DE3729504A1

DE3729504A1 - Strompfadunterbrecher

Info

Publication number: DE3729504A1
Application number: DE19873729504
Authority: DE
Inventors: Fumiyuki Hisatsune; Shinji Yamagata
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-09-16
Filing date: 1987-09-03
Publication date: 1988-03-24
Also published as: US4885441A; KR880004512A; KR900007273B1; FR2604026A1; DE3729504C2; FR2604026B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Strompfadunterbrecher, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und insbesondere eine Verbesserung im Aufbau einer Lichtbogenlöschvorrichtung für einen derartigen Strompfadunterbrecher.

Fig. 1 zeigt den Aufbau im Bereich der Kontakte und Löschgitter eines Strompfadunterbrechers gemäß dem Stand der Technik. Ein fester Kontakt 4 und eine Licht bogenführung 5 sind an einem festen Arm 3 mittels Schweißen befestigt. Der feste Arm 3 ist mit einer Basis 6 aus isolierendem Material mittels einer Schraube 12 oder dergleichen befestigt und eine zurückgebogene Spitze 31 des festen Arms 3 ist ebenfalls mittels der Schraube 12 gehalten. An einem beweglichen Arm 1 ist ein beweglicher Kontakt 2 angeordnet. Der bewegliche Kontakt 2 und der feste Kontakt 4 sind miteinander in Anlage, wenn der Schalter geschlossen ist.

Im Falle eines Überstroms gibt eine Freigabevorrichtung (nicht dargestellt) den beweglichen Arm 1 frei, so daß der bewegliche Kontakt 2 von dem festen Kontakt 4 ge trennt wird. Zu diesen Zeitpunkt entsteht ein Lichtbogen 9 zwischen dem beweglichen Kontakt 2 und dem festen Kon takt 4. Der Lichtbogen 90 bewegt sich auf der Lichtbogen führung 5 in Richtung eines Pfeiles A in Fig. 1 und Fig. 2 (Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf das Gitter 10) und wird in einen engen Kernbereich 10 a geführt. Der sich bewegende Lichtbogen wird in eine Mehrzahl von schwäche ren Lichtbogen aufgespalten und gekühlt, was durch die Mehrzahl von Gittern 10 aus magnetischen Platten erfolgt, die im Abstand zueinander zwischen einem Paar von iso lierenden Rahmenteilen 11 angeordnet sind.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, besteht bei einem derartigen herkömmlichen Strompfadunterbrecher die Gefahr, daß der Lichtbogen in einem Punkt 9 a verbleibt, der von dem Ker benbereich 10 a entfernt ist. Dies wird durch eine ther moionische Emission von dem Gitter 10 hervorgerufen, wenn sich der Lichtbogen nicht in den Kerbenbereich 10 a bewegt. Wenn sich weiterhin der Lichtbogen nicht in den Kerbenbereich bewegt, kann ein weiterer Lichtbogen be reits zwischen den Kontakten 2 und 4 erzeugt werden. So mit sind die Abschaltcharakteristiken derartiger bekann ter Strompfadunterbrecher nicht ausreichend.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Strompfadunterbrecher nach dem Oberbegriff des Anspru ches 1 derart auszubilden, daß er ausgezeichnete Ab schaltcharakteristiken besitzt.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnen den Merkmale des Anspruches 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorlie genden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be schreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise Schnittansicht eines bekannten Strompfadunterbrechers;

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Gitter des Strompfadun terbrechers gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine teilweise Schnittansicht eines Strompfadun terbrechers gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 eine Draufsicht auf das Gitter des Strompfadun terbrechers gemäß Fig. 3;

Fig. 5A eine Draufsicht auf einen festen Arm, einen fe sten Kontakt und eine Lichtbogenführung in einer zweiten Ausführungform der vorliegenden Erfin dung;

Fig. 5B eine Seitenansicht von Fig. 5A;

Fig. 6A eine Draufsicht auf einen festen Arm, einen fe sten Kontakt und eine Lichtbogenführung einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung;

