DE202018100728U1

DE202018100728U1 - Breaker with main and shunt paths

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Publication number: DE202018100728U1
Application number: DE202018100728.9U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-02-09
Filing date: 2018-02-09
Publication date: 2018-02-21
Anticipated expiration: 2028-02-10

Abstract

Unterbrechungsschaltglied (1), insbesondere zum Unterbrechen von hohen Gleichströmen bei hohen Spannungen, (a) das von einer Leitstellung in eine Trennstellung überführt werden kann, und (b) das ein Gehäuse (2), eine innerhalb des Gehäuses (2) angeordnete Reaktionskammer (7a, b) und eine den Hauptstrompfad durch das Unterbrechungsschaltglied (1) definierende Kontakteinheit (3) aufweist, wobei das Gehäuse (2) die Kontakteinheit (3) umgreift, (c) wobei die Kontakteinheit (3) einen ersten (4) und einen zweiten (5) Anschlusskontakt und einen Trennbereich (6), der in der Leitstellung des Unterbrechungsschaltglieds (1) eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Anschlusskontakt (4) und dem zweiten Anschlusskontakt (5) herstellt, aufweist, (d) wobei der Trennbereich (6) innerhalb der Reaktionskammer (7a, b), die mit einem Löschmittel (9) gefüllt ist, angeordnet ist, (e) wobei der Trennbereich (6) so ausgebildet ist, dass, wenn das Unterbrechungsschaltglied (1) von der Leitstellung in die Trennstellung überführt wird, der Hauptstrompfad zwischen dem ersten Anschlusskontakt (4) und dem zweiten Anschlusskontakt (5) derart unterbrochen ist, dass zwei aufgetrennte Enden des Trennbereichs (6) eine Trennstrecke t1 voneinander entfernt sind, die sich innerhalb des Löschmittels (9) befindet, dadurch gekennzeichnet, dass (f) das Unterbrechungsschaltglied (1) einen Nebenschlussstrompfad parallel zu dem Hauptstrompfad aufweist, der bei Auftreten einer Überspannung beim Übergang von der Leitstellung in die Trennstellung in der Lage ist, einen Nebenschlussstromfluss zwischen dem ersten (4) und dem zweiten (5) Anschlusskontakt zu erzeugen, der in einem Nebenschlusswiderstand einen Teil der elektrischen Energie in thermische Energie umwandelt, wobei der Nebenschlusswiderstand durch den Bereich des Gehäuses gebildet wird, durch das der Nebenschlussstrom fließt.Interrupting switching element (1), in particular for interrupting high direct currents at high voltages, (a) which can be transferred from a conducting position to a disconnected position, and (b) a housing (2), a reaction chamber arranged inside the housing (2) ( 7a, b) and a main circuit through the interruption switching member (1) defining contact unit (3), wherein the housing (2) surrounds the contact unit (3), (c) wherein the contact unit (3) has a first (4) and a second (5) terminal contact and a separation area (6), which establishes an electrical connection between the first terminal contact (4) and the second terminal contact (5) in the conducting position of the interruption switching element (1), (d) wherein the separation area (6 ) within the reaction chamber (7a, b), which is filled with an extinguishing agent (9) is arranged, (e) wherein the separation region (6) is formed so that when the interruption switching member (1) from the Leitstellun g is transferred to the disconnected position, the main current path between the first terminal contact (4) and the second terminal contact (5) is interrupted such that two separated ends of the separation area (6) are a separation distance t1 away from each other, within the extinguishing means (9 ), characterized in that (f) the breaker switch (1) has a bypass current path parallel to the main current path which is capable of causing a shunt current flow between the first (4) and the case when an overvoltage occurs at the transition from the pilot to the disconnected position the second (5) terminal contact, which converts a portion of the electrical energy into thermal energy in a shunt resistor, the shunt resistance being formed by the area of the housing through which the shunt current flows.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Unterbrechungsschaltglied, insbesondere zum Unterbrechen von hohen Gleichströmen bei hohen Spannungen, mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1.The invention relates to an electrical interrupting switching element, in particular for interrupting high direct currents at high voltages, having the features of patent claim 1.

Derartige Schaltglieder finden beispielsweise in der Kraftwerks- und KFZ-Technik, wie auch im allgemeinen Maschinen- und Elektrobau in Schaltschränken von Maschinen und Anlagen, sowie im Rahmen der Elektromobilität in Elektro- und Hybridfahrzeugen, aber auch in elektrisch betriebenen Hubschraubern und Flugzeugen zum definierten und schnellen Trennen von elektrischen Starkstromkreisen im Notfall Verwendung. Dabei besteht die Anforderung an ein derartiges Schaltglied, dass dessen Auslösung und Unterbrechungsfunktion selbst ohne Wartung noch nach bis zu 20 Jahren zuverlässig gewährleistet sein muss. Des Weiteren darf von einem solchen Schaltglied kein zusätzliches Gefahrenpotential durch Heißgas, Partikel, Wurfstücke oder austretendes Plasma ausgehen. Eine weitere Anforderung an solche Schaltglieder besteht darin, nach der Trennung den Isolationswiderstand sicherzustellen.Such switching elements can be found, for example, in power plant and automotive engineering, as well as in general mechanical and electrical engineering in cabinets of machinery and equipment, and in the context of electromobility in electric and hybrid vehicles, but also in electrically powered helicopters and aircraft to the defined and rapid disconnection of electric power circuits in emergency use. There is a requirement for such a switching element that its triggering and interruption function must be reliably guaranteed even without maintenance even after up to 20 years. Furthermore, such a switching element must not pose any additional danger potential due to hot gas, particles, throwing pieces or emerging plasma. Another requirement for such switching elements is to ensure the insulation resistance after the separation.

Ein mögliches Einsatzgebiet in der KFZ-Technik ist das definierte irreversible Trennen der Bordverkabelung von der Autobatterie oder Antriebsbatterie kurz nach einem Unfall oder allgemein nach einem auch anderweitig, beispielsweise durch ein defektes Aggregat oder einen defekten E-Motor, verursachten Kurzschlussvorgang in der Bordverkabelung, um Zündquellen durch Funken und Plasma zu vermeiden, die entstehen, wenn beispielsweise Kabelisolationen durch während des Unfalls eindringendes Karosserieblech aufgescheuert wurden oder lose Kabelenden gegeneinander oder gegen Blechteile drücken und aufscheuern. Läuft bei einem Unfall gleichzeitig Benzin aus, so können solche Zündquellen zündfähige Benzin-Luft-Gemische entzünden, die sich beispielsweise unter der Motorhaube sammeln. A possible field of application in motor vehicle technology is the defined irreversible disconnection of the on-board cabling from the car battery or drive battery shortly after an accident or generally after a short circuit in the on-board cabling caused, for example, by a defective unit or a defective electric motor Ignite sources of ignition by sparks and plasma, which arise when, for example, cable insulation was scoured by penetrating during the accident body panel or push loose cable ends against each other or against sheet metal parts and scrub. If gasoline runs out in an accident at the same time, such ignition sources can ignite flammable gasoline-air mixtures that collect under the bonnet, for example.

Weitere Einsatzgebiete sind die elektrische Abtrennung einer Baugruppe vom Bordnetz für den Fall eines Kurzschlusses in der betreffenden Baugruppe, beispielsweise in einer elektrischen Standheizung oder in einer elektrischen Bremse, sowie die Notabschaltung einer Lithiumbatterie, wie sie heute in Elektro- und Hybridfahrzeugen, sowie in Flugzeugen zur Anwendung kommen. Diese Batterien haben bei kleinem Bauvolumen eine hohe Klemmenspannung von bis zu 1200 V bei extrem kleinem Innenwiderstand. Aus beiden resultiert ein möglicher Kurzschlussstrom von bis zu 5000 A, teilweise und kurzzeitig sogar bis zu 30 kA, ohne dass hierbei die Quellspannung stark einbrechen würde, was schon nach wenigen Sekunden zur Entzündung der Batterie bzw. zu deren Explosion führen kann. Auch zur Notabschaltung von einzelnen Solarzellenmodulen oder ganzen Solarzellenfeldern im Notfall ist das hier vorgestellte Unterbrechungsschaltglied sehr gut geeignet, weil es ansteuerbar bzw. fernsteuerbar ausgebildet sein kann. Further applications are the electrical separation of an assembly from the electrical system in the event of a short circuit in the relevant module, for example in an electric auxiliary heater or in an electric brake, as well as the emergency shutdown of a lithium battery, such as today in electric and hybrid vehicles, and in aircraft Application come. These batteries have a high terminal voltage of up to 1200 V with an extremely low internal resistance in a small volume. Both result in a possible short-circuit current of up to 5000 A, sometimes even up to 30 kA, without the source voltage breaking sharply, which can ignite the battery or cause it to explode after just a few seconds. Even for emergency shutdown of individual solar cell modules or whole solar panels in an emergency, the interruption switch presented here is very well suited because it can be formed controllable or remotely controllable.

Bei allen hier aufgeführten Einsatzfällen handelt es sich in der Regel um das Abschalten von Gleichstrom, der anders als Wechselstrom keinen Nulldurchgang aufweist. Normalerweise liegt in einem Unterbrechungsschaltglied nur die Betriebsspannung an. Im Moment der Trennung eines Gleichstromkreises in einem Unterbrechungsschaltglied steigt durch den Zusammenbruch des Magnetfelds des äußeren Stromkreises jedoch die Spannung derart stark an, dass zwischen den getrennten Enden eines Trennelements eines Unterbrechungsschaltglieds in der Regel ein Lichtbogen entsteht. Zur Erzeugung eines Lichtbogens wird in der Regel eine relativ hohe Spannung benötigt. Zum Aufrechterhalten reichen jedoch schon wesentlich niedrigere Spannungen aus, was in der Regel bei üblichen Betriebsspannungen von etwa 450 V der Fall ist. Damit auch nach einem Abfall der Spannungsspitze auf die Betriebsspannung der Lichtbogen gelöscht wird, ist in der Lichtbogenkammer solcher Unterbrechungsschaltglieder oft ein Löschmittel vorgesehen. Das Löschmittel soll verhindern, dass selbst bei relativ hohen Betriebsspannungen von etwa 450 V oder mehr der Lichtbogen aufrechterhalten bleibt. Durch die hohen Temperaturen eines Lichtbogens von mehreren 1000 °C wird das Löschmittel jedoch durch den Lichtbogen verbraucht und in leitende Stoffe umgewandelt, die den Lichtbogen unterstützen und seine Unterdrückung erschweren. D.h. das Löschmittel wird verbraucht und steht nicht mehr in ausreichendem Maße für die Löschung des erstmals entstandenen Lichtbogens, aber auch nicht für die Löschung eines möglicherweise danach erneut gebildeten Lichtbogens zur Verfügung. Deshalb ist es schwer, nach der Trennung der Kontakte eines Unterbrechungsschaltglieds, den Isolationswiderstand dauerhaft sicherzustellen. All of the applications listed here are usually the switching off of direct current, which unlike alternating current has no zero crossing. Normally, only the operating voltage is present in a breaker switch. However, at the moment of disconnecting a DC circuit in an open circuit, the breakdown of the magnetic field of the external circuit increases the voltage to such an extent that an arc usually occurs between the disconnected ends of a disconnecting element of an interrupting contactor. To generate an arc, a relatively high voltage is usually required. However, much lower voltages are sufficient to maintain this, which is generally the case at usual operating voltages of about 450 V. So that the arc is extinguished even after a drop in the voltage peak to the operating voltage, an extinguishing agent is often provided in the arc chamber of such interruption switching elements. The extinguishing agent is intended to prevent that even at relatively high operating voltages of about 450 V or more, the arc is maintained. However, the high temperatures of an arc of several 1000 ° C, the extinguishing agent is consumed by the arc and converted into conductive materials that support the arc and make it difficult to suppress. That the extinguishing agent is consumed and is no longer sufficient for the extinction of the first-formed arc, but not for the deletion of a possibly subsequently re-formed arc available. Therefore, it is difficult to permanently secure the insulation resistance after disconnecting the contacts of a breaker contactor.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Unterbrechungsschaltglied, insbesondere zum Unterbrechen von hohen Gleichströmen bei hohen Spannungen, bereitzustellen, bei dem das Abschalten von hohen Gleichströmen bei hohen Spannungen schnell und effektiv erreicht werden und auch dauerhaft sichergestellt werden kann.Based on this prior art, the present invention seeks to provide a breaker, in particular for interrupting high DC currents at high voltages, in which the switching off of high DC currents at high voltages can be achieved quickly and effectively and can be permanently ensured.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1.The invention solves this problem with the features of patent claim 1.

Das erfindungsgemäße Unterbrechungsschaltglied kann von einer Leitstellung in eine Trennstellung überführt werden. Ist das erfindungsgemäße Unterbrechungsschaltglied in einen Stromkreis integriert, so ist der Stromkreis in der Leitstellung geschlossen. In der Trennstellung ist der Stromkreis unterbrochen. Das erfindungsgemäße Unterbrechungsschaltglied weist ein Gehäuse, eine innerhalb des Gehäuses angeordnete Reaktionskammer und eine den Hauptstrompfad durch das Unterbrechungsschaltglied definierende Kontakteinheit auf. Das Gehäuse umgreift die Kontakteinheit, d.h. die Kontakteinheit wird von dem Gehäuse umgeben. Die Kontakteinheit weist einen ersten und einen zweiten Anschlusskontakt und einen Trennbereich auf. Der Trennbereich stellt in der Leitstellung des Unterbrechungsschaltglieds eine, vorzugsweise sehr niederohmige, elektrische Verbindung zwischen dem ersten Anschlusskontakt und dem zweiten Anschlusskontakt her, Werte von 40 bis 60 µH sind hier gut erreichbar. Der Trennbereich ist innerhalb der so genannten Reaktionskammer, die mit einem Löschmittel gefüllt ist, angeordnet. Der Trennbereich ist so ausgebildet, dass, wenn das Unterbrechungsschaltglied von der Leitstellung in die Trennstellung überführt wird, der Hauptstrompfad zwischen dem ersten Anschlusskontakt und dem zweiten Anschlusskontakt derart unterbrochen ist, dass zwei aufgetrennte Enden des Trennbereichs eine Trennstrecke t₁ voneinander entfernt sind, die sich innerhalb des Löschmittels befindet. Das erfindungsgemäße Unterbrechungsschaltglied ist dadurch gekennzeichnet, dass das Unterbrechungsschaltglied einen Nebenschlussstrompfad parallel zu dem Hauptstrompfad aufweist, der bei Auftreten einer Überspannung beim Übergang von der Leitstellung in die Trennstellung in der Lage ist, einen Nebenschlussstromfluss zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlusskontakt zu erzeugen, der in einem Nebenschlusswiderstand einen Teil der elektrischen Energie in thermische Energie umwandelt, wobei der Nebenschlusswiderstand durch einen Bereich des Gehäuses gebildet wird, durch das der Nebenschlussstrom fließt.The interruption switching element according to the invention can be transferred from a control position to a disconnected position. If the interruption switching element according to the invention is integrated in a circuit, the circuit is in the conducting position closed. In the disconnected position, the circuit is interrupted. The interruption switching element according to the invention comprises a housing, a reaction chamber arranged within the housing and a contact unit defining the main current path through the interruption switching element. The housing surrounds the contact unit, ie the contact unit is surrounded by the housing. The contact unit has a first and a second connection contact and a separation region. The separation region establishes in the control position of the interruption switching element a, preferably very low, electrical connection between the first connection contact and the second connection contact, values of 40 to 60 μH being easily attainable here. The separation region is arranged within the so-called reaction chamber, which is filled with an extinguishing agent. The separation region is formed so that when the interruption switching member is transferred from the Leitstellung to the disconnected position, the main current path between the first terminal contact and the second terminal contact is interrupted such that two separated ends of the separation area a separation distance t ₁ are separated from each other located within the extinguishing agent. The breaker switch according to the invention is characterized in that the breaker switch has a bypass current path parallel to the main current path capable of generating a shunt current flow between the first and second terminal contacts when an overvoltage occurs at the transition from the conducting position to the disconnected position a shunt resistor converts a portion of the electrical energy into thermal energy, wherein the shunt resistor is formed by a portion of the housing through which the shunt current flows.

