EP0358288B1 - Kontaktanordnung für einen Leistungsschalter mit Vor- und Hauptkontakten - Google Patents

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EP0358288B1
EP0358288B1 EP89250028A EP89250028A EP0358288B1 EP 0358288 B1 EP0358288 B1 EP 0358288B1 EP 89250028 A EP89250028 A EP 89250028A EP 89250028 A EP89250028 A EP 89250028A EP 0358288 B1 EP0358288 B1 EP 0358288B1
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EP
European Patent Office
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contact
main contacts
contacts
contact lever
current
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EP0358288A2 (de
EP0358288A3 (de
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Clifford A. Buxton
David A. Leone
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/38Auxiliary contacts on to which the arc is transferred from the main contacts
    • H01H9/383Arcing contact pivots relative to the movable contact assembly
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/44Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet

Definitions

  • the invention relates to a contact arrangement for a circuit breaker with fixed main contacts and a pre-contact and with a pivotally mounted relative to these contacts, also having main contacts and a pre-contact contact lever and with a device for accelerated transfer occurring at the main contacts switching arcs to the pre-contacts, the contact lever has a recess on its contacting underside, facing away from the pre-contact, at a first distance from the main contacts and on its opposite top side at a second, greater distance from the main contacts.
  • a contact arrangement of this type is known from EP-A-0 206 882.
  • the device for accelerated transfer of switching arcs to the pre-contacts comprises a special design of the path of the switching arcs in such a way that a fixed arcing horn has a bend pointing in the direction of the contact movement.
  • a zone with a small opening width is hereby formed in order to avoid the risk of reignition.
  • the arcing horns form diverging paths that start from the contacts and encourage the switching arcs to migrate with increasing length.
  • the invention has for its object to effect the transfer of the switching arcs from the main contacts to the pre-contacts in a simpler manner and in particular without additional parts.
  • the depressions have a rounded contour on their bottom and that the depression provided on the contact-making underside of the contact lever is arranged immediately afterwards on the main contacts located there, the distance between the depressions being such that in one Area of the contact lever is opposite to the direction of the current, forming a current loop.
  • This design leads to such a course of the current path within the contact lever that the current threads undergo a loop-shaped deflection and thereby directly generate an electrodynamic propulsive force which drives an arc which arises at the main contacts in the direction of the preliminary contacts. In this way, a dwelling of such a switching arc at the main contacts and thus an undesired stress on the main contacts important for the permanent load is avoided. Since the burn-up is thus kept as low as possible, erosion and a concomitant increase in contact resistance and heating during operation are avoided. By rounding the depressions, an adverse influence on the strength of the contact lever is avoided.
  • a major advantage of the contact arrangement according to the invention is that the device for driving the switching arcs on the main contacts is an integral part of the contact lever and is in the immediate vicinity of the main contacts.
  • the contact arrangement shown in the figure can be, for example, the part of the current path of a compact low-voltage circuit breaker with an insulating housing (MCCB).
  • the current path comprises a stationary connecting rail 10 with a current-transmitting joint arrangement 12, to which a joint region 14 with a circular contour belongs at the end of a contact lever 18 pivotably mounted about a pivot axis 16.
  • the contact lever 18 is provided with a plurality of main contacts arranged parallel to one another and with an arcing horn 22 and a pre-contact 24 attached to it.
  • a further fixed connecting rail 26 is arranged, which carries fixed main contacts 28 and a fixed pre-contact 30.
  • the contact lever 18 ensures that such switching arcs are transferred as quickly as possible to the pre-contacts 24 and 30, from which they are known in a known manner via arcing horns get into an extinguishing chamber.
  • the contact lever 18 has a depression 32 on its contacting underside immediately following the area of the main contacts 20.
  • a further depression 34 is arranged at a distance from this on the opposite upper side of the contact lever 18, which depression is formed by the kink.
  • the current flowing through the contact lever 18 through the recesses 32 and 34 is caused to loop in such a way that current threads flow locally in parallel planes 38 and 40 which extend on both sides of the recess 32.
  • the plane 40 runs approximately through the axes of the main contacts 20 and 28.
  • areas 42 and 44 arise in the planes 38 and 40 due to the deflection of the current filaments, in which the direction of the current is opposite.
  • the current loop formed in this way tends to expand in the direction of the pre-contacts 24 and 30 and thus quickly transfer the switching arcs ignited at the main contacts 20 and 28 to the pre-contacts 24 and 30 and the subsequent arcing horn 22 located at the end of the contact lever 18.
  • the effect of the current loop can be made stronger or weaker. If, for example, the depression 34 is designed as a kink or offset according to the drawn-out contour of the contact lever 18, then the loop effect is less than with a further-reaching depression approximately corresponding to the dashed contours 46 and 48.
  • the areas 42 and 44 in the course of the current path 36, which are traversed by the current antiparallel, have different lengths depending on the design of the recess 32 and therefore result in a more or less pronounced loop effect.
  • the depressions have a rounded contour.
  • the strength of the contact lever 18 is influenced as little as possible.