Fig. 6B eine Seitenansicht von Fig. 6A;

Fig. 7 eine Draufsicht auf einen festen Arm, einen festen Kontakt und eine Lichtbogenführung einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8A eine Draufsicht auf einen festen Arm, einen fe sten Kontakt und eine Lichtbogenführung einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung;

Fig. 8B eine Seitenansicht von Fig. 8A;

Fig. 9A eine Draufsicht auf einen festen Arm, einen fe sten Kontakt und eine Lichtbogenführung in einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung;

Fig. 9B eine Seitenansicht von Fig. 9A;

Fig. 10A eine Draufsicht auf einen festen Arm, einen fe sten Kontakt und eine Lichtbogenführung einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung; und

Fig. 10B eine Seitenansicht von Fig. 10A.

Fig. 3 zeigt in teilweiser Schnittdarstellung eine Sei tenansicht eines Strompfadunterbrechers gemäß einer er sten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Be reich der Kontakte und Löschgitter. Ein fester Kontakt 4 und eine Lichtbogenführung 5 als Lichtbogenführungsplatte sind auf einem festen Arm 3 mit einer umgefalteten Spitze 31 mittels Schweißens befestigt. Der feste Arm 3 ist mit einer Basis 6 aus isolierendem Material mittels einer Schraube 12 oder dergleichen befestigt und die umgefal tete Spitze 31 des festen Arms 3 ist ebenfalls mit der Schraube 12 befestigt. An einem beweglichen Arm 1 ist ein beweglicher Kontakt 2 angeordnet.

Auf der Lichtbogenführung 5 ist ein Vorsprung 5 b an geordnet. Die obere Oberfläche des Vorsprungs 5 b liegt tiefer als eine Kontaktoberfläche 4 a an dem festen Kontakt 4. Somit kann der bewegliche Arm 1 nicht in An lage mit dem Vorsprung 5 b kommen, auch dann, wenn der feste Kontakt 4 abgenutzt ist.

Die Gitter 10 aus magnetischen Platten sind im Abstand zueinander zwischen einem Paar aus isolierenden Rahmen teilen 11 in einem Raum oberhalb der Lichtbogenführung 5 angeordnet.

Fig. 5A ist eine Draufsicht auf den Bereich der Lichtbo genführung, die in den Strompfadunterbrecher gemäß Fig. 3 verwendet wird und Fig. 5B ist eine Seitenansicht von Fig. 5A. Der Vorsprung 5 b ist im Mittenbereich einer Lichtbogenführungs-Oberfläche 5 a der Lichtbogenführung 5 angeordnet. Die Beziehung hinsichtlich der Anordnung zwischen dem Vorsprung 5 b und dem Kerbenbereich 10 a des Gitters 10 geht aus der Draufsicht von Fig. 4 hervor. Wie in Fig. 4 dargestellt, reicht der Vorsprung 5 b nicht bis zu einem inneren Ende 10 z des Kerbenbereiches 10 a.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 soll die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Strompfadunterbrechers erläutert wer den. Im geschlossenen Zustand sind der bewegliche Kontakt 2 und der feste Kontakt 4 miteinander in Anlage.

Im Falle eines Überstroms gibt eine Freigabevorrichtung (nicht dargestellt) den beweglichen Arm 1 frei, so daß der bewegliche Kontakt 2 von dem festen Kontakt 4 ge trennt wird. Zu diesem Zeitpunkt entsteht ein Lichtbogen 9 zwischen dem beweglichen Kontakt 2 und dem festen Kon takt 4. Der Lichtbogen 9 bewegt sich auf der Lichtbogen führung 5 in Richtung der Pfeile A in Fig. 3 und Fig. 4. Der Vorsprung 5 b an der Lichtbogenführungs-Oberfläche 5 a der Lichtbogenführung konzentriert das elektrische Feld. Somit bewegt sich der Lichtbogen 9 gleichmäßig entlang des Vorsprungs 5 b. Da der Lichtbogen 9 im Mittenbereich der Lichtbogenführungs-Oberfläche 5 a verläuft, berührt er nicht die Seitenwand des Kerbenbereiches 10 a. Somit besteht auch nicht die Gefahr, daß der Lichtbogen in diesem Seitenbereich des Kerbenbereiches 10 a verbleibt. Da weiterhin der Vorsprung 5 b nicht bis zu dem inneren Ende 10 z des Kerbenbereiches 10 a reicht, wird der Licht bogen wirksam und stark gekrümmt, wie in Fig. 3 darge stellt, so daß der Lichtbogen relativ weich gelöscht wird.

