EP0164632A2 - Arc extinguishing device - Google Patents
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- EP0164632A2 EP0164632A2 EP85106486A EP85106486A EP0164632A2 EP 0164632 A2 EP0164632 A2 EP 0164632A2 EP 85106486 A EP85106486 A EP 85106486A EP 85106486 A EP85106486 A EP 85106486A EP 0164632 A2 EP0164632 A2 EP 0164632A2
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
- H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
- H01H9/34—Stationary parts for restricting or subdividing the arc, e.g. barrier plate
- H01H9/36—Metal parts
Definitions
- the invention relates to an arc extinguishing device according to the preamble of claim 1.
- Arc-quenching devices have an arc-quenching plate packet which is surrounded by an envelope which normally covers the two quenching plates located at the outer ends of the arc-quenching plate packet and the rear edges of the quenching plates, with recesses being provided in the end wall of the envelope overlapping the rear edges and providing the arc gases allow an exit from the stack of quenching sheets.
- envelopes essentially prevent the arc from being re-ignited on the sides or on the rear side of the arc-quenching plate stack.
- the upper and lower cover plates that is to say those plates which are on the upper and lower quenching lie flat, provide a recess so that the arc cannot move forward to the contact point and can be ignited again in the front area of the arc quenching plate package.
- the object of the invention is to accelerate the arc running away from the contact points and the formation of a higher arc voltage as much as possible.
- This wrapping can be used particularly advantageously in the case of arc-quenching plate assemblies which are used in circuit breakers.
- the envelope can keep additional arc quenching plates at a distance, so that the envelope performs two functions simultaneously.
- the shortening of the guide rails essentially serves to prevent the arc from short-circuiting behind the chamber and, on the other hand, to enlarge the exhaust air opening, so that thermal build-up effects which drive the arc forward towards the contact point are avoided.
- a normal, commercially available electrical circuit breaker has a contact point 12 formed from a movable contact piece 10 and a fixed contact piece 11, between which an arc 13 is drawn during the switch-off process.
- the movable contact piece 10 is attached to a contact lever 14 (here forms), which is actuated by a switch lock due to a short circuit or overload current case.
- the overload current release can be a bimetal and the short-circuit current release can be an electromagnetic release.
- the fixed contact piece 11 is fastened to an arc guide rail 15, which is arranged opposite another arc guide rail 16, between which an arc quenching plate packet 17 is arranged.
- the arc 13 which arises during a switching operation is expanded on account of an electromagnetic blowing field, which is formed, for example, from the assignment of the movable contact lever 14 with the contact piece 10 to the fixed contact piece 11 with the arc guide rail 15, and is driven into the arc quenching plate packet 17, where it is extinguished .
- the arc quenching plate packet consists of several superimposed arc quenching plates 18, which are designed in the usual way; this configuration is not important for the invention.
- the arc quenching plates 18 of the arc quenching plate stack 17 are kept at a distance by means of a sheath 19.
- two protruding lugs or cams 20 and 21 or 22 and 23 are formed on both sides of the arc extinguishing plates 18, which are pressed into openings 24 and 25 on the side walls 19 'of the casing 19 or, conversely, the openings 24 and 25 are pressed over the lugs 20, 21, 22 and 23 in such a way that the lugs reach through the side walls 19 'of the casing 19.
- the outer surfaces of the outer arc quenching plates are at a distance B from one another. It can be seen from Fig. 3 that the two side walls protrude in a partial area C of the arc quenching plate package, both upwards and downwards (indicated by C o and C u in Fig. 3).
- the sheathing and in particular the side walls 19 ′ have a partial region D to the rear, that is to say in the exhaust gas direction, the height H of which corresponds to the distance B between the two outer surfaces of the arc-quenching plate stack 17.
- the transition between subarea C and subarea D takes place via a transition radius 27 in the upper part and 28 in the lower part.
- the two side walls 19 ' are connected by means of a connecting plate 30 (rear or end wall), whereby an approximately U-shaped envelope is formed, of which the two legs form the side walls 19' and the web forms the rear wall 30.
- This sheathing not only serves to prevent reignitions on the sides or the rear side of the arc quenching plate packet 17, but rather the side walls 19 'also serve to keep the arc quenching plates spaced apart from one another.
- Exhaust openings 31 are provided on the rear end wall 30, which are designed in a generally customary embodiment.
- the arc guide rail 15 lies directly against a housing wall 32.
- the housing wall 32 has a recess 33, into which the arc guide rail 15 is inserted.
