EP1017072A2 - Electric commutation device, in particular a circuit breaker - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an electrical sound device, in particular a circuit breaker, according to the preamble of claim 1.
- the quenching device in which the arc is finally extinguished includes several at a distance in an arc quenching plate package arranged arc-quenching plates, which from their facing the contact point Edge outgoing recesses that correspond to the switching task narrow towards the back, i.e. in the direction of the arc, causing the arc can more easily enter the arc extinguishing device.
- the one in the area of the contact point The prechamber area in front of the arc extinguishing plates is on both sides covered by insulating plates, which are usually made of ceramic; it exists also the possibility that these insulating panels are made of plastic, the at Occurrence of an arc gives off gas, which supports the extinguishing process.
- This Isolierstoffplatten are arranged at a distance from the housing inner walls, so that a flow around the insulating material plates through the arc gases and beyond pressure equalization is also possible.
- the two additional insulation panels require in addition to the parts costs, a corresponding assembly effort, so that the There is a desire to save these insulating material plates.
- the object of the invention is to continue the switching device of the type mentioned improve and without insulation panels an optimal migration of the arc as well to allow pressure equalization in front of and behind the arc.
- the distance to the quenching plates decreases.
- the switchgear is provided with arc extinguishing plates, from the prechamber area facing edge a narrowing in the arc running direction recess goes out, then have the wall sections immediately in front of the release plate package one of the clear width of the recess in the edge area equal or slightly closer distance. At this shorter distance everyone can Wall section have a convex curvature to the other wall section, thereby achieving an improvement in the shape of the nozzle.
- the housing 10 for a circuit breaker is cup-shaped and has a housing wall 11, which extends from walls 12 formed integrally thereon a bowl is added.
- This bowl has recesses 13 and 14 for receiving a connecting terminal and other impressions that are not important here are.
- the reference number 15 denotes the rear bottom wall of the assembled Switching device and in the area of the bottom wall 15 there is a prechamber 16 and behind it a room 17 for receiving an arc quenching plate package, the Conclusion by a perpendicular to the bottom wall 15 and the inner surface comb-shaped end wall 18 is completed, in which there are slots 19 which Make exhaust openings for the hot switching gases.
- the antechamber 16 has an arcuate section 20 from which downstream connects a wall section 21 which runs obliquely and at its in Arc running seen rear end edge 22 a greater distance from the
- the inner surface of the room 17 has the wall section 20. can the wall section 20 lie in the same plane as the inner surface of the room of the area 17.
- the area 17 is the inner wall surface of the housing 10.
- a shoulder 23 In the direction of the arc running seen in front of the wall section 20 is a shoulder 23, which is approximately in the Height of the edge 22; from this paragraph 23 the inner wall falls in a kind of embankment off to section 20; this embankment runs approximately to the edge 22.
- a Shaped guide wall 25 which surrounds the wall section 20 in a horseshoe shape and has a slot 26 located opposite to the direction of arc travel, which with a space 27 between the wall 25 and one Clamping space 13 final boundary wall 28 is formed. How 2, the wall 25 ends at a certain distance from the bottom wall 15, so that arc gases have a return flow path outside the wall 25 according to arrow direction P is made possible.
- the section 25a of the wall lying opposite the bottom wall 15 has a recess 32 through which the movable contact lever 33 of the circuit breaker passes through, on which the movable contact piece 34 is attached.
- the arc baffle extends obliquely within the wall 25 to the inner surface the bottom wall 15 and ends there in an arc guide rail section 29a.
- Section 29a is followed by the arc-quenching plate stack, not shown in the drawing 35 on; the arc extinguishing plates (see below) run parallel to the arc guide rail section 29a.
- the arc base point located on the movable contact piece 34 skips or commutates.
- the resulting on the fixed contact piece 38 The arc base point runs in the direction of arrow P1 to the arc guide rail section 29a and in the arc extinguishing plates 35 in which the arc is extinguished.
- FIG. 3 shows the configuration of the prechamber space.
- two housing shells 10 are provided, which are directed towards each other with their walls 12. This creates the antechamber 16, which initially widens greatly over the embankment 24 into itself opposite wall sections 20.
- the wall sections rise from these 21 on and end in the edges, which, as can be seen from Fig. 3, rounded convex are.
- wall sections 39 which run vertically and the end of the wall sections 21 form in the direction of the arc extinguisher stack 35.
- the arc quenching plate package 35 connects is composed of a plurality of arc extinguishing plates which have a cutout 41 have, which start from the edge 40 directed towards the contact point and themselves rejuvenate in it; the front edge section 40 corresponds on both sides to the recess 41 about the height of the edge 22, measured from the bottom 17; it towers over the front one Edge 40 or the edge section that between the wall section 17 and the recess 41 lies.
