EP0183145A2 - Elektrisches Schaltgerät, insbesondere Leitungsschutzschalter - Google Patents

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EP0183145A2
EP0183145A2 EP85114538A EP85114538A EP0183145A2 EP 0183145 A2 EP0183145 A2 EP 0183145A2 EP 85114538 A EP85114538 A EP 85114538A EP 85114538 A EP85114538 A EP 85114538A EP 0183145 A2 EP0183145 A2 EP 0183145A2
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EP
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wall
arc
plate
switching device
housing
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EP85114538A
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EP0183145A3 (en
EP0183145B1 (de
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Klaus Dipl.-Ing. Greefe
Richard Dipl.-Ing. Kommert
Erwin Ing. Grad. Muders
Rudolf Sellner
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ASEA BROWN BOVERI AKTIENGESELLSCHAFT
Original Assignee
Brown Boveri und Cie AG Germany
Asea Brown Boveri AG Germany
BBC Brown Boveri AG Germany
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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
    • H01H9/346—Details concerning the arc formation chamber
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01H2009/348—Provisions for recirculation of arcing gasses to improve the arc extinguishing, e.g. move the arc quicker into the arcing chamber

Definitions

  • the invention relates to an electrical switching device, in particular a circuit breaker, according to the preamble of claim 1.
  • the arc quenching chamber is delimited on both sides by wall plates made of insulating material, which are at a certain distance from the neighboring housing walls (see DE-AS 23 49 187).
  • wall plates made of insulating material, which are at a certain distance from the neighboring housing walls (see DE-AS 23 49 187).
  • a switching device of the type mentioned has become known from DE-AS 11 85 269.
  • This known switching device is one with a double contact point with insulating plates which are at a distance from the housing side walls and also at a distance from the fixed bwz. movable contact pieces are arranged.
  • the object of the invention is to provide an electrical switching device of the type mentioned, the arc extinguishing characteristics of which are considerably improved compared to the known arrangement, the manufacture and manufacture being additionally simplified insofar as only a single contact point is to be present.
  • a flow channel is located only on one side of the arc quenching chamber, namely directly in front of the arc quenching plate pack, because it has been found that only a single channel is sufficient to form a sufficient flow, which simplifies production.
  • the special assignment of the wall protrusion to the arc quenching plate package also prevents backflow to the side of the contact point and the entire gas to be used for the arc quenching is led directly to the contact point without large gaps.
  • US Pat. No. 2,769,066 shows that the arc-quenching plates are used in plates, a channel being provided on both sides of the plates outside the plates.
  • this channel is divided into individual channel areas by the extinguishing plates and the purpose of these channels is not to achieve a backflow of extinguishing gas, but rather to cool the extinguishing gases in these two channels.
  • a further improvement is brought about by the introduction of the grooves according to the characterizing part of claim 3 insofar as the gas flow improves overall. is practically sucked in fresh air through the grooves.
  • an iron plate is inserted into the wall plate according to claim 4, which serves to improve the flow of the arc from the contact pieces.
  • DE-AS 23 49 187 already mentioned at the outset to provide rags on both sides of the quenching chamber, which are used to improve the arc running.
  • the known arrangement is not a quenching chamber with arc-quenching plates, but rather one with a ceramic screen for quenching the arc, and the two plates also only serve to essentially move the arc in the direction of the movement opening of the be to extend the movable contact piece. This has the consequence that the height of the arc quenching chamber is of essential importance in the known arrangement. Embedding so-called blow plates has become known per se from DE-AS 11 04 019.
  • the device according to the invention is preferably used in an electrical circuit breaker in which a movable and a fixed contact piece are arranged in a current path and are opened by means of a thermal release in the form of a thermobimetal in the event of an overcurrent and by means of a magnetic release in the event of a short-circuit current.
  • a thermal release in the form of a thermobimetal in the event of an overcurrent and by means of a magnetic release in the event of a short-circuit current.
  • the individual components of the switch are located in a housing which is formed from two housing elements located opposite one another, of which the two housing walls 10 and 11 can be seen in FIGS. 1 and 2.
  • the device for interrupting a current path is formed from a movable contact piece 12 and a fixed contact piece 13, which together form a contact point 14.
  • the movable contact piece 12 is formed as a horn on a contact lever 15 and the fixed contact piece 13 is formed by a U-shaped arrangement with two legs 16 and 17.
  • the contact point 14 there is an arc extinguisher plate package 18 with individual extinguishing plates 19.
  • the arc extinguishing plate assembly 18 can also be replaced by a so-called cooling plate arrangement if the switch is to be used as a so-called zero point extinguisher.
  • a projection 20 which extends as far as the contact point and limits the arc-quenching plate packet 18 towards the front, that is to say counter to the direction of arc travel.
  • Only a transverse wall 21 is formed on the opposite wall and forms a limiting web in the area of the fixed contact piece 13.
  • a free space 22 is formed between the limiting web 21 and the front region of the arc-quenching plate packet 18, into which a wall plate 23 (see FIGS. 4 and 5) is inserted, the one Iron plate 24 picks up.
  • the wall plate 23 sits at a distance from the housing wall 11, so that a flow channel 25 is formed between the wall plate 23 and the housing wall 11, the arc gases allowing a flow in the direction of arrow P against the running direction of the arc PL into the arc quenching plate packet 18.
  • a recess 26 is provided on the fixed contact piece in the region of the wall plate and projects on both sides, thereby ensuring the distance between the wall plate 23 and the fixed contact piece.
  • the projection 20 there are grooves 27, the task of which is to increase the creepage distance in the region of the wall.
  • the housing wall 10 forms a housing base 30, to which a projection 31 connects, the width of which corresponds to the width of the wall plate.
  • the wall plate 23 is inserted into this projection 31.
  • the housing wall 11 helps to hold the wall plate 23 by forming a sack-like depression together with the projection 31 on the housing wall 10, in which the wall plate 23 is guided and fixed.
  • a wall protrusion 11a and 11b is provided above and below the channel, which limit the channel 22 upwards and downwards.

