DE2604314A1

DE2604314A1 - Schaltkreisunterbrecher fuer kleine spannungen

Info

Publication number: DE2604314A1
Application number: DE19762604314
Authority: DE
Inventors: Paul G Slade
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1975-02-11
Filing date: 1976-02-05
Publication date: 1976-08-19
Also published as: AR205497A1; CH600527A5; BE838438A; AU1067776A; PH12223A; IT1070774B; GB1518422A; US3978300A; JPS563856Y2; ZA76290B; JPS51144765U; PL105814B1; NZ179809A; AU499738B2; BR7600827A; FR2301086A1; CA1051070A; ES445038A1

Description

aal

Düsseldorf, 4. Feb. 1976 41,977
7608

Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh, Pa., W St. A.

Schaltkreisunterbrecher für kleine
Spannungen

Die Erfindung betrifft einen Schaltkreisunterbrecher für kleine Spannungen mit Betätigungseinrichtungen zum Öffnen und Schließen der Kontakte.

Während der vergangenen Jahre wurden Schaltkreisunterbrecher für kleine Spannungen (d. h., für Spannungen mit einem Effektivwert von 1.000 V oder weniger) der Luftbauart in ihrer physischen Größe immer kleiner, während gleichzeitig ihre Stromunterbrechungsfähigkeit verbessert wurde. Diese Entwicklung beruhte auf dem besseren Verständnis der physikalischen Parameter, die bei dem Stromunterbrechungsprozeß eine Rolle spielten, aber auch auf fortschrittlicheren Konstruktionen und auf dem Wettbewerb unter den verschiedenen Herstellern für diese Schaltkreisunterbrecher, der zu Kostenreduktionen zwang. Eine Rolle spielte aber auch die Überlegung, daß es ästhetischer aussieht, wenn der Schaltkreisunterbrecher oder

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Telefon (0211) 32 08 58 Telegramme Custopat

ORIGINAL INSPECTED

Trenner in einer möglichst kleinen Einheit untergebracht werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schaltkreisunterbrecher für kleine Spannungen neuer Bauart zu liefern, der eine verbesserte Stromunterbrechungsfähigkeit hat und dabei noch kompakter ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Hauptanspruch genannten Merkmale gelöst.

Die neue Anordnung berücksichtigt jüngst gewonnene Kenntnisse der Wirkungen, die Lichtbogen auf die Stromunterbrechung ausüben, sowie auch von Untersuchungen der Bewegung des Lichtbogens zwischen Lichtbogenschienen. Es wurde nämlich gefunden, daß bei Niederspannungs-Schaltkreisunterbrechern es nicht notwendig ist, große Kontaktluftspalte vorzusehen, damit diese den üblicherweise auftretenden Leerlaufspannungen standhalten. Z. B. widersteht unter den denkbar ungünstigsten Bedingungen ein Luftspalt von 5,1 mm (0,2 Zoll) Spannungen zwischen 5 kV und 17 kV. Selbst bei einem Luftspalt von nur 1 mm (0,04 Zoll) ist der Luftspalt noch widerstandsfähig gegenüber Spannungen von 2 bis 5 kV. Wenn nach einer Schaltkreisunterbrechung das ionisierte Plasma von einem schmalen Luftspalt weggefegt wurde, hilft die Nähe der Kontaktelektroden, das Gas in dem Luftspalt schneller zu kühlen und verbessert daher die dielektrische Erholung des Spaltes.

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Um den Lichtbogen während der Stromunterbrechung möglichst schnell von den Kontaktelektroden zu entfernen, haben sich schmale Luftspalte ebenfalls als wichtig erwiesen. In kürzlich durchgeführten Laboratoriumsexperimenten konnte gezeigt werden, daß ein Lichtbogen von 1.100 A durch die selbstinduzierten magnetischen Felder gezwungen wird, zwischen parallelen, den Lichtbogen führenden Schienen sich am schnellsten bei dem kleinsten Luftspalt zu bewegen. Die Geschwindigkeit variiert zwischen ungefähr 16 cm/ms (ungefähr 580 km/h) für einen Luftspalt von 1 mm (0,04 Zoll) bis ungefähr 7,6 cm/ms (ungefähr 270 km/h) für einen Luftspalt von 5,1 mm (0,2 Zoll).

