DE102017128054B4 - Expansion chamber of a residual current circuit breaker and circuit breaker equipped therewith - Google Patents
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Abstract
Lichtbogenexpansionskammer (1) für ein elektrisches Unterbrechungsgerät vom Typ elektrischer Schutzschalter mit Gehäuse (2) aus geformten Isoliermaterial, wobei die Expansionskammer (1) quer durch Seitenwände (3) des Gehäuses (2) begrenzt ist und ein System von trennbaren beweglichen Kontakten (4, 5) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtbogenexpansionskammer (1) als Lichtbogenführungsmittel zu einer Lichtbogenlöschkammer (6), mit der sie verbunden ist, ein Paar aufgesetzte Isolierwangen (7, 7`) umfasst, die sich parallel zueinander und entlang der Bewegungsrichtung des Lichtbogens erstrecken, und von denen mindestens ein Teil ihrer Enden (8, 8`) mindestens im Bereich der zusammengefügten beweglichen Kontakte (4, 5) und zusammen mit den Seitenwänden (3) des Gehäuses (2) Seitentaschen (9) bilden, die dazu bestimmt sind, die Schadstoffpartikel, die bei der Bildung des Lichtbogens entstehen, wenn sich die beweglichen Kontakte (4, 5) trennen, aufzufangen und festzusetzen.Arc expansion chamber (1) for an electrical interrupting device of the electrical circuit breaker type with a housing (2) made of molded insulating material, the expansion chamber (1) being delimited transversely by side walls (3) of the housing (2) and a system of separable movable contacts (4, 5), characterized in that the arc expansion chamber (1) comprises, as an arc guiding means to an arc extinguishing chamber (6) to which it is connected, a pair of attached insulating cheeks (7, 7`), which are parallel to each other and along the direction of movement of the arc extend, and of which at least part of their ends (8, 8`) form side pockets (9) at least in the area of the assembled movable contacts (4, 5) and together with the side walls (3) of the housing (2), which are intended for this purpose are to collect and fix the pollutant particles that arise during the formation of the arc when the movable contacts (4, 5) separate.
Description
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Differentialschalter, insbesondere der Fehlerstrom-Schutzschalter für Privatwohnungen.The invention relates to the field of differential switches, in particular residual current circuit breakers for private apartments.
Bei einem Kurzschluss an einem Fehlerstrom-Schutzschalter nach dem Stand der Technik erscheint ein Lichtbogen zwischen dem beweglichen Kontakt und dem magnetischen Kontaktplättchen, die sich phasen- und neutralseitig befinden. Projektionen von Materialien und Kohlenstoff in Fusion verschmutzen sehr stark die Zone der Unterbrechungskammer beim Übergang des Lichtbogens zwischen dem Magnetblech und dem Wärmeblech. Die Kontakte oder Plättchen sind nämlich im Allgemeinen aus Kohlenstoff und Metallen oder Metalllegierungen gebildet, die unter der Wirkung der bei der Bildung des Lichtbogens erzeugten Wärme verschlechtern oder verdampfen. Gase, Staub und ungewünschte Partikel bilden sich somit immer, wenn ein Lichtbogen erzeugt wird, wobei die Beschaffenheit und Menge dieser letztgenannten auch von der Spannung oder der Stromstärke der betreffenden Vorrichtung abhängen. Bei den bekannten Geräten werden diese Substanzen im Allgemeinen unter dem Druck und/oder der Wärme der Gase beseitigt, die durch die Kanäle, Schikanen, Rinnen oder Öffnungen, die speziell vorgesehen sind, gebildet werden.In the event of a short circuit on a residual current circuit breaker according to the prior art, an arc appears between the movable contact and the magnetic contact plate, which are located on the phase and neutral sides. Projections of materials and carbon in fusion heavily contaminate the zone of the interruption chamber during the transition of the arc between the magnetic sheet and the heat sheet. The contacts or plates are in fact generally formed of carbon and metals or metal alloys which deteriorate or evaporate under the action of the heat generated during the formation of the arc. Gases, dust and unwanted particles are therefore always formed when an arc is generated, the nature and quantity of the latter also depending on the voltage or current strength of the device in question. In known devices, these substances are generally eliminated under the pressure and/or heat of the gases formed by the channels, baffles, troughs or openings specially provided.
