DE1413915C

DE1413915C - Circuit breakers, in particular installation circuit breakers

Info

Publication number: DE1413915C
Authority: DE
Inventors: Alexander Dipl.-Ing. 3250 Hameln; Benecke Wilhelm Dipl.-Ing. 3301 Neubrück Dörries
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Publication date: 1972-07-20

Description

Gegenstand des Hauptpatentes ist ein Selbstschalter, insbesondere Installationsselbstschalter, bei dem sowohl die ortsfesten als auch die beweglichen Kontaktstücke, die in einer zumindest teilweise aus gasabgebendem Material bestehenden Lichtbogenkammer angeordnet sind, mit Lichtbogenablaufhörnern und Hinterfiitterungen versehen sind, so daß der bei Entstehen eines Lichtbogens auftretende Gasstrom nur zwischen den geöffneten Kontaktstücken entlanggeführt und in der gewünschten Ausbreitungsrichtung in einen Löschblechstapel gelenkt wird. Dadurch läßt sich das üblicherweise vorwiegend durch magnetische Kräfte hervorgerufene Ablaufen des Lichtbogens auf den Kontaktstücken wesentlich beschleunigen. Durch einen gewissen Öffnungswinkel zwischen den Kontaktstücken läßt sich auf diese Weise auch eine besonders rasche Ausweitung der Lichtbogenlänge erzielen. Wenn der Schalter auch noch mit kurzem Ausschaltverzug arbeitet, so wird durch den schnellen Anstieg der Lichtbogenspannung erreicht, daß die Lichtbogenschleife rasch als Dämpfungswiderstand wirksam wird. Der Schalter nach dem Hauptpatent erspart somit jeden Aufwand magnetischer Art zum Antrieb des Lichtbogens, er ist aber insofern noch nicht voll befriedigend, als der relativ lange in der Stellung seiner schnell erreichten größten Ausdehnung bis zum Verlöschen verweilende Lichtbogen dort im verstärkten Maße Gas abspaltet, dessen Druck nur schwer zu beherrschen ist. Ebenso stellt die Kühlung der abströmenden großen Gasmenge bis zum Austritt aus dem Schalter ein sehr schwieriges Problem dar. Es ist zwar bekannt, den Teil der Lichtbogenkammer, in dem der Lichtbogen bis zum Verlöschen brennt, in Keramik oder anderem gasabgebenden Isoliermaterial auszuführen (deutsche Patentschriften 702 052, 703 115, 716 683, 735 601, 759 476, 767 751 und deutsche Auslegeschrift 1 053 067), jedoch hat insbesondere Keramik den Nachteil, daß sich durch Gasfluß an der Oberfläche seine Eigenschaften stark ändern und daß es als Folge des starken Temperaturgefälles zwischen der dem Lichtbogen ausgesetzten Oberfläche und den inneren Materialschichten zerbröckelt. Außerdem ist die Verwendung von Keramik sehr aufwendig. Auch andere nicht gasabgebende Isolierstoffe sind infolge Fehlens einer schützenden Gasabgabe einer stärkeren Temperaturbeanspruchung ausgesetzt.The subject of the main patent is a circuit breaker, in particular installation circuit breaker, in which both the stationary and the movable contact pieces, which are at least partially made of gas-emitting Material existing arc chamber are arranged with arc discharge horns and backfills are provided so that the gas flow occurring when an arc occurs is only guided along between the opened contact pieces and directed in the desired direction of propagation into a stack of arc splitters. This allows the process, which is usually caused primarily by magnetic forces, to occur significantly accelerate the arc on the contact pieces. With a certain opening angle between the contact pieces can in this way also be a particularly rapid expansion of the Achieve arc length. If the switch also works with a short switch-off delay, then will due to the rapid rise in the arc voltage, the arc loop quickly acts as a damping resistor takes effect. The switch according to the main patent thus saves any expenditure of a magnetic type to drive the arc, he but is not yet fully satisfactory in that he quickly reached his position for a relatively long time arcs