Im Moment des Übergangs von der Leitstellung in die Trennstellung des erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieds wird der äußere Stromkreis, in den das Unterbrechungsschaltglied integriert ist, unterbrochen. Die im äußeren Stromkreis gespeicherte Induktivität führt im Moment der Unterbrechung des äußeren Stromkreises zu einer immensen Spannungserhöhung über die normale Betriebsspannung hinaus. Durch diese erhöhte Spannung entsteht in der Regel ein Lichtbogen an mindestens einer Stelle des Unterbrechungsschaltglieds, vorzugsweise zunächst zwischen den beiden getrennten Enden des Trennbereichs. Da die Trennstrecke t₁ zwischen diesen beiden getrennten Enden durch ein Löschmittel verläuft, kann der Lichtbogen das Löschmittel verdampfen, dessen Moleküle zerreissen und mit den hier entstehenden elektrisch leitfähigen Stoffen reagieren. Auf diese Weise entstehen aus dem üblicherweise aus Kohlenstoffmolekülen aufgebauten oder mit kohlenstoffhaltigen Stoffen vermengtes Löschmittel leitende Stoffe, die unerwünscht sind, da sie zu keiner dauerhaften Sicherstellung des Isolationswiderstands führen. Würde keine Energie anderweitig verbraucht werden, so kann die gesamte Energie von dem Lichtbogen in die Umwandlung von Löschmittel in unerwünschte leitende Stoffe fließen.At the moment of the transition from the Leitstellung in the disconnected position of the breaker circuit according to the invention, the external circuit, in which the interruption switch is integrated, interrupted. The inductance stored in the external circuit results in an immense voltage increase above the normal operating voltage at the moment of the interruption of the external circuit. As a result of this increased voltage, an arc generally occurs at at least one point of the interrupting switching element, preferably initially between the two separate ends of the separating region. Since the separation distance t ₁ between these two separate ends passes through an extinguishing agent, the arc can evaporate the extinguishing agent, tear the molecules and react with the resulting electrically conductive substances. In this way, arise from the usually built up from carbon molecules or mixed with carbonaceous materials extinguishing agent conductive substances that are undesirable because they do not lead to permanent assurance of insulation resistance. If no energy were consumed elsewhere, all the energy from the arc could flow into the conversion of extinguishing agent to undesirable conductive substances.

Diese Vorgänge bzw. Verhältnisse sind evtl. nicht relevant, wenn man Löschmittel verwendet, die nicht auf Kohlenstoffbasis aufgebaut sind. Gedacht ist an die Verwendung von Hexasilan oder Pentasilan. Das Problem hierbei ist, dass diese Stoffe bisher weltweit nur in wenigen Versuchslabors und auch nur in extrem kleinen Mengen hergestellt wurden und deren Eignung für die Löschung eines Lichtbogens bisher nicht getestet werden konnte. Voruntersuchungen zeigten zudem, dass 1 kg dieser Flüssigkeiten z.Z. ca. 60.000 Euro kosten würden, bei einer Herstellzeit von ca. 6 Monaten. Diese hohen Kosten und lange Herstellungszeit schließen diese Materialien zumindest z.Z. für eine Serienanwendung zur Lichtbogendämpfung in Notabschaltern aus. Auch ist heute damit noch völlig unbekannt, welche Nachteile mit einem Einsatz dieser Stoffe auftreten würden.These processes or circumstances may not be relevant if you use extinguishing agents that are not based on carbon. The idea is to use hexasilane or pentasilane. The problem here is that these substances have been produced worldwide only in a few test laboratories and even in extremely small quantities and their suitability for the extinction of an arc could not be tested so far. Preliminary studies also showed that 1 kg of these liquids are currently being used. would cost about 60,000 euros, with a production time of about 6 months. These high costs and long production time exclude these materials at least for now. for a series application for electric arc damping in emergency shutters off. Even today, it is still completely unknown what disadvantages would occur with the use of these substances.

Da in dem erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglied im Moment des Übergangs von der Leitstellung in die Trennstellung ein Nebenschlussstromfluss über einen Nebenschlussstrompfad erzeugt wird, der einen Nebenschlusswiderstand aufweist, der elektrische Energie in thermische Energie umwandeln kann, wird Energie, die normalerweise dem Lichtbogen zur Verfügung steht, anderweitig verbraucht. Auch kann der Lichtbogen durch sogenannte Feldliniensteuerung dazu verleitet/gezwungen werden, hauptsächlich den Nebenschlussstrompfad zu nutzen. Auf diese Weise wird weniger Löschmittel durch den Lichtbogen in leitende Stoffe umgewandelt, sodass zur Sicherstellung des Isolationswiderstands des erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieds mehr unverbrauchtes Löschmittel in der Reaktionskammer zur Verfügung steht.In the breaker circuit according to the invention, at the moment of transition from the conducting position to the disconnected position, since a shunt current flow is generated across a shunt current path having a shunt resistance capable of converting electrical energy into thermal energy, energy normally available to the arc is otherwise consumed , Also, the arc can be induced by so-called field line control to be forced to mainly use the shunt current path. In this way, less extinguishing agent is converted by the arc into conductive substances, so that more unused extinguishing agent is available in the reaction chamber to ensure the insulation resistance of the interruption switching element according to the invention.

Im Nebenschlussstrompfad kann ebenso eine Trennstrecke t₂ vorliegen, in der ein Lichtbogen gebildet werden kann. Auch wenn dieser Lichtbogen ebenso Löschmittel in leitende Stoffe umwandelt, so hat der Erfinder der vorliegenden Anmeldung festgestellt, dass durch die umgewandelte Energie durch den Nebenschlusswiderstand weniger Löschmittel durch einen möglichen Lichtbogen im Hauptstrompfad zwischen den beiden Anschlusskontakten umgewandelt wird. Dies hat zwei Vorteile: Ist die durch die Spannungserhöhung bedingte Energie durch Bildung des Lichtbogens, durch Umwandlung von Löschmittel und durch die Umwandlung von elektrischer Energie in thermische Energie durch den Nebenschlusswiderstand aufgebraucht, so ist immer noch genügend elektrisch nicht leitendes Löschmittel in dem Unterbrechungsschaltglied vorhanden, sodass selbst nach dem Erlöschen bzw. dem Aushungern des Lichtbogens bei der Betriebsspannung kein Lichtbogen mehr gebildet wird. Weiterhin ist durch das Vorhandensein von Löschmittel nach dem Abklingen des Lichtbogens oder der Lichtbögen dauerhaft der Isolationswiderstand besser sichergestellt.In the bypass current path can also be a separation distance t ₂ , in which an arc can be formed. Although this arc also converts extinguishing agents to conductive substances, the inventor of the present application has found that the converted energy due to the shunt resistance converts less extinguishing agent through a potential arc in the main current path between the two terminal contacts. This has two advantages: if the energy due to the voltage increase is consumed by the formation of the arc, by conversion of extinguishing agent and by the conversion of electrical energy into thermal energy by the shunt resistor, then sufficient electrically non-conductive extinguishing agent is still present in the interruption circuit, so even after extinction or the Starving the arc at the operating voltage no arc is formed. Furthermore, by the presence of extinguishing agent after the decay of the arc or arcs permanently the insulation resistance is better ensured.

Unter der Betriebsspannung wird erfindungsgemäß eine Spannung von über 100 V oder mehr, vorzugsweise von 450 V oder mehr verstanden, jedoch vorzugsweise heute maximal eine Spannung von 5000 V. Unter „Überspannung“ wird erfindungsgemäß eine Spannungserhöhung um bis zum 4-fachen der Betriebsspannung verstanden.According to the invention, the operating voltage is to be understood as meaning a voltage of more than 100 V or more, preferably 450 V or more, but today preferably a maximum of 5000 V. By "overvoltage" is meant according to the invention a voltage increase of up to 4 times the operating voltage.

Unter dem Begriff „Trennstrecke“ wird in der vorliegenden Anmeldung eine Unterbrechung in einem Strompfad bzw. ein Abstand zwischen zwei leitenden Bestandteilen eines Strompfads verstanden.In the present application, the term "separation path" is understood to mean an interruption in a current path or a distance between two conducting components of a current path.

Unter einer „Reaktionskammer“ wird in der vorliegenden Anmeldung die Kammer verstanden, in der das Verbindungselement getrennt wird, d.h. die Kammer innerhalb der ein Lichtbogen zwischen zwei getrennten Teilen des Trennbereichs gebildet werden kann.By a "reaction chamber" is meant in the present application the chamber in which the connecting element is disconnected, i. the chamber within which an arc can be formed between two separate parts of the separation area.

Die Größe der Trennstrecke t₁ im Hauptstrompfad, d.h. der Abstand zwischen den getrennten Teilen des Trennbereichs liegt in der Trennstellung des erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieds vorzugsweise im Bereich von 1 bis 10 mm. Die Größe der Trennstrecke t₂ im Nebenschlussstrompfad liegt vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 10 mm. Letzteres gilt auch für mögliche weitere Trennstrecken innerhalb des Nebenschlussstrompfads.The size of the separation path t ₁ in the main current path, ie the distance between the separated parts of the separation region is in the disconnected position of the interruption switching element according to the invention preferably in the range of 1 to 10 mm. The size of the separation path t ₂ in the bypass current path is preferably in the range of 0.5 to 10 mm. The latter also applies to possible further separating sections within the bypass current path.

Die Trennstrecke t₂ wird in der Regel über mindestens eine Funkenstrecke im Augenblick der Trennung durch die hier dann entstehende hohe Induktionsspannung aus dem zusammenbrechenden Magnetfeld der Kreisinduktivität der Hauptentladungsstrecke quasi selbsttätig zugeschaltet. Die Länge dieser Funkenstrecke liegt im Bereich von 0,1 bis 2 mm, vorzugsweise bei ca. 1 mm.The separation distance t ₂ is quasi automatically switched on at least one spark gap at the moment of separation by the then resulting high induction voltage from the collapsing magnetic field of the circular inductance of the main discharge path. The length of this spark gap is in the range of 0.1 to 2 mm, preferably about 1 mm.

Weiterhin ist es bevorzugt, dass der Widerstand der Kontakteinheit vom ersten bis zum zweiten Anschlusskontakt im Hauptstrompfad im Bereich von 30 bis 60 µΩ liegt. Der Nebenschlusswiderstand ist inklusive des Lichtbogenwiderstands vorzugsweise nach der Trennung kleiner als der Widerstand des getrennten Hauptstrompfads und liegt vorzugsweise in einem Bereich von 1x bis 0,01x des Widerstands des getrennten Hauptstrompfads.Furthermore, it is preferable that the resistance of the contact unit from the first to the second terminal contact in the main current path is in the range of 30 to 60 μΩ. The shunt resistance, including the arc resistance, is preferably smaller than the resistance of the separated main current path after the separation, and is preferably in a range of 1x to 0.01x the resistance of the separated main current path.

Das Löschmittel kann ein festes, pulverförmiges oder ein flüssiges Medium sein. Vorzugsweise ist das Löschmittel ein verdampfbares Medium. Vorzugsweise ist das Löschmittel ein flüssiges Medium, das bei Erreichen der Siede- oder Verdampfungstemperatur ganz oder teilweise in einen gasförmigen Zustand übergeht. Gleichzeitig ist es bevorzugt, dass das Löschmittel auch elektrisch isolierende Eigenschaften hat, damit der Lichtbogen nach ausreichender Entfernung der beiden aufgetrennten Teile des Trennbereichs gelöscht werden kann und danach zwischen den getrennten Kontakten eine ausreichende Isolation gegen einen hier dann unerwünschten Stromfluss besteht. Vorzugsweise ist das Löschmittel ein Öl, beispielsweise Silikonöl, oder ein Silan bzw. Polysiloxan, beispielsweise Hexasilan oder Pentasilan mit möglichst wenig oder noch besser ohne Kohlenstoffatomanteil.The extinguishing agent can be a solid, powdery or a liquid medium. Preferably, the extinguishing agent is a vaporizable medium. The extinguishing agent is preferably a liquid medium which, when the boiling or vaporization temperature is reached, passes completely or partially into a gaseous state. At the same time, it is preferred that the extinguishing agent also has electrically insulating properties, so that the arc can be extinguished after sufficient removal of the two parts separated the separation region and then between the separate contacts sufficient insulation against a then undesirable current flow. The extinguishing agent is preferably an oil, for example silicone oil, or a silane or polysiloxane, for example hexasilane or pentasilane, with as little or even better no carbon atom content.

Die Kontakteinheit umfasst den ersten und den zweiten Anschlusskontakt sowie den Trennbereich, der beim Schalten des erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieds den Hauptstrompfad über die Kontakteinheit trennt. Dabei kann der Trennbereich in jeglicher Form ausgestaltet sein, wie es beispielsweise in den DE 10 2014 107 853 A1 , DE 10 2014 110 825 A1 , DE 20 2015 100 525 U1 , DE 10 2015 112 141 A1 , DE 10 2015 114 279 A1 , DE 10 2015 114 894 A1 , DE 10 2016 124 176 A1 und DE 10 2017 123 021 A1 beschrieben ist. So kann der Trennbereich beispielsweise als fester Schaltsteg ausgebildet sein, der beispielsweise als einfacher Stab oder als zylindrisches oder hohlprismatisches Rohr ausgebildet ist, der/das zerrissen und dadurch in mindestens zwei Teile getrennt wird. Der Stab oder das Rohr kann aber auch lediglich verschoben werden, so dass eine Trennung der beiden Anschlusskontakte resultiert. Alternativ dazu kann der Trennbereich auch so ausgestaltet sein, dass ein Bolzen mit zwei Führungskontakten in Verbindung steht, und bei Bewegung des Bolzens dieser von einem oder zwei der Führungskontakte getrennt wird. Weiterhin kann der Trennbereich aber auch ein Draht oder ein Band sein. Der Trennbereich ist mit den beiden Anschlusskontakten verbunden. Dabei kann der Trennbereich direkt mit den Anschlusskontakten oder über weitere leitende Elemente damit verbunden sein. Beim Schalten des erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieds, d.h. Unterbrechen des Strompfads, wird der Trennbereich derart aufgetrennt, dass dadurch die elektrische Verbindung zwischen den beiden Anschlusskontakten unterbrochen wird. Das Trennen des Trennbereichs kann auf jegliche denkbare Weise erfolgen, so kann beispielsweise ein Kolben darauf drücken, ein Stößel aufschießen, der Leiter einen außerhalb erzeugten und auf ihn wirkenden oder durch im Leiter selbst erzeugten Gasdruck oder Abgasdruck zerrissen oder thermisch einfach aufgeschmolzen werden. Der Trennbereich kann durch aktive Auslösung, aber auch durch passive Auslösung des erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieds getrennt werden.The contact unit comprises the first and the second connection contact as well as the separation region which, when the interruption switching element according to the invention is switched, disconnects the main current path via the contact unit. In this case, the separation area can be configured in any form, as for example in the DE 10 2014 107 853 A1 . DE 10 2014 110 825 A1 . DE 20 2015 100 525 U1 . DE 10 2015 112 141 A1 . DE 10 2015 114 279 A1 . DE 10 2015 114 894 A1 . DE 10 2016 124 176 A1 and DE 10 2017 123 021 A1 is described. Thus, the separation region may for example be formed as a fixed switching web, which is formed for example as a simple rod or as a cylindrical or hollow prismatic tube, which is torn and thereby separated into at least two parts. But the rod or tube can also be moved only, so that a separation of the two terminal contacts results. Alternatively, the separation area can also be designed so that a bolt is in communication with two guide contacts, and when the bolt is moved, it is separated from one or two of the guide contacts. Furthermore, the separation area can also be a wire or a band. The separation area is connected to the two connection contacts. In this case, the separation region can be connected directly to the connection contacts or via further conductive elements. When switching the interruption switching element according to the invention, ie interrupting the current path, the separation region is separated in such a way that thereby the electrical connection between the two connection contacts is interrupted. The separation of the separation area can be done in any conceivable manner, for example, a piston can push it on, shoot up a plunger, the conductor an externally generated and acting on him or torn by the conductor itself generated gas pressure or exhaust gas pressure or can be thermally melted easily. The separation region can be separated by active triggering, but also by passive triggering of the interruption switching element according to the invention.