So ist bspw. aus der
Im Rahmen gewisser Normungstests ist eine dielektrische Festigkeit von 1500 V zwischen den offenen Kontakten während 1 Minute erforderlich. Nun weisen die aktuellen Fehlerstrom-Schutzschalter nur eine begrenzte dielektrische Festigkeit auf. Dies ist insbesondere auf eine zu starke Anhäufung der vorgenannten festen Schadstoffe in dieser sensiblen Zone und/oder einen unzureichenden elektrischen Isolierabstand zwischen den verschiedenen leitenden aktiven Teilen zurückzuführen.Certain standardization tests require a dielectric strength of 1500 V between the open contacts for 1 minute. Current residual current circuit breakers only have a limited dielectric strength. This is due in particular to an excessive accumulation of the aforementioned solid pollutants in this sensitive zone and/or an insufficient electrical insulation distance between the various conductive active parts.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen.The object of the present invention is to eliminate these disadvantages.
Zu diesem Zweck betrifft sie eine Lichtbogenexpansionskammer für ein Stromunterbrechungsgerät vom Typ elektrischer Schutzschalter mit einem Gehäuse aus geformten Isoliermaterial, wobei die Expansionskammer quer durch Seitenwände des Gehäuses begrenzt ist und ein System von trennbaren beweglichen Kontakten enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtbogenexpansionskammer als Lichtbogenführungsmittel zu einer Lichtbogenlöschkammer, mit der sie verbunden ist, ein Paar aufgesetzte Isolierwangen umfasst, die sich parallel zueinander und entlang der Bewegungsrichtung des Lichtbogens erstrecken, und von denen mindestens ein Teil ihrer Enden mindestens im Bereich der zusammengefügten beweglichen Kontakte und zusammen mit den Seitenwänden des Gehäuses Seitentaschen bilden, die dazu bestimmt sind, die Schadstoffpartikel, die bei der Bildung des Lichtbogens entstehen, wenn sich die beweglichen Kontakte trennen, aufzufangen.To this end, it relates to an arc expansion chamber for a current interrupting device of the electrical circuit breaker type with a housing made of molded insulating material, the expansion chamber being transversely delimited by side walls of the housing and containing a system of separable movable contacts, characterized in that the arc expansion chamber acts as an arc guiding means Arc extinguishing chamber, to which it is connected, comprises a pair of attached insulating cheeks which extend parallel to one another and along the direction of movement of the arc, and of which at least part of their ends form side pockets at least in the area of the assembled movable contacts and together with the side walls of the housing , designed to capture the pollutant particles generated during the formation of the arc when the moving contacts separate.
Sie betrifft auch einen Fehlerstrom-Schutzschalter, der mindestens eine Lichtbogenexpansionskammer gemäß der Erfindung aufweist.It also relates to a residual current circuit breaker having at least one arc expansion chamber according to the invention.
Die Erfindung wird durch die nachstehende Beschreibung besser verständlich, welche sich auf eine bevorzugte Ausführungsart bezieht, als nicht beschränkendes Beispiel angeführt ist und unter Bezugnahme auf die beiliegenden schematischen Zeichnungen erklärt ist, wobei:
- -
1 eine Außen- und Perspektivansicht eines Fehlerstrom-Schutzschalters gemäß der Erfindung ist; - - die
2a und2b Schnittansichten eines Schutzschalters gemäß1 sind, die die wesentlichen inneren Elemente und insbesondere eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Expansionskammer zeigen; - -
3 eine vergrößerte perspektivische Draufsicht eines Teils der Expansionskammer gemäß der Erfindung ist; - -
4 eine Vergrößerung ist, die eine Schnittansicht einer Wange, die Teil der Expansionskammer gemäß der Erfindung ist, in einem Teil des Gehäuses des Schutzschalters zeigt; und - -
5 eine Vergrößerung ist, die eine Schnittansicht der anderen Wange, die Teil der Expansionskammer gemäß der Erfindung ist, in dem anderen Teil des Gehäuses des Schutzschalters zeigt.