Die Erfindung liegt nun allgemein in der Schaffung eines Niederspannung-Schaltkreisunterbrechers, der entsprechende Kontakte sowie Betätigungseinrichtungen zum öffnen und Schließen dieser Kontakte aufweist. Der Schaltkreisunterbrecher zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß die Kontakte mit einem Paar leitender Lichtbogenschienen versehen sind, die sich von den Kontakten in einem Abstand zueinander im wesentlichen parallel erstrecken, wobei der maximale Abstand zwischen den im wesentlichen parallelen im Abstand angeordneten Lichtbogenschienen und zwischen den geöffneten Kontakten in der Größenordnung von im wesentlichen nicht mehr als 6,35 mm (1/4 Zoll) liegt.

Derartige erfindungsgemäße Schaltkreisunterbrecher haben den Vorteil sowohl von kleinen Kontaktabständen als auch von schneller Lichtbogenbewegung und können daher sehr kompakt gehalten werden, während gleichzeitig sie in der Lage sind, verhältnis-

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mäßig hohe Ströme sehr wirksam zu unterbrechen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Zeichnungen dargestellt sind,

Es zeigt:

Fig. 1 in einer etwas schematisierten Diagrammansicht eine Kontaktanordnung einschließlich parallel angeordneter Lichtbogen-Führungsschienen mit divergierenden Lichtbogenhornendteilen;

Fig. 2 eine Ansicht ähnlich der Fig. 1, wobei aber eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist, die zwei stationäre Lichtbogen-Führungsschienen verwendet, auf die der Bogen übertragen wird;

Fig. 3 eine noch andere Ausführungsform der Erfindung, die stationäre Lichtbogen-Führungsschienen verwendet, aber eine unterschiedliche Konstruktion hinsichtlich des beweglichen Kontaktes aufweist;

Fig. 4 eine Darstellung des Strom- und Lichtbogen-Spannungsverlaufes als Funktion der Zeit des Auftretens des Lichtbogens während des Öffnens des Unterbrechers, wobei der Schaltkreisunterbrecher die in Fig. 5 dargestellte Kontaktanordnung besitzt;

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Fig. 5 eine Illustration des beweglichen Kontaktes oder der beweglichen Elektrode einer Lichtbogenhornkonfiguration eines voll geöffneten Versuchs-Schaltkreisunterbrechers, wobei die Pfeile die Stellung des Lichtbogens andeuten, der die jeweilig unterschiedliche Größe von Strom und Spannung gemäß Fig. 4 entsprechen;

Fig. 6 eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Schaltkreisunterbrechers mit einer Lichtbogen-Löschungsanordnung ;

Fig. 7 eine Schnittansicht längs der Linie VII-VII der Fig. 6;

Fig. 8 eine vertikale Schnittansicht einer anderen Art des erfindungsgemäßen Schaltkreisunterbrechers;

Fig. 9 eine Schnittansicht längs im wesentlichen der Linie IX-IX der Fig. 8; und

Fig. 10 eine vertikale Schnittansicht längs im wesentlichen der Linie X-X der Fig. 8.

Allen dargestellten Ausführungsformen sind drei Merkmale gemeinsam, nämlich,

(a) es sind Kontakte vorhanden, die sich öffnen und dabei nur einen kleinen Luftspalt zwischen sich bilden,

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(b) es sind parallele Lichtbogenschienen vorhanden, die nur eine kleine Entfernung voneinander aufweisen, und

(c) vorzugsweise sind noch Strombegrenzungseinrichtungen vorhanden um die Lichtbogen aufzunehmen und auseinanderzuziehen, die längs den Lichtbogenschienen laufen.