Die passive Auslösung kann bspw. durch Schmelzen des den Trennbereich bildenden Materials, beispielsweise bei Erreichen einer bestimmten Schwellstromstärke, erfolgen. Auch kann die passive Auslösung durch die Wirkung von pyrotechnischen Zünd- und Anzündstoffen, wie auch nur durch thermische Einwirkung sich zerlegende Stoffe, wie bspw. Tetrazen unterstützt werden. Dabei können auch Vorrichtungen an einem oder an beiden aufgetrennten Teilen des Trennbereichs angebracht sein, die diese beiden Enden weiter voneinander entfernen, bspw. durch eine existierende Zugbelastung, die nach Trennen des Trennbereichs wirken kann. Beispielhaft kann hier eine Zugbelastung durch eine vorgespannte Feder genannt werden.The passive release can, for example, by melting the separation area forming Material, for example, when reaching a certain threshold current, done. The passive release can also be assisted by the action of pyrotechnic igniters and igniters, as well as decomposing substances such as tetracene only by thermal action. In this case, devices can also be attached to one or both separated parts of the separation area, which further remove these two ends from each other, for example by an existing tensile load, which can act after separation of the separation area. By way of example, a tensile load by a prestressed spring can be mentioned here.

Unter aktiver Auslösung des erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieds wird jegliche Art von mechanischer oder pyrotechnischer Energie verstanden, die den Trennbereich trennen kann. So kann beispielsweise der Trennbereich durch eine einwirkende Zug- oder Druckbewegung getrennt werden. Oder es wird ein pyrotechnisches Material, wie beispielsweise ein Anzünder (EED) oder ein Minidetonator, verwendet, der sich entweder in der Reaktionskammer befindet, oder aber außerhalb der Reaktionskammer so angebracht ist, dass er durch Zug- oder Druckbewegung oder eine Stoßwelle auf den Trennbereich wirken kann und dessen Trennung verursacht.Actively triggering the interruption switching element according to the invention means any kind of mechanical or pyrotechnic energy which can separate the separation region. For example, the separation area can be separated by an acting tensile or compressive movement. Or a pyrotechnic material such as an igniter (EED) or mini-detonator may be used, either located in the reaction chamber or mounted outside the reaction chamber so as to impact the separation area by pulling or pushing or a shock wave can act and causes its separation.

Auch die Gaserzeugung von Stoffen, die nur durch Erwärmen einfach unter Freisetzung von Gasen zerfallen, wie beispielsweise Tetrazen, sind hier für die Einleitung oder Unterstützung eines Trennvorgangs einsetzbar.The gas generation of substances that decompose simply by heating with the release of gases, such as tetracene, can be used here for the initiation or support of a separation process.

Auch können diese Stoffe gleich mit zum Löschen und Isolieren verwendet werden, sofern sie keine Halogene oder Kohlenstoffatome in deren Molekülverband aufweisen.These substances can also be used for extinguishing and isolating provided that they do not contain any halogens or carbon atoms in their molecular structure.

Beispielsweise zerfällt Tetrazen zu großen Teilen direkt in Stickstoff N₂ und kann so direkt in die Reaktionskammer zur Unterstützung der Trennung und nachfolgenden elektrischen Isolation des getrennten Verbindungselements genutzt werden.For example, tetracene largely disintegrates directly into nitrogen N ₂ and thus can be used directly into the reaction chamber to aid in the separation and subsequent electrical isolation of the separate connector.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieds ist es bevorzugt, dass der Nebenschlussstrompfad in der Leitstellung geschlossen oder unterbrochen vorliegt. Liegt der Nebenschlussstrompfad in der Leitstellung unterbrochen vor, so kann – wie weiter oben beschrieben – an der die Unterbrechung bildende Trennstrecke t₂ ebenso ein Lichtbogen ausgebildet werden. Liegt der Nebenschlussstrompfad in der Leitstellung geschlossen vor, so ist es bevorzugt, dass ein Teil des den Nebenschlussstrompfad bildenden Materials ein bei Spannungserhöhung über die Betriebsspannung hinaus verdampfbares Material ist. Beim Übergang von der Leitstellung in die Trennstellung kommt es zur Spannungserhöhung, das verdampfbare Material wird verdampft, wodurch die Trennstrecke t₂ im Nebenschlussstrompfad gebildet wird, die ebenso zu einer Unterbrechung des Stromflusses im Unterbrechungsschaltglied führt. Wird dann ein Lichtbogen an der Trennstrecke t₂ gebildet, so kann die im Magnetfeld der Kreisinduktivität im Augenblick des Trennens gespeicherte Energie auch an diesem Lichtbogen und auch noch zusätzlich über den Widerstand im Nebenschlussstrompfad schneller abgebaut werden.In one embodiment of the interruption switching element according to the invention, it is preferred that the shunt current path is closed or interrupted in the conducting position. If the shunt current path is interrupted in the conducting position, it is also possible, as described above, for an arc to be formed at the interruption gap t ₂ forming the interruption. If the bypass current path is closed in the conducting position, then it is preferred that a part of the material forming the bypass current path is a material which can be vaporized beyond the operating voltage when the voltage increases. In the transition from the Leitstellung in the disconnected position, there is a voltage increase, the evaporable material is vaporized, whereby the separation distance t _{2 is formed} in the bypass current path, which also leads to an interruption of the current flow in the interruption switching element. If an arc is then formed on the separation path t ₂ , the energy stored in the magnetic field of the circular inductance at the moment of separation can also be dissipated faster at this arc and also additionally via the resistance in the bypass current path.

Somit ist es in einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieds bevorzugt, dass in der Trennstellung des Unterbrechungsschaltglieds innerhalb des Gehäuses eine Unterbrechung des Nebenschlussstrompfads mit einer Trennstrecke t₂ vorgesehen ist, die bei Auftreten der Überspannung durch einen Lichtbogen überbrückt wird. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass ein Nebenschlussstrom über den Nebenschlussstrompfad fließt, sodass auch durch den Nebenschlusswiderstand elektrische Energie in thermische Energie umgewandelt werden kann.Thus, in one embodiment of the interruption switching element according to the invention it is preferred that in the disconnected position of the interruption switching element within the housing, an interruption of the bypass current path is provided with a separation distance t _2, which is bridged by an arc when the overvoltage occurs. This ensures that a shunt current flows across the shunt current path, allowing shunt resistance to convert electrical energy into thermal energy.

Es ist weiterhin bevorzugt, dass die Trennstrecke t₂ sich ebenfalls innerhalb eines Löschmittels befindet. Damit wird sichergestellt, dass auch bei Abfall der erhöhten Spannung, die beim oder nach dem Schalten des erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieds (Übergang von der Leitstellung in die Trennstellung) anliegt, auf die Betriebsspannung der Lichtbogen effektiv gelöscht wird.It is further preferred that the separation distance t ₂ is also located within an extinguishing agent. This ensures that even when the increased voltage which is present during or after the switching of the interruption switching element according to the invention (transition from the conducting position into the disconnected position) is effectively canceled on the operating voltage, the arc is extinguished.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieds ist es bevorzugt, dass das Löschmittel, in dem sich die Trennstrecke t₂ befindet, das gleiche Löschmittel ist, in dem sich die Trennstrecke t₁ befindet. Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Trennstrecken t₁ und t₂ in der Trennstellung innerhalb desselben Volumens angeordnet sind. Dieses Volumen ist mit dem Löschmittel gefüllt. In der Leitstellung des erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieds können die Trennstrecken t₁ und t₂ in unterschiedlichen Volumina bzw. Kammern vorliegen, jedoch ist es erfindungsgemäß wegen einer einfachen Ausgestaltung des Unterbrechungsschaltglieds von Vorteil, wenn durch Übergang von der Leitstellung in die Trennstellung die unterschiedlichen Volumina zu einem Volumen vereint werden. Dies kann dadurch bewerkstelligt werden, dass der Trennbereich der Kontakteinheit so ausgebildet ist, dass er die unterschiedlichen Volumina in der Leitstellung voneinander trennt, jedoch durch Auftrennen des Trennbereichs aus den unterschiedlichen Volumina ein Volumen wird.In one embodiment of the interruption switching element according to the invention, it is preferred that the extinguishing agent in which the separation distance t ₂ is located is the same extinguishing agent in which the separation distance t ₁ is located. Furthermore, it is preferred that the separation sections t ₁ and t _{2 are arranged} in the separation position within the same volume. This volume is filled with the extinguishing agent. In the control position of the interruption switching element according to the invention, the separation sections t ₁ and t _{2 may be present} in different volumes or chambers, however, it is advantageous according to the invention for a simple embodiment of the interruption switching element, if by transition from the control position to the disconnected position, the different volumes to a volume be united. This can be accomplished by making the separation area of the contact unit such that it separates the different volumes in the guide position, but becomes a volume by separating the separation area from the different volumes.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieds ist es bevorzugt, dass die Trennstrecke t₂ sich zwischen der inneren Wand des Gehäuses und einem elektrisch leitenden Material im Inneren des Unterbrechungsschaltglieds befindet. Hier liegt das elektrisch leitende Material vorzugsweise in Form einer Beschichtung auf einem isolierenden Element des Unterbrechungsschaltglieds vor. Das isolierende Element kann aus Kunststoff, bspw. aus einem Thermo- oder Duroplast, sein, aber auch aus einer Keramik, die den Vorteil hat, dass sie durch bzw. bei Lichtbogeneinfluss nicht elektrisch leitend wird. Alternativ kann das elektrisch leitende Material aber auch als Draht oder Band ausgestaltet sein. Das elektrisch leitende Material ist vorzugsweise an dem einen Ende mit der Kontakteinheit, vorzugsweise auf der Seite des ersten Anschlusskontaktes verbunden. Alternativ dazu kann aber auch eine weitere Trennstrecke t₃ zwischen dem elektrisch leitenden Material und der Kontakteinheit vorgesehen sein, die beim Übergang von der Leitstellung in die Trennstellung mithilfe eines Lichtbogens überbrückt wird. In one embodiment of the interruption switching element according to the invention, it is preferred that the separation distance t ₂ between the inner Wall of the housing and an electrically conductive material is located inside the breaker circuit. Here, the electrically conductive material is preferably in the form of a coating on an insulating element of the interrupting switching element. The insulating element may be made of plastic, for example of a thermoset or thermoset, but also of a ceramic, which has the advantage that it is not electrically conductive by or in the case of arcing. Alternatively, the electrically conductive material may also be configured as a wire or a band. The electrically conductive material is preferably connected at one end to the contact unit, preferably on the side of the first connection contact. Alternatively, however, it is also possible to provide a further separation path t ₃ between the electrically conductive material and the contact unit, which is bridged by an arc during the transition from the conducting position into the disconnected position.

Liegt das elektrisch leitende Material in Form einer Beschichtung auf einem isolierenden Element des Unterbrechungsschaltglieds vor, so ist es bevorzugt, dass zwischen dem isolierenden Element und dem elektrisch leitenden Material eine Schutzschicht vorgesehen ist, die das isolierende Element vor der Energie durch den Nebenschlussstromfluss schützt. Die Schutzschicht ist vorzugsweise eine keramische Schutzschicht, beispielsweise aus einem Siliziumdioxid-haltigen Schichtoxid. Diese Schutzschicht kann auf das isolierende Element aufgebracht werden, in dem eine flüssige Keramik aufgesprüht oder das isolierende Element in eine flüssige Keramik getaucht wird. Als sogenannte flüssige Keramik wird ein flüssiges Gemisch aus Siloxanen und Nanomaterialien bezeichnet, wie es beispielsweise als "9H Auto Ceramic Coating" im Handel erhältlich ist. Die Schutzschicht weist vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 10 µm bis 100 µm, stärker bevorzugt im Bereich von 20 µm bis 50 µm auf. Die Beschichtung mit dem elektrisch leitenden Material, die vorzugsweise auf der Schutzschicht aufgebracht, ist vorzugsweise aus Aluminium, weil Aluminium beim Verbrennen zu elektrisch nicht leitendem Aluminiumoxid umgewandelt wird und damit den späteren Isolationswiderstand nicht verschlechtert. Dies kann beispielsweise verwirklicht werden, indem eine Aluminiumklebefolie auf das isolierende Element oder die Schutzschicht des isolierenden Elements aufgeklebt wird. Die Beschichtung mit dem elektrisch leitenden Material weist vorzugsweise eine Breite (orthogonal zur Stromflussrichtung) im Bereich von 1,5 bis 10 mm, vorzugsweise 2 bis 5 mm auf, kann aber auch durchgängig auf der Fläche des isolierenden Elements aufgebracht sein, die sich von der Kontakteinheit zum Gehäuse hin erstreckt. Die Dicke der Beschichtung mit dem elektrisch leitenden Material beträgt vorzugsweise 10 µm bis 100 µm, stärker bevorzugt 20 µm bis 50 µm.If the electrically conductive material is in the form of a coating on an insulating element of the interruption switching element, it is preferred that a protective layer is provided between the insulating element and the electrically conductive material, which protects the insulating element from the energy due to the shunt current flow. The protective layer is preferably a ceramic protective layer, for example of a silicon dioxide-containing layer oxide. This protective layer may be applied to the insulating member in which a liquid ceramic is sprayed or the insulating member is immersed in a liquid ceramic. As a so-called liquid ceramic, a liquid mixture of siloxanes and nanomaterials is referred to, as it is commercially available for example as "9H Auto Ceramic Coating". The protective layer preferably has a thickness in the range of 10 μm to 100 μm, more preferably in the range of 20 μm to 50 μm. The coating with the electrically conductive material, which is preferably applied to the protective layer, is preferably made of aluminum, because aluminum is converted to electrically non-conductive aluminum oxide during combustion and thus does not deteriorate the subsequent insulation resistance. This can be realized, for example, by adhering an aluminum adhesive sheet to the insulating member or the protective layer of the insulating member. The coating with the electrically conductive material preferably has a width (orthogonal to the current flow direction) in the range of 1.5 to 10 mm, preferably 2 to 5 mm, but may also be applied continuously on the surface of the insulating element, which differs from the Contact unit extends toward the housing. The thickness of the coating with the electrically conductive material is preferably 10 μm to 100 μm, more preferably 20 μm to 50 μm.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieds ist es bevorzugt, dass das elektrisch leitende Material ein Material ist, das bei elektrischer Verbindung der beiden Anschlusskontakte durch den Nebenschlussstrompfad in der Trennstellung des Unterbrechungsschaltglieds zumindest teilweise verdampft, wodurch die Trennstrecke t₂ entsteht. In dieser Ausgestaltung stört es nicht, wenn der Nebenschlussstrompfad in der Leitstellung des Unterbrechungsschaltglieds geschlossen vorliegt, da aufgrund des höheren Widerstandes des Nebenschlusswiderstands als der Widerstand im Hauptstrompfad der Hauptanteil des Stroms über den Hauptstrompfad fließt. Erst nach der durch Übergang von der Leitstellung in die Trennstellung bedingten Erhöhung der Spannung kommt es dann durch Verdampfen des elektrisch leitenden Materials im Nebenschlussstrompfad zur Ausbildung der Trennstrecke t₂.In one embodiment of the interruption switching element according to the invention, it is preferred that the electrically conductive material is a material which at least partially vaporizes upon electrical connection of the two connection contacts through the bypass current path in the disconnected position of the interruption switching element, whereby the separation distance t ₂ is formed. In this embodiment, it does not matter if the shunt current path is closed in the conducting position of the breaking switch, since the majority of the current flows through the main current path due to the higher resistance of the shunt resistance than the resistance in the main current path. Only after the transition from the control position to the release position caused increase in the voltage is then by evaporation of the electrically conductive material in the bypass current path to form the separation distance t. ₂

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieds ist es bevorzugt, dass der Nebenschlussstrompfad über das Gehäuse und der Hauptstrompfad in einem vom Gehäuse beabstandeten Strompfad verlaufen. Vorzugsweise verläuft der Hauptstrompfad mittig innerhalb des Gehäuses des Unterbrechungsschaltglieds. Der Nebenschlussstrompfad verläuft vorzugsweise vom ersten Anschlusskontakt über einen Teil der Kontakteinheit, der sich auf der einen Seite der Trennstrecke t₂ befindet, und wird von dort auf das Gehäuse des Unterbrechungsschaltglieds geführt, das mit dem zweiten Anschlusskontakt in Verbindung steht. Der erste Anschlusskontakt darf hierbei nicht direkt mit dem Gehäuse in elektrischer Verbindung stehen.In one embodiment of the interruption switching element according to the invention, it is preferred that the shunt current path extend via the housing and the main current path in a current path spaced from the housing. Preferably, the main current path is centered within the housing of the interruption switching member. The shunt current path preferably extends from the first terminal contact over a portion of the contact unit located on one side of the separation path t ₂ , and is guided from there to the housing of the interruption switching member, which is in communication with the second terminal contact. The first connection contact must not be in electrical connection with the housing.