- -
1 is an external and perspective view of a residual current circuit breaker according to the invention; - - the
2a and2 B Sectional views of a circuit breaker according to1 Figures showing the essential internal elements and in particular a sectional view of the expansion chamber according to the invention; - -
3 is an enlarged perspective top view of a portion of the expansion chamber according to the invention; - -
4 is an enlargement showing a sectional view of a cheek, which is part of the expansion chamber according to the invention, in a part of the housing of the circuit breaker; and - -
5 is an enlargement showing a sectional view of the other cheek, which is part of the expansion chamber according to the invention, in the other part of the circuit breaker housing.
Wie in
In dem Gehäuse 2 sind, wie in
Um dieses Phänomen zu beseitigen, und gemäß der vorliegenden Erfindung, ist eine Lichtbogenexpansionskammer 1 für ein Stromunterbrechungsgerät vom Typ elektrischer Schutzschalter mit einem Gehäuse 2 aus isolierendem Formmaterial vorgesehen, wobei die Expansionskammer 1 quer durch Seitenwände 3 des Gehäuses 2 begrenzt ist und ein System von trennbaren beweglichen Kontakten 4, 5 enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtbogenexpansionskammer 1 als Führungsmittel des Lichtbogens zu einer Lichtbogenlöschkammer 6, mit der sie verbunden ist, ein Paar aufgesetzte Isolierwangen 7, 7` umfasst, die sich parallel zueinander in Bewegungsrichtung des Lichtbogens erstrecken, und bei denen mindestens ein Teil ihrer Enden 8, 8' mindestens im Bereich der zusammengefügten beweglichen Kontakte 4, 5 und mit den Seitenwänden 3 des Gehäuses 2 Seitentaschen 9 bilden, die dazu bestimmt sind, die Schadstoffpartikel, die bei der Bildung des Lichtbogens erzeugt werden, wenn sich die beweglichen Kontakte 4, 5 trennen, aufzufangen und festzusetzen. Durch Zusammenfügen der zwei in den
Wie in
Dank der gebildeten Seitentaschen 9 können sich die Schadstoffe ablagern und hier bleiben, so dass die Umgebung der beweglichen Kontakte 4, 5 frei von diesen ist, wodurch eine ausreichend hohe dielektrische Festigkeit garantiert wird. Die Abmessungen und die Form der an einer derart engen Stelle eingesetzten Teile ermöglichen es, dank der erfindungsgemäßen Expansionskammer die nicht elektrisch leitenden Freiräume zu optimieren, was ebenfalls zur Aufrechterhaltung einer guten dielektrischen Festigkeit beiträgt.Thanks to the side pockets 9 formed, the pollutants can be deposited and remain here, so that the surroundings of the
So ist die erfindungsgemäße Expansionskammer 1 ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände 3 des Gehäuses 2 in der Nähe des Orts, an dem die beweglichen Kontakte 4, 5 zusammengefügt sind, mindestens ein Rücksprung 10 aufweisen, der zur Bildung der Seitentaschen 9 beiträgt, die dazu bestimmt sind, die Schadstoffpartikel aufzufangen und festzusetzen.Thus, the
Diese Rücksprünge sind besonders in
Vorteilhafterweise ist die erfindungsgemäße Kammer dadurch gekennzeichnet, dass der Rücksprung 10 oder die Rücksprünge 10 in dem das Gehäuse 2 bildenden Isoliermaterial ausgeformt ist/sind. So können die Seitenwände 3 auf die gewünschte Weise bearbeitet oder geformt werden.The chamber according to the invention is advantageously characterized in that the recess 10 or the recesses 10 is/are formed in the insulating material forming the housing 2. The
Auf bevorzugte Weise umfasst/umfassen der Rücksprung oder die Rücksprünge 10 eine oder mehrere Nuten, vorzugswiese eine oder mehrere U-förmige Nuten. Ebenso wird bevorzugt, dass jede Seitenwand 3 einen zur Bewegungsrichtung des Lichtbogens symmetrische Rücksprung 10 aufweist.Preferably, the recess or recesses 10 includes one or more grooves, preferably one or more U-shaped grooves. It is also preferred that each