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  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)

Abstract

Zur Unterbrechung von Stromkreisen, insbesondere in Leitungsschutzschaltern, sind ein Festkontaktstück (13), ein bewegliches Kontaktstück (12) und eine Lichtbogenlöschkammer (18) vorgesehen, die Lichtbogenlöschbleche (19) aufweist. Die Lichtbogenlöschkammer ist dabei im Bereich der Kontaktstelle von zwei Wandelementen (20.23) begrenzt, von denen zur Verbesserung des Löschverhaltens das eine Wandelement in Abstand zu der benachbarten Gehäusewand (11) angeordnet ist und dazwischen einen Kanal bildet, so daß eine Rückströmung durch diesen Kanal entgegen der Lichtbogenlaufrichtung erzeugt wird, die zu einer Verbesserung des Löschverhaltens führt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein elektrisches Schaltgerät, insbesondere einen Leitungsschutzschalter, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Es sind elektrische Schaltgeräte, insbesondere Leitungsschutzschalter bekanntgeworden, bei denen die Lichtbogenlöschkammer durch die beiden Gehäusewände des Schaltgerätes begrenzt wird. Die Löschung des Lichtbogens erfolgt dabei innerhalb des Lichtbogenlöschblechpaketes in üblicher Weise.
  • Um bei Löschkammern, die anstatt eines Lichtbogenlöschblechpaketes eine Siebkeramik aufweisen, die Löschfähigkeit zu erhöhen, wird die Lichtbogenlöschkammer beidseitig von Wandplatten aus Isolierstoff begrenzt, die zu den benachbarten Gehäusewänden einen bestimmten Abstand einnehmen (siehe DE-AS 23 49 187). Dadurch werden Strömungskanäle erzeugt, die die aus der Siebkeramik austretenden Löschgase zurück- und wieder in die Löschkammer einleiten, wodurch ein Strömungskreislauf mit entsprechend erhöhter Kühlwirkung auf den Lichtbogen entsteht.
  • Ein Schaltgerät der eingangs genannten Art ist aus der DE-AS 11 85 269 bekanntgeworden. Dieses bekannte Schaltgerät ist ein solches mit einer Doppelkontaktstelle mit Isolierplatten, die in Abstand zu den Gehäuseseitenwänden und ebenfalls in Abstand zu den festen bwz. beweglichen Kontaktstücken angeordnet sind.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein elektrisches Schaltgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Lichtbogenlöschcharakteristiken gegenüber der bekannten Anordnung erheblich verbessert sind, wobei zusätzlich noch die Fertigung und die Herstellung insoweit vereinfacht sind, als lediglich eine einzige Kontaktstelle vorhanden sein soll.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung befindet sich ein Strömungskanal lediglich auf einer Seite der Lichtbogenlöschkammer und zwar unmittelbar vor dem Lichtbogenlöschblechpaket, weil es sich nämlich herausgestellt hat, daß lediglich ein einziger Kanal zur Bildung einer ausreichenden Umströmung ausreicht, dadurch wird die Fertigung vereinfacht. Darüberhinaus wird auch durch die spezielle Zuordnung des Wandvorsprunges zu dem Lichtbogenlöschblechpaket eine Rückströmung seitlich zu der Kontaktstelle vermieden und das gesamte, für die Lichtbogenlöschung zu verwendende Gas wird direkt und ohne große Zwischenräume zur Kontaktstelle hin geführt.