Der Teil des Gehäuses, durch den der Nebenschlussstrom fließt, ist vorzugsweise aus einem elektrisch leitenden Material gebildet, das einen höheren Widerstand aufweist als das elektrisch leitende Material der Kontakteinheit. Als elektrisch leitendes Material des Gehäuses wird vorzugsweise Stahl, Edelstahl, Wolfram-Legierungen oder Titan verwendet. Als elektrisch leitendes Material der Kontakteinheit wird vorzugsweise Kupfer, Messing oder Aluminium verwendet, alle auch vernickelt, versilbert oder in Spezialfällen auch vergoldet.The part of the housing through which the shunt current flows is preferably formed of an electrically conductive material having a higher resistance than the electrically conductive material of the contact unit. The electrically conductive material of the housing is preferably steel, stainless steel, tungsten alloys or titanium. As the electrically conductive material of the contact unit is preferably copper, brass or aluminum used, all nickel-plated, silvered or gold plated in special cases.

Die Wandstärke des Gehäusematerials, durch das der Nebenschlussstrom fließt, ist vorzugsweise im Bereich von 0,8 mm bis 5 mm, stärker bevorzugt 1 mm bis 3 mm, und am stärksten bevorzugt 1,5 mm bis 2 mm. Die Wandstärke hängt neben dem Gehäusematerial zudem vom Außendurchmesser des Gehäuses ab und von den Stromstärken, bei denen getrennt wird: Je größer der Außendurchmesser des Gehäuses wird, um so dicker muss die Wandstärke des Gehäusematerials sein, um dem nach dem Trennen des Verbindungsmaterials im Gehäuse entstehenden hohen Druck standzuhalten. Je höher die Stromstärke im Augenblick des Trennens ist, umso stärker ist der danach entstehende Lichtbogen im Gehäuse. Deshalb werden mehr Material und auch Löschmittel verdampft und erhitzt, so dass der Innendruck sich erhöht. Die oben genannten Wandstärken beziehen sich vorzugsweise auf ein Stahlgehäuse mit einem Durchmesser von ca. 30 mm.The wall thickness of the casing material through which the bypass current flows is preferably in the range of 0.8 mm to 5 mm, more preferably 1 mm to 3 mm, and most preferably 1.5 mm to 2 mm. In addition to the housing material, the wall thickness also depends on the outer diameter of the housing and on the currents at which it is disconnected: the larger the outer diameter of the housing becomes, the thicker the wall thickness of the housing material must be in order to be formed after the connecting material has been separated in the housing withstand high pressure. ever higher the current at the moment of disconnection, the stronger the resulting arc in the housing. Therefore, more material and also extinguishing agent are vaporized and heated, so that the internal pressure increases. The wall thicknesses mentioned above are preferably based on a steel housing with a diameter of about 30 mm.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieds, ist es bevorzugt, dass die Kontakteinheit mit einem Treibspiegel in Verbindung steht, der derart ausgestaltet ist, dass er durch einen beaufschlagenden Druck von einer Ausgangposition in eine Endposition bewegbar ist, wobei in der Endposition des Treibspiegels der Trennbereich getrennt und die Trennstrecke t₁ ausgebildet ist. Dabei ist es bevorzugt, dass der Treibspiegel aus einem nicht leitenden Material besteht, d.h. das oben genannte isolierende Element ist als Treibspiegel ausgebildet. Alle weiter vorne genannten Merkmale i. V. m. dem isolierenden Element gelten folglich für den Treibspiegel. Dies hat den Vorteil, dass der Treibspiegel in Verbindung mit einem elektrisch leitenden Gehäuse stehen kann, ohne dass über das Gehäuse Strom fließt. Zur Gewährleistung des Nebenschlussstrompfades wird der Treibspiegel aus isolierendem Material, der mit der Kontakteinheit in Verbindung steht und sich in die Nähe des Gehäuses erstreckt oder auch mit diesem in Verbindung steht, vorzugsweise derart mit einer leitfähigen Beschichtung versehen, so dass in der Trennstellung des erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieds der erste und der zweite Anschlusskontakt über den Nebenschlussstrompfad miteinander verbunden sind. Die elektrisch leitfähige Beschichtung erstreckt sich vorzugsweise auf dem Treibspiegel von der Kontakteinheit bis hin zur inneren Wand des Gehäuses. Wird hierin im Falle der Trennstellung von einer Verbindung des ersten und zweiten Anschlusskontaktes über den Nebenschlussstrompfad gesprochen, so ist immer gemeint, dass diese elektrische Verbindung nur dadurch zustande kommen kann, dass die Trennstrecke t₂ durch einen Lichtbogen überbrückt wird. Weiterhin ist es bevorzugt, dass die leitfähige Beschichtung nicht direkt auf dem Material des Treibspiegels aufgebracht ist, sondern dass zwischen der elektrisch leitfähigen Beschichtung und dem Treibspiegel eine – wie weiter oben beschriebene – Schutzschicht vorgesehen ist. Die Vorteile dieser Schutzschicht sind in der Beschreibung des Unterbrechungsschaltglieds der 1 weiter unten genannt. Zudem kann an der inneren Wand des Gehäuses ein Leitblech vorgesehen sein, das vorzugsweise mit der leitfähigen Beschichtung des Treibspiegels in Verbindung steht. Das Leitblech ist vorzugsweise aus Kupfer gebildet. Anschließend an das Leitblech kann an der inneren Wand des Gehäuses ein elektrisch nicht leitender Schirm vorgesehen sein. Die Vorteile des Leitblechs und des elektrisch leitenden Schirms sind weiter unten in Verbindung mit dem Unterbrechungsschaltglied der 1 beschrieben. Der elektrisch nicht leitende Schirm ist wie der Treibspiegel vorzugsweise aus einem Isolationsmaterial, wie z.B. POM, PAI, PI oder vorzugsweise einer Keramik. Bei Verwendung einer Keramik kann die Schutzschicht direkt auf der entsprechenden Oberfläche entfallen, weil hier der anliegende Lichtbogen die Keramikoberfläche nicht elektrisch leitfähig macht.In one embodiment of the interruption switching element according to the invention, it is preferred that the contact unit is in communication with a sabot that is configured to be movable by an applied pressure from an initial position to an end position, wherein in the end position of the sabot the separation area is disconnected and the separation distance t _{1 is} formed. It is preferred that the sabot is made of a non-conductive material, that is, the above-mentioned insulating member is formed as a sabot. All features mentioned above i. V. m. The insulating element therefore applies to the sabot. This has the advantage that the sabot can be in connection with an electrically conductive housing without current flowing through the housing. To ensure the shunt current path, the sabot made of insulating material, which is connected to the contact unit and extends in the vicinity of the housing or is also in communication with it, preferably provided in such a manner with a conductive coating, so that in the disconnected position of the interruption switching element according to the invention the first and second terminal contacts are connected to each other via the shunt current path. The electrically conductive coating preferably extends on the sabot from the contact unit to the inner wall of the housing. If, in the case of the disconnected position, this is referred to as a connection of the first and second connection contacts via the bypass current path, it is always meant that this electrical connection can only be achieved by bridging the separation section t ₂ by an arc. Furthermore, it is preferred that the conductive coating is not applied directly to the material of the sabot, but that - as described above - protective layer is provided between the electrically conductive coating and the sabot. The advantages of this protective layer are in the description of the interrupting switching element of 1 mentioned below. In addition, a baffle may be provided on the inner wall of the housing, which is preferably in communication with the conductive coating of the sabot. The baffle is preferably formed of copper. Subsequent to the baffle can be provided on the inner wall of the housing, an electrically non-conductive screen. The advantages of the baffle and the electrically conductive screen are described below in connection with the breaker of the 1 described. The electrically non-conductive screen, like the sabot, is preferably made of an insulating material, such as POM, PAI, PI or preferably a ceramic. When using a ceramic, the protective layer can be omitted directly on the corresponding surface, because here the applied arc makes the ceramic surface is not electrically conductive.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieds, ist es bevorzugt, dass außen auf dem Gehäuse ein Kollektor vorgesehen ist. Der Kollektor erstreckt sich vorzugsweise über den Teil des Gehäuses, das Teil des Nebenschlussstrompfad ist. Der Kollektor kann aus Edelstahl, Stahl oder Kupfer gebildet sein. Der Kollektor hat die Aufgabe der zusätzlichen mechanischen Stärkung des Gehäuses bei hohem Innendruck im Fall des Schaltens des erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieds. Weiterhin sammelt der Kollektor den über das Gehäuse fließenden Strom und entlastet auch so das Gehäusematerial. Er kann sozusagen als eine Art Bypass für den dort nach dem Lichtbogeneinschlag in das am Innendurchmesser des Gehäuses angebrachte Leitblech über das Gehäuse fließenden Strom angesehen werden. Der Kollektor deckt zudem den hinteren Teil des Unterbrechungsschaltglieds ab, d.h. er ist eine Art Sichtschutz für dort eventuell vorhandene Dichtringe oder eine verwendete Dichtmasse. Sollte der Innendruck des Unterbrechungsschaltglieds bei extremer Strombelastung so hoch werden, dass zwischen Gehäuse und dem Teil der Kontakteinheit auf der Seite des zweiten Anschlusskontaktes Löschmittel austritt, so kann der Kollektor das Löschmittel sammeln, und verhindert, dass das Löschmittel in der Gegend herumspritzt und sich hier fein verteilt sogar entzünden kann.In one embodiment of the interruption switching element according to the invention, it is preferred that a collector is provided on the outside of the housing. The collector preferably extends over the part of the housing which is part of the shunt current path. The collector can be made of stainless steel, steel or copper. The collector has the task of additional mechanical strengthening of the housing at high internal pressure in the case of switching the breaker switching element according to the invention. Furthermore, the collector collects the current flowing through the housing and thus also relieves the housing material. It can be regarded, so to speak, as a kind of bypass for the current flowing there through the housing after the arc strike into the baffle plate mounted on the inner diameter of the housing. The collector also covers the rear of the breaker switch, i. it is a kind of privacy shield for any existing sealing rings or a sealant used there. Should the internal pressure of the interruption switching element become so high under extreme current load that extinguishing medium escapes between the housing and the part of the contact unit on the side of the second connection contact, the collector can collect the extinguishing agent and prevent the extinguishing agent from spilling around in the area and here finely distributed can even ignite.

Ist der Nebenschlussstrompfad in der Leitstellung des erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieds geschlossen, so ist es bevorzugt, dass die Trennstrecke t₂ durch Bewegen des Treibspiegels von der Ausgangsposition in die Endposition gebildet wird.If the bypass current path is closed in the conducting position of the interruption switching element according to the invention, it is preferred that the separating distance t _{2 is formed} by moving the sabot from the starting position to the end position.

Die erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieder können in einem Schaltkreis Verwendung finden, in dem parallel zu dem erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglied eine Zündelektronik und in einem weiteren Strompfad eine Sicherung angeschlossen ist, wobei der weitere Strompfad einen Schalter aufweist, der geöffnet bzw. geschlossen werden kann. Im Betriebsfall ist der Schalter vorzugsweise geöffnet. Die Zündelektronik ist in der Lage bei einem bestimmten Überstrom den Schalter zu schließen und anschließend das Unterbrechungsschaltglied zu schalten, d.h. von der Leitstellung in die Trennstellung zu überführen. Die Sicherung kann eine herkömmliche Schmelzsicherung sein. Die Zündelektronik kann beispielsweise ein Komparator sein. Näheres hierzu ist unten in Verbindung mit der Beschreibung der 4 angegeben. In einem solchen Schaltkreis kann anstelle des erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieds auch jegliches Unterbrechungsschaltglied des Stands der Technik verwendet werden, das zum Abschalten von nicht ganz so hohen Strömen bei nicht ganz so hohen Spannungen geeignet ist.The interruption switching elements according to the invention can be used in a circuit in which an ignition electronics and in a further current path a fuse is connected in parallel to the breaker circuit according to the invention, wherein the further current path has a switch which can be opened or closed. In case of operation, the switch is preferably open. The ignition electronics is able to close the switch at a certain overcurrent and then to switch the breaker switch, ie to transfer from the Leitstellung in the disconnected position. The fuse can be a conventional fuse. The Ignition electronics may for example be a comparator. More details are below in connection with the description of 4 specified. In such a circuit, instead of the breaker circuit according to the invention, any prior art breaker switch suitable for shutting off not so high currents at not so high voltages may be used.

Die erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieder können auch in einem Schaltkreis Verwendung finden, in dem der Strompfad in dem Unterbrechungsschaltglied von dem ersten Anschlusskontakt zu dem zweiten Anschlusskontakt führt. Parallel dazu ist außerhalb des Unterbrechungsschaltglieds eine Zündelektronik angeordnet. Weiterhin weist der Schaltkreis einen Schalter im Betriebsstromkreis auf. Der Schalter kann auch der Betriebsschalter des Betriebsstromkreises sein. Die Zündelektronik kann den Strom im Betriebsstromkreis messen und zündet bei Überstrom aktiv das Unterbrechungsschaltglied, das dann durch Übergang von der Leitstellung in die Trennstellung dem Betriebsstromkreis unterbricht (Schalten des Unterbrechungsschaltglieds). Das Unterbrechungsschaltglied braucht eine bestimmte Zeit zum Schalten, d.h. bis zu dem Zeitpunkt, an dem der Lichtbogen im Unterbrechungsschaltglied erlischt. Diese Zeit wird Abschaltzeit genannt. Die Zündelektronik ist vorzugsweise so programmiert, dass der Schalter S in einer Zeitspanne von direkt nach der Abschaltzeit des Unterbrechungsschaltglieds bis zur 1–3 fachen Abschaltzeit nach dem Schalten geöffnet wird. Diese Schaltung hat den Vorteil, dass ein evtl. nach extremer Überlastung des Unterbrechungsschaltglieds sehr kleiner Isolationswiderstand ab dem Öffnen des Schalters S keine Erwärmung des Unterbrechungsschaltglieds mehr auftritt, der Trennvorgang damit stabilisiert und fixiert wird, ohne dem Schalter S das Trennen des Stromkreises bei Überlaststrom zuzumuten, den dieser ohne vorherige Zündung bzw. Schalten des Unterbrechungsschaltglieds nicht abschalten könnte, sondern hier in der Regel explodieren würde. Alternativ zur Regelung des Unterbrechungsschaltglieds 1 und des Schalters S durch eine Zündelektronik kann das jeweilige Schalten auch ohne Elektronik, d.h. durch Steuerung erfolgen. Eine solche Ausführungsform ist unten in Bezug auf 5 beschrieben.The interruption switching elements according to the invention can also be used in a circuit in which the current path in the interruption switching element leads from the first connection contact to the second connection contact. Parallel to this, an ignition electronics is arranged outside of the interruption switching element. Furthermore, the circuit has a switch in the operating circuit. The switch can also be the operating switch of the operating circuit. The ignition electronics can measure the current in the operating circuit and ignites the overcurrent active breaker, which then interrupts the transition from the Leitstellung in the disconnected position the operating circuit (switching of the interruption switching element). The interruption switch needs a certain time to switch, ie until the time at which the arc in the interruption switch extinguishes. This time is called shutdown time. The ignition electronics are preferably programmed so that the switch S is opened in a period of time from immediately after the turn-off time of the interruption switching element to 1-3 times the turn-off time after switching. This circuit has the advantage that a possibly after extreme overloading of the interruption switch very small insulation resistance from the opening of the switch S no heating of the interruption switch more occurs, the separation process is thus stabilized and fixed, without the switch S zuzumuten the circuit in case of overload current it could not switch off without prior ignition or switching of the breaker switch, but would explode here in the rule. Alternatively to the regulation of the interruption switching element 1 and the switch S by an ignition electronics, the respective switching can be done without electronics, ie by control. Such an embodiment is described below with reference to FIG 5 described.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich auch aus den Unteransprüchen. Die in den zuvor genannten Ausführungsformen dargelegten Merkmale des erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieds können – sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen – erfindungsgemäß beliebig kombiniert werden.Further embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims. The features set forth in the aforementioned embodiments, the interruption switching element according to the invention can - unless they are mutually exclusive - combined according to the invention as desired.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Alle Merkmale, die in Bezug auf eine bestimmte Figur beschrieben werden, können auch auf die Unterbrechungsschaltglieder der anderen Figuren übertragen werden, sofern technisch realisierbar:The invention will be explained in more detail below with reference to the embodiments shown in the drawings. All features described with respect to a particular figure may also be transferred to the interruption switching members of the other figures, as far as technically feasible:

1 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieds vor der Trennung des Trennbereichs (Leitstellung) mit einem leitenden Material auf dem mit einer Schutzschicht versehenen Treibspiegel, das so ausgestaltet ist, dass der Nebenschlussstrompfad geschlossen ist. 1 shows a schematic view of a breaker circuit according to the invention before the separation of the separation area (Leitstellung) with a conductive material on the provided with a protective layer sabot that is designed so that the bypass current path is closed.

