EP0217106B1 - Extinguishing device for an all-current power circuit breaker - Google Patents
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- EP0217106B1 EP0217106B1 EP86111603A EP86111603A EP0217106B1 EP 0217106 B1 EP0217106 B1 EP 0217106B1 EP 86111603 A EP86111603 A EP 86111603A EP 86111603 A EP86111603 A EP 86111603A EP 0217106 B1 EP0217106 B1 EP 0217106B1
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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
- H01H9/44—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet
- H01H9/443—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet using permanent magnets
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- 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 extinguishing device for a circuit breaker, in particular an all-current circuit breaker with a stack of a plurality of ferromagnetic quenching plates, spaced apart in a housing chamber, each with a funnel-shaped V-slot forming two protruding tongues on its narrow side facing a contact point are provided, and with two transversely arranged in front of the quenching plates, lying on both sides of the V-slot on the tongues on the front side and flanking the contact point, at least one of which covers a permanent magnet.
- the arc voltage must exceed the maximum driving voltage in order to interrupt the circuit.
- the arc burn time the longer the ratio of the arc voltage to the voltage to be driven and the greater the time constant T as the ratio of the self-inductance L to the resistance R of the circuit to be protected. Since the number of quenching plates is fixed for a switch or a certain number of quenching plates is required in order to interrupt the applied voltage, the level of the arc voltage is also approximately fixed, and the first-mentioned ratio can be assumed as a constant value. The second ratio is dependent on the circuit, so that a higher self-inductance causes a correspondingly longer arc burning time in the stack of quenching plates.
- partial arcing can occur, particularly when the current intensity decreases at the end of the shutdown to the edges of the extinguishing plates and in the direction of the permanent magnet. It easily burns or the arc flashes over several quenching plate distances. This case is particularly critical with direct current and leads to the failure of the switch. Furthermore, the arc is only surrounded by a little iron on the narrow tongue ends, so that it remains on the inner contours of the V-slot.
- An extinguishing device of the type mentioned at the outset is known (DE-0S 33 37 562), in which the extinguishing plates are provided with a step in the tongues on each side of the V-slot.
- the insulating material plate covering a permanent magnet, as a result of which a channel-like depression is formed in front of the contour of the extinguishing plate.
- the insulating plate also covers the end face of the permanent magnet with an angular extension projecting in the direction of the housing wall. This arrangement is particularly useful for extinguishing the switching arc at comparatively low levels Direct currents up to about 30 A are an advantage. Above such a current, however, such measures are not sufficient to safely extinguish the arc in the case of DC cutoffs.
- a circuit breaker with an extinguishing device is known (DE-0S 26 16 825), in which at least one of the extinguishing plates is covered with an insulating material and partially covers it. It is thereby achieved that the base point of the arc can only burn on the free area of the quenching plate and the risk of a short-circuiting or bridging of this quenching plate by the arc is reduced.
- This known quenching device in which the arc at the end of the V-slot is to be stabilized by an insulating sheath of the entire stack of quenching plates, preferably lying on the outer quenching plates, is suitable for an AC switch.
- the partial arcs can join together at the edge contours of the inside quenching plates and short-circuit part of the quenching plates. Such a burning of the arc leads to failure of the switch, especially with direct current.
- the invention is based, to improve the effectiveness of the above-mentioned quenching device for an all-current circuit breaker in order to obtain a higher DC switching capacity, in particular for direct currents with a high time constant, the task.
- the extinguishing device shown as a section of a circuit breaker is accommodated in a housing chamber 1 formed from a lower part 1a and an upper part 1b, which is largely filled by a stack of preferably 12 pieces of ferromagnetic quenching plates 2 spaced apart from one another.
- a housing chamber 1 formed from a lower part 1a and an upper part 1b, which is largely filled by a stack of preferably 12 pieces of ferromagnetic quenching plates 2 spaced apart from one another.
- a housing chamber 1 formed from a lower part 1a and an upper part 1b, which is largely filled by a stack of preferably 12 pieces of ferromagnetic quenching plates 2 spaced apart from one another.
- an insulating plate 5 underneath and an insulating plate 6 above are flanking in front of the extinguishing plates.
- the quenching plates 2 standing next to each other in a packet each have a funnel-shaped V-slot 2a at their narrow end edges facing the contact point, which is approximately in the middle of each quenching plate in one Narrowing 2a 'passes.
- tongues 2b, 2c remain on both sides of the V-slot, which protrude in the direction of the insulating material plates.
- the tongues are flush on their outer longitudinal edges 2d with the rest of the fire-extinguishing plate and are therefore in contact with the housing walls of the lower part or upper part with only a slight gap.