  • Zwar ist aus der FR-PS 15 18 835 eine Ausgestaltung einer Schaltkammer bekanntgeworden, bei der lediglich eine Kontaktstelle vorgesehen ist und bei der ebenfalls ein Umströmungskanal zwischen einer Zwischenwandplatte und einer Gehäusewandung gebildet ist. Hierbei wird aber wegen der Abstände zwischen der Gehäusewandung auf der einen Seite und der Zwischenwandplatte auf der anderen Seite zur Kontaktstelle, d.h. zum beweglichen Kontaktstück hin, nicht der besondere Vorteil erreicht, wie er bei der Erfindung erzielt werden kann. Aufgrund der Abstände dieser einzelnen Wandbereiche und Wandteile zum beweglichen Kontaktstück hin sind ein Rückstau und eine Rückströmung aus dem Löschblechpaket nach vorn und seitlich an dem beweglichen Kontaktstück vorbei nicht ohne weiteres zu verhindern, was bei der Erfindung deswegen nicht der Fall ist, weil das Lichtbogenlöschblechpaket beidseitig zur Kontaktstelle nach vorne hin, also entgegen der Lichtbogenlaufrichtung praktisch verschlossen ist so --daß eine Gasströmung entgegen der Lichtbogenlaufrichtung nur in dem Kanal erfolgen kann.
  • Aus der DE-AS 11 04 019 geht zwar hervor, das Lichbogenlöschblechpaket nach vorne hin teilweise zu begrenzen und Klötze an den Seitenwandungen vorzusehen, in denen sogenannte Blasbleche untergebracht sind. Diese Klötze grenzen an die Kontaktstelle an. Die Ausführung ist aber mit der erfindungsgemäßen Anordnung nicht vergleichbar, weil ein Kanal, der zu einer geführten Rückströmung führt, fehlt. Die dort eingezeichneten Kanäle sind echte Abluftkanäle, so daß das Konstruktionsgebiet anders ist, als das bei der Erfindung.
  • Aus der DE-AS 11 96 750 ist bekannt, die Löschkammer über den gesamten Bereich inklusive der Löschbleche mit Keramikplatten beidseitig zu begrenzen. Eine spezielle Gasführung wie bei der Erfindung ist nicht vorhanden.
  • Aus der US-PS 2 769 066 geht hervor, die Lichtbogenlöschbleche in Platten einzusetzen, wobei außerhalb der Platten jeweils beidseitig ein Kanal vorhanden ist. Dieser Kanal ist aber durch die Löschbleche in einzelne Kanalbereiche unterteilt und der Zweck dieser Kanäle besteht nicht darin, eine Rückströmung von Löschgas zu erreichen, sondern darin, daß die Löschgase in diesen beiden Kanälen gekühlt werden.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Die Umströmung wird dabei zusätzlich noch unterstützt durch die Merkmale des Anspruches 2.
  • Eine weitere Verbesserung ist durch die Einbringung der Nuten gemäß kennzeichnendem Teil des Anspruches 3 bewirkt, insoweit, als die Gasströmung insgesamt verbessert. wird, indem durch die Nuten praktisch Frischluft angesaugt wird.
  • Dabei ist in besonders vorteilhafter Weise in die Wandplatte gemäß Anspruch 4 eine Eisenplatte eingefügt, die zur Verbesserung des Ablaufes des Lichtbogens von den Kontaktstücken dient. Zwar ist aus der eingangs schon erwähnten DE-AS 23 49 187 bekanntgeworden, beidseitig zu der Löschkammer Lappen vorzusehen, die zu einer Verbesserung des Lichtbogenlaufes dienen. Es handelt sich bei der bekannten Anordnung allerdings nicht um eine Löschkammer mit Lichtbogenlöschblechen, sondern um eine solche mit Siebkeramik zur Löschung des Lichtbogens, und die beiden Platten dienen auch nur dazu, den Lichtbogen im wesentlichen in Richtung der Bewegungsöffnung des beweglichen Kontaktstückes zu verlängern. Dies hat zur Folge, daß die Höhe der Lichtbogenlöschkammer bei der bekannten Anordnung von wesentlicher Bedeutung ist. Ein Einbetten von sogenannten Blasblechen ist aus der DE-AS 11 04 019 an sich bekanntgeworden.
  • Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, soll die Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.
  • Es zeigt:
    • Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Lichtbogenlöschkammer gemäß der Linie I-I der Fig. 2,
    • Fig. 2 eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie II-II der Fig. 1,
    • Fig. 3 eine teilweise Seitenansicht der Lichtbogenlöschkammer der Fig. 1 bis 2 und
    • Fig. 4 eine Seitenansicht der Wandplatte mit eingesetztem Eisenplatte,