2 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieds nach 1 nach der Trennung des Trennbereichs (Trennstellung). Die Leitschicht ist verbrannt, es verbleibt auf dem Treibspiegel nur noch die Schutzschicht. 2 shows a schematic view of a breaker circuit according to the invention after 1 after separation of the separation area (separation position). The conductive layer is burned, it remains on the sabot only the protective layer.

3 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieds wie in 1, jedoch zusätzlich mit einem Kollektor über einem Teil des Gehäuses. 3 shows a schematic view of a breaker circuit according to the invention as in 1 but additionally with a collector over a part of the housing.

4 zeigt eine schematische Ansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieds vor der Trennung des Trennbereichs (Leitstellung) mit einem leitenden Material auf dem Treibspiegel, das so ausgestaltet ist das der Nebenschlussstrompfad unterbrochen ist. 4 shows a schematic view of another interruption switching element according to the invention before the separation of the separation region (Leitstellung) with a conductive material on the sabot, which is designed so that the bypass current path is interrupted.

5 zeigt den Längs- bzw. Querschnitt eine Treibspiegels eines typischen Unterbrechungsschaltglied der 1. 5 shows the longitudinal or cross-section of a sabot of a typical interrupting switch of the 1 ,

6 zeigt einen Schaltkreis mit einem erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglied parallel geschaltet zu einer herkömmlichen Sicherung und einem Komparator, der aber auch durch eine Steuerung ersetzt werden kann. 6 shows a circuit with a breaker circuit according to the invention in parallel with a conventional fuse and a comparator, but which can also be replaced by a controller.

7 zeigt einen Schaltkreis mit einem erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglied mit einem Komparator oder einer Zündelektronik und einem Schalter S nach dem zweiten Anschlusskontakt. Der Schalter S könnte jedoch auch vor dem ersten Anschlusskontakt angebracht sein oder an einer anderen Stelle im Betriebsstromkreis. 7 shows a circuit with a breaker circuit according to the invention with a comparator or ignition electronics and a switch S to the second terminal contact. However, the switch S could also be mounted before the first connection contact or at another point in the operating circuit.

Die in 1 dargestellte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieds 1 umfasst ein Gehäuse 2, in dem eine Kontakteinheit 3 angeordnet ist. Das Gehäuse 2 ist so ausgebildet, dass es einem innerhalb des Gehäuses 2 erzeugten Druck, der beispielsweise bei einer pyrotechnischen Auslösung des Unterbrechungsschaltglieds 1 erzeugt wird, standhält, ohne dass die Gefahr einer Beschädigung oder gar eines Aufplatzens besteht. Das Gehäuse 2 kann insbesondere aus einem geeigneten Material, vorzugsweise Stahl, bestehen. Die Kontakteinheit 3 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als ein durch den Treibspiegel 10 im Stauchbereich 19 bedrückbares Schaltrohr ausgebildet, so dass es im Trenn- 6 und Stauchbereich 19 als Rohr ausgebildet ist. Die Kontakteinheit 3 besitzt im dargestellten Ausführungsbeispiel einen ersten Anschlusskontakt 4. An den ersten Anschlusskontakt 4 schließt sich ein sich radial nach außen erstreckender Flansch 15 an, der sich an einem ringförmigen Isolatorelement 22, das aus einem isolierenden Material, beispielsweise einem Kunststoff, besteht, derart abstützt, dass die Kontakteinheit 3 nicht in axialer Richtung aus dem Gehäuse 2 herausbewegt werden kann. Das Isolatorelement 22 weist hierzu vorzugsweise eine ringförmige Schulter auf, an der sich der Flansch 15 der Kontakteinheit 3 abstützt. Zusätzlich isoliert das Isolatorelement 22 das Gehäuse 2 gegenüber dem Anschlusskontakt 4. Die Kontakteinheit 3 weist einen sich an den Flansch 15 in der Achse der Kontakteinheit 3 anschließenden Stauchbereich 19 auf. Die Wandstärke der Kontakteinheit ist im Stauchbereich 19, der eine vorbestimmte axiale Ausdehnung aufweist, so gewählt und auf das Material abgestimmt, dass sich bei einem Auslösen des Unterbrechungsschaltglieds 1 infolge einer plastischen Deformation der Kontakteinheit 3 im Stauchbereich 19 eine Verkürzung des Stauchbereichs 19 in axialer Richtung um eine vorbestimmte Wegstrecke ergibt. In the 1 illustrated embodiment of a circuit breaker according to the invention 1 includes a housing 2 in which a contact unit 3 is arranged. The housing 2 is designed to be one inside the case 2 generated, for example, in a pyrotechnic release of the interruption switching element 1 is produced, without the risk of damage or even bursting consists. The housing 2 may in particular consist of a suitable material, preferably steel. The contact unit 3 is in the illustrated embodiment as a through the sabot 10 in the compression area 19 depressible switching tube is formed so that it is in the separation 6 and compression area 19 is designed as a tube. The contact unit 3 has in the illustrated embodiment, a first terminal contact 4 , To the first connection contact 4 closes a radially outwardly extending flange 15 on, which is located on an annular insulator element 22 , which consists of an insulating material, such as a plastic, supported so that the contact unit 3 not in the axial direction of the housing 2 can be moved out. The insulator element 22 For this purpose, preferably has an annular shoulder on which the flange 15 the contact unit 3 supported. In addition, the insulator element insulates 22 the housing 2 opposite the connection contact 4 , The contact unit 3 points to the flange 15 in the axis of the contact unit 3 subsequent upsetting area 19 on. The wall thickness of the contact unit is in the compression area 19 having a predetermined axial extent, chosen and matched to the material, that upon triggering of the interruption switching element 1 due to a plastic deformation of the contact unit 3 in the compression area 19 a shortening of the compression area 19 results in the axial direction by a predetermined distance.

An den Stauchbereich 19 schließt sich in axialer Richtung der Kontakteinheit 3 ein Flansch 14 an, auf dem im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Treibspiegel 10 sitzt. Der Treibspiegel 10 ist als elektrisch isolierendes Element ausgebildet, beispielsweise einem geeigneten Kunststoff, vorzugsweise aus Keramik. Dieser umgreift die Kontakteinheit 3 derart, dass zwischen dem Außenumfang des Flanschs 14 und der Innenwandung des Gehäuses 2 ein isolierender Bereich des Treibspiegels 10 eingreift. Wirkt ein Druck auf die Fläche des Treibspiegels 10 ein, wird eine Kraft erzeugt, die über den Flansch 14 den Stauchbereich 19 der Kontakteinheit 3 zusammenpresst. At the compression area 19 closes in the axial direction of the contact unit 3 a flange 14 on, in the illustrated embodiment, a sabot 10 sitting. The sabot 10 is formed as an electrically insulating element, for example a suitable plastic, preferably of ceramic. This encompasses the contact unit 3 such that between the outer periphery of the flange 14 and the inner wall of the housing 2 an insulating region of the sabot 10 intervenes. Affects pressure on the surface of the sabot 10 A, a force is generated, which over the flange 14 the compression area 19 the contact unit 3 compresses.

Diese Kraft wird so gewählt, dass sich während des Auslösevorgangs des Unterbrechungsschaltglieds 1 ein Stauchen des Stauchbereichs 19 ergibt, wobei der Treibspiegel 10 aus seiner Ausgangslage (Status vor der Auslösung des Unterbrechungsschaltglieds 1 = Leitstellung) in eine Endposition (nach Beendigung des Schaltvorgangs = Trennstellung) bewegt wird. This force is chosen so that during the tripping operation of the interruption switching element 1 a compression of the compression area 19 yields, where the sabot 10 from its initial position (status before the tripping of the interruption switch 1 = Leitstellung) in an end position (after completion of the switching operation = separation position) is moved.

Wie aus 1 ersichtlich, kann der Treibspiegel 10 so gewählt werden, dass dessen Außendurchmesser im Wesentlichen dem Innendurchmesser des Gehäuses 2 entspricht, so dass eine axiale Führung des Flanschs 14 und damit auch eine axial geführte Stauchbewegung während des Schaltvorgangs erreicht wird. How out 1 can be seen, the sabot 10 be chosen so that its outer diameter substantially the inner diameter of the housing 2 corresponds, so that an axial guidance of the flange 14 and thus an axially guided compression movement is achieved during the switching operation.

Nach dem Pressvorgang greifen die nahe dem Gehäuse 2 liegenden Nasen des Isolatorelements 22 und des Treibspiegels 10 voll übereinander, so dass der nach der Auslösung und dem Stauchvorgang mäanderförmig zusammengeschobene Stauchbereich 19 voll von elektrisch isolierenden Materialien umschlossen ist.After pressing, they grip near the housing 2 lying lugs of the insulator element 22 and the sabot 10 fully superimposed, so that after the triggering and the upsetting meandering compression area pushed together 19 is fully enclosed by electrically insulating materials.

An den Treibspiegel 10 bzw. den Flansch 14 der Kontakteinheit 3 schließt sich ein Trennbereich 6 an. Auf dieser Seite der Kontakteinheit 3 schließt sich dann der zweite Anschlusskontakt 5 an. To the sabot 10 or the flange 14 the contact unit 3 closes a separation area 6 at. On this page of the contact unit 3 then closes the second connection contact 5 at.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Treibspiegel 10 bei der Montage des Unterbrechungsschaltglieds 1 von der Seite des Anschlusskontakts 5 her auf die Kontakteinheit 3 aufgeschoben. Dieser ist hierfür geteilt (nicht gezeichnet). Wird der zweite Anschlusskontakt 5 nicht geteilt bzw. ist dieser einstückig gleich der Kontakteinheit 3, wie gezeichnet, muss der Treibspiegel entweder angespritzt oder mehrteilig ausgeführt werden, um ihn montieren zu können.In the illustrated embodiment, the sabot is 10 during assembly of the breaker contactor 1 from the side of the terminal 5 forth on the contact unit 3 postponed. This is shared (not drawn). Will the second connection contact 5 not shared or this is in one piece equal to the contact unit 3 As drawn, the sabot must be either molded or made in several parts in order to mount it.

In dem axialen Ende der Kontakteinheit 3 im Bereich des zweiten Anschlusskontakts 5 kann ein Antrieb 16, vorzugsweise ein pyrotechnischer Antrieb, vorgesehen sein, hier oft auch als Minidetonator oder Zünderschraube benannt. Durch einen Durchbruch im Innenraum der Kontakteinheit 3 können elektrische Anschlussleitungen für den Antrieb nach außen geführt werden. Der Antrieb 16 ist vorzugsweise in einer inneren Reaktionskammer 7b innerhalb der Kontakteinheit 3 vorgesehen. Eine äußere Reaktionskammer 7a befindet sich zwischen der äußeren Wand eines Trennbereichs 6 und dem Gehäuse 2.In the axial end of the contact unit 3 in the area of the second connection contact 5 can be a drive 16 , preferably a pyrotechnic drive, be provided here often called as Minidetonator or ignition plug. Through a breakthrough in the interior of the contact unit 3 Electrical connection cables for the drive can be led to the outside. The drive 16 is preferably in an inner reaction chamber 7b within the contact unit 3 intended. An outer reaction chamber 7a located between the outer wall of a separation area 6 and the housing 2 ,

Der Trennbereich 6 ist so dimensioniert, dass er durch den erzeugten Gasdruck oder die erzeugte Stoßwelle eines Antriebs zumindest teilweise aufreißt, vorzugsweise ganz aufreißt, so dass sich der Druck bzw. die Stoßwelle auch aus der inneren Reaktionskammer 7b in die vorzugsweise als umgebenden Ringraum ausgestaltete äußere Reaktionskammer 7a ausbreiten kann. Die Reaktionskammern 7a und 7b werden auf diese Weise zu einem Volumen miteinander verbunden. Der für das Stauchen des Kontaktrohres benötigte Innendruck kann auch derart erzeugt werden, dass bei einer bestimmten Nennstromstärke der Trennbereich 6 aufschmilzt und sich dazwischen ein Lichtbogen bildet, der Löschmittel 9 verdampft. Zur Erleichterung des Aufreißens kann die Wandung der Kontakteinheit 3 im Trennbereich 6 auch einen oder mehrere Durchbrüche bzw. Bohrungen und/oder Nuten aufweisen. Hierbei ist sicherzustellen, dass das Material des Trennbereichs den Betriebsstrom gut trennt, also unter Berücksichtigung von Wärmeableitung nicht zu heiß wird, um das Material nicht zu schnell bzw. zu stark altern zu lassen. Zur Erniedrigung der Schmelztemperatur von Stellen des Trennbereichs kann auch Lötzinn dort aufgebracht werden, das bei Erhitzung des Trennbereichs schmilzt und beispielsweise das anliegende Kupfer so legiert, dass dessen Schmelztemperatur von ca. 1700 °C absinkt auf bis zu nur 160 °C und so früher den Trennbereich auftrennen lässt. Dieses Verfahren ist bereits bei herkömmlichen Schmelzsicherungen üblich und eingeführt.The separation area 6 is dimensioned so that it at least partially ruptures due to the generated gas pressure or the generated shock wave of a drive, preferably completely ruptures, so that the pressure or the shock wave from the inner reaction chamber 7b in the outer reaction chamber, preferably designed as a surrounding annular space 7a can spread. The reaction chambers 7a and 7b are connected together in this way to a volume. The pressure required for upsetting the contact tube internal pressure can also be generated such that at a certain nominal current strength of the separation region 6 melts and forms an arc in between, the extinguishing agent 9 evaporated. To facilitate the tearing, the wall of the contact unit 3 in the separation area 6 also have one or more openings or holes and / or grooves. It must be ensured that the material of the separation area is the Operating current separates well, so taking into account heat dissipation is not too hot, so as not to age the material too fast or too strong. To lower the melting temperature of points of the separation area and solder can be applied there, which melts when heated the separation region and, for example, the copper applied so alloyed that its melting temperature of about 1700 ° C drops to only 160 ° C and so earlier the Separate separation area. This method is already common in conventional fuses and introduced.

Eine Vorrichtung zum Zünden eines pyrotechnischen Materials (Anzündvorrichtung) kann aus einem einfachen, schnell aufheizbaren Glühdraht bestehen, der mit einer Anzünd- oder Zündmischung beschichtet ist. Die Aktivierung des Antriebs kann durch eine entsprechende elektrische Ansteuerung erfolgen. Selbstverständlich kann der Antrieb jedoch auch in beliebiger anderer Weise ausgebildet sein, die eine Aktivierung des pyrotechnischen Materials bewirkt, auch in Form eines herkömmlichen Anzünders (EED), einer Anzündpille, einer Zündpille oder eines Minidetonators.A device for igniting a pyrotechnic material (ignition device) may consist of a simple, quickly heatable filament which is coated with a primer or ignition mixture. The activation of the drive can be done by a corresponding electrical control. Of course, the drive can also be designed in any other way that causes activation of the pyrotechnic material, also in the form of a conventional igniter (EED), a primer, a squib or a Minidetonators.