- the extinguishing plates with their rear narrow side 2e rest against a partition wall of the housing chamber 1, in which blow-out openings 1c (not shown in detail) are cut out.
- Fig. 1 it can also be seen that the front edges of the quenching plates facing the arc chamber are provided with a gradation 2b '' and 2c '' on both tongues 2b and 2c.
- a channel-like depression 2a ′′ is formed in particular between the fire-fighting sheet contour below the V-slot and the end face of the lower insulating material plate 5 facing the fire-fighting sheets, which protrudes with an angular projection 5a and covers a permanent magnet 9.
- the permanent magnet 9 only inserted into the lower part of the housing is completely covered towards the contact point by the insulating material plate 5 and is protected from damage by the arc both on its surface and on its end edges, in particular by the attachment 5a resting on the edge of the fire-extinguishing plate. Similar to the entire insulating material plate 6, the insulating material plate 5 is flat in the area of the contact point, while it has a step-like thickening towards the extinguishing plates on its upper side facing away from the permanent magnet (FIG. 4).
- This thickening consists of a first step 5b reaching above the opening of the V-slot in front of the larger part of the quenching plates and a second step 5c which is higher than this in the area between the fixed contact piece 3 and the remaining quenching plates.
- the second stage 5c extends approximately to the middle of the V-slot and lies against the side of an arc discharge horn 3a of the fixed contact piece 3.
- the resulting switching arc 7 is therefore inevitably raised on its way into the stack of quenching iron with its base point migrating on the arc discharge horn through the second stage 5c up to approximately the central plane of the quenching device.
- Both stages expediently emerge with a bevel from the flat area 5d of the insulating material plate 5. Since the second stage 5c runs approximately parallel to the arc discharge horn in the plane of FIG. 2, the first stage 5b widens in a funnel shape towards the quenching plates. This improves the entry of the arc into the quenching plate package.
- a return potential plate 10 connected to the fixed contact piece 3, which is electrically conductively connected to an input terminal 11 in a manner not shown, and an arc guide plate 12 located at the bottom of the housing chamber.
- This in parallel Arc guide plate running to an outer extinguishing plate is guided in the region of the arc space in the direction of the movable contact piece 4 for good takeover of its arc base and carries a bimetal 13 as a thermal trigger at its free end 12a. This is via a connecting line 15 connected in series with a connecting terminal 14 and via a flexible line 16 with the movable contact piece 4.
- the direction of flow of the direct current is indicated by arrows in FIG. 2 and leads from the connection terminal 11 to the fixed contact piece 3 and further via the movable contact piece 4, the line 16, the bimetal 13 and the line 15 to the other connection terminal 14.
- a direct current flows through the switching arc 7, which under the effect of the magnetic field of the permanent magnet 9 shown schematically in FIG. 1, effectively flows into the V-slot even at currents above approximately 30 A via the steps of the lower insulating plate 5 2a of the sheet stack is directed.
- the latter can enter the narrowing 2a 'of the V-slot in the critical current range from approximately 30 to 100 A via indicated intermediate positions 7a, 7b, 7c.
- This process is further supported by the larger air gap to the magnet due to the lower insulating material plate thickened in front of the extinguishing plates.
- the quenching device according to the invention also allows a higher AC cut-off capacity. This is achieved insofar as the demagnetization of the permanent magnet 9 takes place in the region important for direct current cutoffs due to the step-like thickening of the lower insulating material plate 5 when the current flows in the opposite direction.
- the arc barriers can also be provided by means of appropriate housing webs which grip between the quenching plates or by local insulation directly on the surface of the quenching plates in the zones in which the teeth 8a grip over the tongues 2b or 2c. Adhesive strips, lacquer or corresponding materials can be used for this local insulation.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Löscheinrichtung für einen Leitungsschutzschalter, insbesondere einen Allstrom-Leitungsschutzschalter mit einem Stapel von mehreren, in einer Gehäusekammer nebeneinander auf Abstand befindlichen, ferromagnetischen Löschblechen, die jeweils an ihrer einer Kontaktstelle zugekehrten Schmalseite mit einem trichterförmigen, zwei vorstehende Zungen bildenden V-Schlitz versehen sind, und mit zwei quer vor den Löschblechen angeordneten, beiderseits des V-Schlitzes an den Zungen stirnseitig anliegenden und die Kontaktstelle flankierenden Isolierstoffplatten, von denen zumindest eine einen Permanentmagneten abdeckt.The invention relates to an extinguishing device for a circuit breaker, in particular an all-current circuit breaker with a stack of a plurality of ferromagnetic quenching plates, spaced apart in a housing chamber, each with a funnel-shaped V-slot forming two protruding tongues on its narrow side facing a contact point are provided, and with two transversely arranged in front of the quenching plates, lying on both sides of the V-slot on the tongues on the front side and flanking the contact point, at least one of which covers a permanent magnet.