- the housing also has a covering cam 34, which covers part of the arc guide rail 15, which can be seen in FIG. 2, as a result of which the arc guide rail is fixed to the housing 32.
- the envelope known per se receives recesses which are formed by the transitions 27 and 28; in the area of the two Guide rails 15 and 1b in the upper and in the lower area and in the front area. With their side walls 19 ', the envelope 19 projects above and below the arc-quenching plate packet 17.
- the cutout at 28 is also advantageous insofar as the cutout at 28 leaves space for a cam 34 to be provided in the housing part 32 (see FIG. 1), which fixes the lower guide rail.
- the two guide rails end in front of the rear edge of the arc-quenching plate package, with the guide rail 16 in the step region at 27 and the guide rail 15 a little way in front of the rear edge of the Arc quenching sheet package ends.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Lichtbogenlöscheinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an arc extinguishing device according to the preamble of claim 1.
Lichtbogenlöscheinrichtungen besitzten ein Lichtbogenlöschblechpaket, das von einer Umhüllung umgeben ist, die im Normalfall die beiden an den außeren Enden des Lichtbogenlöschblechpaketes liegenden Löschbleche und die hinteren Kanten der Löschbleche überdeckt, wobei in der die hinteren Kanten überdeckenden Abschlußwand der Umhüllung Ausnehmungen vorgesehen sind, die den Lichtbogengasen einen Austritt aus dem Löschblechstapel gestatten.Arc-quenching devices have an arc-quenching plate packet which is surrounded by an envelope which normally covers the two quenching plates located at the outer ends of the arc-quenching plate packet and the rear edges of the quenching plates, with recesses being provided in the end wall of the envelope overlapping the rear edges and providing the arc gases allow an exit from the stack of quenching sheets.
Mit diesen Umhüllungen wird im wesentlichen eine Wiederzündung des Lichtbogens an den Seiten bzw. an der hinteren Seite des Lichtbogenlöschblechpaketes verhindert. Bei der Ausführung nach der DE-OS 30 42 1b8.2 sind zusätzlich die oberen und unteren Abdeckplatten, also diejenigen Platten, die auf den oberen und unteren Lösch bleohen aufliegen, mit einer Ausnehmung versehen, damit der Lichtbogen nicht nach vorne hin zur Kontaktstelle wandern und im vorderen Bereich des Lichtbogenlöschblechpaketes wieder gezündet werden kann. Einen Einfluß auf ein beschleunigtes Einlaufen des Lichtbogens in das Lichtbogenlöschblechpaket haben diese bekannten Umhüllungen an sich nicht.These envelopes essentially prevent the arc from being re-ignited on the sides or on the rear side of the arc-quenching plate stack. In the version according to DE-OS 30 42 1b8.2 there are additionally the upper and lower cover plates, that is to say those plates which are on the upper and lower quenching lie flat, provide a recess so that the arc cannot move forward to the contact point and can be ignited again in the front area of the arc quenching plate package. These known envelopes per se do not have any influence on an accelerated entry of the arc into the arc quenching plate package.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Weglaufen des Lichtbogens von den Kontaktstellen und die Ausbildung einer höheren Lichtbogenspannung möglichst zu beschleunigen.The object of the invention is to accelerate the arc running away from the contact points and the formation of a higher arc voltage as much as possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved by the characterizing features of claim 1.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous embodiments of the invention can be found in the subclaims.
Aufgrund der Aussparungen im hinteren Bereich, d.h. also aufgrund der verringerten Höhe der Umhüllung, die aus lichtbogenfestem Material, vorzugsweise aus Fiberpapier, besteht, im hinteren Bereich des Löschblechstapels wird die Einlaufgeschwindigkeit der Lichtbogenfußpunkte auf die Leitschienen deutlich meßbar erhöht, da aufgrund der dadurch vergrößerten Abluftöffnungen zwischen erstem bzw. letztem Blech und Leitschienen hier ein schnellerer Druckabbau möglich ist. Dadurch werden die Lichtbogenfußpunkte auf den Leitschienen stark beschleunigt, was insgesamt zu einem schnelleren Lichtbogeneinlauf führt. Dies hat zur Folge, daß der Aufbau einer strombegrenzenden Spannung schneller erfolgt als mit den bekannten Umhüllungen, wodurch die Strombegrenzungswirkung des Schaltgerates verbessert wird.Due to the recesses in the rear area, so the envelope b from an arc-resistant material, preferably of Fi that is due to the reduced height erpapier, there is, in the rear region of the arc splitter stack, the feeding speed of the arc roots is increased significantly measurable on the guide rails, as a result of the thereby enlarged exhaust air openings between the first or last sheet and guide rails, a faster pressure reduction is possible here. As a result, the arc base points on the guard rails are greatly accelerated, which leads to a faster arc entry overall. The consequence of this is that a current-limiting voltage is built up more quickly than with the known casings, which improves the current-limiting effect of the switching device.