Fig. 6A zeigt in Draufsicht den Teil einer Lichtbogen führung in einem Strompfadunterbrecher gemäß einer drit ten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und Fig. 6B ist eine Seitenansicht von Fig. 6A. Der feste Kontakt 4 und die Lichtbogenführung 5 sind auf dem festen Arm 3, der die umgebogene Spitze 31 aufweist, mittels Schweißens befestigt. Eine innere Spaltgröße L der umgebogenen Spitze ist hierbei größer als die Stärke der Lichtbogen führung 5 und die Lichtbogenführung 5 ist mittels einer Schraube 14 (in Fig. 6B nicht dargestellt) mit einer in neren Oberfläche 3 b des umgebogenen Bereiches verbunden. In der Lichtbogenführung 5 ist eine Ausnehmung 5 f ausge bildet, um eine unerwünschte Berührung zwischen der Spitze 31 des festen Armes 3 und der Lichtbogenführung 5 zu verhindern. Durch die Ausnehmung 5 f kommt der beweg liche Arm 1 nicht in Berührung mit der Lichtbogenführung 5, auch dann nicht, wenn der feste Kontakt 4 abgenutzt ist. Die obere Oberfläche des Vorsprunges 5 b liegt hier bei höher als die Kontaktoberfläche 4 a des festen Kon taktes 4, um den Lichtbogenwiderstand des Vorsprunges 5 b geringer zu machen als den der Kontaktoberfläche 4 a. So mit kann der Lichtbogen leicht von dem festen Kontakt zu der Lichtbogenführung 5 überschlagen.

Fig. 7 zeigt in Draufsicht den Lichtbogenführungs-Teil eines Strompfadunterbrechers gemäß einer vierten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausfüh rungsform ist die Lichtbogen-Oberfläche der Lichtbogen führung 5 mit Ausnahme des Vorsprunges 5 b mit einem iso lierenden Material 40 abgedeckt. Durch das isolierende Material 40 läuft der Lichtbogen auf dem Vorsprung 5 b noch leichter und er wird auch schneller gelöscht. Die Lichtbogenführung 5 kann dadurch hergestellt werden, daß auf das isolierende Material 40 der Vorsprung 5 b aus Me tall befestigt wird, oder indem auf ein Metall mit dem Vorsprung 5 b das isolierende Material 40 mit Ausnahme des Vorsprunges 5 b aufgebracht wird.

Fig. 8A zeigt in Draufsicht den Lichtbogenführungs-Teil eines Strompfadunterbrechers gemäß einer fünften Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung und Fig. 8B ist eine Seitenansicht von Fig. 8A. Der Vorsprung 5 b ist dreieck förmig und auf dem Mittenbereich der Lichtbogenführungs- Oberfläche 5 a der Lichtbogenführung 5 aufgebracht. Der Vorsprung 5 b ist derart ausgebildet, daß seine Kontakt seite schmaler ist als seine Spitzenseite.

Da in dieser Ausführungsform der Vorsprung 5 b an seiner Spitzenseite breiter ist, kann sich der Lichtbogen zu seiner normalen Form ausdehnen und wird nahe der Spit zenseite stabilisiert. Somit kehrt der Lichtbogen nicht zwischen die Kontakte 2 und 4 zurück.