Zweck einer solchen Löscheinrichtung ist es, den Lichtbogen möglichst schnell in den Löschblechstapel zu bringen, damit er auf allen Löschblechen Fußpunkte bilden kann. Die dabei entstehenden Teillichtbögen sollen bis zum Ende ihrer Brenndauer zwischen den Löschblechen verbleiben und sich nicht an deren Rand zu einem Gesamt- bzw. auch Teillichtbogen erneut vereinigen oder in den Entstehungsraum zurückgedrückt werden. Während nun bei einem reinen Wechselstromschalter alle Ströme im Spannungsnulldurchgang bei entsprechend großem Kontaktabstand unterbrochen werden, erfolgt bei einem Gleichstromschalter insofern keine selbsttätige Unterbrechung bei einer Kontaktstelle, als kleinere Ströme bis etwa 60 A bei Gleichspannungen von ungefähr 220 V abgeschaltet werden sollen. Das Magnetfeld des Stromes reicht in einem solchen Fall nicht aus, den Lichtbogen in den Löschblechstapel zu ziehen. Es ist daher ein Dauermagnet in der Löschkammer erforderlich.The purpose of such a quenching device is to bring the arc into the quenching plate stack as quickly as possible so that it can form base points on all quenching plates. The resulting partial arcs should remain between the extinguishing sheets until the end of their burning time and should not reunite at their edge to form a total or partial arc or be pushed back into the area of origin. Now, with a pure AC switch, all currents in the zero voltage crossing are interrupted with a correspondingly large contact spacing, with a DC switch there is no automatic interruption at a contact point, since smaller currents up to about 60 A with DC voltages of approximately 220 V are to be switched off. In such a case, the magnetic field of the current is not sufficient to draw the arc into the stack of quenching plates. A permanent magnet is therefore required in the arcing chamber.
Weiterhin muß bei Gleichstromschaltern die Lichtbogenspannung die Höhe der maximal treibenden Spannung überschreiten, um den Stromkreis zu unterbrechen. Die Lichtbogenbrenndauer ist dabei umso länger, je kleiner das Verhältnis von Lichtbogenspannung zu treibender Spannung und je größer die Zeitkonstante T als Verhältnis der Selbstinduktivität L zum Widerstand R des zu schützenden Stromkreises ist. Da bei einem Schalter die Zahl der Löschbleche festliegt bzw. eine bestimmte Löschblechanzahl erforderlich ist, um die anliegende Spannung zu unterbrechen, liegt somit auch etwa die Höhe der Lichtbogenspannung fest, und das erstgenannte Verhältnis kann als konstanter Wert angenommen werden. Das zweitgenannte Verhältnis ist jedoch abhängig vom Stromkreis, so daß eine höhere Selbstinduktivität eine entsprechend längere Lichtbogenbrenndauer im Löschblechstapel bewirkt. Hierbei kann ein Rücklaufen von Teillichtbögen, insbesondere bei geringer werdender Stromstärke am Ende der Abschaltung zu den Rändern der Löschbleche sowie in Richtung zum Dauermagneten auftreten. Es kommt dabei leicht zum Festbrennen oder auch zum Überschlag des Lichtbogens über mehrere Löschblechdistanzen. Dieser Fall ist bei Gleichstrom besonders kritisch und führt zum Ausfall des Schalters. Ferner wird der Lichtbogen auf den schmalen Zungenenden nur noch von wenig Eisen umgeben, so daß er an den inneren Konturen des V-Schlitzes stehenbleibt.Furthermore, with DC switches, the arc voltage must exceed the maximum driving voltage in order to interrupt the circuit. The arc burn time the longer the ratio of the arc voltage to the voltage to be driven and the greater the time constant T as the ratio of the self-inductance L to the resistance R of the circuit to be protected. Since the number of quenching plates is fixed for a switch or a certain number of quenching plates is required in order to interrupt the applied voltage, the level of the arc voltage is also approximately fixed, and the first-mentioned ratio can be assumed as a constant value. The second ratio is dependent on the circuit, so that a higher self-inductance causes a correspondingly longer arc burning time in the stack of quenching plates. In this case, partial arcing can occur, particularly when the current intensity decreases at the end of the shutdown to the edges of the extinguishing plates and in the direction of the permanent magnet. It easily burns or the arc flashes over several quenching plate distances. This case is particularly critical with direct current and leads to the failure of the switch. Furthermore, the arc is only surrounded by a little iron on the narrow tongue ends, so that it remains on the inner contours of the V-slot.