Besonders vorteilhaft kann diese Umhüllung bei Lichtbogenlöschblechpaketen verwendet werden, die in Leitungsschutzschaltern eingesetzt sind. Die Umhüllung kann dabei zusätzliche Lichtbogenlöschbleche auf Abstand zu halten, so daß die Umhüllung zwei Funktionen gleichzeitig ausübt.This wrapping can be used particularly advantageously in the case of arc-quenching plate assemblies which are used in circuit breakers. The envelope can keep additional arc quenching plates at a distance, so that the envelope performs two functions simultaneously.
Die Verkürzung der Leitschienen dient im wesentlichen dazu, ein Kurzschließen des Lichtbogens hinter der Kammer zu verhindern und zum anderen die Abluftöffnung zu vergrößern, so daß thermische Aufstauwirkungen, die den Lichtbogen nach vorne in Richtung Kontaktstelle treiben, vermieden werden.The shortening of the guide rails essentially serves to prevent the arc from short-circuiting behind the chamber and, on the other hand, to enlarge the exhaust air opening, so that thermal build-up effects which drive the arc forward towards the contact point are avoided.
Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen weitere vorteilhafte Verbesserungen und weitere Vorteile näher erläutert und beschrieben werden.Further advantageous improvements and further advantages are to be explained and described in more detail with reference to the drawing, in which an exemplary embodiment of the invention is shown.
Es zeigt:
- Fig. 1 eine Seitenansicht auf eine Lichtbogenlöschkammer,
- Fig. 2 eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie II-II der Fig. 1 und
- Fig. 3 eine Ansicht gemäß Pfeilrichtung A der Fig. 1.
- 1 is a side view of an arc quenching chamber,
- Fig. 2 is a sectional view along the section line II-II of Fig. 1 and
- 3 is a view in the direction of arrow A of FIG. 1st
Ein normaler, handelsüblicher elektrischer Leitungsschutzschalter besitzt eine aus einem bewegbaren Kontaktstück 10 und einem Festkontaktstück 11 gebildete Kontaktstelle 12, zwischen der im Ausschaltvorgang ein Lichtbogen 13 gezogen wird. Das bewegliche Kontaktstück 10 ist an einem Kontakthebel 14 befestigt (hier angeformt), der von einem Schaltschloß aufgrund eines Kurzschluß- oder Uberlaststromfalles betätigt wird. Der Uberlaststromauslöser kann dabei ein Thermobimetall und der Kurzschlußstromauslöser ein elektromagnetischer Auslöser sein.A normal, commercially available electrical circuit breaker has a
Das Festkontaktstück 11 ist an einer Lichtbogenleitschiene 15 befestigt, der gegenüberliegend eine weitere Lichtbogenleitschiene 16 angeordnet ist, zwischen denen ein Lichtbogenlöschblechpaket 17 angeordnet ist. Der bei einer Schalthandlung entstehende Lichtbogen 13 wird aufgrund eines elektromagnetischen Blasfeldes, das bspw. aus der Zuordnung des beweglichen Kontakthebels 14 mit dem Kontaktstück 10 zu dem Festkontaktstück 11 mit der Lichtbogenleitschiene 15 gebildet ist, aufgeweitet und in das Lichtbogenlöschblechpaket 17 hineingetrieben, wo er gelöscht wird. Das Lichtbogenlöschblechpaket besteht aus mehreren übereinanderliegenden Lichtbogenlöschblechen 18, die in üblicher Weise ausgebildet sind; diese Ausgestaltung ist für die Erfindung nicht von Bedeutung.The fixed
Die Lichtbogenlöschbleche 18 des Lichtbgenlöschblechpaketes 17 sind mittels einer Umhüllung 19 auf Abstand gehalten. Zu diesem Zwecke sind an den Lichtbogenlöschblechen 18 beidseitig je zwei vorstehende Nasen bzw. Nocken 20 und 21 bzw. 22 und 23 angeformt, die in Öffnungen 24 bzw. 25 an den Seitenwandungen 19' der Umhüllung 19 hineingedrückt sind bzw. umgekehrt die Öffnungen 24 bzw. 25 sind über die Nasen 20, 21, 22 und 23 gedrückt, dergestalt, daß die Nasen die Seitenwandungen 19' der Umhüllung 19 durchgreifen.The