Wenn sich die Kontakte während eines hindurchlaufenden Stromes teilen, wird das selbst induzierte Magnetfeld den sich ergebenden Lichtbogen zwingen, die Kontakte zu verlassen und längs den Lichtbogenschienen so schnell entlang zu laufen, daß es nur eine geringe Erosion der Kontakte und der Lichtbogenschienenflächen gibt. Wenn der Lichtbogen die Strombegrenzungseinrichtungen erreicht, die in den dargestellten Ausführungsformen divergierende Endteile der Lichtbogenschienen umfassen, wird er in einer Weise auseinandergezogen, die zu einem schnellen Anstieg der Lichtbogenspannung und damit zu einer entsprechenden Strombegrenzung führen. Natürlich muß bei geringem Abstand zwischen den Kontakten und den Lichtbogenschienen bei Anwendung von Unterbrechung mit hohen Strömen dafür Sorge getragen werden, daß das ionisierte Plasma und ultraviolette Strahlung nicht zu dem Bereich des Unterbrechers mit schmalem Luftspalt zurückkehrt.

Ein Versuchs-Schaltkreisunterbrecher wurde in den Laboratorien der Anmelderin aufgebaut, der eine Kontaktanordnung 8 verwendete, wie sie in Fig. 1 oder Fig. 5 dargestellt ist. In der voll geöffneten Kontaktstellung betrug der Luftspalt 1 zwischen

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den Kontaktelektroden 2, 3 ungefähr 2,54 mm (0,1 Zoll). Der Winkel "Θ", mit dem die Schienenteile 4, 5 auseinanderlaufen, betrug 70°. Die bewegliche Elektrode 2 war aus OFHC-Kupfer (Oxygen-Free High-Conductivity-Copper = sauerstoff-freies Kupfer hoher Leitfähigkeit) hergestellt und so lange bearbeitet, bis ein Durchmesser von 12,7 mm (1/2 Zoll) und eine Kontaktoberfläche mit einem Radius von 25,4 mm (1 Zoll) erreicht war. Die Lichtbogenschienen 6, 7 besaßen einen Durchmesser von 6,35 mm (1/4 Zoll) und wurden ebenfalls aus OFHC-Kupfer hergestellt. Da der Zweck des Experiments nur der war, festzustellen, wie die oben erwähnten Merkmale in der Praxis arbeiten, wurde kein Versuch unternommen, Kontakt-Öffnungseinrichtungen vorzusehen, die zu einem optimalen Arbeiten beigetragen hätten.

Die Ergebnisse, die sich bei Verwendung des Versuchs-Schaltkreis-Unterbrechers zur Unterbrechung eines Wechselstrom-Stromkreises mit einem Spitzenstrom von 1.100 A und einer Effektivspannung von 440 V ergaben, sind in Fig. 4 dargestellt. Die Bezugszeichen 10 bzw. 11 beziehen sich auf die Strom- bzw. Spannungs-Kennlinie des Versuchs-Unterbrechers. Aus der Fig. ist zu erkennen, daß die Versuchseinrichtung, obwohl nicht in jeder Hinsicht optimal ausgelegt, sehr günstig arbeitet, wenn man sie mit einem herkömmlichen Schaltkreisunterbrecher für 400 A vergleicht, der unter den gleichen Bedingungen arbeitet. Der Spitzenstrom wird nämlich vorteilhafterweise auf ungefähr 880 A begrenzt, was eine Begrenzung von 20 % darstellt. Indem Sonden in den Weg des Lichtbogens 12 (Fig. 5) angeordnet wurden, war es möglich, die Stellung des Lichtbogens 12 in