Es ist eine Löscheinrichtung der eingangs genannten Art bekannt (DE-0S 33 37 562), bei der die Löschbleche seitlich des V-Schlitzes mit jeweils einer Abstufung in den Zungen versehen sind. Dadurch stoßen nur die Stirnkanten dieser Abstufungen an die einen Permanentmagneten abdeckende Isolierstoffplatte, wodurch eine rinnenartige Vertiefung vor der Löschblechkontur gebildet wird. Die Isolierstoffplatte deckt mit einem winkelförmigen, in Richtung der Gehäusewand vorstehenden Ansatz den Permanentmagneten auch stirnseitig ab. Diese Anordnung ist besonders zum Löschen des Schaltlichtbogens bei vergleichsweise niedrigen Gleichströmen bis etwa 30 A von Vorteil. Oberhalb einer solchen Stromstärke reichen derartige Maßnahmen jedoch nicht aus, um den Lichtbogen bei Gleichstromabschaltungen sicher zum Erlöschen zu bringen.An extinguishing device of the type mentioned at the outset is known (DE-0S 33 37 562), in which the extinguishing plates are provided with a step in the tongues on each side of the V-slot. As a result, only the end edges of these gradations abut the insulating material plate covering a permanent magnet, as a result of which a channel-like depression is formed in front of the contour of the extinguishing plate. The insulating plate also covers the end face of the permanent magnet with an angular extension projecting in the direction of the housing wall. This arrangement is particularly useful for extinguishing the switching arc at comparatively low levels Direct currents up to about 30 A are an advantage. Above such a current, however, such measures are not sufficient to safely extinguish the arc in the case of DC cutoffs.
Weiterhin ist ein Leitungsschutzschalter mit einer Löscheinrichtung bekannt (DE-0S 26 16 825), bei der wenigstens eines der Löschbleche mit einem isolierenden Material belegt ist, und dieses teilweise abdeckt. Dadurch wird erreicht, daß der Fußpunkt des Lichtbogens nur auf dem freien Bereich des Löschbleches brennen kann und die Gefahr eines Kurzschließens bzw. eines Überbrückens dieses Löschbleches durch den Lichtbogen vermindert wird. Diese bekannte Löscheinrichtung, bei der der Lichtbogen am Ende des V-Schlitzes durch eine vorzugsweise auf den äußeren Löschblechen aufliegende, isolierende Umhüllung des gesamten Löschblechstapels stabilisiert werden soll, ist für einen Wechselstromschalter geeignet. Da nur die beiden äußeren Löschbleche mit isolierendem Material abgedeckt sind, können sich die Teillichtbögen an den Randkonturen der innenliegenden Löschbleche vereinigen und einen Teil der Löschbleche kurzschließen. Besonders bei Gleichstrom führt ein solches Festbrennen des Lichtbogens zum Ausfall des Schalters.Furthermore, a circuit breaker with an extinguishing device is known (DE-0S 26 16 825), in which at least one of the extinguishing plates is covered with an insulating material and partially covers it. It is thereby achieved that the base point of the arc can only burn on the free area of the quenching plate and the risk of a short-circuiting or bridging of this quenching plate by the arc is reduced. This known quenching device, in which the arc at the end of the V-slot is to be stabilized by an insulating sheath of the entire stack of quenching plates, preferably lying on the outer quenching plates, is suitable for an AC switch. Since only the two outer quenching plates are covered with insulating material, the partial arcs can join together at the edge contours of the inside quenching plates and short-circuit part of the quenching plates. Such a burning of the arc leads to failure of the switch, especially with direct current.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs erwähnte Löscheinrichtung für einen Allstrom-Leitungsschutzschalter in ihrer Wirkung noch zu verbessern, um ein höheres Gleichstromschaltvermögen, insbesondere für Gleichströme mit hoher Zeitkonstante zu erhalten. Hierbei soll sie sich bei einfachem Aufbau mit möglichst wenigen Änderungen in die üblicherweise vorhandene reine Wechselstrom-Schalterbaureihe einordnen lassen, um so eine kostengünstig herstellbare Ergänzungsserie von Leitungsschutzschaltern für Gleichstrom bzw. Allstrom zur Verfügung zu stellen.The invention is based, to improve the effectiveness of the above-mentioned quenching device for an all-current circuit breaker in order to obtain a higher DC switching capacity, in particular for direct currents with a high time constant, the task. In this case, it should be possible to classify it with as few changes as possible in the usually existing pure AC switch series, in order to provide a cost-effective supplementary series of miniature circuit breakers for DC or AC power.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäß die im Anspruch 1 genannten Merkmale vorgesehen. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstände der Unteransprüche.To achieve this object, the features mentioned in