Bei einer Aktivierung des Unterbrechungsschaltglieds 1 wird also ein Druck oder sogar eine Stoßwelle an der dem Stauchbereich 19 abgewandten Seite des Treibspiegels 10 erzeugt, wodurch der Treibspiegel 10 mit einer entsprechenden Axialkraft beaufschlagt wird. Diese Kraft wird durch eine geeignete Dimensionierung des pyrotechnischen Materials so gewählt, dass die Kontakteinheit 3 im Stauchbereich 19 plastisch deformiert oder eingedrückt, jedoch nicht aufgerissen und danach der Treibspiegel 10 in Richtung auf den ersten Anschlusskontakt 4 bewegt wird. Das pyrotechnische Material wird dabei so dimensioniert, dass nach dem Aufbrechen bzw. Eindrücken des Trennbereichs 6 die Bewegung des Treibspiegels 10 die beiden Trennhälften ausreichend weit voneinander entfernt, im Zusammenwirken mit der Verdampfung des Löschmittels 9 dann sogar bis in eine Endposition.Upon activation of the interrupt switch 1 So there is a pressure or even a shock wave at the compression area 19 opposite side of the sabot 10 generates, causing the sabot 10 is acted upon by a corresponding axial force. This force is chosen by a suitable dimensioning of the pyrotechnic material so that the contact unit 3 in the compression area 19 plastically deformed or dented, but not torn and then the sabot 10 towards the first connection contact 4 is moved. The pyrotechnic material is dimensioned so that after breaking or pressing the separation area 6 the movement of the sabot 10 the two halves of separation sufficiently far apart, in conjunction with the evaporation of the extinguishing agent 9 then even to an end position.

Unmittelbar nach dem Aktivieren des pyrotechnischen Materials wird also der Trennbereich 6 zumindest teilweise aufgerissen bzw. eingedrückt, vorzugsweise vollständig aufgerissen. Erfolgt das Aufreißen bzw. Eindrücken nicht bereits vor Beginn der axialen Bewegung des Treibspiegels 10 über den vollständigen Umfang des Trennbereichs 6, so wird ein verbleibender Rest des Trennbereichs 6, der noch einen elektrischen Kontakt verursacht, durch die axiale Bewegung des Treibspiegels 10 vollständig aufgerissen, verstärkt durch die hier dann auftretende sehr schnelle Erhitzung des hier dann nur kleinen Restquerschnitts des Leiters durch den hier fließenden hohen elektrischen Strom.Immediately after activating the pyrotechnic material so the separation area 6 at least partially torn or pressed, preferably completely torn. If the tearing or indentation does not already occur before the start of the axial movement of the sabot 10 over the full extent of the separation area 6 , so becomes a remaining remainder of the separation area 6 , which still causes electrical contact, by the axial movement of the sabot 10 completely torn, reinforced by the then occurring very rapid heating of the here then only small residual cross section of the conductor through the flowing here high electric current.

Insbesondere der durch den Abbrand erzeugte Gasdruck oder die erzeugte Stoßwelle kann durch das Einbringen von leicht vergasbaren Flüssigkeiten oder Feststoffen (Löschmittel 9) in den Raum, in dem das pyrotechnische Material enthalten ist oder in welchen die erzeugten Heißgase eindringen, gut gesteuert werden. So erhöht insbesondere Wasser, gelöst im Löschmittel 9 oder in Form von Mikrokapseln, Gelen etc., den Gasdruck beträchtlich. Auch eine Zumischung von Chemikalien, die bei Erhitzung mit reagieren, ist sinnvoll, z.B. die Zugabe von rotem Phosphor, insbesondere aber auch von bestimmten Zünd- und Anzündstoffen, wie Zirkoniumkaliumperchlorat (ZPP), aber auch von Polysiloxanen wie Hexasilan oder Pentasilan. Auch das Einbringen von Tetrazen bringt hier Unterstützung, die man nicht durch die Erzeugung von überwiegend elektrisch leitfähigen Stoffen erkaufen muss, da sich Tetrazen aufgrund seines geringen Kohlenstoffanteils überwiegend in elektrisch nicht leitenden Stickstoff zerlegt.In particular, the gas pressure generated by the burnup or the shock wave generated by the introduction of easily gasifiable liquids or solids (extinguishing agent 9 ) are well controlled in the space in which the pyrotechnic material is contained or in which the generated hot gases enter. In particular, increases water, dissolved in the extinguishing agent 9 or in the form of microcapsules, gels, etc., the gas pressure considerably. Also, an admixture of chemicals that react with heating, is useful, for example, the addition of red phosphorus, but especially of certain ignition and igniters, such as zirconium potassium perchlorate (ZPP), but also of polysiloxanes such as hexasilane or pentasilane. The introduction of tetrazene brings here support that you do not have to buy by the production of predominantly electrically conductive materials, as due to its low carbon content tetrazene decomposes mainly into electrically non-conductive nitrogen.

In der in 1 gezeigten Ausführungsform befindet sich in den Reaktionskammern 7a und 7b ein Löschmittel 9, das bei der Detonation bzw. Deflagration des pyrotechnischen Materials die Stoßwellenausbreitung begünstigt und zudem den Leerraum so stark verkleinert, dass auf diese Weise weniger aktivierbares Material verwendet werden muss und die Wände des Trennbereichs 6 ausreichend dick gehalten werden können, so dass die Baugruppe auch noch bei hohen Betriebsströmen eingesetzt werden kann. Das Löschmittel 9 dient zugleich zur Dämpfung oder Löschung eines Lichtbogens zwischen den getrennten Enden des Trennbereichs 6. Nach der Trennung des Trennbereichs sind die beiden Reaktionskammern 7a und 7b miteinander verbunden.In the in 1 embodiment shown is in the reaction chambers 7a and 7b an extinguishing agent 9 , which promotes the shock wave propagation during the detonation or deflagration of the pyrotechnic material and also reduces the void space so much that in this way less activatable material must be used and the walls of the separation area 6 can be kept sufficiently thick, so that the assembly can be used even at high operating currents. The extinguishing agent 9 also serves to dampen or extinguish an arc between the separated ends of the separation area 6 , After separation of the separation area, the two reaction chambers 7a and 7b connected with each other.

Weiterhin ist in dem erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglied 1 der 1 ein Kanal vorgesehen, der sich unterhalb des Treibspiegels 10, insbesondere im Flansch 14, vorzugsweise mittig in axialer Richtung erstreckt und die innere Reaktionskammer 7b mit einer Stauchkammer 18 unterhalb des Stauchbereichs 19 verbindet. Die Stauchkammer 18 und der die Stauchkammer und die innere Reaktionskammer 7b verbindende Kanal sind ebenso mit Löschmittel 9 gefüllt. Somit ist die Kontakteinheit 3 im dargestellten Ausführungsbeispiel weiter als durchgängiges Schaltrohr ausgebildet. Der Kanal stellt sicher, dass bei der Auslösung des Unterbrechungsschaltglieds 1 und der damit verbundenen Bewegung des Treibspiegels 10 von der Ausgangsposition in die Endposition das sich vergrößernde Volumen im Bereich der inneren Reaktionskammer 7b auch mit Löschmittel 9 nachgefüllt wird. Durch die Bewegung des Treibspiegels 10 von der Ausgangsposition in die Endposition wird Löschmittel 9 in der Stauchkammer 18 zusammengepresst und durch den Kanal in Richtung des Bereichs der Reaktionskammer 7 und hier direkt auf den Trennbereich 6 gespritzt. Auf diese Weise kann ein Lichtbogen zwischen den getrennten Teilen des Trennbereichs 6 zusätzlich gedämpft bzw. gelöscht werden. Furthermore, in the interruption switching element according to the invention 1 of the 1 a channel provided below the sabot 10 , especially in the flange 14 , preferably centrally in the axial direction and the inner reaction chamber 7b with a stuffer box 18 below the compression area 19 combines. The stuffer box 18 and the stuffer box and the inner reaction chamber 7b connecting channels are also with extinguishing agent 9 filled. Thus, the contact unit 3 further formed in the illustrated embodiment as a continuous switching tube. The channel ensures that when the interruption switch is triggered 1 and the associated movement of the sabot 10 from the starting position to the end position, the increasing volume in the region of the inner reaction chamber 7b also with extinguishing agent 9 is refilled. By the movement of the sabot 10 from the starting position to the end position becomes extinguishing agent 9 in the stuffer box 18 compressed and through the channel towards the area of the reaction chamber 7 and here directly on the separation area 6 injected. To this Way, an arc between the separated parts of the separation area 6 additionally dampened or deleted.

Der zentrale Kanal kann vor der inneren Reaktionskammer 7b bzw. vor dem Trennbereich 6 düsenartig verengt sein, um zum einen ausreichend gut Löschmittel 9 aus dem Stauchbereich 19 in die Brennkammer 17 durchzulassen, zum anderen die vom Minidetonator bzw. Antrieb 16 generierte Stoßwelle Richtung Stauchbereich 19 so abzuschwächen, dass der Stauchbereich nach der Zündung des Minidetonators bzw. Antriebs 16 nicht zu stark belastet oder gar vorgeschädigt wird.The central channel can be in front of the inner reaction chamber 7b or before the separation area 6 narrowed nozzle-like, in order to sufficiently good extinguishing agent 9 from the compression area 19 into the combustion chamber 17 let through to the other of the Minidetonator or drive 16 generated shock wave direction of crushing area 19 so attenuate that the compression area after the ignition of the Minidetonators or drive 16 not too heavily loaded or even damaged.

Weiterhin sind in dem Unterbrechungsschaltglied 1 Dichtelemente 23 zur Abdichtung der verschiedenen Kammern 7 und 18 gegenüber dem Austritt von Löschmittel 9 und zur Abdichtung der verschiedenen Komponenten untereinander vorgesehen.Furthermore, in the interruption switch 1 sealing elements 23 for sealing the various chambers 7 and 18 towards the escape of extinguishing agent 9 and provided for sealing the various components with each other.

Das Unterbrechungsschaltglied 1 nach 1 ist prinzipiell genauso aufgebaut wie das in 5 gezeigte Unterbrechungsschaltglied der DE 10 2016 124 176 A1 .The interruption switch 1 to 1 is basically the same as the one in 5 shown interrupt switch of the DE 10 2016 124 176 A1 ,

Der Hauptstrompfad verläuft im erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglied 1 nach 1 in der Kontakteinheit 3 vom ersten Anschlusskontakt 4 über den anschließenden Stauchbereich 19, den Bereich unterhalb des Flanschs 14 bzw. des Treibspiegels 10, den Trennbereich 6 bis hin zum zweiten Anschlusskontakt 5.The main current path runs in the interruption switching element according to the invention 1 to 1 in the contact unit 3 from the first connection contact 4 over the subsequent compression area 19 , the area below the flange 14 or the sabot 10 , the separation area 6 up to the second connection contact 5 ,

Zusätzlich weist das Unterbrechungsschaltglied 1 nach 1 eine sogenannte Feldliniensteuerung auf. Die Feldliniensteuerung umfasst eine Beschichtung 8 eines elektrisch leitenden Materials, die auf den Treibspiegel 10 aufgebracht ist. Vorzugsweise wird das Material des Treibspiegels 10 dadurch geschützt, dass direkt auf der Oberfläche des Treibspiegels eine Schutzschicht 11a vorliegt, auf der die Beschichtung 8 aufgebracht ist. Weiterhin ist Bestandteil der Feldliniensteuerung ein Leitblech 12, das elektrisch leitend ist. Das Leitblech 12 ist vorzugsweise an der Innenwand des Gehäuses 2 aufgebracht. Das Leitblech 12 kann beispielsweise aus Kupfer sein. Die Feldliniensteuerung gewährleistet, dass ein Nebenschlussstrompfad in der Kontakteinheit 3 vom ersten Anschlusskontakt 4 über den anschließenden Stauchbereich 19 und den Bereich unterhalb des Flanschs 14 bzw. des Treibspiegels 10 über die Beschichtung 8 auf dem Treibspiegel 10, von der Beschichtung auf das Leitblech 12 und von dort zum Gehäuse 2 verlaufen kann, das mit dem zweiten Anschlusskontakt 5 verbunden ist. Das Leitblech 12 ist somit in der Lage, den Lichtbogen aufzunehmen und den Strom direkt an das elektrisch leitende Gehäusematerial weiterzuleiten, und verhindert zudem, dass an der Stelle, an der der Lichtbogen ohne Leitblech 12 einfahren würde, das Material des Gehäuses 2 nicht geschwächt bzw. gekerbt wird. Auf diese Weise kann das Gehäuse dem Innendruck standhalten und zerreißt an dieser Stelle nicht. Die Beschichtung 8 ist als leitende Schicht auf dem Treibspiegel 10 ausgebildet, der selbst vorzugsweise aus einem nicht leitenden Material besteht. Die Schutzschicht 11a für den Treibspiegel 10 ist vorzugsweise als keramische Schicht ausgebildet. Das Isolatorelement 22 gewährleistet, dass der erste Anschlusskontakt 4 nicht mit dem Gehäuse 2 verbunden ist. Die Beschichtung 8 verbindet in der Leitstellung des Unterbrechungsschaltglieds 1 die Kontakteinheit 3 mit dem Gehäuse 2 elektrisch, d.h. der Nebenschlussstrompfad ist in der Leitstellung geschlossen. Die Beschichtung ist hier ein verdampfbares Material, das bei Erhöhung der Spannung über die Betriebsspannung verdampft wird. Das Unterbrechungsschaltglied 1 kann auch einen elektrisch nicht leitenden Schirm 13 aufweisen, der das Gehäuse 2 innen abschirmt. Der elektrisch nicht leitende Schirm 13 ist vorzugsweise benachbart zu dem Leitblech 12 an der Innenwand des Gehäuses 2 angeordnet. Der elektrisch nicht leitende Schirm 13 verändert die elektrischen Feldlinien nach dem Aufreißen des Trennbereichs 6, so dass der Lichtbogen hier nicht direkt in das Material des Gehäuses 2 einschlagen kann. Auch dieser elektrisch nicht leitende Schirm 13 kann zusätzlich mit einer Schutzschicht (nicht gezeigt) beschichtet sein, die ebenso eine keramische Schutzschicht sein kann. Auf diese Weise kann der in der Regel als Kunststoffmaterial ausgebildete Schirm 13 vor dem Lichtbogen geschützt werden.In addition, the interrupt switch has 1 to 1 a so-called field line control. The field line control comprises a coating 8th an electrically conductive material acting on the sabot 10 is applied. Preferably, the material of the sabot is 10 protected by having a protective layer directly on the surface of the sabot 11a is present on the coating 8th is applied. Furthermore, part of the field line control is a baffle 12 which is electrically conductive. The baffle 12 is preferably on the inner wall of the housing 2 applied. The baffle 12 may be, for example, copper. The field line control ensures that a shunt current path in the contact unit 3 from the first connection contact 4 over the subsequent compression area 19 and the area below the flange 14 or the sabot 10 over the coating 8th on the sabot 10 , from the coating to the baffle 12 and from there to the housing 2 can run with the second terminal contact 5 connected is. The baffle 12 is thus able to absorb the arc and forward the current directly to the electrically conductive housing material, and also prevents, at the point where the arc without baffle 12 would retract the material of the housing 2 not weakened or notched. In this way, the housing can withstand the internal pressure and does not tear at this point. The coating 8th is as a conductive layer on the sabot 10 formed, which itself preferably consists of a non-conductive material. The protective layer 11a for the sabot 10 is preferably formed as a ceramic layer. The insulator element 22 ensures that the first connection contact 4 not with the case 2 connected is. The coating 8th connects in the control position of the interruption switching element 1 the contact unit 3 with the housing 2 electrically, ie the shunt current path is closed in the Leitstellung. The coating here is a vaporizable material which is vaporized by the operating voltage as the voltage increases. The interruption switch 1 can also have an electrically non-conductive screen 13 have the housing 2 shielded inside. The electrically non-conductive screen 13 is preferably adjacent to the baffle 12 on the inner wall of the housing 2 arranged. The electrically non-conductive screen 13 changes the electric field lines after tearing the separation area 6 so that the arc is not right here in the material of the case 2 can take. Also this electrically non-conductive screen 13 may additionally be coated with a protective layer (not shown), which may also be a ceramic protective layer. In this way, the screen formed as a rule as a plastic material 13 be protected from the arc.

Im Einzelfall können der elektrisch nicht leitende Schirm 13 und die elektrisch leitende Beschichtung 8 dann entfallen, wenn die Dimensionen der Baugruppe so klein sind, dass sich der Lichtbogen auch ohne diese Teile seinen Weg vom ersten Anschlusskontakt zum Leitblech 12 und damit zum Gehäuse 2 sucht. Beispielsweise ist das bei einem Innendurchmesser des Gehäuses von 26 mm der Fall. Der Lichtbogen kann hier auch dadurch unterstützt werden, dass das Leitblech 12 scharfkantig ausgeführt wird, so dass hier die Feldliniendichte besonders hoch und für den Lichtbogen damit besonders "verlockend" ist.In individual cases, the electrically non-conductive screen 13 and the electrically conductive coating 8th then omitted when the dimensions of the assembly are so small that the arc even without these parts its way from the first terminal to the baffle 12 and thus to the housing 2 examined. For example, this is the case with an inner diameter of the housing of 26 mm. The arc can also be supported by the fact that the baffle 12 sharp-edged, so that here the field line density is particularly high and for the arc thus particularly "tempting".