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Beziehung zu setzen zu der Stromkennlinie 10 und der Spannungskennlinie 11 der Fig. 4, wodurch festgestellt wurde, daß der Lichtbogen 12 nur etwa 1 ms benötigte, um von den Kontakten wegzuwandern. Durch geeignete Wahl des Elektrodenmaterials, der Kontakt-Öffnungseinrichtung und durch Erhöhung des selbst induzierten Magnetfeldes im Kontaktbereich kann dieser Lichtbogenbewegung eine noch größere Geschwindigkeit gegeben werden. Der Lichtbogen 12 wandert mit einer Geschwindigkeit von etwa 3 bis 4 cm/ms (1,2 bis 1,6 Zoll/ms), wobei die Geschwindigkeit eine Funktion des Stromes, des Luftspaltes, der Geschwindigkeit der Kontaktöffnung und der Höhe des selbst induzierten magnetischen Feldes ist. Sobald der Lichtbogen 12 auf die auseinanderstrebenden Schienenteile 4, 5 des Versuchsunterbrechers bewegt wurde, stieg die Lichtbogenspannung sehr schnell auf ungefähr 250 V an. Eines der überraschendsten Merkmale dieses Versuchs war das, daß eine sehr geringe Kontakterosion nach vielen Operationen der Versuchseinrichtung 8 zu erkennen war.

Fig. 2 erläutert eine Modifikation der Erfindung, bei der ein beweglicher Kontakt 13 drehbar an einem stationären Zapfen 14 befestigt ist und mit einem verhältnismäßig stationären Kontakt 15 zusammenarbeitet, wobei der normale Stromweg zu und von den Kontakten 13, 15 durch die Pfeile 16 und 17 angedeutet ist. Zwei im engen Abstand zueinander angeordnete Lichtbogen-Führungsschienen 18, 19 sind in einer festen Stellung angeordnet und Einrichtungen vorgesehen, beispielsweise in Form einer isolierenden Klinge 20, die derart beweglich ist, daß sie den beweglichen Kontakt 13 um seinen Zapfen 14 aus

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einem Eingriff mit dem stationären Kontakt 15 herausbewegen kann. Die Trennung des Kontaktes 13 von dem Kontakt 15 führt zu einem elektrischen Lichtbogen, der zwischen diesen beiden Kontakten gezogen und veranlaßt wird, längs den Lichtbogenschienen 18, 19 zu laufen, und zwar aufgrund der Wirkung des selbstinduzierten Magnetfeldes. Aus Fig. 2 ist zu erkennen, daß auch bei dieser Ausführungsform, wie bei der vorangegangenen Ausführungsform der Abstand 21 zwischen den fixierten Lichtbogenschienen 18, 19 klein ist.

Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von den vorangegangenen dadurch, daß ein beweglicher Kontakt an der stationären Lichtbogenschiene 18 mit Hilfe eines flexiblen Verbinders 22 befestigt ist, der es möglich macht, den Kontakt 23 von dem stationären Kontakt auf der Lichtbogenschiene 19 durch irgendwelche geeigneten Einrichtungen zu trennen.

Fig. 6 erläutert einen Schaltkreisunterbrecher 27, der eine Kontakt- und Parallel-Schienenanordnung 45 umfaßt, die ähnlich der Anordnung ist, die in Fig. 2 dargestellt wurde. Der Schaltkreisunterbrecher besitzt ein Paar Leitungsanschlüsse und 29, die über einen im wesentlichen L-förmigen Leiter 35 bzw. einen Leiter 31 mit einem stationären Kontakt 32 bzw. mit einem um einen Drehpunkt 34 beweglichen Kontakt 33 verbunden ist. Der Drehpunkt liegt auf dem kurzen Bein 36 des im wesentlichen L-förmigen Leiters 35, während dessen langes Bein 30 mit dem Leitungsanschluß 28 verbunden ist.