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung von Lichtbogenlaufsperren an allen Löschblechen, beispielsweise in Form von Zwei beiderseits in den Löschblechstapel greifenden, kammartigen Einlagen wird der Rücklauf von Teillichtbögen auf die Zungen der Löschbleche und ihr dortiges Stehenbleiben gegen Ende der Abschaltung mit Sicherheit ausgeschlossen. Hingegen wird zu Abschaltungsbeginn ein Lichtbogen im kritischen Strombereich von etwa 30 bis 100 A über die treppenartige Verdickung der den Permanentmagneten abdeckenden Isolierstoffplatte wirkungsvoll in den V-förmigen Schlitz des Löschblechstapels geleitet. Die Verdickung der Isolierstoffplatte bewirkt zudem bei Wechselstrom-Kurzschlußabschaltungen eine geringere Entmagnetisierung des Permanentmagneten in dem für Gleichstrom-Abschaltungen wichtigen Bereich. Somit ist neben einem sehr guten Abschalten von unterschiedlichen Gleichströmen mit hoher Zeitkonstante auch ein höheres Wechselstromabschaltvermögen gegeben.Due to the inventive design of arc locks on all quenching plates, for example in the form of two comb-like inserts reaching into the stack of quenching plates on both sides, the return of partial arcs to the tongues of the quenching plates and their stopping there towards the end of the shutdown are definitely excluded. On the other hand, at the start of the shutdown, an arc in the critical current range of approximately 30 to 100 A is effectively conducted via the step-like thickening of the insulating material plate covering the permanent magnet into the V-shaped slot in the stack of quenching sheets. The thickening of the insulating material plate also results in less demagnetization of the permanent magnet in the area important for DC cutoffs in the case of AC short-circuit cutoffs. Thus, in addition to a very good disconnection of different direct currents with a high time constant, there is also a higher alternating current disconnection capacity.
Anhand der Zeichnung sei die Erfindung nachstehend näher erläutert.
- Fig. 1
- zeigt schematisch einen Schnitt durch die Löscheinrichtung in Löschblechebene entsprechend der in Fig. 2 eingezeichneten Schnittlinie, während in
- Fig. 2
- eine Draufsicht der Löscheinrichtung in Funktionsebene des Leitungsschutzschalters vereinfacht dargestellt ist.
- Fig. 3
- zeigt die Ansicht einer kammartigen Einlage und
- Fig. 4
- eine Vorderansicht der das Wesen der Erfindung mitbestimmenden Isolierstoffplatte von der Löschblechseite her.
- Fig. 1
- schematically shows a section through the extinguishing device in the plane of the fire-extinguishing sheet corresponding to the cutting line drawn in FIG. 2, while in
- Fig. 2
- a plan view of the extinguishing device is shown in simplified form in the functional level of the circuit breaker.
- Fig. 3
- shows the view of a comb-like insert and
- Fig. 4
- a front view of the essence of the invention with determining insulating plate from the quenching plate side.
Die als Ausschnitt eines Leitungsschutzschalters gezeigte Löscheinrichtung ist in einer aus einem Unterteil 1a und einem Oberteil 1b gebildeten Gehäusekammer 1 untergebracht, die größtenteils von einem Stapel von vorzugsweise 12 Stück nebeneinander auf Abstand befindlichen ferromagnetischen Löschblechen 2 ausgefüllt ist. Vor den Löschblechen sind im anderen Teil der Gehäusekammer im Bereich einer durch ein Festkontaktstück 3 und ein bewegliches Kontaktstück 4 gebildeten Kontaktstelle eine untenliegende Isolierstoffplatte 5 und eine obenliegende Isolierstoffplatte 6 flankierend angeordnet. Beim Abheben des beweglichen Kontaktstückes 4 in Richtung des eingezeichneten Pfeiles und der daraufhin erfolgenden, bereits dargestellten Kontaktöffnung entsteht bei einem entsprechenden Stromfluß ein Schaltlichtbogen 7, der von den Isolierstoffplatten flankiert in noch näher zu beschreibender Weise in den Löschblechstapel einlaufen kann.The extinguishing device shown as a section of a circuit breaker is accommodated in a