that linger until it is extinguished splits off gas to a greater extent there, whose pressure is difficult to control. Likewise, the cooling of the outflowing large amount of gas provides to emerge from the switch is a very difficult problem. It is known that the Part of the arc chamber in which the arc burns until it is extinguished, in ceramic or other perform gas-emitting insulating material (German patents 702 052, 703 115, 716 683, 735 601, 759 476, 767 751 and German Auslegeschrift 1 053 067), but in particular ceramics has the Disadvantage that its properties change greatly by gas flow on the surface and that it as Result of the strong temperature gradient between the surface exposed to the arc and the inner layers of material crumbled. In addition, the use of ceramics is very expensive. Also other non-gas-releasing insulating materials are stronger due to the lack of a protective gas release Exposed to temperature stress.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Schalter nach dem Hauptpatent so weit zu verbessern, daß im Bereich der Löschbleche die Lichtbogenkammerwände thermisch wenig beansprucht werden, so daß auch bei Verwendung von gasabgebendem Material die in diesem Lichtbogenkammerteil erzeugte Gasmenge gering bleibt.The invention is based on the object to improve the switch according to the main patent so far, that in the area of the quenching plates the walls of the arc chamber are not subjected to any thermal stress, so that even when gas-emitting material is used, the one generated in this part of the arc chamber The amount of gas remains low.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Selbstschalter der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der von den Löschblechen eingenommene Raum der Lichtbogenkammer breiter gehalten ist als der Raum mit den Kontaktstücken und daß die Breite des Raumes mit den Kontaktstücken der Basisbreite von Löschblechschlitzen entspricht, die dem Raum mit den Kontaktstücken so zugekehrt sind, daß die Stirnseiten der die Löschblechschlitze flankierenden Schenkel der Löschbleche gegen Absätze von zwei die Räume der Lichtbogenkammer begrenzenden Schalenhälften stoßen. Dadurch wird erreicht, daß im Bereich der Kontaktstücke der Lichtbogen durch innige Berührung mit den Wänden die zu seinem Antrieb erforderliche Gasmenge erzeugt, während er nach Einlaufen in den Löschblechstapel mit seinem Zentrum von den Wänden weiter entfernt ist und somit weit weniger Gas erzeugt. Die bekannten Schalter haben zwar teilweise auch Lichtbogenkainmern, die im Bereich der Kontaktstücke schmaler sind als an anderen Stellen, jedoch wird dadurch nicht die mit der Erfindung beabsichtigte Wirkung erreicht, weil nämlich die Voraussetzung,According to the invention, this object is achieved in a circuit breaker of the type mentioned at the outset solved that the space occupied by the arcing plates is kept wider than the arc chamber the space with the contact pieces and that the width of the space with the contact pieces of the Corresponds to the base width of arc splitter slots that face the space with the contact pieces are that the end faces of the arcuate flanking slots flanking the quenching plates against shoulders from two shell halves delimiting the spaces of the arc chamber. This will achieves that in the area of the contact pieces the arc through intimate contact with the walls generates the amount of gas required to drive it while it enters the stack of extinguishing plates with its center is further away from the walls and thus generates far less gas. the well-known switches have some arc chambers, which are narrower in the area of the contact pieces than in other places, but will thereby does not achieve the effect intended with the invention, because namely the prerequisite