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Geeignete Vorspannungseinrichtungen, beispielsweise eine Druckfeder 40, können vorgesehen werden, um den beweglichen Kontakt 33 in einen guten Kontakteingriff mit dem stationären Kontakt zu bringen. Nahe bei den trennbaren Kontakten 32 und 33 ist das parallele Schienensystem 45 angeordnet, das aus einem Paar von im wesentlichen parallel angeordneten stationären Lichtbogenschienen 46, 47 besteht, die sich im wesentlichen parallel zueinander über einen größeren Teil ¹¹D" ihrer Länge erstrecken.

Die Lichtbogenschienen 46 und 47 enden in auseinanderlaufenden Lichtbogenhornteilen 51, 52, die einen Lichtbogen, wie beispielsweise den Lichtbogen 12, dazu bringen, sich auseinanderzuziehen, wenn er die auseinanderlaufenden Hornteile der Lichtbogenschienen erreicht, wie durch die gestrichelte Linie 12A angedeutet ist. Die auseinanderlaufenden Teile 51, 52 des Lichtbogenhorns sind von einer im wesentlichen U-förmigen Lichtbogen-Löschungsstruktur 60 aus metallischen Platten umgeben, z. B. die Platten 64 der Fig. 7, die in gegenseitige Abstandsbeziehung zueinander hintereinander angeordnet sind und den verlängerten Lichtbogen 12A veranlassen, sich in mehrere seriell zueinander ausgerichtete Lichtbogenteile 12B aufzuteilen, wodurch er zu einem schnellen Erlöschen gebracht wird.

Die Trennung des beweglichen Kontaktes 33 von dem stationären Kontakt 32 kann durch einen einfachen Mechanismus erreicht werden, der aus einer isolierenden Kontakt-Trennplatte 70 besteht, die in in den Seitenwänden 73 des Schaltkreis-Unter-

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brechergehäuses angeordneten Schlitzen 71 gleitend gelagert sind. Ein Betätigungshebel 80 wird bei 81 drehbar gehalten und ein manuell betätigbarer Handgriff 82 ist an dem Hebel 80 befestigt und erstreckt sich durch einen Schlitz 84, der in dem Abdeckteil 85 des Schaltkreis-Unterbrechergehäuses gebildet ist. Wie aus Fig. 6 leicht zu erkennen ist, wird durch eine Drehung in Uhrzeigerrichtung des handbetätigbaren Griffs 82 um seinen stationären Drehpunkt 81 die Isolationsplatte 70 veranlaßt, sich nach links zu bewegen und den beweglichen Kontakt 33 von dem stationären Kontakt 32 abzuheben. Der sich ergebende Lichtbogen wird unmittelbar darauf die Kontakte 32, 33 verlassen und zwischen den Schienen 46, 47 entlanglaufen, zwischen den hornartigen Teilen 51, 52 auseinandergezogen und in der Lichtbogen-Löschungsstruktur 60 aufgebrochen und schnell gelöscht.

Fig. 8 bis 10 zeigen die Anwendung der Erfindung bei einem Schaltkreisunterbrecher 99, der eine kontaktbetätigende Magnet-Antriebsstruktur 122 der sogenannten "Magnetschlitzmotor"-Bauart (in größeren Einzelheiten beschrieben in der belgischen Patentschrift Nr. 824 674 der Anmelderin) und eine Magnetbogen-Antriebsstruktur 120 der sog. "Magnetbogenkanonen"-Bauart besitzt, die wiederum in größeren Einzelheiten in der belgischen Patentschrift Nr. 818 997 der Anmelderin beschrieben ist.

Die neue Kontakt- und Lichtbogen-Schienenanordnung, die zusammen mit dem Schaltkreisunterbrecher 99 benutzt wird, ist ähnlich der Anordnung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, und

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zwar insofern, als sie aus einem stationären Kontakt und einer Lichtbogen-Schienenanordnung 90, 94 besteht, einen beweglichen Kontakt und eine Lichtbogenanordnung 91, 93 aufweist, bei der die Lichtbogenschienen 93 und 94 sich über einen größeren Teil D ihrer Länge in enger paralleler Abstandsbeziehung zueinander erstrecken und in auseinanderlaufenden Lichtbogenhornteilen enden, und weil die Kontakte 90 und 91 bei voller Öffnung so angeordnet sind, daß sie nur einen kurzen Abstand voneinander aufweisen.