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  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
  • Breakers (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kontaktanordnung für einen Leistungsschalter mit feststehenden Hauptkontakten und einem Vorkontakt sowie mit einem relativ zu diesen Kontakten schwenkbar gelagerten, gleichfalls Hauptkontakte und einem Vorkontakt aufweisenden Kontakthebel sowie mit einer Einrichtung zur beschleunigten Überleitung an den Hauptkontakten auftretender Schaltlichtbögen zu den Vorkontakten, wobei der Kontakthebel an seiner kontaktgebenden und dem Vorkontakt abgewandten Unterseite in einer ersten Entfernung von den Hauptkontakten eine Vertiefung und an seiner gegenüberliegenden Oberseite in einer zweiten, größeren Entfernung von den Hauptkontakten eine weitere Vertiefung aufweist.
  • Eine Kontaktanordnung dieser Art ist durch die EP-A-0 206 882 bekannt geworden. Die Einrichtung zur beschleunigten Überleitung von Schaltlichtbögen auf die Vorkontakte umfaßt dabei eine besondere Gestaltung des Laufweges der Schaltlichtbögen in der Weise, daß ein feststehendes Lichtbogenhorn eine in der Richtung der Kontaktbewegung weisende Biegung aufweist. Hierdurch wird eine Zone geringer Öffnungsweite gebildet, um die Gefahr einer Wiederzündung zu vermeiden. Die Lichtbogenhörner bilden von den Kontakten ausgehende divergierende Laufwege, die eine Wanderung der Schaltlichtbögen mit zunehmender Länge begünstigen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Überleitung der Schaltlichtbögen von den Hauptkontakten zu den Vorkontakten auf einfachere Weise und insbesondere ohne zusätzliche Teile zu bewirken.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Vertiefungen an ihrem Boden eine abgerundete Kontur aufweisen und daß die an der kontaktgebenden Unterseite des Kontakthebels vorgesehene Vertiefung an die dort befindlichen Hauptkontakte unmittelbar anschließend angeordnet ist, wobei der Abstand zwischen den Vertiefungen derart bemessen ist, daß in einem Bereich des Kontakthebels die Richtung des Stromes unter Bildung einer Stromschleife entgegengesetzt ist. Diese Gestaltung führt zu einem solchen Verlauf der Strombahn innerhalb des Kontakthebels, daß die Stromfäden eine schleifenförmige Umlenkung erfahren und hierdurch unmittelbar eine elektrodynamishe Vortriebskraft entsteht, die einen an den Hauptkontakten entstehenden Lichtbogen in Richtung der Vorkontakte treibt. Hierdurch wird ein Verweilen eines solchen Schaltlichtbogens an den Hauptkontakten und damit eine unerwünschte Beanspruchung der für die Dauerbelastung wichtigen Hauptkontakte vermieden. Da somit der Abbrand so gering wie möglich gehalten wird, unterbleibt eine Erosion und eine damit einhergehende Erhöhung des Übergangswiderstandes und der Erwärmung im Betrieb. Durch Abrundungen der Vertiefungen wird ein nachteiliger Einfluß auf die Festigkeit des Kontakthebels vermieden.
  • Ein wesentlicher Vorteil der Kontaktanordnung nach der Erfindung besteht darin, daß die Einrichtung zum Antrieb der Schaltlichtbögen an den Hauptkontakten integraler Bestandteil des Kontakthebels ist und sich in unmittelbarer Nähe der Hauptkontakte befindet.
  • Es ist an sich bei Schaltkontakten bekannt, durch die Form eines Kontakthebels eine Stromschleife zu bilden (US-A-3 192 344). Ein solcher, insgesamt als Stromschleife ausgebildeter Kontakthebel weist jedoch eine für die gemeinsame Anwendung von Haupt- und Vorkontakten ungünstige Gestalt auf. Ferner ist es bei einem Hochspannungs-Trennschalter bekannt geworden (US-A-2 777 921), durch Einschnitte in einem Schaltstück Stromschleifen zu schaffen.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Figur gezeigten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
  • Bei der in der Figur gezeigten Kontaktanordnung kann es sich beispielsweise um den Teil der Strombahn eines kompakten Niederspannungs-Leistungsschalters mit Isolierstoffgehäuse (MCCB) handeln. Die Strombahn umfaßt eine ortsfeste Anschlußschiene 10 mit einer stromübertragenden Gelenkanordnung 12, zu der ein Gelenkbereich 14 mit kreisförmiger Kontur am Ende eines um eine Schwenkachse 16 schwenkbar gelagerten Kontakthebels 18 gehört. An seinem gegenüberliegenden Ende ist der Kontakthebel 18 mit mehreren parallel zueinander angeordneten Hauptkontakten sowie mit einem Lichtbogenhorn 22 und einem daran angebrachten Vorkontakt 24 versehen.
  • Den an dem Kontakthebel 18 angebrachten bewegbaren Kontakten 20 und 24 gegenüberstehend ist eine weitere ortsfeste Anschlußschiene 26 angeordnet, die feststehende Hauptkontakte 28 und einen feststehenden Vorkontakt 30 trägt.
  • Bei den Schaltvorgängen ist es nicht ausgeschlossen, daß auch an den hierfür nicht vorgesehenen Hauptkontakten 20 und 28 Schaltlichtbögen entstehen. Dies ist unerwünscht, weil die Hauptkontakte im Interesse eines möglichst geringen Übergangswiderstandes und damit im Interesse einer möglichst geringen Erwärmung im Zustand der Dauereinschaltung ein Abbrand oder eine sonstige ungünstige Veränderung möglichst unterbleiben soll. Da sich aber Schaltlichtbögen an dieser Stelle nicht zuverlässig vermeiden lassen, wird durch eine besondere Gestaltung des Kontakthebels 18 dafür gesorgt, daß solche Schaltlichtbögen so rasch wie möglich zu den Vorkontakten 24 und 30 übergeleitet werden, von denen sie in bekannter Weise über Lichtbogenhörner in eine Löschkammer gelangen. Wie in der Figur gezeigt, weist der Kontakthebel 18 an seiner kontaktgebenden Unterseite unmittelbar anschließend an den Bereich der Hauptkontakte 20 eine Vertiefung 32 auf. Ferner ist im Abstand hiervon an der gegenüberliegenden Oberseite des Kontakthebels 18 eine weitere Vertiefung 34 angeordnet, die durch die Abknickung gebildet ist.
  • Wie durch eine ausgezogene Linie 36 dargestellt, wird der durch den Kontakthebel 18 fließende Strom durch die Vertiefungen 32 und 34 zu einer schleifenförmigen Umlenkung derart veranlaßt, daß örtlich Stromfäden in parallelen Ebenen 38 und 40 fließen, die sich beidseitig der Vertiefung 32 erstrecken. Die Ebene 40 verläuft dabei etwa durch die Achsen der hauptkontakte 20 und 28. Wie anhand der Figur zu erkennen ist, entstehen aufgrund der Umlenkung der Stromfäden in den Ebenen 38 und 40 Bereiche 42 und 44, in denen die Richtung des Stromes entgegengesetzt ist. Die so gebildete Stromschleife ist bestrebt, sich in Richtung der Vorkontakte 24 und 30 zu erweitern und somit die an den Hauptkontakten 20 und 28 gezündeten Schaltlichtbögen rasch auf die Vorkontakte 24 und 30 und das anschließende, am Ende des Kontakthebels 18 befindliche Lichtbogenhorn 22 zu überführen.
  • Durch die Gestalt der Vertiefung 34 kann die Wirkung der Stromschleife stärker oder schwächer bemessen werden. Wird beispielsweise die Vertiefung 34 entsprechend der ausgezogenen Kontur des Kontakthebels 18 als Knick oder Abkröpfung ausgeführt, so ist die Schleifenwirkung geringer als bei einer noch weiter reichenden Vertiefung etwa entsprechend den gestrichelten Konturen 46 und 48. Die Bereiche 42 und 44 im Verlauf der Strombahn 36, die vom Strom antiparallel durchflossen werden, sind je nach der Ausführung der Vertiefung 32 unterschiedlich lang und ergeben daher eine mehr oder weniger ausgeprägte Schleifenwirkung.
  • In jeder der erläuterten Ausführungen weisen die Vertiefungen eine abgerundete Kontur auf. Die Festigkeit des Kontakthebels 18 wird hierdurch so gering wie möglich beeinflußt.