- the edges 22 lying immediately in front of the arc-quenching plate stack 35 have the same distance from each other as the clear width of the recesses 41 on the front edge 40 of each baffle. This is located in the area of the wall sections 20 Expansion space is dimensioned so that the movable contact piece 34 at the opening movement crosses this space.
- the facing the fixed contact piece 38 Side of the expansion space as well as the nozzle-shaped narrowing the arc guide rail 29 limits.
- the space behind the tongue 37 is with housing material 42 filled in order to prevent the switching gases from escaping at this point, since a corresponding opening commutation of the arc base would hinder from the movable contact piece 34 on the projection 37.
- the channel 27, as mentioned above, serves as a backflow channel for additional acceleration of the arc. It is crucial that the expansion space begins on the slope directly at the fixed contact piece 38.
- the height of the room between the recess 32 through which the movable contact lever 33 of the circuit breaker passes through less than the distance that the two edges 22 directly Take in front of the arc extinguishers.
- a preferred value for the The height of the cutouts 32 is 1.7 mm; the distance between the two opposite one another Edges is preferably 4.5 mm.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Schallgerät, insbesondere einen Leitungsschutzschalter, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an electrical sound device, in particular a circuit breaker, according to the preamble of claim 1.
Mit einem derartigen Schaltgerät können Kurzschlußströme abgeschaltet werden, weil der bei einer Ausschalthandlung entstehende Lichtbogen in einer entsprechenden Lichtbogenlöschkammer gelöscht wird. Die Löscheinrichtung, in der der Lichtbogen endgültig gelöscht wird, umfaßt in einem Lichtbogenlöschblechpaket mehrere auf Abstand angeordnete Lichtbogenlöschbleche, die von ihrer der Kontaktstelle zugewandten Kante ausgehende Aussparungen besitzen, die entsprechend der Schaltaufgabe sich nach hinten, also in Lichtbogenlaufrichtung, verengen, wodurch der Lichtbogen leichter in die Lichtbogenlöscheinrichtung einlaufen kann. Der im Bereich der Kontaktstelle vor den Lichtbogenlöschblechen befindliche Vorkammerbereich ist beidseitig mittels durch Isolierstoffplatten abgedeckt, die meist aus Keramik bestehen; es besteht auch die Möglichkeit, daß diese Isolierstoffplatten aus Kunststoff bestehen, der bei Auftreten eines Lichtbogens Gas abgibt, welches den Löschvorgang unterstützt. Diese Isolierstoffplatten sind in Abstand zu den Gehäuseinnenwänden angeordnet, so daß eine Umströmung der Isolierstoffplatten durch die Lichtbogengase und darüber hinaus auch ein Druckausgleich möglich sind. Die beiden zusätzlichen Isolierstoffplatten erfordern außer den Teilekosten auch einen entsprechenden Montageaufwand, so daß der Wunsch besteht, diese Isolierstoffplatten einzusparen.With such a switching device, short-circuit currents can be switched off because the arc that arises during a switch-off operation in a corresponding Arc quenching chamber is extinguished. The quenching device in which the arc is finally extinguished, includes several at a distance in an arc quenching plate package arranged arc-quenching plates, which from their facing the contact point Edge outgoing recesses that correspond to the switching task narrow towards the back, i.e. in the direction of the arc, causing the arc can more easily enter the arc extinguishing device. The one in the area of the contact point The prechamber area in front of the arc extinguishing plates is on both sides covered by insulating plates, which are usually made of ceramic; it exists also the possibility that these insulating panels are made of plastic, the at Occurrence of an arc gives off gas, which supports the extinguishing process. This Isolierstoffplatten are arranged at a distance from the housing inner walls, so that a flow around the insulating material plates through the arc gases and beyond pressure equalization is also possible. The two additional insulation panels require in addition to the parts costs, a corresponding assembly effort, so that the There is a desire to save these insulating material plates.
Aus der FR 2 575 861 B1 ist bekannt, an den Gehäuseinnenwänden der Lichtbogenkammer gegenüberliegende Rippenreihen anzuformen, zwischen denen ein zentraler Kanal bleibt. Bei der Ausbildung dieses Schalters stehen formgestalterische und preßtechnische Maßnahmen im Vordergrund. Eine optimierte Gasrückführung sowie ein schnelles Ablaufen des Lichtbogens von der Kontaktstelle in die Löschkammer sind bei einer solchen Ausgestaltung nicht ohne weiteres gewährleistet.From FR 2 575 861 B1 it is known on the housing inner walls of the arc chamber to form opposite rows of ribs, between which a central Channel remains. The design of this switch involves design and press technology Measures in the foreground. An optimized gas recirculation as well as a rapid arc discharge from the contact point into the quenching chamber are included such an embodiment is not guaranteed.
