DE1415944C

DE1415944C - Circuit breakers, in particular installation circuit breakers

Info

Publication number: DE1415944C
Authority: DE
Inventors: Alexander Dipl.-Ing. 3250 Hameln. HOIh 71-24 Dörries
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Publication date: 1972-09-14

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen 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 Hinterfütterungen 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, bei welchem Selbstschalter der von den Löschblechen eingenommene Raum der Lichtbogenkammer breiter gehalten ist als der Raum mit den Kontaktstücken und 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 ao begrenzenden Schalenhälften stoßen, nach Zusatzpatent 1413915.The invention relates to a circuit breaker, in particular an 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 back linings are provided so that the gas flow that occurs when an arc occurs only guided along between the opened contact pieces and in the desired direction of propagation is steered into a stack of extinguishing plates, in which automatic switch the one occupied by the extinguishing plates Space of the arc chamber is kept wider than the space with the contact pieces and the width of the space with the contact pieces corresponds to the base width of the arc splitter slots, which face the space with the contact pieces in such a way that the end faces of the arc splitter slots flanking legs of the quenching plates against shoulders of two the spaces of the arc chamber ao delimiting shell halves, according to additional patent 1413915.

Durch diese Anordnung soll erreicht werden, daß bei der Kontaktöffnung der an den Kontaktstücken entstehende Lichtbogen nach seinem raschen Aufweiten durch Ablaufen auf den Kontakthörnern zwischen den engen Isolierstoffwänden entlang in den breit gehaltenen Raum hineingetrieben wird, indem er unter dem Druck der aus dem engen Raum ausströmenden Gase schnell auf den einzelnen Blechen des Löschblechstapels Fuß fassen soll. Die Löschbleche sind an ihren den Kontaktstiicken zugekehrten Seiten mit V-förmigen Schlitzen versehen, in denen der eindringende Lichtbogen ein Magnetfeld erzeugt, das ihn mit zusätzlicher Kraft in den Löschblechstapel hineintreibt.This arrangement is intended to ensure that when the contact is opened, the contact pieces arcing created after its rapid expansion by running on the contact horns between is driven along the narrow insulating walls into the wide space by under the pressure of the gases escaping from the narrow space, it quickly hits the individual sheets of the arc stack should gain a foothold. The quenching plates are facing the contact pieces Sides provided with V-shaped slots in which the penetrating arc creates a magnetic field generated, which drives it into the stack of extinguishing sheets with additional force.