Die paketförmig nebeneinanderstehenden Löschbleche 2, deren einander zugekehrte Oberflächen senkrecht zur Ebene der Isolierstoffplatten und auch zur Funktionsebene des Leitungsschutzschalters orientiert sind, haben an ihren schmalen, der Kontaktstelle zugekehrten Stirnkanten jeweils einen trichterförmigen V-Schlitz 2a, der etwa in der Mitte jedes Löschbleches in eine Verengung 2a' übergeht. Beiderseits des V-Schlitzes verbleiben somit Zungen 2b, 2c, die in Richtung der Isolierstoffplatten vorstehen. Die Zungen sind an ihren äußeren Längskanten 2d mit dem übrigen Löschblech bündig und liegen damit an den Gehäusewänden des Unterteiles bzw. Oberteiles bei lediglich geringem Spalt an. Ebenso liegen die Löschbleche mit ihrer rückwärtigen Schmalseite 2e an einer Trennwand der Gehäusekammer 1 an, in der im einzelnen nicht dargestellte Ausblasöffnungen 1c ausgespart sind.The
Etwa in der Mitte der Zungen 2b bzw. 2c sind von den äußeren Längskanten 2d her kurze Einschnitte 2b' bzw. 2c' vorgesehen, in die je eine kammartige, entsprechend angepaßte Einlage 8 (Fig. 3) aus Isolierstoff als Lichtbogenlaufsperre beiderseits des V-Schlitzes 2a eingesetzt ist. Die beiden kammartigen Einlagen 8 greifen mit ihren Zähnen 8a zwischen die Löschbleche 2 sowie über die beiden äußeren Löschbleche und liegen dabei an deren Oberflächen fest an, während ihr Kammrücken 8b jeweils über den gesamten Löschblechstapel hinwegläuft und gegebenenfalls diesen zusammenhält. Die Zähne der vorzugsweise schräg gestellten kammartigen Einlagen reichen mit ihren freien Enden bis an den V-Schlitz 2a und zeigen dabei in Richtung der Isolierstoffplatten. Hinsichtlich der Anordnung der kammartigen Einlagen im Bereich der Zungen bzw. des V-Schlitzes wird zum Verständnis der Erfindung ausdrücklich auf Fig. 1 verwiesen.Approximately in the middle of the
Aus Fig. 1 ist auch ersichtlich, daß die dem Lichtbogenraum zugekehrten Stirnkanten der Löschbleche an beiden Zungen 2b bzw. 2c mit je einer Abstufung 2b'' bzw. 2c'' versehen sind. Dadurch ist insbesondere zwischen der Löschblechkontur unterhalb des V-Schlitzes und der den Löschblechen zugekehrten Stirnfläche der unteren Isolierstoffplatte 5, die mit einem winkelförmigen Ansatz 5a bis an die Gehäusewand vorsteht und einen Permanentmagneten 9 überdeckt, eine rinnenartige Vertiefung 2a'' gebildet. Der in das Gehäuseunterteil lediglich eingelegte Permanentmagnet 9 ist zur Kontaktstelle hin durch die Isolierstoffplatte 5 vollständig abgedeckt und sowohl an seiner Oberfläche als auch an seinen Stirnkanten, insbesondere durch den an den Löschblechstirnkanten anliegender Ansatz 5a vor Beschädigung durch den Lichtbogen geschützt. Ähnlich wie die gesamte Isolierstoffplatte 6, ist die Isolierstoffplatte 5 im Bereich der Kontaktstelle ebenflächig ausgebildet, während sie zu den Löschblechen hin eine treppenartig ansteigende Verdickung auf ihrer dem Permanentmagneten abgekehrten Oberseite aufweist (Fig. 4). Diese Verdickung besteht aus einer ersten bis oberhalb der Öffnung des V-Schlitzes reichenden Stufe 5b vor dem größeren Teil der Löschbleche und einer gegenüber dieser erhöhten zweiten Stufe 5c im Bereich zwischen Festkontaktstück 3 und den restlichen Löschblechen. Hier wird insbesondere auf Fig. 2 verwiesen. Die Zweite Stufe 5c reicht etwa bis zur Mitte des V-Schlitzes und liegt dabei seitlich an einem Lichtbogenablaufhorn 3a des Festkontaktstückes 3 an. Der entstehende Schaltlichtbogen 7 wird daher auf seinem Weg in den Löschblechstapel mit seinem auf dem Lichtbogenablaufhorn wandernden einen Fußpunkt durch die zweite Stufe 5c zwangsläufig bis etwa zur Mittelebene der Löscheinrichtung angehoben. Beide Stufen treten zweckmäßigerweise mit einer Schräge aus dem ebenflächigen Bereich 5d der Isolierstoffplatte 5 hervor. Da die zweite Stufe 5c in der Ebene der Fig. 2 etwa parallel Zum Lichtbogenablaufhorn verläuft, erweitert sich die erste Stufe 5b zu den Löschblechen hin trichterförmig. Hierdurch wird der Einlauf des Lichtbogens in das Löschblechpaket verbessert.From Fig. 1 it can also be seen that the front edges of the quenching plates facing the arc chamber are provided with a
Als weitere zur Löscheinrichtung gehörende und diese begrenzende Bauteile dienen an ihrer Oberseite ein mit dem Festkontaktstück 3 verbundenes Rückschlußpotentialblech 10, das in nicht näher dargestellter Weise mit einer Eingangsklemme 11 elektrisch leitend in Verbindung steht, und ein am Boden der Gehäusekammer befindliches Lichtbogenleitblech 12. Dieses parallel zu einem äußeren Löschblech verlaufende Lichtbogenleitblech ist im Bereich des Lichtbogenraumes in Richtung des beweglichen Kontaktstückes 4 zur guten Übernahme von dessen Lichtbogenfußpunkt geführt und trägt an seinem freien Ende 12a ein Bimetall 13 als thermischen Auslöser. Dieser ist über eine Verbindungsleitung 15 mit einer Anschlußklemme 14 und über eine flexible Leitung 16 mit dem beweglichen Kontaktstück 4 in Reihe geschaltet.As further components belonging to the extinguishing device and which delimit these serve on their upper side a return