Die äußeren Flächen der außeren Lichtbogenlöschbleche befinden sich in einem Abstand B voneinander entfernt. Man erkennt aus der Fig. 3, daß die beiden Seitenwandun gen in einem Teilbereich C das Lichtbogenlöschblechpaket überragen und zwar sowohl nach oben als auch nach unten (durch Co und Cu in Fig. 3 angedeutet). Die Umhüllung und hierbei insbesondere die Seitenwandungen 19' besitzen nach hinten zu, also in Abgasrichtung, einen Teilbereich D, dessen Höhe H dem Abstand B der beiden außenliegenden Flachen des Lichtbogenlöschblechpaketes 17 entspricht. Der Ubergang zwischen dem Teilbereich C und dem Teilbereich D erfolgt über einen Ubergangsradius 27 im oberen Teil und 28 im unteren Teil.The outer surfaces of the outer arc quenching plates are at a distance B from one another. It can be seen from Fig. 3 that the two side walls protrude in a partial area C of the arc quenching plate package, both upwards and downwards (indicated by C o and C u in Fig. 3). The sheathing and in particular the
Nach hinten sind die beiden Seitenwandungen 19' mittels einer Verbindungsplatte 30 (Rück- bzw. Abschlußwandung) verbunden, wodurch eine angenähert U-förmige Umhüllung gebildet wird, von denen die beiden Schenkel die Seitenwandungen 19' und der Steg die Rückwand 30 bildet. Diese Umhüllung dient nicht nur zur Verhinderung von Rückzündungen auf den Seiten bzw. der hinteren Seite des Lichtbogenlöschblechpaketes 17, vielmehr dienen die Seitenwandungen 19' gleichzeitig auch zur Abstandshalterung der Lichtbogenlöschbleche gegeneinander. An der hinteren Abschlußwand 30 sind Abgasöffnungen 31 angebracht, die in allgemein üblicher Ausführung ausgebildet sind.To the rear, the two
Man erkennt aus der Figur 1, daß die Lichtbogenleitschiene 15 unmittelbar an einer Gehäusewandung 32 anliegt. Die Gehäusewandung 32 besitzt in diesem Bereich eine Vertiefung 33, in die die Lichtbogenleitschiene 15 eingesetzt ist. Im hinteren Bereich besitzt das Gehäuse ferner noch einen Abdecknocken 34, der einen Teil der Lichtbogenleitschiene 15, die in der Figur 2 zu sehen ist, überdeckt, wodurch die Lichtbogenleitschiene am Gehause 32 fixiert wird. Am hinteren Ende erhält die an sich bekannte Umhüllung Aussparungen, die durch die Ubergänge 27 und 28 gebildet sind; im Bereich der beiden Leitschienen 15 und 1b im oberen und im unteren Bereich und im vorderen Bereich.überragt die Umhüllung 19 mit ihren Seitenwandungen 19' oben und unten das Lichtbogenlöschblechpaket 17.It can be seen from FIG. 1 that the
Untersuchungen haben gezeigt, daß derartige Aussparungen die Laufgeschwindigkeit der Lichtbogenfußpunkte auf den Leitschienen deutlich meßbar verbessern.Investigations have shown that such recesses significantly improve the running speed of the arc base points on the guide rails.
Wie in Figur 1 deutlich ersichtlich, ist außerdem die Aussparung bei 28 insoweit günstig, als die Aussparung bei 28 Platz läßt, daß eine Nocke 34 im Gehäuseteil 32 vorgesehen werden kann (siehe Figur), die die untere Leitschiene fixiert. Um einerseits die Abluftöffnungen zu vergrößern, andererseits ein Kurzschließen des Lichtbogens hinter dem Lichtbogenlöschblech zu verhindern, enden die beiden Leitschienen vor der hinteren Kante des Lichtbogenlöschblechpaketes, wobei die Leitschiene 16 in dem Stufenbereich bei 27 und die Leitschiene 15 ein geringes Stück vor der hinteren Kante des Lichtbogenlöschblechpaketes endet.As can clearly be seen in FIG. 1, the cutout at 28 is also advantageous insofar as the cutout at 28 leaves space for a
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