    • Fig. 5 ein Schnitt in Linie III-III der Fig. 4.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird bevorzugt bei einem elektrischen Leitungsschutzschalter verwendet, bei dem in einem Strompfad ein bewegliches und ein festes Kontaktstück angeordnet ist, die mittels eines thermischen Auslösers in Form eines Thermobimetalles bei einem Überstrom und mittels eines magnetischen Auslösers bei einem Kurzschlußstrom geöffnet werden. Beim Öffnen der beiden Kontaktstücke entsteht ein Lichtbogen, der in ein Lichtbogenlöschblechpaket einläuft und dort gelöscht wird. Diese einzelnen Teile und Komponenten eines Leitungsschutzschalters sind bekannt, so daß hierauf nicht näher eingegangen werden muß.
  • Die einzelnen Komponenten des Schalters befinden sich in einem Gehäuse, das aus zwei sich gegenüberliegenden Gehäuseelementen gebildet ist, von denen in den Figuren 1 und 2 die beiden Gehäusewände 10 und 11 zu sehen sind. Die Vorrichtung zur Unterbrechung eines Strompfades ist gebildet aus einem beweglichen Kontaktstück 12 und einem Festkontaktstück 13, die miteinander eine Kontaktstelle 14 bilden.
  • Das bewegliche Kontaktstück 12 ist als Horn an einem Kontakthebel 15 angeformt und das Festkontaktstück 13 wird gebildet durch eine U-förmige Anordnung mit zwei Schenkeln 16 und 17. An die Kontaktstelle 14 schließt sich ein Lichtbogenlöschblechpaket 18 mit einzelnen Löschblechen 19 an. Gegebenenfalls kann das Lichtbogenlöschblechpaket 18 auch durch eine sogenannte Kühlblechanordnung ersetzt sein, wenn der Schalter als sogenannter Nullpunktlöscher verwendet werden soll.
  • An der Gehäusewand 10 befindet sich ein Vorsprung 20, der bis zur Kontaktstelle hin reicht und das Lichtbogenlöschblechpaket 18 nach vorne hin, also entgegen der Lichtbogenlaufrichtung, begrenzt. An der gegenüberliegenden Wand ist lediglich eine Querwand 21 angeformt, die im Bereich des festen Kontaktstückes 13 einen Begrenzungssteg bildet. Zwischen dem Begrenzungssteg 21 und dem vorderen Bereich des Lichtbogenlöschblechpaketes 18 ist ein freier Raum 22 gebildet, in den eine Wandplatte 23 (siehe Fig. 4 und 5) eingefügt ist, die eine Eisenplatte 24 aufnimmt. Die Wandplatte 23 sitzt in Abstand zur Gehäusewand 11, so daß zwischen der Wandplatte 23 und der Gehäusewand 11 ein Strömungskanal 25 gebildet ist, der Lichtbogengasen eine Strömung in Pfeilrichtung P entgegen der Laufrichtung des Lichtbogens PL in das Lichtbogenlöschblechpaket 18 hinein gestattet.
  • Am Festkontaktstück ist im Bereich der Wandplatte und diese beidseitig überragend eine Aussparung 26 eingebracht, wodurch der Abstand zwischen der Wandplatte 23 und dem Festkontaktstück gewährleistet ist. In dem Vorsprung 20 befinden sich Nuten 27, deren Aufgabe es ist, den Kriechweg im Bereich der Wand zu erhöhen.
  • Damit in der Wandplatte 23 die Eisenplatte 24 gehalten ist, befindet sich in der Wandplatte 23 eine als Tasche ausgebildete Vertiefung 28, in die die Eisenplatte 24 hineingedrückt und darin fixiert ist. Die Fixierung erfolgt durch eine an der Eisenplatte 24 angeformte Noppe 24ai, die in ein Loch 28a an der Seitenwandung 28b der Vertiefung 28 einrastet.
  • Aus der Fig. 2 ist ersichtlich, wie die Wandplatte 23 fixiert ist. Die Gehäusewand 10 bildet einen Gehäuseboden 30, an den sich ein Vorsprung 31 anschließt, dessen Breite der Breite der Wandplatte entspricht. In diesen Vorsprung 31 wird die Wandplatte 23 eingesetzt. Dabei hilft die Gehäusewandung 11 bei der Halterung der Wandplatte 23 mit, in dem sie zusammen mit dem Vorsprung 31 an der Gehäusewandung 10 eine sackartige Vertiefung bildet, in der die Wandplatte 23 geführt und festgelegt ist. Darüberhinaus ist zusätzlich oberhalb und unterhalb des Kanals jeweils ein Wandvorsprung 11a und 11b vorgesehen, die den Kanal 22 nach oben und unten begrenzen.