Die Flußrichtung des Gleichstromes ist in Fig. 2 durch Pfeile angedeutet und führt von der Anschlußklemme 11 zum Festkontaktstück 3 und weiter über das bewegliche Kontaktstück 4, die Leitung 16, das Bimetall 13 und die Leitung 15 zur anderen Anschlußklemme 14. Erfolgt nun eine Abschaltung, so fließt bei sich öffnenden Kontakten ein Gleichstrom über den Schaltlichtbogen 7, der unter der Wirkung des in Fig. 1 schematisch eingezeichneten Magnetfeldes des Permanentmagneten 9 schon bei Strömen oberhalb von ungefährt 30 A über die Stufen der unteren Isolierstoffplatte 5 hinweg wirkungsvoll in den V-Schlitz 2a des Löschblechstapels geleitet wird. Insbesondere aufgrund der von der Stufe 5c bewirkten mittigen Führung des Lichtbogens auf dem Lichtbogenablaufhorn 3a kann dieser im kritischen Strombereich von etwa 30 bis 100 A über angedeutete Zwischenstellungen 7a, 7b, 7c in die Verengung 2a' des V-Schlitzes einlaufen. Dieser Vorgang wird durch den größeren Luftspalt zum Magneten aufgrund der vor den Löschblechen verdickten unteren Isolierstoffplatte zusätzlich unterstützt.The direction of flow of the direct current is indicated by arrows in FIG. 2 and leads from the
Ist der Lichtbogen in die Verengung des V-Schlitzes eingelaufen und hat Teillichtbögen zwischen den Löschblechen entsprechend den Positionen 7d, 7e gebildet; so wirkt die sich aufbauende Lichtbogenspannung der treibenden Gleichspannung entgegen. Insbesondere bei längerer Lichtbogenbrenndauer und Gleichströmen von mehr als 100 A besteht jedoch die Gefahr, daß die Teillichtbogen zwischen den Oberflächen der Löschbleche in den Entstehungsraum zurücklaufen (über Pfeile angedeutet). Mit den kammartigen Einlagen 8 wird nunmehr erreicht, daß diese Lichtbögen nur bis in Position 7f vor diese Sperren laufen können und nicht auf die Zungen 2b bzw. 2c gelangen. Hier wären solche Lichtbögen nur noch von wenig Eisen auf den schmalen Zungenenden umgeben und ihr Stehenbleiben auf den inneren Konturen des V-Schlitzes die Folge. Dies wird durch die Erfindung jedoch ausgeschlossen, so daß der Schaltlichtbogen von Gleichströmen ab etwa 30 A sicher im breiteren Teil der Löschbleche gelöscht wird.Has the arc run into the narrowing of the V-slot and has partial arcs formed between the quenching plates in accordance with positions 7d, 7e; the arcing voltage that builds up counteracts the driving direct voltage. Especially with longer arc burning times and direct currents of more than 100 A, however, there is a risk that the partial arcs will run back between the surfaces of the quenching plates into the area of origin (indicated by arrows). With the comb-like inserts 8 it is now achieved that these arcs can only run up to position 7f in front of these barriers and cannot reach the
Kleinere Gleichströme bis etwa 30 A werden hingegen aufgrund der Abstufung 2b'' der Löschblechzungen über die Stirnfläche der Isolierstoffplatte 5 in die rinnenartige Vertiefung 2a'' gezogen und dort an den Zungenenden der Löschblechkontur gelöscht (Pos. 7c').Smaller direct currents up to about 30 A, however, are drawn due to the
Neben einem hohen Gleichstrom-Abschaltvermögen, insbesondere bei großer Zeitkonstante, erlaubt die erfindungsgemäße Löscheinrichtung zugleich auch ein höheres Wechselstrom-Abschaltvermögen. Dies wird insofern erreicht, als bei entgegengesetzt fließender Stromrichtung durch die treppenartige Verdickung der unteren Isolierstoffplatte 5 eine geringere Entmagnetisierung des Permanentmagneten 9 in dem für Gleichstromabschaltungen wichtigen Bereich erfolgt.In addition to a high DC cut-off capacity, especially with a large time constant, the quenching device according to the invention also allows a higher AC cut-off capacity. This is achieved insofar as the demagnetization of the permanent magnet 9 takes place in the region important for direct current cutoffs due to the step-like thickening of the lower insulating
Statt kammartiger Einlagen können die Lichtbogenlaufsperren auch durch entsprechende zwischen die Löschbleche greifende Gehäusestege oder durch lokale Isolationen direkt auf der Oberfläche der Löschbleche in den Zonen, in denen die Zähne 8a über die Zungen 2b bzw. 2c greifen, erfolgen. Für diese lokalen Isolationen können Klebestreifen, Lack oder entsprechende Stoffe eingesetzt werden.Instead of comb-like inlays, the arc barriers can also be provided by means of appropriate housing webs which grip between the quenching plates or by local insulation directly on the surface of the quenching plates in the zones in which the teeth 8a grip over the