Der Kontakt 90 ist zusammen mit der Lichtbogenschiene 94 an einem stationären Kontaktarm 101 befestigt, der über einen Leitungsstreifen mit einem Anschluß 112 des Schaltkreis-Unterbrechers verbunden ist. Der Kontakt 91 ist zusammen mit der Lichtbogenschiene 93 an einem beweglichen Kontaktarm 102 befestigt und über einen flexiblen Leiter an einem anderen Anschluß 111 des Schaltkreisunterbrechers angeschlossen. Der bewegliche Kontaktarm 102 wird auf einem isolierenden Träger 130 gehalten, der so geführt ist, daß er sich in Richtungen bewegen kann, durch die die Kontakte geöffnet und geschlossen werden.

Normalerweise ist die bewegliche Kontaktanordnung 91, 102 und 130 in der in Fig. 8 dargestellten Stellung mit geschlossenen Kontakten eingerastet (die Pfeile 98 deuten den normalen Stromweg an), und zwar mit Hilfe einer magnetischen Klinke 140, bestehend aus einer Permanent-Magnetanordnung 143 mit einem Permanent-Magneten 141 und einem magnetischen Halter 142, der

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in Eingriff und ausser Eingriff mit Polflächen der Permanent-Magnetanordnung gebracht werden kann. Der Halter 142 ist auf einem Endteil einer Stange 136 montiert, die mit ihrem entgegengesetzten Ende an dem Kontakt-Armträger 130 befestigt ist. Wenn der Halter 142 sich mit den Polflächen der Magnetanord~ nung 143 in Eingriff befindet, wird ein magnetischer Kreis geschlossen und die bewegliche Kontaktanordnung 91, 102 und in ihre Kontakt-Schließstellung magnetisch eingeklinkt. Eine Druckfeder 124 ist zwischen dem Kontakt-Armträger 130 und einer einstellbaren Mutter 135 auf der Stange 136 angeordnet, um einen geeigneten Kontaktdruck zwischen den geschlossenen Kontakten 90 und 91 aufrechtzuerhalten. Eine Auslösefeder 147 wirkt auf den Halter 142 in eine kontaktöffnende Richtung und mit einer Kraft, die geringer ist als die, die von dem magnetischen Klinken-Schaltkreis geliefert wird, wenn er durch den Halter 142 geschlossen ist. Mit der Permanent-Magnetanordnung ist eine elektrischen Auslösespulenstruktur 151 verbunden, die bei momentaner Erregung entweder durch eine überstromempfindliche Auslöseeinrichtung (nicht gezeigt) oder durch Schließen eines entfernt angeordneten und/oder manuell betätigbaren Schalters (nicht dargestellt) die magnetische Kraft auf den Halter 142 so weit vermindert, daß der Halter losgelassen und demzufolge die bewegliche Kontaktanordnung 91, 102 und 130 aufgrund der Wirkung der Auslösefeder 147 der beweglichen Kontaktanordnung unmittelbar in ihre Offenkontakt-Stellung gebracht wird. Hinsichtlich einer genaueren Beschreibung der magnetischen Klinkeneinrichtung, beispielsweise der Klinke 140, und hinsichtlich einer Beschreibung der Auslöseeinrichtungen zum

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Liefern eines Impulses an die Spulenstruktur 151 sei auf die schon erwähnte belgische Patentschrift Nr. 824 674 der Anmelderin verwiesen.