Nach einem weiteren Merkmal weist jede Isolierwange 7, 7' mindestens einen eine überstehende Kante bildenden abgeschrägten Rand auf.According to a further feature, each
Vorteilhafterweise weisen der oder die Ränder eine Scheitelform oder eine abgeflachte Scheitelform auf. In
Nach einem weiteren Aspekt weist jede Isolierwange 7, 7' ferner mindestens eine ausreichend dicke geformte Rippe 11 auf, um mit ihrer Seitenfläche eine zusätzliche Fläche oder einen zusätzlichen Raum 12 für die Ablagerung von Schadstoffpartikeln zu bilden.According to a further aspect, each
Nach einem weiteren Merkmal befinden sich die zusätzlichen Flächen oder Räume 12 an dem Ende der Isolierwange 7, 7', das jenem gegenüberliegt, das sich gegenüber der Stelle befindet, an der die beweglichen Kontakte 4, 5 zusammengefügt sind. Auf diese Weise haben die Schadstoffe, die sich nicht oder nicht sofort ablagern, und die durch die Gase oder Luftströme mit dem Lichtbogen zu der Löschkammer mitgenommen werden, noch die Möglichkeit, sich an einer Fläche (ähnlich wie an einem Rand) oder in den Hohlräumen der speziell zwischen den verschiedenen Wandabschnitten gebildeten Kanten abzulagern und sich hier zu sammeln, ebenfalls mit dem Ziel, jede leitende Substanz, die an der falschen Stelle vorhanden und geeignet ist, sekundäre Nebenkurzschlüsse zu erzeugen, maximal zu reduzieren.According to a further feature, the additional surfaces or
Schließlich hat die Erfindung ferner einen Fehlerstrom-Schutzschalter zum Gegenstand, umfassend mindestens eine erfindungsgemäße Lichtbogenexpansionskammer 1. Die Erfindung ist bei den Schutzschaltern besonders nützlich, die Kontaktplättchen mit hohen Kohlenstoffanteilen aufweisen, beispielsweise in der Größenordnung von 20 A bis 40 A. Diese Plättchen verdampfen nämlich eine große Menge an Schadstoffen in den Unterbrechungskammern, die sich auch an den aktiven und isolierenden Teilen des Geräts am Phasen- oder Neutralpol ablagern. Die erfindungsgemäßen Taschen 9, die speziell zum Auffangen und Zurückhalten (Ablagern) von festen Schadstoffen bestimmt sind, und die relativ größeren Isolierdistanzen (im Vergleich mit einer herkömmlichen Ausführung oder einem herkömmlichen „Design“) ermöglichen es, die elektrischen Isolierleistungen signifikant zu verbessern und die durch die strengsten Normen geforderten Niveaus einzuhalten. Die Taschen 9, die das Auffangen und (zumindest teilweise) Zurückhalten der Schadstoffe ermöglichen, stammen vorteilhafterweise aus der Kombination von zwei Teilen in dem Schutzschalter, nämlich einem Teil seiner Hülle (Außen- und Innenwände - Querstreben) und den üblichen Isolierteilen, die als Wangen gegenüber den aktiven Teilen (fester Kontakt 4, beweglicher Kontakt 5, oberes Magnetblech und unteres Wärmeblech) positioniert sind. Die Erfindung ist besonders vorteilhaft in dem Maße, als das Auffangen der Schadstoffe nicht die Verwendung zusätzlicher Komponenten erfordert.Finally, the invention also relates to a residual current circuit breaker, comprising at least one
Natürlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebene und in den beiliegenden Zeichnungen dargestellte Ausführungsart beschränkt. Änderungen bleiben möglich, insbesondere was die Ausführung der verschiedenen Elemente oder den Ersatz durch technische Äquivalente betrifft, ohne deshalb über den Schutzrahmen der Erfindung hinauszugehen.Of course, the invention is not limited to the embodiment described and shown in the accompanying drawings. Changes remain possible, in particular as regards the design of the various elements or replacement by technical equivalents, without therefore going beyond the scope of the invention.
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