Die Anordnung nach dem Zusatzpatent ist aber insofern noch unbefriedigend, als der Gasdruck nicht vollständig ausgenutzt wird; denn in dem Augenblick, in dem der Lichtbogen in die Schlitze des zur besseren Kühlung breit gehaltenen Blechpaketes eindringt, entweichen die Gase seitwärts in die Blechzwischenräume, bevor der Lichtbogen auf den Blechen Fuß gefaßt hat. Das vorzeitige Entweichen der Gase in den Blechstapel kann zwar dadurch vermieden werden, daß die Blechschlitze weggelassen werden, jedoch wird dadurch ein anderer Nachteil in Kauf genommen. Durch eine solche Maßnahme würde sich nämlich das treibende Magnetfeld des Stapels stark verringern, da dann der Lichtbogen von den Blechen nur tangiert und nicht umschlossen wird. Bei den in Frage kommenden Strömen von mehreren ■1000 A, bei denen die Lichtbogensäule einen Querschnitt bis zu 1 cm² annehmen kann, spielt dies eine sehr wesentliche Rolle.The arrangement according to the additional patent is still unsatisfactory insofar as the gas pressure is not fully utilized; because at the moment when the arc penetrates the slots of the laminated core, which is kept wide for better cooling, the gases escape sideways into the sheet metal spaces before the arc has taken root on the sheet metal. The premature escape of the gases into the sheet metal stack can indeed be avoided by omitting the sheet metal slots, but another disadvantage is accepted as a result. Such a measure would namely greatly reduce the driving magnetic field of the stack, since then the arc is only affected by the metal sheets and not enclosed. In the case of the currents in question of several 1000 A, at which the arc ^{column can assume a cross section of up to 1 cm 2} , this plays a very important role.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Schalter nach dem Zusatzpatent so zu verbessern, daß zur Verringerung der thermischen Beanspruchung der Lichtbogenkammerwände die Eindringgeschwindigkeit des Lichtbogens in den Löschblechstapel durch gute Ausnutzung der bei Zündung und Lauf des Lichtbogens wirksam werdenden Gase erhöht wird.The invention is based on the object of improving the switch according to the additional patent so that that to reduce the thermal stress on the arc chamber walls, the penetration speed of the arc in the arc stack by making good use of the gases that become effective when the arc is ignited and running is increased.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Selbstschalter der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der die Kontaktstücke enthaltende schmale Raum der Lichtbogenkammer durch vorgezogene Isolierwände bis in den geschlitzten, trapezförmig ausgebildeten Teil der Löschbleche verlängert und somit beiderseits von den Schenkeln der Löschbleche flankiert ist. Durch diese Maßnahme wird das vorzeitige Entweichen der Gase verhindert, so daß der Gasdruck mit den durch den Blechstapel erzeugten magnetischen Kräften zusammenwirkt und den Lichtbogen auch in einem ungewöhnlich eng geschichteten. Blechstapel noch zu der angestrebten Fußpunktbildung auf den Blechen zwingt.
■ Die Verlängerung des schmalen, den Kontaktraum bildenden Teiles der Lichtbogenkammer kann auf verschiedene Weise erfolgen. Nach Ausführungsbeispielen der Erfindung ist vorgesehen, daß der vorgezogene Teil des schmalen Raumes der Lichtbogenkammer durch an die Wände des Gehäuses angeformte, stegartige Ansätze gebildet ist und daß die Löschbleche mit ihren durch die Schlitzung gebildeten seitlichen Schenkeln in die durch die Ansätze beiderseits des schmalen Raumes der Lichtbogenkammer entstehenden Taschen ragen oder daß der vorgezogene Teil des schmalen Raumes der Lichtbogenkammer Einschnitte aufweist, die dicht abschließend die Schenkel der geschlitzten Bleche aufnehmen.This object is achieved according to the invention in an automatic switch of the type mentioned in that the narrow space of the arc chamber containing the contact pieces is extended by protruding insulating walls into the slotted, trapezoidal part of the quenching plates and is thus flanked on both sides by the legs of the quenching plates. This measure prevents the gases from escaping prematurely, so that the gas pressure interacts with the magnetic forces generated by the stack of sheets and the arc is also stratified unusually closely. Sheet stack still forces to the desired formation of base points on the sheets.
The lengthening of the narrow part of the arc chamber that forms the contact space can be done in various ways. According to embodiments of the invention it is provided that the protruding part of the narrow space of the arc chamber is formed by web-like lugs formed on the walls of the housing and that the quenching plates with their side legs formed by the slots in the by the lugs on both sides of the narrow space Arcing chamber emerging pockets protrude or that the protruding part of the narrow space of the arc chamber has incisions that tightly accommodate the legs of the slotted metal sheets.

Nach einem sehr vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß der schmale Raum der Lichtbogenkammer mit einem im Querschnitt U-förmigen Isolierteil ausgekleidet ist, das mit seinen Schenkeln in den die Löschbleche aufnehmenden Raum ragt. Eine andere Lösungsmöglichkeit zur Verlängerung des schmalen Teiles der Lichtbogenkammer besteht darin, daß im Querschnitt L-förmige Isolierstoffwände, die jeweils mit einem ihrer Schenkel auf dem Absatz an der Verbreiterungsstelle aufliegen, mit ihrem anderen Schenkel in den Löschblechraum ragen. Als vorteilhaft hat sich eine Verlängerung des schmalen Teiles der Lichtbogenkammer über die Länge der parallelen Ränder der trapezförmig geschlitzten Bleche erwiesen.According to a very advantageous embodiment of the invention it is provided that the narrow space the arc chamber is lined with a cross-sectionally U-shaped insulating part, which with his Legs protrude into the space receiving the quenching plates. Another possible solution to the extension of the narrow part of the arc chamber consists in the fact that insulating material walls L-shaped in cross-section, each of which rests with one of its legs on the ledge at the widening point, protrude with their other leg into the arcuate area. An extension of the narrow part of the arc chamber over the length of the parallel edges of the trapezoidal slotted Sheets proved.