Claims (9)
- Quenching equipment for a circuit breaker, in particular for an alternating and direct current circuit breaker, with a stack of several ferromagnetic quenching laminations (2), which are disposed one beside the other at a spacing in a housing chamber and each provided at their narrow side facing a contact place with a funnel-shaped V-slot (2a) forming two projecting tongues, and with two insulating material plates (5), which are arranged transversely in front of the quenching laminations, lie against the end faces of the tongues to both sides of the V-slot and flank the contact place and of which at least one covers a permanent magnet (9), characterised thereby, that the individual quenching laminations (2) are provided with insulating narrow arc movement barriers (8) in about the central region of their tongues (2b, 2c) on their surfaces and from both outer longitudinal edges (2d) each time to the V-slot (2a) in such a manner that the arc return movement of the partial arc ends (7d, 7e) from that respective areal region of the quenching laminations (2), which receives the constriction (2a') at the end of the V-slot (2a), to those parts of the tongues (2b, 2c), which are disposed in front of the arc movement barriers (8), is prevented.
- Quenching equipment according to claim 1, characterised thereby, that the arc movement barriers are each formed of a respective comblike insert (8) of insulating material, which insert is disposed between the quencing laminations (2) and engages at both sides of the stack and the teeth (8a) of which each fill out a respective gap between the surfaces of the individual tongues (2b, 2c) to the V-slot (2a), wherein the comb spine (8b) is led over those longitudinal edges (2d) of the quencing laminations (2), which are provided with a notch (2b', 2c').
- Quenching equipment according to claim 1, characterised thereby, that the arc movement barriers are formed by means of narrow housing webs shaped on at the walls of the housing chamber (1) to be projecting therefrom and each time filling out the gap between the tongues (2b, 2c) of the individual quenching laminations (2) to the V-slot (2a).
- Quenching equipment according to claim 1, characterised thereby, that the arc movement barriers are each formed by limited local insulations on the surfaces of the tongues (2, 2c) by means of adhesive strips, enamel or similar insulating materials.
- Quenching equipment according to one of the claims 1 to 4, characterised thereby, that an insulating material plate (5), which covers the permanent magnet (9) and protrudes by a projection (5a) to the housing wall of the quenching chamber (1), engages over an end face of the permanent magnet (9) in front of the end face outline of the quenching laminations (2) and the insulating material plate (5) above the permanent magent (9) is formed by a rising staircaselike thickening (5b, 5c) from the planar region (5d), which flanks the contact place (3, 4), to the quenching laminations (2).
- Quenching equipment according to claim 5, characterised thereby, that the staircaselike thickening rises out of the planar region (5d) with bevelled transition in a first step (5b) before about three quarters of the number of the quenching laminations, which lie further away from an arc-spreading horm (3a) of the fixed contact member (3).
- Quenching equipment according to one of the claims 5 and 6, characterised thereby, that the staircaselike thickening (5b, 5c) is formed in the region, which is situated behind the arc-spreading horn (3a), before the remaining about quarter of the quenching laminations (2) in a second step (5c), which is higher than the first step (5b) and reaches almost to the centre plane of arc-spreading horn (3a) and thereby also of the V-slot (2a).
- Quenching equipment according to one of the claims 5 to 7, characterised thereby, that the insulating material plate (5) flanks the fixed contact member (3) laterally by the planar region (5d) and is led by the thickened second step (5c) directly to the arc-spreading horn (3a).
- Quenching equipment according to one of the claims 5 to 8, characterised thereby, that the second step (5c) of the thickening is led bevelled about parallely to the arc-spreading horn (3a) and the first step (5b) is thereby enlarged in trapezium shape towards the quenching laminations (2).
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