ίο daß die Kontaktstücke mit Hinterfiitterungen versehen sein müssen, fehlt. Durch die Hinterfiitterungen wird erreicht, daß der Lichtbogen, der zwischen den geöffneten Kontaktstücken entsteht, rasch ausgeweitet wird.ίο that the contact pieces are provided with backfillings must be missing. The backfilling ensures that the arc that occurs between the opened contact pieces is created, is rapidly expanded.

Nach einem Weiterbildungsgedanken der Erfindung beträgt das Breitenverhältnis vom Löschblechrauin zum Raum mit den Kontaktstücken mindestens 2:1. Der Löschblechstapel nimmt dabei die gesamte Breite des Raumes ein und ist zweckmäßigerweise eng geschichtet.According to a further development concept of the invention, the width ratio is from the quenching plate rough to the space with the contact pieces at least 2: 1. The stack of extinguishing sheets takes the entire one Width of the room and is appropriately layered closely.

Nach einem Weiterbildungsgedanken der Erfindung sind die aus gasabgebendem Material bestehen- _{ den Lichtbogenkammerwände im Bereich der Lösehbleche mit Folien aus nicht gasabgebendem MaterialAfter a training spirit of the invention are the existing material from gasabgebendem _{the arc chamber walls in the area of Lösehbleche with sheets of material not gasabgebendem

(z. B. Asbestpapier) bedeckt, die infolge ihres Abstandes vom Lichtbogenzentruni nicht kritisch beansprucht werden.(e.g. asbestos paper) covered, which is not critically stressed due to its distance from the arc center will.

Um die Bleche in einfacher Weise zu befestigen, sind sie mit den Folien durch Verzapfen verbunden und werden von diesen getragen.In order to attach the sheets in a simple manner, they are connected to the foils by pegging and are carried by them.

Der Löschblechraum mündet in eine labyrinthartige Entlüftungsöffnung, die durch vorstehende Stege der aus zwei Schalenhälften zusammengesetzten Lichtbogenkammer gebildet wird. Zweckmäßigerweise ist in einem Teil der Labyrinthentlüftungsöffnung auch ein kühlendes Material, vorzugsweise Kupfergaze, angeordnet.The quenching plate space opens into a labyrinth-like ventilation opening, which protrudes through Web of the arc chamber composed of two shell halves is formed. Appropriately a cooling material is also in a part of the labyrinth vent opening, preferably Copper gauze, arranged.

An Hand. der Zeichnung sei die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch eine Lichtbogenkammer gemäß der Linie G-H nach F i g. 4,Based. The invention is explained in more detail in the drawing using an exemplary embodiment. 1 shows a section through an arc chamber along the line GH according to FIG. 4,

F i g. 2 und 3 einen Schnitt gemäß den Linien A-B F i g. 2 and 3 show a section along the lines AB

und C-D nach Fig. 1, ,and CD according to Fig. 1,,

F i g. 4 einen Schnitt gemäß der Linie E-F nach Fig. 1.F i g. 4 shows a section along the line E-F of FIG. 1.

Die im Ausführungsbeispiel dargestellte Lichtbogenkammer wird durch zwei Schalenhälften 1 und 2 gebildet, die aus gasabgebendem Material bestehen. Die Schalenhälften sind im Querschnitt so profiliert, daß sie im zusammengebauten Zustand im Bereich von Kontaktstücken 3,4 einen verhältnismäßig schmalen Raum 5 bilden. Die Schalenhälften sind mit Verstärkungen 6, 7 versehen, die Hinterfütterungen für die Kontaktstücke darstellen und sich eng den Konturen der Kontaktstücke anpassen. Der Raum 5 erweitert sich nach der einen Seite hin zu einem Raum 8, in dem ein Löschblechstapel 9 angeordnet ist. Die Löschbleche, die sehr eng geschichtet sind, nehmen die ganze Breite des Raumes 8 ein. Der Löschblechstapel 9 wird einerseits von einem mit dem ortsfesten Kontaktstück 4 in Verbindung stehenden Lichtbogcnleitblech 10 und andererseits von einem dem beweglichen Kontaktstück 3 zugeordneten Lichtbogenleichtblech 11 begrenzt. Der Raum 8 mündet in eine labyrinthartige Entlüftungsöffnung 12, die durch Stege 13 bis 16 der Schalenhälftcn 1, 2 gebildet wird. In der einen Kammer des Labyrinthes ist als Kühlmittel Kupfergaze angeordnet.The arc chamber shown in the exemplary embodiment is formed by two shell halves 1 and 2 formed, which consist of gas-emitting material. The shell halves are profiled in cross section so that that they in the assembled state in the area of contact pieces 3.4 a relatively form narrow space 5. The shell halves are provided with reinforcements 6, 7, the back linings for the contact pieces and adapt closely to the contours of the contact pieces. The room 5 expands on one side to a space 8 in which a stack of extinguishing plates 9 is arranged is. The quenching plates, which are layered very closely, take up the entire width of the room 8. the The extinguishing plate stack 9 is on the one hand connected to a stationary contact piece 4 Lichtbogcnleitblech 10 and on the other hand of the movable contact piece 3 associated with a light arc sheet 11 limited. The space 8 opens into a labyrinth-like ventilation opening 12, which through Web 13 to 16 of the shell halves 1, 2 is formed. In one chamber of the labyrinth, copper gauze is arranged as a coolant.