Claims (1)

  1. Kontaktanordnung für einen Leistungsschalter mit feststehenden Hauptkontakten (28) und einem Vorkontakt (30) sowie mit einem relativ zu diesen Kontakten (28, 20) schwenkbar gelagerten, gleichfalls Hauptkontakte (20) und einen Vorkontakt (24) aufweisenden Kontakthebel (18) und mit einer Einrichtung zur beschleunigten Überleitung an den Hauptkontakten auftretender Schaltlichtbögen zu den Vorkontakten (24, 20), wobei der Kontakthebel (18) an seiner kontaktgebenden und dem Vorkontakt (24) abgewandten Unterseite in einer ersten Entfernung von den Hauptkontakten (20) eine Vertiefung (32) und an seiner gegenüberliegenden Oberseite in einer zweiten, größeren Entfernung von den Hauptkontakten eine weitere Vertiefung (34) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (32, 34) an ihrem Boden eine abgerundete Kontur aufweisen und daß die an der kontaktgebenden Unterseite des Kontakthebels (18) vorgesehene Vertiefung (32) an die dort befindlichen Hauptkontakte (20) unmittelbar anschließend angeordnet ist, wobei der Abstand zwischen den Vertiefungen (32, 34) derart bemessen ist, daß in einem Bereich des Kontakthebels (18) die Richtung des Stromes unter Bildung einer Stromschleife entgegengesetzt ist.
EP89250028A 1988-09-08 1989-09-07 Kontaktanordnung für einen Leistungsschalter mit Vor- und Hauptkontakten Expired - Lifetime EP0358288B1 (de)

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