An Hand der Zeichnung sei die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigtThe invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment with reference to the drawing. It shows

Fig. 1 eine Hälfte der Lichtbogenkammer eines Schalters im Schnitt gemäß der Linie C-D nach F i g. 2,1 shows a half of the arc chamber of a switch in section along the line CD according to FIG. 2,

F i g. 2 und 3 je eine Schnittansicht gemäß der Linie A-B bzw. der Linie E-F nach F i g. 1.F i g. 2 and 3 each show a sectional view along the line AB and the line EF according to FIG. 1.

Die Lichtbogenkammer besteht aus einem schalenförmigen Gehäuse 1, das sich in nicht dargestellter Weise nach der einen Seite hin zu einem den Schaltmechanismus und die übrigen Schalterteile aufneh- . menden Raum fortsetzt. In der Lichtbogenkammer sind in Parallelanordnung Löschbleche 2 vorgesehen, die sich beiderseits einer durch Schalenansätze 3 gebildeten Nut 4 befinden. Die Nut 4 dient zur Führung eines nicht dargestellten, eine Kontaktbrücke 5 tragenden Bolzens. Die Kontaktbrücke 5 ist in Richtung des Pfeiles 6 verschiebbar und in ihrer Öffnungsstellung gezeigt. Die Löschbleche 2 sind parallel zur Bewegungsrichtung der Kontaktbrücke 5 orientiert, und sie sind senkrecht zu ortsfesten Kontaktstücken 7 angeordnet, die sich ihrerseits als Leitbleche über die ganze Länge der Lichtbogenkammer erstrecken und an ihren Enden parallel zur Löschblechrichtung verlaufende Ansätze 7a besitzen. Die Ansätze la sind mit verlängert ausgeführten Endblechen 8 des Löschblechstapels leitend verbunden. Die unmittelbar neben den Schalenansätzen 3 angeordneten Bleche sind als Stromabnehmer 9 bis dicht an die Kontaktbrücke 5 herangeführt. Die Enden 9a des Stromabnehmers 9 sind über einen Potentialdraht 10, der oberhalb einerThe arc chamber consists of a shell-shaped housing 1 which, in a manner not shown, on one side receives the switching mechanism and the other switch parts. in the space. In the arc chamber quenching plates 2 are provided in a parallel arrangement, which are located on both sides of a groove 4 formed by shell attachments 3. The groove 4 serves to guide a bolt, not shown, carrying a contact bridge 5. The contact bridge 5 can be displaced in the direction of arrow 6 and is shown in its open position. The quenching plates 2 are oriented parallel to the direction of movement of the contact bridge 5, and they are arranged perpendicular to stationary contact pieces 7, which in turn extend as guide plates over the entire length of the arc chamber and have lugs 7a running parallel to the quenching plate direction at their ends. The approaches la are conductively connected to elongated end plates 8 of the arc stack. The metal sheets arranged directly next to the shell extensions 3 are brought up to the contact bridge 5 as current collectors 9. The ends 9a of the current collector 9 are a potential via a wire 10, the above

