogen Electric arc
56 56: weiterer Lichtbogen another arc

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009013337 B4 [0002]
DE 102008035974 A1 [0004]

Claims

Switching system ( 13 ), in particular a circuit breaker ( 8th ), with a splitter stack ( 12 ), which is in a preferential direction ( 40 ) stacked quenching plates ( 36 . 38 ), wherein one of the quenching plates ( 36 ) of a first material and one of the quenching plates ( 38 ) consists of a second material.

Switching system ( 13 ) according to claim 1, characterized by a first number of quenching plates ( 36 ) of the first material and a second number of quenching plates ( 38 ) from the second material.

Switching system ( 13 ) according to claim 2, characterized in that the ends ( 44 ) of the splitter stack ( 12 ) in the preferred direction ( 40 ) by means of a respective quenching plate ( 36 ) are formed from the first material.

Switching system ( 13 ) according to claim 2 or 3, characterized in that a middle part ( 46 ) of the splitter stack ( 12 ) by means of quenching plates ( 36 ) is formed from the first material.

Switching system ( 13 ) according to claim 2 or 3, characterized in that the remaining quenching plates ( 38 ) consist of the second material.

Switching system ( 13 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the first material is a para or diamagnetic material, in particular copper or brass, and / or that the second material is a ferromagnetic material, in particular iron.

Switching system ( 13 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that all quenching plates ( 36 . 38 ) have the same shape, and in the preferred direction ( 40 ) are arranged in particular congruent.

Switching system ( 13 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the splitter stack ( 12 ) between two copper bars ( 24 . 34 ) and / or within a housing ( 22 ), the quenching plates ( 36 . 38 ) on the housing ( 22 ) are held.

Splitter stack ( 12 ) of a switching system ( 13 ) according to one of claims 1 to 8.

Circuit breaker ( 8th ) with a switching system ( 13 ) according to one of claims 1 to 8.