Es können auch weitere Wände der äußeren oder inneren Reaktionskammern 7a/7b mit einer Schutzschicht versehen sein, die vorzugsweise eine keramische Schutzschicht ist. Beispielhaft ist in dem Unterbrechungsschaltglied 1 der 1 eine Schutzschicht 11b auf der dem Treibspiegel 10 gegenüberliegenden Seite der Kontakteinheit 3 aufgebracht, damit dieser Bereich nicht zum Einfahren eines Lichtbogens zur Verfügung steht. Auch der der Reaktionskammer zugewandte Teil des ersten Anschlusskontakts kann beschichtet werden, um auch hier keinen guten Übergangswiderstand für den Stromfluss nach dem Trennen in Richtung des zweiten Anschlusskontakts zur Verfügung zu stellen (nicht gezeichnet).There may also be other walls of the outer or inner reaction chambers 7a / 7b be provided with a protective layer, which is preferably a ceramic protective layer. An example is in the interruption switch 1 of the 1 a protective layer 11b on the sabot 10 opposite side of the contact unit 3 applied so that this area is not available for retracting an arc. Also, the part of the first terminal contact facing the reaction chamber can be coated to no here good contact resistance for the flow of current after disconnection in the direction of the second terminal contact to provide (not shown).

Wie in 2, dem Unterbrechungsschaltglied 1 der 1 in der Trennstellung, gezeigt ist, kann auf diese Weise eine Trennstrecke t₂ in dem Nebenschlussstrompfad entstehen, die bei erhöhter Spannung durch einen Lichtbogen überbrückt werden kann, aber den Stromfluss bei Absinken der Spannung auf die Betriebsspannung verhindert. Die Trennstrecke t₂ ist hier die Strecke zwischen der Beschichtung 8 auf dem Treibspiegel 10 und dem Leitblech 12 an der inneren Wand des Gehäuses 2. Bei einer Auslösung des Antriebs 16 wird der Trennbereich 6 aufgerissen oder aufgetrennt. Gleichzeitig wird durch den beispielsweise pyrotechnisch ausgebildeten Antrieb 16 eine Druck- oder gar Stoßwelle erzeugt, die den Treibspiegel 10 druckbeaufschlagt. Auf diese Weise wird der Treibspiegel 10 in Richtung des ersten Anschlusskontakts 4 geschoben. Dabei faltet sich der Stauchbereich 19 auf. Die damit verbundene Verkleinerung des Volumens der Stauchkammer 18 bewirkt die Strömung des Löschmittels 9 aus der Stauchkammer 18 über den Kanal in Richtung der Reaktionskammer 7a/7b. Die Bildung eines Lichtbogens bei den Trennstrecken t₁ und/oder t₂ bewirkt zusätzlich durch Verdampfung des Löschmittels eine Druckerhöhung, so dass der Treibspiegel vollständig in die in 2 gezeigte Endposition geschoben wird. Auf diese Weise kommt es zu einem maximalen Abstand zwischen den beiden getrennten Enden des Trennbereichs 6. Die Trennstrecke t₁ wird hier gebildet, indem der Treibspiegel 10 in Richtung des ersten Anschlusskontakts 4 geschoben wird, wobei der Trennbereich 6 aufreißt. Die Trennstrecke t₁ ist hier der Abstand zwischen den beiden aufgetrennten Enden des Trennbereichs 6.As in 2 , the interruption switch 1 of the 1 is shown in the disconnected position, in this way, a separation distance t ₂ arise in the bypass current path, which can be bridged by an arc at elevated voltage, but prevents the flow of current when the voltage drops to the operating voltage. The separation distance t ₂ is here the distance between the coating 8th on the sabot 10 and the baffle 12 on the inner wall of the housing 2 , When the drive is triggered 16 becomes the separation area 6 torn or split. At the same time by the example pyrotechnic trained drive 16 generates a pressure or even shock wave, the sabot 10 pressurized. In this way the sabot becomes 10 towards the first terminal 4 pushed. This folds the compression area 19 on. The associated reduction of the volume of the stuffer box 18 causes the flow of the extinguishing agent 9 from the stuffer box 18 over the channel in the direction of the reaction chamber 7a / 7b , The formation of an arc in the separation sections t ₁ and / or t ₂ additionally causes by evaporation of the extinguishing agent an increase in pressure, so that the sabot completely in the in 2 shown end position is pushed. In this way, there is a maximum distance between the two separate ends of the separation area 6 , The separation distance t ₁ is formed here by the sabot 10 towards the first terminal 4 is pushed, the separation area 6 tears. The separation distance t ₁ is here the distance between the two separated ends of the separation area 6 ,

In dem Unterbrechungsschaltglied 1 der 2 bleibt bei Verschieben des Treibspiegels 10 in Richtung des Stauchbereichs 19 das Leitblech 12 ortsfest. Alternativ dazu kann das Leitblech 12 aber auch zusammen mit dem Treibspiegel 10 mit bewegt werden. Auf diese Weise entsteht die Trennstrecke t₂ nach Verdampfen der Beschichtung 8 zwischen dem Kontaktrohr 3 und dem Leitblech 12.In the interruption switch 1 of the 2 remains when moving the sabot 10 in the direction of the compression area 19 the baffle 12 stationary. Alternatively, the baffle 12 but also together with the sabot 10 to be moved. In this way, the separation distance t _{2 is formed} after evaporation of the coating 8th between the contact tube 3 and the baffle 12 ,

Das Unterbrechungsschaltglied 1 der 3 ist im Wesentlichen identisch zu dem Unterbrechungsschaltglied 1 der 1, weist aber zusätzlich einen Kollektor 17 außen am Gehäuse 2 des Unterbrechungsschaltglieds 1 auf der Seite des zweiten Anschlusskontaktes 5 auf, der sich vorzugsweise über den Bereich der Reaktionskammern 7a/7b erstreckt. Der Kollektor 17 weist die weiter oben genannten Vorteile auf.The interruption switch 1 of the 3 is substantially identical to the interrupt switch 1 of the 1 , but also has a collector 17 outside on the housing 2 of the interruption switch 1 on the side of the second connection contact 5 preferably extending over the region of the reaction chambers 7a / 7b extends. The collector 17 has the advantages mentioned above.

Das Unterbrechungsschaltglied 1 der 4 ist bis auf Folgendes identisch zu dem Unterbrechungsschaltglied der 1:
Die Beschichtung 8 auf dem Treibspiegel 10 ist so ausgebildet, dass zwei Trennstrecken t₂ und t₃ gebildet sind. Die Trennstrecken unterbrechen den Nebenschlussstrompfad in der Leitstellung des Unterbrechungsschaltglieds 1, da hier nur die Betriebsspannung anliegt, die zur Bildung eines Lichtbogens durch das Löschmittel nicht ausreicht. Die Trennstrecke t₂ wird zwischen dem äußeren Ende der Beschichtung 8 und dem Gehäuse 2 gebildet, indem an dieser Stelle am Treibspiegel 10 keine Beschichtung 8 mit elektrisch leitendem Material vorliegt. Die Trennstrecke t₃ wird zwischen dem kontaktrohrseitigen Ende der Beschichtung 8 und dem Kontaktrohr 3 gebildet, indem an dieser Stelle am Treibspiegel 10 keine Beschichtung 8 mit elektrisch leitendem Material vorliegt. Bei Erhöhung der Spannung beim Auftrennen des Trennbereichs durch die Wirkung des zusammenbrechenden starken Magnetfeldes der äußeren Kreisinduktivität können die Trennstrecken t₂ und t₃ durch Lichtbögen überbrückt werden, so dass der Nebenschlussstrompfad geschlossen und elektrische Energie durch den elektrischen Widerstand des elektrisch leitenden Gehäuses 2 in thermische Energie umgewandelt wird. In einer nicht gezeigten erfindungsgemäßen Ausführungsform kann auch nur eine der beiden Tennstrecken t₂ oder t₃ vorliegen. Eine Schutzschicht unter der Beschichtung kann hier auch vorliegen, ist jedoch in 4 nicht gezeigt. Die Schutzschicht kann entfallen, wenn der Treibspiegel aus Keramik hergestellt ist. Wie oben bereits erwähnt, können bei kleinen Geometrien der Baugruppe bzw. kleinem Innendurchmesser des Gehäuses 2 auch die Beschichtung 8 und der elektrisch nicht leitende Schirm 13 entfallen.The interruption switch 1 of the 4 is identical to the interrupting switch of FIG 1 :
The coating 8th on the sabot 10 is formed so that two separating lines t ₂ and t _{3 are} formed. The separating lines interrupt the bypass current path in the conducting position of the interrupting switching element 1 , because here only the operating voltage is applied, which is insufficient to form an arc by the extinguishing agent. The separation distance t ₂ is between the outer end of the coating 8th and the housing 2 formed by at this point on the sabot 10 no coating 8th is present with electrically conductive material. The separation distance t ₃ is between the contact tube side end of the coating 8th and the contact tube 3 formed by at this point on the sabot 10 no coating 8th is present with electrically conductive material. When increasing the voltage at the separation of the separation area by the effect of the collapsing strong magnetic field of the outer circular inductance, the separation sections t ₂ and t ₃ can be bridged by arcs, so that the bypass current path is closed and electrical energy through the electrical resistance of the electrically conductive housing 2 is converted into thermal energy. In an embodiment of the invention, not shown, only one of the two tennas t ₂ or t _{3 may} be present. A protective layer under the coating may also be present here, but is in 4 Not shown. The protective layer can be omitted if the sabot is made of ceramic. As already mentioned above, with small geometries of the assembly or small inner diameter of the housing 2 also the coating 8th and the electrically non-conductive screen 13 omitted.

Die 5 (links) zeigt einen Treibspiegel 10 – wie er in den Unterbrechungsschaltgliedern 1 der 1 bis 4 verwendet wird – im Querschnitt. Hier ist die Beschichtung 8 nur als zwei dünne bandförmige Beschichtungen des elektrisch leitenden Materials auf dem Treibspiegel 10 vorgesehen. Es ist erfindungsgemäß aber auch denkbar, dass die gesamte Querschnittsfläche des Treibspiegels mit der Beschichtung 8 versehen oder auch nur eine bandförmige Beschichtung aufgebracht ist. Der Treibspiegel kann aber auch drei, vier oder mehr bandförmige Beschichtungen wie in 5 gezeigt aufweisen. Die 5 (rechts) zeigt den Treibspiegel 10 in seiner Seitenansicht, wie auch in den Unterbrechungsschaltgliedern 1 der 1 bis 4 zu sehen ist. Wie oben bereits erwähnt, kann bei kleinen Geometrien der Baugruppe bzw. kleinem Innendurchmesser des Gehäuses 2 auch die Beschichtung 8 entfallen, der Lichtbogen wird sich hier direkt über die Oberfläche des Treibspiegels das Leitblech 12 "suchen".The 5 (left) shows a sabot 10 - as he does in the breaker circuit breakers 1 of the 1 to 4 is used - in cross section. Here is the coating 8th only as two thin band-shaped coatings of the electrically conductive material on the sabot 10 intended. However, it is also conceivable that the entire cross-sectional area of the sabot with the coating 8th provided or even a band-shaped coating is applied. The sabot can also have three, four or more band-shaped coatings as in 5 have shown. The 5 (right) shows the sabot 10 in its side view, as well as in the breaker circuit breakers 1 of the 1 to 4 you can see. As mentioned above, with small geometries of the assembly or small inner diameter of the housing 2 also the coating 8th omitted, the arc is here directly above the surface of the sabot the baffle 12 "search".

Die 6 zeigt einen Schaltkreis, in dem das gezeigte Unterbrechungsschaltglied 1 ein erfindungsgemäßes Unterbrechungsschaltglied sein soll. Hier ist parallel zu dem Strompfad durch das Unterbrechungsschaltglied 1 an die Anschlusskontakte 4 und 5 ein Komparator 25 angeschlossen, dessen Aufgaben auch eine Steuerelektronik übernehmen kann. In einem weiteren Strompfad ist parallel zu dem Strompfad durch das Unterbrechungsschaltglied 1 eine Sicherung 26 geschaltet. Der letztgenannte Strompfad ist ebenso an die Anschlusskontakte 4 und 5 angeschlossen. In dem Strompfad zwischen der Sicherung 26 und dem Anschlusskontakt 5 ist ein Schalter S vorgesehen. Über den Komparator 25 wird die Spannung über das Unterbrechungsschaltglied 1 gemessen, und bei einer hier zu hohen gemessenen Spannung, d.h. bei einem zu hohen Laststrom I wird zunächst der Schalter S, der als normaler Schalter, als Relaiskontakt oder als pyrotechnische Baugruppe ausgebildet sein kann, geschlossen, und erst nach dem sicheren Schluss wird dann das Unterbrechungsschaltglied 1 von der Leitstellung in die Trennstellung geschaltet, und somit auch hier der Strompfad geschlossen. The 6 shows a circuit in which the breaker circuit shown 1 an inventive interruption switching element should be. Here is parallel to the current path through the breaker switch 1 to the connection contacts 4 and 5 a comparator 25 connected, whose tasks can also take over control electronics. In another rung is parallel to the rung through the breaker switch 1 a fuse 26 connected. The latter current path is also to the terminals 4 and 5 connected. In the rung between the fuse 26 and the connection contact 5 a switch S is provided. About the comparator 25 the voltage across the breaker switch becomes 1 measured, and at a too high measured voltage, ie at a high load current I, the switch S, which can be designed as a normal switch, as a relay contact or as a pyrotechnic assembly is first closed, and only after the safe conclusion is then the interruption switching element 1 switched from the Leitstellung in the disconnected position, and thus closed here, the current path.

Die Vorteile des in 6 gezeigten Schaltkreises liegen darin, dass im Normalbetrieb Strom über das Unterbrechungsschaltglied 1 mit seinem extrem kleinen Einschleifwiderstand von zum Beispiel nur ca. 50 µΩ fließt, und erst bei einem zu schaltenden Überlastfall wird die Sicherung 26 über den Schalter S zugeschaltet. Der Vorteil liegt darin, dass das Unterbrechungsschaltglied einen wesentlich geringeren Widerstand als die Sicherung 26 selbst aufweist. Weiterhin hat der Schaltkreis den Vorteil, dass die Sicherung im Normalbetrieb nicht belastet wird und somit nicht altert. Im Überlastfall liegt die Sicherung 26 somit nahezu neu vor und deren Funktionsweise ist dadurch in erhöhtem Maße sichergestellt. Ein weiterer Vorteil ist, dass der Schalter S bei der am Unterbrechungsschaltglied 1 trotz des hohen Überlaststroms sehr kleinen abfallenden Spannung und des zusätzlich noch sehr kleinen Nebenschlussstroms zum Unterbrechungsschaltglied 1 schalten muss, also als sehr kleines Bauteil ausgeführt werden kann und den Überlaststrom über die Sicherung 26 erst nach dem Zünden des Unterbrechungsschaltglieds 1 im geschlossenen Zustand bis zum Unterbrechen des Stromkreises durch die Sicherung übertragen bzw. aushalten muss.The benefits of in 6 shown circuit are that in normal operation, power via the interruption switching element 1 With its extremely small insertion resistance of, for example, only about 50 μΩ flows, and only when an overload case to be switched is the fuse 26 switched on via the switch S. The advantage is that the breaker switch has a much lower resistance than the fuse 26 itself has. Furthermore, the circuit has the advantage that the fuse is not charged in normal operation and thus does not age. In case of overload, the fuse is located 26 Thus almost new and their operation is thus ensured to an increased extent. Another advantage is that the switch S at the on the breaker switch 1 despite the high overload current very small dropping voltage and the additionally still very small shunt current to the interruption switch 1 must switch so can be executed as a very small component and the overload current through the fuse 26 only after ignition of the breaker contactor 1 in the closed state until the interruption of the electric circuit has to be transmitted or sustained by the fuse.