Beim Auftreten eines Kurzschlußstromes, der zu stark ist als daß er schnell genug durch die Wirkung der Auslöseeinrichtung, die die Spule 151 umfaßt, begrenzt werden könnte, bewirkt die MagnetantriebsStruktur oder der Schlitzmotor 122 eine Öffnung der Kontakte 90 und 91 mit einer solchen Geschwindigkeit, daß der Kurzschlußstrom begrenzt wird, bevor er eine zerstörerische Höhe erreicht hat. Genauer gesagt und wie in der genannten belgischen Patentschrift 824 674 beschrieben ist, umfaßt die AntriebsStruktur 122 eine magnetisierbare Anordnung mit einem darin angeordneten Schlitz, durch den der bewegliche Kontaktarm 102 sich derart erstreckt, daß ein durch den Kontaktarm fließender Kurzschlußstrom in der magnetischen AntriebsStruktur 122 einen Magnetfluß induziert, der stark genug ist, um die Haltekraft der Magnetklinke 140 zu überwinden und den Kontaktarm 102 schnell in die offene Kontaktstellung zu treiben.

Bai dieser Ausführungsform wie auch bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen erzeugt die Trennung des beweglichen Kontaktes 91 von dem stationären Kontakt 90 einen elektrischen Lichtbogen zwischen den Kontakten, der aufgrund des Einflusses des selbst induzierten Feldes um die leitenden Glieder, durch die der Strom fließt, unmittelbar darauf die Kontakte 90 und verlassen und längs den im engen Abstand zueinander parallel angeordneten Teilen der Lichtbogenschienen auf die auseinander-

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laufenden Hornteile dieser Lichtbogenschienen zulaufen, wo der Lichtbogen auseinandergezogen und in die Lichtbogen-Löschungsstruktur 160 getrieben wird, die aus im Abstand angeordneten metallischen Platten 161 besteht, wo der Lichtbogen in hintereinander angeordnete kleine Lichtbogen 92A (siehe Fig. 9) aufgespalten und schnell gelöscht wird.

Die Kraft, die den elektrischen Lichtbogen von den sich trennenden Kontakten 90 und 91 wegtreibt, längs den Lichtbogenschienen 93 und 94 und in die Lichtbogen-Löschstruktur 160 hinein, wird bei dem in den Fig. 8 bis 10 dargestellten Schaltkreis-Unterbrechern 99 mittels einer "magnetischen Lichtbogenkanone¹¹ 120 vergrößert, die aus einer jochartigen magnetisierbaren Struktur besteht, die im wesentlichen den Bereich der Kontakte und der parallelen Lichtbogenschienen umgibt, so daß der durch die von dem weichmagnetischen Joch 120 umgebenen Teile der Leiter 101-102 (Kontaktarme) und 93-94 (Lichtbogenschienen) fließende Strom in dem Joch ein Magnetfeld induziert, das in dem Lichtbogenbereich konzentriert wird und auf den Lichtbogen eine zusätzliche Antriebskraft in Richtung auf den Lichtbogenlöscher 160 ausübt. Es ist zu erkennen, daß diese Anordnung, die die Vorteile einer "magnetischen Lichtbogenkanone¹¹ und ■eines Kontaktes mit engem Luftspalt und parallelen Lichtbogenschienen gemäß der Erfindung vereinigt, eine extrem schnelle Bewegung und Löschung des von den sich trennenden Kontakten und 91 erzeugten Lichtbogens.bewirkt.

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Aus dem Vorangegangenen ist zu erkennen, daß alle beschriebenen Ausfuhrungsformen die gemeinsamen Merkmale haben, daß ein Kontaktabstand von im wesentlichen nicht mehr als 6,35 mm (1/4 Zoll) verwendet wird, und daß außerdem ein Paar von im wesentlichen parallelen Lichtbogenschienen vorhanden ist, die im wesentlichen ebenfalls nicht weiter entfernt voneinander sind als 6,35 mm (1/4 Inch). Vorzugsweise besitzen die Lichtbogenschienen auseinanderlaufende Endteile, die Lichtbogenhörner bilden, zwischen denen der Lichtbogen auseinandergezogen wird, um die Lichtbogenspannung zu erhöhen und damit seine Löschung zu erleichtern.