Aus der EP 0 387 761 B1 ist bekannt, an den Gehäuseinnenwänden an den Lichtbogenlaufschienen dicht anliegende Stege anzuformen; außerdem sind im Vorkammerraum verteilt Säulen bzw. Zapfen angeordnet, die den Lichtbogen seitlich begrenzen. Bei einer Lichtbogenwanderung würde durch die Rückströmung der Gase zwischen den Säulen eine evtl. hemmende Druckdifferenz vor und hinter dem Lichtbogen wirksam ausgeglichen. Durch den Wegfall von Isolierstoffplatten im Vorkammerbereich ergibt sich hierbei eine Kostenersparnis. Jedoch erscheint die Ausgestaltung der Stege und Säulen kompliziert.It is known from EP 0 387 761 B1 on the housing inner walls on the arc guide rails to form tight-fitting webs; are also in the antechamber distributed columns or pins arranged to limit the arc laterally. In the event of an arc migration, the backflow of the gases would between a possibly inhibiting pressure difference in front of and behind the arc balanced. Due to the elimination of insulating material plates in the prechamber area a cost saving. However, the design of the webs appears and pillars complicated.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Schaltgerät der eingangs genannten Art weiter zu verbessern und ohne Isolierstoffplatten eine optimale Wanderung des Lichtbogens sowie einen Druckausgleich vor und hinter dem Lichtbogen zu ermöglichen.The object of the invention is to continue the switching device of the type mentioned improve and without insulation panels an optimal migration of the arc as well to allow pressure equalization in front of and behind the arc.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruches 1.This object is achieved according to the invention by the features of claim 1.
Erfindungsgemäß ist der Vorkammerraum von zwei Wandabschnitten der Gehäuseinnenwandungen begrenzt, deren Abstand sich zu den Löschblechen hin verringert.According to the prechamber space of two wall sections of the housing inner walls limited, the distance to the quenching plates decreases.
Entscheidend für diese konstruktive Ausgestaltung ist, daß im Moment der kontaktöffnung und der Entstehung des Lichtbogens zunächst ein großer Expansionsraum zur Verfügung steht, der sich in Richtung der Lichtbogenlöschkammer düsenförmig verengt. Dabei wird ausgenutzt, daß eine Flüssigkeit oder ein Gas in einem engeren Teil einer Röhre schneller strömt, wodurch sich dort der Druck reduziert, wogegen der Druck im erweiterten Teil höher ist. Aufgrund dieser Druckdifferenz wird eine Beschleunigung des Lichtbogens in die Lichtbogenlöschkammer erzielt. Es ist außerdem aus der Literatur bekannt, daß beim Abschaltvorgang im Augenblick der kontakttrennung eine Stoßwelle entsteht, die mit Überschallgeschwindigkeit in Richtung zur Lichtbogenlöschkammer hin läuft und dort an den Löschblechzungen und ggf. auch an einer Verdämmung hinter der Kammer reflektiert wird. Aufgrund der besonderen Ausgestaltung des Vorkammerraumes wird eine bessere Abführung des Gases erreicht.It is crucial for this design that at the moment the contact is opened and the emergence of the arc initially a large expansion space Is available that narrows like a nozzle in the direction of the arc quenching chamber. It takes advantage of the fact that a liquid or a gas in a narrower part of a tube flows faster, which reduces the pressure there, whereas the Pressure in the expanded part is higher. Due to this pressure difference there is an acceleration of the arc in the arc quenching chamber. It is also from the Literature known that when switching off at the moment of contact separation Shock wave occurs, which is at supersonic speed towards the arc quenching chamber runs there and there on the fire-fighting sheet metal tongues and possibly also a dam is reflected behind the chamber. Because of the special design of the pre-chamber space a better discharge of the gas is achieved.