Die 7 zeigt einen Schaltkreis mit einem erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglied 1, wobei der Strompfad in dem Unterbrechungsschaltglied 1 von dem ersten Anschlusskontakt 4 zu dem zweiten Anschlusskontakt 5 führt. Parallel dazu ist außerhalb des Unterbrechungsschaltglieds eine Zündelektronik 25 angeordnet. Weiterhin weist der Schaltkreis einen Schalter S im Betriebsstromkreis nach dem zweiten Anschlusskontakt 5 auf. Der Schalter S kann auch der Betriebsschalter des Betriebsstromkreises sein. Die Zündelektronik 25 kann den Strom I im Betriebsstromkreis messen und zündet bei Überstrom aktiv das Unterbrechungsschaltglied 1, das dann durch Übergang von der Leitstellung in die Trennstellung dem Betriebsstromkreis unterbricht (Schalten des Unterbrechungsschaltglieds). Das Unterbrechungsschaltglied 1 braucht eine bestimmte Zeit zum Schalten, d.h. bis zu dem Zeitpunkt, an dem der Lichtbogen im Unterbrechungsschaltglied 1 erlischt. Diese Zeit wird Abschaltzeit genannt. Die Zündelektronik 25 ist so programmiert, dass der Schalter S in einer Zeitspanne von direkt nach der Abschaltzeit des Unterbrechungsschaltglieds bis zur 1–3 fachen Abschaltzeit nach dem Schalten geöffnet wird. Alternativ zur Regelung des Unterbrechungsschaltglieds 1 und des Schalters S durch eine Zündelektronik kann das jeweilige Schalten auch ohne Elektronik, d.h. durch Steuerung erfolgen.The 7 shows a circuit with a breaker circuit according to the invention 1 , wherein the current path in the interruption switch 1 from the first terminal contact 4 to the second terminal contact 5 leads. Parallel to this, outside the breaker circuit breaker is an ignition electronics 25 arranged. Furthermore, the circuit has a switch S in the operating circuit after the second terminal contact 5 on. The switch S may also be the operating switch of the operating circuit. The ignition electronics 25 can measure the current I in the operating circuit and, in case of overcurrent, will actively fire the breaker switch 1 , which then interrupts the transition from the control position to the disconnected position the operating circuit (switching of the interruption switching element). The interruption switch 1 takes a certain time to switch, that is, until the time at which the arc in the breaker switch 1 goes out. This time is called shutdown time. The ignition electronics 25 is programmed so that the switch S is opened in a period of time from immediately after the turn-off time of the breaker switch to 1-3 times the turn-off time after switching. Alternatively to the regulation of the interruption switching element 1 and the switch S by an ignition electronics, the respective switching can be done without electronics, ie by control.

Der Schalter S kann auch vor dem Kontakt 1 oder sonst irgendwo im Stromkreis angeordnet sein, solange der Strom durch S auch durch das Unterbrechungsschaltglied 1 fließt.The switch S can also be before contact 1 or elsewhere in the circuit, as long as the current through S is also through the interruption switch 1 flows.

Der in 7 gezeigte Schaltkreis hat den Vorteil, dass der Schalter S im angegebenen Zeitfenster nur sehr wenig Strom und bei nur weniger als der Betriebsspannung beim Öffnen schalten können muss, also bei Verhältnissen geschaltet wird, die er als Betriebsschalter ohnehin stets hätte schalten können müssen. Kommt es aus irgendeinem Grund nicht zur erwünschten hohen bzw. guten Isolationswirkung im Unterbrechungsschaltglied 1 nach dem Schalten des Unterbrechungsschaltglieds, so kann durch das zusätzliche Betätigen des Schalters S der Betriebsstrom nach dem Trennvorgang im Unterbrechungsschaltglied sicher, dauerhaft und völlig abgeschaltet werden.The in 7 shown circuit has the advantage that the switch S in the specified time window only very little power and at only less than the operating voltage when opening must be able to switch, that is switched at ratios that he should always have been able to switch anyway as an operating switch. If, for some reason, the desired high or good insulation effect does not occur in the interruption switching element 1 after the switching of the interrupting switching element, the operating current can be safely, permanently and completely switched off after the separation process in the interruption switching element by the additional actuation of the switch S.

Ausführungsbeispiele:EXAMPLES

Beispiel 1:Example 1:

An ein erfindungsgemäßes Unterbrechungsschaltglied gemäß der 1 wird ein Gleichstrom von bis zu 30 kA und mit einer Spannung von bis zu 900 V angeschlossen. Das erfindungsgemäße Unterbrechungsschaltglied hat die folgenden Dimensionen: Länge des Gehäuses 52 mm, Durchmesser des Gehäuses 32 mm. Das Gehäuse ist aus Stahl. Innerhalb der inneren Reaktionskammer 7 ist ein Minidetonator mit 30 mg ZPP, 30mg Silberazid und für einige Zwecke mit zusätzlich 40 mg Oktogen (RDX) vorgesehen. Das Löschmittel innerhalb der Reaktionskammern 7a/b und der Stauchkammer 18 ist ein Gemisch aus Silikonöl und hochdisperser Kieselsäure (HDK) 3 (40 cm Öl auf 2 g HDK). Die elektrisch leitende Beschichtung auf dem Treibspiegel ist an zwei Stellen als 3 mm breite und 30 µm dicke Schicht als Aluminium-Selbstklebeband ausgebildet; diese leitfähige Schicht hat je einen Abstand von 1mm zum Verbindungselement und zum Gehäuse (Sollfunkenstrecke). Die Kontakteinheit ist zylindrisch ausgeformt und besteht aus Kupfer. Der Trennbereich hat einen Innendurchmesser von 6 mm und einen Außendurchmesser von 7,6 mm. Die komplette Länge der Kontakteinheit inklusive der Anschlusskontakte beträgt 85 mm. Ansonsten sind die Abmessungen in der Relation, wie in 1 gezeigt. Nach Zünden des Minidetonators wird der Trennbereich vollständig aufgerissen, ein Teil des Löschfluids verdampft, gleich danach bildet sich ein Lichtbogen zwischen Kontakt 1 und Kontakt 2 aus. Der Treibspiegel bewegt sich Richtung Kontakt 1 und bereits nach kurzer Wegstrecke bildet sich mindestens ein zweiter Lichtbogen über die Aluminiumschicht auf dem Treibspiegel. Das Aluminium verdampft, wird ionisiert und leitet damit den Strom über den hier entstandenen Lichtbogen weiter. Beide Lichtbögen werden durch Energieentnahme ausgehungert, bis beide endlich erlöschen. Die äußere Kreisinduktivität sollte hierbei so klein sein, dass die Lichtbögen im Gehäuse erloschen sind, kurz bevor der Stauchbereich vollständig zusammengepresst wurde. Bei 450V Betriebsspannung sind das etwa maximal 70µH, bei 900V Betriebsspannung etwa maximal 35µH bezogen auf einen zu trennenden maximalen Gleichstrom von 30kA. Soll Wechselstrom geschaltet werden, sind die Verhältnisse deutlich besser, weil es hier stets beim Nulldurchgang des Stroms zu einem Erlöschen des Lichtbogens kommt, dieser also nicht stabil stehen bleibt.To an inventive interruption switching element according to the 1 a direct current of up to 30 kA and with a voltage of up to 900 V is connected. The circuit breaker according to the invention has the following dimensions: length of the housing 52 mm, diameter of the housing 32 mm. The housing is made of steel. Inside the inner reaction chamber 7 is a Minidetonator with 30 mg ZPP, 30mg silver azide and for some purposes with an additional 40 mg octogen (RDX) provided. The extinguishing agent within the reaction chambers 7a / b and the stuffer box 18 is a mixture of silicone oil and highly dispersed silicic acid (HDK) 3 (40 cm oil to 2 g HDK). The electrically conductive coating on the sabot is in two places as a 3 mm wide and 30 micron thick layer than Aluminum self-adhesive tape formed; this conductive layer has a distance of 1 mm to the connecting element and to the housing (nominal spark gap). The contact unit is cylindrical and made of copper. The separation area has an inner diameter of 6 mm and an outer diameter of 7.6 mm. The complete length of the contact unit including the connection contacts is 85 mm. Otherwise, the dimensions are in the relation, as in 1 shown. After igniting the Minidetonators the separation area is completely ruptured, a part of the extinguishing fluid evaporates, immediately after an arc forms between contact 1 and contact 2 out. The sabot moves towards contact 1 and after only a short distance, at least a second arc forms over the aluminum layer on the sabot. The aluminum vaporizes, is ionized and thus passes on the current through the arc formed here. Both arcs are starved by energy, until both finally go out. The outer circular inductance should in this case be so small that the arcs have extinguished in the housing, just before the compression area was completely compressed. At 450V operating voltage, this is about a maximum of 70μH, at 900V operating voltage about 35μH maximum related to a separated maximum DC current of 30kA. If AC are to be switched, the conditions are much better, because it always comes at the zero crossing of the current to an extinction of the arc, so it does not remain stable.

Nach Öffnen des Gehäuses des verwendeten Unterbrechungsschaltglieds kann festgestellt werden, dass zur Sicherstellung des Isolationswiderstandes in der Reaktionskammer noch flüssiges bis silikonölfeuchtes Löschmittel vorliegt. Je nach Belastung der Baugruppe werden so bis 18 kA bei 450 V Betriebsspannung Isolationswiderstände von größer 100 GOhm bei 500 V Prüfspannung erreicht, bei 23 kA sind es noch größer 10 MOhm, bei 27 kA sind es jedoch nur noch 100 kOhm bis 300 kOhm.After opening the housing of the interruption switching element used, it can be stated that, to ensure the insulation resistance in the reaction chamber, there is still liquid to silicone oil-moist extinguishing agent. Depending on the load of the module up to 18 kA at 450 V operating voltage insulation resistance of greater than 100 GOhm at 500 V test voltage can be achieved at 23 kA, it is still greater than 10 MOhm, 27 kA, there are only 100 kOhm to 300 kOhm.

Vergleichsbeispiel 1:Comparative Example 1

Es wird der gleiche Versuch wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit dem Unterschied, dass ein ansonsten gleich aufgebautes Unterbrechungsschaltglied verwendet wird, das jedoch kein Leitblech hat und dessen Gehäuseinnenwand durch eine Innenisolation geschützt ist.The same experiment is carried out as in Example 1, with the difference that an interruption switching element of the same type is used, which, however, does not have a baffle and whose inside wall of the housing is protected by internal insulation.

Nach Öffnen des Gehäuses des hier verwendeten Unterbrechungsschaltglieds kann festgestellt werden, dass bei gleich großer Strombelastung beim Trennvorgang kein flüssiges oder silikonfeuchtes Löschmittel mehr in der Reaktionskammer vorhanden und dieses sehr gut elektrisch leitfähig geworden ist. Eine Sicherstellung des Isolationswiderstandes kann mit einem solchen Unterbrechungsschaltglied daher bei hohen Belastungen durch das Trennen sehr hoher Überlastströme bei hohen Betriebsspannungen nicht in gleichem Maße gewährleistet werden wie bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieds nach Beispiel 1.After opening the housing of the interruption switching element used here, it can be stated that no liquid or silicone-moist extinguishing agent is present in the reaction chamber at the same high current load during the separation process and this has become very electrically conductive. Ensuring the insulation resistance can not be guaranteed with such interruption member therefore at high loads by separating very high overload currents at high operating voltages to the same extent as when using a breaker circuit element according to the invention according to Example 1.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Unterbrechungsschaltglied Interruption switching element
22: Gehäuse casing
33: Kontakteinheit Contact unit
44: erster Anschlusskontakt first connection contact
55: zweiter Anschlusskontakt second connection contact
66: Trennbereich separating region
7a7a: äußere Reaktionskammer outer reaction chamber
7b7b: innere Reaktionskammer inner reaction chamber
88th: Beschichtung/elektrisch leitendes Material Coating / electrically conductive material
99: Löschmittel extinguishing Media
1010: Treibspiegel sabot
11a11a: Schutzschicht protective layer
11b11b: Schutzschicht protective layer
1212: Leitblech baffle
1313: elektrisch nicht leitender Schirm electrically non-conductive screen
1414: Flansch flange
1515: Flansch flange
1616: Antrieb drive
1717: Kollektor collector
1818: Stauchkammer stuffer
1919: Stauchbereich upsetting region
2222: Isolatorelement insulator element
2323: Dichtelement (O-Ring) Sealing element (O-ring)
2525: Komparator comparator
2626: Sicherung fuse
SS: Schalter switch

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102014107853 A1 [0020]
DE 102014110825 A1 [0020]
DE 202015100525 U1 [0020]
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DE 102015114279 A1 [0020]
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DE 102016124176 A1 [0020, 0067]
DE 102017123021 A1 [0020]

Claims

Interrupting switch ( 1 ), in particular for interrupting high DC currents at high voltages, (a) which can be transferred from a control position to a disconnected position, and (b) a housing ( 2 ), one inside the housing ( 2 ) arranged reaction chamber ( 7a , b) and a main current path through the interruption switching element ( 1 ) defining contact unit ( 3 ), wherein the housing ( 2 ) the contact unit ( 3 ), (c) wherein the contact unit ( 3 ) a first ( 4 ) and a second ( 5 ) Connection contact and a separation area ( 6 ), which is in the control position of the interruption switching element ( 1 ) an electrical connection between the first terminal ( 4 ) and the second terminal contact ( 5 ), (d) wherein the separation region ( 6 ) within the reaction chamber ( 7a , b) containing an extinguishing agent ( 9 ) is arranged, (e) wherein the separation region ( 6 ) is designed so that when the interruption switch ( 1 ) is transferred from the Leitstellung in the disconnected position, the main current path between the first terminal contact ( 4 ) and the second terminal contact ( 5 ) is interrupted such that two separated ends of the separation area ( 6 ) are a separation distance t ₁ away from each other, which are within the extinguishing agent ( 9 ), characterized in that (f) the interruption switching element ( 1 ) has a shunt current path in parallel with the main current path which, when an overvoltage occurs in the transition from the conducting position to the disconnected position, is capable of generating a shunt current flow between the first and the second current path. 4 ) and the second ( 5 ) To produce a terminal contact, which converts a portion of the electrical energy into thermal energy in a shunt resistor, wherein the shunt resistor is formed by the region of the housing through which the shunt current flows.

Interrupting switch ( 1 ) according to claim 1, wherein the shunt current path is closed or interrupted in the conducting position.

Interrupting switch ( 1 ) according to claim 1 or 2, wherein in the disconnected position of the interruption switching member within the housing, an interruption of the bypass current path is provided with a separation distance t _2, which is bridged when an overvoltage occurs by an arc.

Interrupting switch ( 1 ) according to claim 3, wherein the separation distance t ₂ is within an extinguishing agent.

Interrupting switch ( 1 ) according to claim 4, wherein the extinguishing agent ( 9 ), in which the separation distance t ₂ is, the same extinguishing agent ( 9 ) is, in which the separation distance t ₁ is located.

Interrupting switch ( 1 ) according to one of Claims 3 to 5, in which the separating sections t ₁ and t _{2 are arranged} in the separating position within the same volume which is filled with the extinguishing agent ( 9 ) is filled.

Interrupting switch ( 1 ) according to one of claims 3 to 6, wherein the separation distance t _{2 is} located between the inner wall of the housing and an electrically conductive material in the interior of the interruption switching member, which is in the form of a coating on an insulating element of the interruption switching member.

Interrupting switch ( 1 ) according to claim 7, wherein - especially when the shunt current path is present in the conducting position - the electrically conductive material ( 8th ) is a material which, upon electrical connection of the two terminal contacts ( 4 . 5 ) is at least partially vaporized by the shunt current path in the disconnected position of the breaking contactor, whereby the disconnecting path t ₂ is formed.

Interrupting switch ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, wherein the bypass current path across the housing ( 2 ) and the main current path in one of the housing ( 2 ) spaced current path runs.

Interrupting switch ( 1 ) according to any one of claims 1 to 9, wherein the contact unit ( 3 ) a sabot ( 10 ) or with a sabot ( 10 ), which is designed such that it can be moved by an applied pressure from an initial position to an end position, wherein in the end position of the sabot ( 10 ) the separation area ( 6 ) separated and the separation distance t _{1 is} formed.

Interrupting switch ( 1 ) according to claim 10, wherein the sabot is arranged adjacent to the housing, and wherein the sabot is the electrically insulating element on which the coating of the electrically conductive material is present.

Interrupting switch ( 1 ) according to any one of the preceding claims, wherein in the reaction chamber ( 7a , b) on the housing inner wall a baffle ( 12 ) is arranged so that it directs the resulting arc after the separation and at the same time before the inner wall of the housing Protects local melting by the one or more bases of the arc (s).