Einer der größten Vorteile der oben genannten Merkmale ist die sehr schnelle Bewegung der elektrischen Lichtbogen weg von den Kontakten und weg von den Lichtbogenschienen, wodurch die Stromunterbrechungsfähigkeit des Unterbrechers erhöht und gleichzeitig die Erosionsrate der Kontakt- und Lichtbogenschienen-Oberflächen vermindert wird, wodurch es möglich wird, kleinere Kontakte zu verwenden und damit Kontaktmaterial, wie beispielsweise Silber, einzusparen. Weiterhin führt die verhältnismäßig kurze Kontaktarmbewegung, die erforderlich ist, um die Kontakte voll zu öffnen, sowie der kleine Luftspalt zwischen den voll geöffneten Kontakten zu einem verhältnismäßig einfachen und kompakten Betriebsmechanismus und zu einer Verminderung der Gesamtgröße des erfindungsgemäßen Schaltkreisunterbrechers .

Patentansprüche;

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Claims

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1.ι Schaltkreisunterbrecher für kleine Spannungen mit Betätigungseinrichtungen zum öffnen und Schließen der Kontakte, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Kontakten (2, 3; 13, 15) ein Paar leitender Lichtbogenschienen (6, 7; 18, 19) verbunden sind, die sich von den Kontakten in im wesentlichen parallelen Abstand zueinander erstrekken, und daß der maximale Abstand zwischen den im wesentlichen parallel zueinander im Abstand angeordneten Lichtbogenschienen und zwischen den geöffneten Kontakten in der Größenordnung von im wesentlichen nicht mehr als 6,35 mm (1/4 Zoll) liegt.

2. Schaltkreisunterbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im übrigen im wesentlichen parallel im Abstand angeordneten Lichtbogenschienen (6, 7; 18, 19) in auseinanderlaufenden Endteilen (4, 5) enden und dadurch Lichtbogenhörner bilden.

3. Schaltkreisunterbrecher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (2, 3) an den entsprechenden Lichtbogenschienen (6, 7) befestigt sind und zumindest einer der Lichtbogenschienen (6, 7) relativ zu den anderen beweglich ist, um so ein öffnen und Schließen der Kontakte (2, 3) zu ermöglichen.

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4. Schaltkreisunterbrecher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Lichtbogenschienen (18, 19) stationär sind, daß einer der Kontakte (z. B. 15) an der zugehörigen Lichtbogenschiene (19) befestigt ist, und daß der andere Kontakt aus einem beweglich gehaltenen Kontaktglied (13; 23) besteht, das mit dem anderen Kontakt (15) in und außer Eingriff bringbar ist.

5. Schaltkreisunterbrecher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktglied (23) auf der zugehörigen Lichtbogenschiene (18) beweglich gehalten (22) wird.

6. Schaltkreisunterbrecher nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtungen ein Isolationsglied (20) umfassen, das mit den Kontakten (13 und 15) zusammenarbeitet und derart beweglich gehalten ist, daß eine Trennung der Kontakte bewirkt werden kann, und daß ein drehbar befestigter Betätigungshebel (15) mit dem Isolationsglied (20) wirksam verbunden und in der Lage ist, dessen Bewegung zu bewirken.

7. Schaltkreisunterbrecher nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, mit einer magnetischen Lichtbogen&ntriebsstruktur, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogen-Antriebsstruktur (122) aus einem magnetisierbaren Joch besteht, das im wesentlichen die Kontakte (19, 91) und die im wesentlichen parallel im Abstand zueinander

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angeordneten Lichtbogenschienen (93, 94), die sich von den Kontakten erstrecken, umgibt.

8. Schaltkreisunterbrecher nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, mit einer Lichtbogen-Löschstruktur, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogenschienen (46, 47; 93, 94) sich auf die Lichtbogen-Löschstruktur (60; 160) hin erstrecken und bei ihr enden.

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