Wenn das Schaltgerät mit Lichtbogenlöschblechen versehen wird, von deren dem Vorkammerraum zugewandten Kante eine sich in Lichtbogenlaufrichtung verengende Aussparung ausgeht, dann besitzen die Wandabschnitte unmittelbar vor dem Lösehblechpaket einen der lichten Weite der Aussparung im Kantenbereich gleichen oder geringfügig geringeren Abstand. In diesem geringeren Abstand kann darüber hinaus jeder Wandungsabschnitt eine zum anderen Wandungsabschnitt konvexe Krümmung aufweisen, wodurch eine Verbesserung der Düsenform erzielt wird.If the switchgear is provided with arc extinguishing plates, from the prechamber area facing edge a narrowing in the arc running direction recess goes out, then have the wall sections immediately in front of the release plate package one of the clear width of the recess in the edge area equal or slightly closer distance. At this shorter distance everyone can Wall section have a convex curvature to the other wall section, thereby achieving an improvement in the shape of the nozzle.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous embodiments of the invention are the further subclaims refer to.
Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.Using the drawing, in which an embodiment of the invention is shown, the invention and further advantageous refinements and improvements the invention are explained and described in more detail.
Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Einsicht in ein erfindungsgemäß ausgestattetes Gehäuse,
- Fig. 2
- eine Einsicht in das Gehäuse mit eingebauten Lichtbogenleitschienen und beweglichem Kontaktstück, und
- Fig. 3
- eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie III-III.
- Fig. 1
- an insight into a housing equipped according to the invention,
- Fig. 2
- an insight into the housing with built-in arc guide rails and movable contact piece, and
- Fig. 3
- a sectional view along the section line III-III.
Das Gehäuse 10 für einen Leitungsschutzschalter ist schalenförmig ausgebildet und
besitzt eine Gehäusewand 11, die von an dieser senkrecht angeformten Wänden 12 zu
einer Schale ergänzt wird. Diese Schale besitzt Aussparungen 13 und 14 zur Aufnahme
einer Anschlußklemme und weitere Einprägungen, die hier nicht von Bedeutung
sind. Die Bezugsziffer 15 bezeichnet die hintere Bodenwand des montierten
Schaltgerätes und im Bereich der Bodenwand 15 befindet sich ein Vorkammerraum 16
und dahinter ein Raum 17 zur Aufnahme eines Lichtbogenlöschblechpaketes, deren
Abschluß durch eine senkrecht zur Bodenwandung 15 und zur Innenfläche verlaufende
kammförmige Abschlußwand 18 abgeschlossen ist, in der sich Schlitze 19 befinden, die
für die heißen Schaltgase Auspufföffnungen bilden.The
Der Vorkammerraum 16 besitzt einen kreisbogenförmigen Abschnitt 20, von dem aus
stromabwärts ein Wandabschnitt 21 anschließt, der schräg verläuft und an seiner in
Lichtbogenlaufrichtung gesehen hinteren Endkante 22 einen größeren Abstand von der
Innenfläche des Raumes 17 besitzt als der Wandabschnitt 20. Ggf. kann der Wandabschnitt
20 in der gleichen Ebene liegen wie die Innenfläche des Raumes des Bereiches
17. Der Bereich 17 ist die Innenwandfläche des Gehäuses 10. In Lichtbogenlaufrichtung
gesehen vor dem Wandabschnitt 20 befindet sich ein Absatz 23, der etwa in der
Höhe der Kante 22 liegt; von diesem Absatz 23 fällt die Innenwandung in einer Art Böschung
ab zum Abschnitt 20; diese Böschung verläuft etwa bis zur Kante 22. An den
Absatz 23, auf dessen dem Wandabschnitt 20 entgegengesetzt liegenden Ende ist eine
Führungswandung 25 angeformt, die den Wandabschnitt 20 hufeisenförmig umgibt und
einen entgegengesetzt zur Lichtbogenlaufrichtung befindlichen Schlitz 26 aufweist, der
mit einem Zwischenraum 27 zwischen der Wandung 25 und einer den
Klemmenaufnahmeraum 13 abschließenden Begrenzungswand 28 gebildet ist. Wie
aus Fig. 2 ersichtlich ist, endet die Wandung 25 in bestimmtem Abstand von der Bodenwand
15, so daß Lichtbogengasen ein Rückströmweg außerhalb der Wandung 25
gemäß Pfeilrichtung P ermöglicht wird. The
Auf den Absatz 23 kommt eine Lichtbogenleitschiene 29 zu liegen, die mit einer Anschlußklemme
30 verbunden ist, wobei der Verbindungsabschnitt 31 durch den Schlitz
26 hindurchgelangt.On the
Der der Bodenwand 15 entgegengesetzt liegende Abschnitt 25a der Wandung besitzt
eine Aussparung 32, durch die der bewegliche Kontakthebel 33 des Leitungsschutzschalters
hindurchgreift, an dem das bewegliche Kontaktstück 34 angebracht ist.The
Das Lichtbogenleitblech verläuft innerhalb der Wandung 25 schräg hin bis zur Innenfläche
der Bodenwand 15 und endet dort in einem Lichtbogenleitschienenabschnitt
29a.The arc baffle extends obliquely within the
An den Abschnitt 29a schließt sich das in der Zeichnung nicht näher dargestellte Lichtbogenlöschblechpaket
35 an; die Lichtbogenlöschbleche (siehe weiter unten) verlaufen
parallel zum Lichtbogenleitschienenabschnitt 29a. Am entgegengesetzten Ende des
Lichtbogenlöschblechpaketes 35 befindet sich eine weitere Lichtbogenleitschiene 36,
an der ein in den Vorkammerraum hineinragender Vorsprung 37 angeformt ist, auf den
bei einer Ausschalthandlung der am beweglichen Kontaktstück 34 befindliche Lichtbogenfußpunkt
überspringt bzw. kommutiert. Der am festen Kontaktstück 38 entstehende
Lichtbogenfußpunkt läuft in Pfeilrichtung P1 zum Lichtbogenleitschienenabschnitt 29a
und in die Lichtbogenlöschbleche 35, in denen der Lichtbogen gelöscht wird.