als Hinterfütterung der Kontaktbrücke 5 dienenden Rippe 11 des Gehäuses 1 angeordnet ist, verbunden. Der Potentialdraht 10 wird von dem Stromabnehmer 9 möglichst weit abgespreizt geführt. Die Kontaktstücke? sind in ihrem senkrecht zu den Löschblechen 2 verlaufenden Teil jeweils von U-fÖrmigen Schienen 12 umgeben, die aus ferromagnetischem Material bestehen und so angeordnet sind, daß ihre Öffnungen zu den Löschblechen 2 hinweisen. Zwischen Kontaktstück 7 und Schiene 12 ist ein ebenfalls U-förmiges Isolierteil 13 vorgesehen, das sich eng an die Innenseiten der Schiene 12 anlegt und mit seinen Schenkeln über die Schenkel der Schiene 12 hinaus in einen verbreitert ausgeführten, den Löschblechstapel aufnehmenden Raum der Lichtbogenkammer ragt. Die ferromagnetische Schiene 12 und das Isolierteil 13 besitzen in Höhe der Rippe 11 einen Ausschnitt, mit dem sie auf diese aufgeschoben sind. Das aus gasabgebendem Werkstoff gebildete Isolierteil 13 wird durch den abgewinkelten Ansatz la des Kontakt-Stückes 7, die Rippe 11 und die Enden 9 a des Stromabnehmers 9 in seiner Lage gehalten. Die in den die Löschbleche 2 aufnehmenden Raum ragenden Schenkel der Isolierteile 13 greifen in die trapezförmig ausgeführten Schlitze der Löschbleche 2 ein, so daß deren parallel verlaufende Kanten an den Außenseiten der Isolierteile 13 anliegen. Die Zungen der Löschbleche 2 ragen also in Spalte zwischen Lichtbogenkammerwand und Isolierteil 13 und flankieren somit den schmal gehaltenen Teil der Lichtbogenkammer. Die Löschbleche 2 sind dabei so angeordnet, daß die Spitzen ihrer Trapezschlitze abwechselnd auf der einen und der anderen Seite liegen.is arranged as a backing of the contact bridge 5 serving rib 11 of the housing 1, connected. The potential wire 10 is led spread apart as far as possible from the current collector 9. The contact pieces? are each surrounded by U-shaped rails 12, which are made of ferromagnetic material and are arranged so that their openings point to the quenching plates 2 in their part running perpendicular to the quenching plates 2. Between the contact piece 7 and the rail 12 there is also a U-shaped insulating part 13, which rests closely on the inside of the rail 12 and protrudes with its legs over the legs of the rail 12 into a widened space in the arc chamber that accommodates the arc stack. The ferromagnetic rail 12 and the insulating part 13 have a cutout at the level of the rib 11, with which they are pushed onto them. The insulating part 13 formed from gas-emitting material is held in its position by the angled extension la of the contact piece 7, the rib 11 and the ends 9 a of the current collector 9. The legs of the insulating parts 13 protruding into the space receiving the quenching plates 2 engage in the trapezoidal slots of the quenching plates 2 so that their parallel edges rest against the outer sides of the insulating parts 13. The tongues of the quenching plates 2 protrude into the gaps between the arc chamber wall and the insulating part 13 and thus flank the narrow part of the arc chamber. The quenching plates 2 are arranged so that the tips of their trapezoidal slots lie alternately on one side and the other.