Der bei der öffnung der Kontaktstücke 3,4 an diesen entstehende Lichtbogen wird infolge der erfindungsgemäßen Ausbildung der Lichtbogenkammer nach seinem raschen Aufweiten durch Ablaufen auf den Kontakthörnern zwischen den engen Isolierstoffwänden in den breit gehaltenen Raum 8 hineingetrieben, wo er unter dem Druck der aus dem engen Raum 5 expandierenden Gase rasch auf den einzelnen Blechen des in diesem Raum 8 angeordneten Löschblcchstapels 9 Fuß faßt. Der Gasdruck unterstützt dabei die zum Zentrum des Stapels gerichtete magnetische Blasung und erzwingt das Fußfassen des Lichtbogens auf den eng geschichteten Blechen, die eine gute Kühlung des Bogens und der abströmenden Gase besorgen. Die abgegebene Wärme wird von den relativ breiten Blechen aufgenommen. Dadurch werden die den Blechstapel seitlich begrenzenden Wände der Lichtbogenkammer thermisch kaum beansprucht, so daß, falls die Wände nicht mit Folien aus nicht gasabgebendem Material bedeckt sind, kaum eine weitere Gasabgabe stattfindet, wenn der Lichtbogen den engen Spalt an der Kontaktstelle verlassen hat. Die weitere Kühlung der aus dem Blechstapel austretenden Gase erfolgt dann in dem Labyrinth der Entlüftungsöffnung, besonders durch das in dem einen Teil dieser öffnung angeordnete Gazematerial.At the opening of the contact pieces 3, 4 this resulting arc is due to the inventive design of the arc chamber after its rapid expansion by running on the contact horns between the narrow insulating material walls driven into the wide space 8, where under the pressure of the narrow Space 5 expanding gases rapidly on the individual sheets of the arranged in this space 8 The stack of extinguishing blocks holds 9 feet. The gas pressure supports the one directed towards the center of the stack magnetic blowing and forcing the arc to gain a foothold on the closely layered metal sheets, the ensure good cooling of the arc and the outflowing gases. The heat given off is by the relatively wide sheets added. This creates the walls laterally delimiting the stack of sheets the arc chamber is hardly thermally stressed, so that if the walls are not made of foils gas-emitting material are covered, hardly any further gas release takes place when the arc has left the narrow gap at the contact point. The further cooling of the emerging from the stack of sheets Gases then takes place in the maze of the vent, especially through the one in the a part of this opening arranged gauze material.

Claims

Patent claims:

I. circuit breaker, in particular installation circuit breaker, in which both the stationary and the movable contact pieces, which are arranged in an arc chamber consisting at least partially of gas-emitting material, are provided with arc discharge horns and backing, so that the gas flow that occurs when an arc occurs only between the is guided along opened contact pieces and directed in the desired direction of expansion into a stack of arc splitters, according to patent 1 185 274, characterized in that the space (8) of the arc chamber occupied by the splitter plates is kept wider than the space (5) with the contact pieces (3, 4) and that the width of the space (5) with the contact pieces (3, 4) corresponds to the base width of arc splitter slots that face the space (5) with the contact pieces (3, 4) so that the end faces of the splitter plate slots flank Leg of the quenching plate against shoulders of two the rooms (5, 8) the shell halves (1, 2) bordering the arc chamber.

2. Automatic switch according to claim 1, characterized in that the width ratio of the Space (8) · with the arc stack (9) to space (5) with the contact pieces (3, 4) at least 2: 1.

. 3. Automatic switch according to claim 1, characterized in that the entire width of the room (8) is occupied by the quenching plates and the quenching plates are closely layered.

4. Automatic switch according to claim 1, characterized in that the gas-emitting material existing, the arc chamber delimiting shell halves (1,2) in the area of Extinguishing plates are covered with foils made of non-gas-releasing material.

5. circuit breaker according to claim 4, characterized in that the sheets of the extinguishing sheet stack (9) are connected to the foils by pegging and are supported by them.

6. circuit breaker according to claim L, characterized in that that the space (8) with the quenching plates with a ventilation opening (12) is in connection, through protruding webs (13 to 16) of the arc chamber composed of two shell halves (1, 2) like a labyrinth is trained.

7. Automatic switch according to claim 6, characterized in that the vent opening (12) is partially filled with a cooling material (copper gauze).

1 sheet of drawings