Die Fig. 3 zeigt die Ausgestaltung des Vorkammerraumes. Im montierten Zustand,
wenn das Schaltgerät zusammengebaut ist, sind zwei Gehäuseschalen 10 vorgesehen,
die mit ihren Wandungen 12 gegeneinander gerichtet sind. Dadurch entsteht der Vorkammerraum
16, der sich über die Böschung 24 zunächst stark erweitert bis in die sich
gegenüberliegenden Wandabschnitte 20. Von diesen aus steigen die Wandabschnitte
21 an und enden in den Kanten, die, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, konvex abgerundet
sind. Daran schließen sich Wandabschnitte 39 an, die senkrecht verlaufen und den Abschluß
der Wandabschnitte 21 in Richtung zum Lichtbogenlöschblechpaket 35 bilden.
An diesen Wandabschluß 39 schließt sich das Lichtbogenlöschblechpaket 35 an, das
aus mehreren Lichtbogenlöschblechen zusammengesetzt ist, die eine Aussparung 41
besitzen, die von der zur Kontaktstelle hin gerichteten Kante 40 ausgehen und sich
darin verjüngen; der vorder Kantenabschnitt 40 beidseitig zur Aussparung 41 entspricht
etwa der Höhe der Kante 22, gemessen vom Boden 17 aus; er überragt die vordere
Kante 40 bzw. den Kantenabschnitt, der zwischen dem Wandabschnitt 17 und der Aussparung
41 liegt.3 shows the configuration of the prechamber space. When assembled,
if the switching device is assembled, two
Die unmittelbar vor dem Lichtbogenlöschblechpaket 35 liegenden Kanten 22 besitzen
einen gleichen Abstand voneinander wie die lichte Weite der Aussparungen 41 an der
vorderen Kante 40 jedes Löschbleches. Dieser im Bereich der Wandabschnitte 20 befindliche
Expansionsraum ist so bemessen, daß das bewegliche Kontaktstück 34 bei
der Öffnungsbewegung diesen Raum durchquert. Die dem Festkontaktstück 38 zugewandte
Seite des Expansionsraumes sowie die düsenförmige Verengung werden durch
die Lichtbogenleitschiene 29 begrenzt. Der Raum hinter der Zunge 37 ist mit Gehäusematerial
42 angefüllt, um ein Ausströmen der Schaltgase an dieser Stelle zu verhindern,
da eine entsprechende Öffnung die Kommutierung des Lichtbogenfußpunktes
vom beweglichen Kontaktstück 34 auf den Vorsprung 37 behindern würde. Der Kanal
27 dient, wie oben erwähnt, als Rückströmungskanal, der für eine zusätzliche Beschleunigung
des Lichtbogens sorgt. Entscheidend ist dabei, daß der Expansionsraum
über die Böschung unmittelbar am Festkontaktstück 38 beginnt.The
Bei einer besonders günstigen Ausgestaltung der Erfindung ist die Höhe des Raumes
zwischen der Aussparung 32, durch die der bewegliche Kontakthebel 33 des Leitungsschutzschalters
hindurchgreift, geringer als der Abstand, den die beiden Kanten 22 unmittelbar
vor den Lichtbogenlöschblechen einnehmen. Ein bevorzugter Wert für die
Höhe der Aussparungen 32 beträgt 1,7 mm; der Abstand der beiden sich gegenüberliegenden
Kanten beträgt in bevorzugter Weise 4,5 mm.In a particularly favorable embodiment of the invention, the height of the room
between the
Claims (6)
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