Fig. 9A zeigt in Draufsicht den Lichtbogenführungsteil eines Strompfadunterbrechers gemäß einer sechsten Aus führungsform der vorliegenden Erfindung und Fig. 9B ist eine Seitenansicht von Fig. 9A. In dieser Ausführungsform ist eine Platte 5 p an der Spitze des Vorsprunges 5 b aus gebildet. Die Fläche der Platte 5 p ist etwas kleiner als die Fläche des Lichtbogenpunktes, der bei einer konstan ten elektrischen Stromdichte entsprechend dem zu unter brechenden Strom ausgebildet wird. Weiterhin ist die Fläche etwas kleiner als die Fläche des festen Kontaktes 4. Da in dieser Ausführungsform die Platte 5 p an der Spitze des Vorsprunges 5 b ausgebildet ist, wird der Lichtbogenpunkt im Bereich der Platte 5 p stabilisiert. Somit kann der Lichtbogen nicht zwischen die Kontakte 2 und 4 zurückkehren oder dort nochmals auftreten.

Fig. 10A zeigt in Draufsicht den Lichtbogenführungs-Teil eines Strompfadunterbrechers gemäß einer siebten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung und Fig. 10B ist eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 10A. In dieser Ausführungsform ist die Platte 5 p an dem Spitzen teil des Vorsprunges 5 b angeordnet. Die Fläche der Platte 5 p ist größer als die Fläche des festen Kontaktes 4. Da in dieser Ausführungsform die Platte 5 p an der Spitze des Vorsprunges 5 b angeordnet ist und die Fläche der Platte 5 p größer ist als die des festen Kontaktes 4, wird der Lichtbogen eher an der Platte 5 p stabilisiert als an dem Kontakt. Somit kann der Lichtbogen nicht zwischen die Kontakte 2 und 4 zurückkehren oder erneut zwischen ihnen entstehen.

Wie aus der Beschreibung der verschiedenen Ausführungs formen hervorgeht, ermöglicht es der Strompfadunterbre cher gemäß der vorliegenden Erfindung, mittels des Vor sprunges 5 b an der Lichtbogenführung 5 ausgezeichnete Trenn-Charakteristika zu erhalten.

Claims

1. Strompfadunterbrecher, gekennzeichnet durch einen festen Arm (3),
einen festen Kontakt (4) an dem festen Arm (3),
einen beweglichen Arm (1), der von einer Freigabe vorrichtung antreibbar ist,
einen beweglichen Kontakt (2) an dem beweglichen Arm (1), der bei Betätigung des beweglichen Armes (1) mit dem festen Kontakt (4) verbindbar und von diesem trennbar ist,
ein Lichtbogen-Löschgitter (10), dessen eines Ende einen Kerbenbereich (10 a) zur Führung des Lichtbo gens darin aufweist, und
eine Lichtbogenführungs-Platte (5), deren eines Ende mit dem festen Arm (3) verbunden ist und die eine Lichtbogenführungs-Oberfläche (5 a) aufweist, auf der ein Vorsprung (5 b) ausgebildet ist.

2. Strompfadunterbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (5 b) derart aus gebildet ist, daß seine Spitzenseite breiter ist als seine Kontaktseite.

3. Strompfadunterbrecher nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Vorsprung (5 b) derart ausge bildet ist, daß er an seinem spitzen Ende eine Platte (5 p) aufweist.

4. Strompfadunterbrecher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogenfüh rungs-Platte (5) an einer umgefalteten äußeren Oberfläche des festen Armes (3) angeschweißt ist und daß die obere Oberfläche des Vorsprunges (5 b) nied riger als die Kontaktoberfläche des festen Kontaktes (4) ist.

5. Strompfadunterbrecher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogenfüh rungs-Oberfläche (5 a) der Lichtbogenführungs-Platte (5) mit Ausnahme des Vorsprungs (5 b) mit isolie rendem Material (40) bedeckt ist.