Der bei einer Kurzschlußabschaltung auftretende Lichtbogen nimmt den in F i g. 1 durch die punktierten Linien dargestellten Verlauf. Dabei hat er zunächst die Lage 14 und wandert dann schnell über die Stellung 15 bis in die Lage 16. Er nimmt die volle Breite des Kontaktraumes zwischen den Schenkeln des Isolierteiles 13 ein und wird einmal durch den hinter ihm entstehenden Gasdruck und zum anderen Male durch das mittels der ferromagnetischen Schiene 12 verstärkte Magnetfeld im Bereich des Kontaktstückes 7 weitergetrieben. Bei dieser Blasung wirkt auch das Magnetfeld des Stromabnehmers 9 mit. Es ist hierbei wesentlich, daß der in entgegengesetzter Richtung vom Strom durchflossene Potentialdraht 10 vom Stromabnehmer 9 möglichst weit abgespreizt ist, damit dessen elektromagnetische Wirkung auf den auf ihm laufenden Lichtbogenfußpunkt nicht merklich geschwächt wird. Der Lichtbogen wird dann schließlich in den Löschblechstapel getrieben, ohne daß das dabei mitwirkende Gas vorzeitig entweichen kann. Durch die abwechselnde Anordnung der trapezförmig geschlitzten Löschbleche wird das Eindringen des Lichtbogens besonders bei eng geschichteten Löschblechen erleichtert, da der Bogen zunächst auf Blechkanten trifft, die mehr als den doppelten Blechabstand voneinander haben. Erst beim weiteren Eindringen geht der Lichtbogen schließlich auf die schmalen Blechabstände über. .The arc occurring in the event of a short-circuit disconnection takes the amount shown in FIG. 1 by the dotted Lines shown course. It initially has layer 14 and then quickly migrates over position 15 to position 16. It occupies the full width of the contact space between the legs of the insulating part 13 and is on the one hand by the gas pressure generated behind it and on the other Times due to the magnetic field in the area of the contact piece, which is reinforced by means of the ferromagnetic rail 12 7 driven on. The magnetic field of the current collector 9 is also involved in this blowing. It It is essential here that the potential wire 10 through which the current flows in the opposite direction is spread as far as possible from the pantograph 9, so that its electromagnetic effect on the arc base running on it is not noticeably weakened. The arc will then eventually driven into the arc stack without the gas involved being able to escape prematurely. Due to the alternating arrangement of the trapezoidal slotted quenching plates, the penetration of the The arc is made easier, especially with closely layered arcing plates, as the arc first hits the edges of the sheet meets that have more than twice the sheet metal distance from each other. Only with further penetration the arc finally passes over to the narrow sheet metal gaps. .

Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird also in einfacher Weise eine sehr vorteilhafte Wirkung erzielt, wobei sich gleichzeitig noch der Vorzug ergibt, daß eine raumsparende Führung des Stromabnehmers innerhalb des Isolierteiles möglich ist, ohne daß eine Gefahr von Überschlagen zu den seitlichen Blechkanten besteht.The arrangement according to the invention therefore has a very advantageous effect in a simple manner achieved, at the same time there is the advantage that a space-saving management of the pantograph is possible within the insulating part without the risk of overturning to the side sheet metal edges consists.

Claims

Patent claims:

1. circuit breaker, in particular installation circuit breaker, in which both the stationary as also the movable contact pieces, which are at least partially made of gas-emitting material existing arc chamber are arranged, with arc drain horns and back linings are provided so that the gas flow occurring when an arc occurs only between guided along the opened contact pieces and in the desired direction of propagation in a stack of quenching plates is steered, in which automatic switch the one occupied by the quenching plates Space of the arc chamber is kept wider than the space with the contact pieces and the width of the space with the contact pieces corresponds to the base width of the arc splitter slots, which face the space with the contact pieces so that the end faces of the arc splitter slots flanking legs of the quenching plates against shoulders of two shell halves delimiting the spaces of the arc chamber push, according to additional patent 1413915, characterized in that the contact pieces containing narrow space of the arc chamber through protruding insulating walls into the slotted, trapezoidal part of the quenching plates (2) extended and thus on both sides is flanked by the legs of the quenching plates (2).

2. Automatic switch according to claim 1, characterized in that the protruding part of the narrow space of the arc chamber by web-like molded onto the walls of the housing (1) Approaches is formed and that the quenching plates (2) with their formed by the slot side legs in the through the approaches on both sides of the narrow space of the arc chamber resulting pockets protrude.

3. Automatic switch according to claim 1, characterized in that the protruding part of the narrow space of the arc chamber has incisions that tightly seal the legs the slotted sheet metal.

4. circuit breaker according to claim 1, characterized in that the narrow space of the arc chamber is lined with a cross-sectionally U-shaped insulating part (13), which with his Legs protrude into the space receiving the quenching plates (2).

5. Automatic switch according to claim 1, characterized in that the extension of the narrow Part of the arc chamber is formed by insulating walls with an L-shaped cross-section, each of which rest with one leg on the heel at the widening point and with the other leg protrude into the arcuate area.

6. Automatic switch according to one of claims 1 to 5, characterized in that the extension of the narrow part of the arc chamber over the length of the parallel edges of the trapezoidal shape slotted quenching plate (2) is sufficient.

1 sheet of drawings