Claims (7)

1. Elektrisches Schaltgerät, insbesondere Leitungsschutzschalter, mit einem Gehäuse (10, 11) mit zwei seitlichen Gehäusewandungen, mit einem festen, und einem beweglichen Kontaktstück (13, 12) und mit einer Lichtbogenlöschkammer mit Lichtbogenlöschblechen (19), die zumindest im Bereich der Kontaktstelle (12, 13) von zwei Seitenwandelementen (20, 23) seitlich begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Seitenwandelement (20) durch einen an der einen Gehäusewandung (10) angeformten, hin zum festen und beweglichen Kontaktstück (13, 12) reichenden und an diesen direkt angrenzenden Wandvorsprung gebildet ist, der den Bereich des Lichtbogenlöschblechpaketes (18) zwischen der Kontaktstelle (12, 13) und der den Wandvorsprung aufweisenden einen Gehäusewandung (10) entgegen der Lichtbogenlaufrichtung nach vorne abschließt, und daß das andere Seitenwandelement (23) durch eine in Abstand zur anderen Gehäusewandung (11) angeordnete Wandplatte (23), so einen Kanal (25) dazwischen freilassend, gebildet ist, die einerseits an das feste bzw. bewegliche Kontaktstück (13, 12) direkt angrenzt und den Bereich des Lichtbogenlöschblechpaketes (18) zwischen der Kontaktstelle und der anderen Gehäusewandung (11) bis auf den Bereich des Kanals (25) ebenfalls entgegen der Lichtbogenlaufrichtung nach vorne hin begrenzt.
2. Elektrisches Schaltgerät nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der der Wandplatte (23) benachbarten Gehäusewand (11) vor der Wandplatte (in Lichtbogenlaufrichtung gesehen) in Abstand dazu eine Querwand (21) angeformt ist, die stegartig hin zum Festkontaktstück verläuft und so den Kanal (22) nach vorne hin begrenzt.
3. Elektrisches Schaltgerät nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der der Kontaktstelle (13, 12) zugewandten Fläche des Wandvorsprunges (20) quer zur Öffnungsrichtung des beweglichen Kontaktstückes (12) verlaufende Nuten (27) eingebracht sind.
4. Elektrisches Schaltgerät nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Isolierstoff bestehende Wandplatte (23) auf der der Kontaktstelle abgewandten Seite eine Eisenplatte (24) enthält.
5. Elektrisches Schaltgerät nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandplatte (23) eine Ausnehmung (28) aufweist, in der die Eisenplatte (24) kraftschlüssig, bspw. durch Verrastung, festgehalten ist.
6. Elektrisches Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisenplatte in die Wandplatte (23) eingespritzt ist.
7. Elektrisches Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtbogenlöschblechpaket (18) zumindest an der der Wandplatte (23) benachbarten Gehäusewand (11) in einer Vertiefung eingelegt und darin geführt ist, die entgegen der Lichtbogenlaufrichtung bis über die Kontaktstelle hinaus verlängert ist und in der sich die Wandplatte (23) befindet und so der Kanal (22) gebildet ist.
EP85114538A 1984-11-27 1985-11-15 Elektrisches Schaltgerät, insbesondere Leitungsschutzschalter Expired EP0183145B1 (de)

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EP0183145A3 EP0183145A3 (en) 1987-05-27
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