EP1073078A2 - Lichtbogenlöschblechpaket für ein elektrisches Schaltgerät - Google Patents

Lichtbogenlöschblechpaket für ein elektrisches Schaltgerät Download PDF

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EP1073078A2
EP1073078A2 EP00115257A EP00115257A EP1073078A2 EP 1073078 A2 EP1073078 A2 EP 1073078A2 EP 00115257 A EP00115257 A EP 00115257A EP 00115257 A EP00115257 A EP 00115257A EP 1073078 A2 EP1073078 A2 EP 1073078A2
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arc
arc quenching
package
plates
sheets
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Erwin Dipl.-Ing. Muders
Richard Dipl.-Ing. Kommert
Rudolf Sellner
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ABB Patent GmbH
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    • 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
    • H01H9/36—Metal parts

Definitions

  • the invention relates to an arc extinguishing plate package for an electrical switching device, especially for a circuit breaker and the like. According to the preamble of Claim 1.
  • a circuit breaker, motor protection switch or the like Has the task of the so-called. Switch nominal load; a short-circuit current must also be switched off, in particular a circuit breaker also has the task of short-circuit current to limit the so-called prospective short-circuit current to the network charged.
  • the performance can also be increased if instead of a single one Contact point two contact points are provided; the same applies to these Problem like with corresponding higher breaking capacities.
  • the object of the invention is to provide a perforated arc stack for an electrical one To create switches, especially for a circuit breaker, in which the number the arc quenching plate is increased with the same package size.
  • the arc quenching plates which are arranged in the package are bent over a line running in the direction of the arc, so that two are parallel form running and offset sheet metal sections; the sheets are then laid one on top of the other, an insulating layer being placed between the touching sections is, whereas the other sections of two adjacent sheets each Take the required distance between the arc extinguishers.
  • An angled sheet and a flat sheet can alternate be touching side by side or on top of each other.
  • the contact surfaces only adjoin a longitudinal edge of the sheets, whereas the sections that have the normal distance to the other longitudinal edge connect; there is also the possibility that the contact surfaces alternate border on opposite longitudinal edges.
  • a further embodiment of the invention can go so that all sheets are bent are and, and that the bend line of all bent sheets in the middle of the Package or off-center.
  • the insulation can be achieved by insulating the individual sheets in the contact areas be educated; there is also the possibility that the insulation is through Webs is formed in the housing of the switching device receiving the package. In this In this case, the sheets are guided directly in the housing.
  • Fig. 1 shows a view of a circuit breaker 10, which is in a housing 11 a switch lock 12, an electromagnetic trigger 13, a thermal Trigger 14, a movable switching lever 15 and a fixed contact piece 16th having.
  • the fixed contact piece 16 is a first arc guide rail 17 and the movable contact piece 15a arranged on the switching lever 15 has a second one Arc guide rail 18 associated with one of several arc quenching plates Take existing arc extinguishing package 19 between them.
  • the distance between the individual Extinguishing sheets do not fall below a certain value, otherwise the arc extinguishing ability is disturbed.
  • Fig. 2 shows a first embodiment of such angled arc quenching plates.
  • the arc quenching package described here alternately has a smooth, planar quenching plate 20, to which a cranked quenching plate 21 connects; on this closes a smooth quenching plate 22 and a cranked one Extinguishing plate 23, etc. 2, the quenching plate 21, 23 ... bent in the middle, along a bend line, in the direction of the arc runs.
  • two sections 25, 26 are formed, which are parallel to each other, the one surface 27 of the one section 25 in the same
  • the plane lies like the opposite surface 28 of the other section.
  • the flat quenching plate 20 bears directly on the section 26 and on the section 25 puts on the next flat sheet 22, etc.
  • each arc blanket 36, 37 ... is in its Center line bent, being on the opposite outer surfaces of the Quenching plate package are two flat quenching plates 38 and 39; these quenching sheets can also be formed by the arc guide rails 17, 18.
  • the configuration according to FIG. 4 is similar to the arrangement according to FIG. 2. Only located the contact surfaces of two bent plates 50, 51 with the one in between flat sheet 52 located on one side, whereas the corresponding sections of the bent plates 51, 53, which is the fire-extinguishing plate located between them touch, on the other side of the crank line 55.
  • the thus formed Pairs of contact surfaces are alternately to the left and right of the crank line.
  • the insulating layer 29, 30, 31 etc. can be coated by coating the corresponding sections of the arc quenching plates.
  • Housing 11 of the circuit protection switch 10 corresponding wall projections are provided are between which the individual arc quenching plates are guided.
  • own package housing which in principle in the same way as the area of the housing 10 of the circuit breaker which receives the extinguishing plates is trained to create that the individual arc quenching plates in the 2 to 4 shown in relation to each other.
  • the invention is illustrated using three exemplary embodiments. It goes without saying that variations of these arrangements are within the scope of the invention fall; it is assumed that the individual arc quenching plates in certain Areas are placed directly on top of each other with the interposition of insulation, whereas they are suitable for guiding and extinguishing an arc in other areas Distance. 2 to 4 is the offset line arranged in the center, there is of course also the possibility of the crank line one of the cranked quenching sheet pact closer to the one longitudinal edge and the of the following quenching plate closer to the other longitudinal edge of the quenching plate package to lay so that almost two bend lines or planes are formed and the gaps, in which the arc is located, overlap the center line.
  • cranking level is understood to mean that level which is above that of one another Bend lines is stretched. In the embodiments according to FIGS. 2 to 4 is only a cranking plane is present; if there are two cranking levels, take it a distance between them that does not hinder a good deletion.

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Abstract

Es wird ein Lichtbogenlöschblechpaket (19) für ein elektrisches Schaltgerät (10), insbesondere für einen Leitungsschutzschalter und Motorschutzschalter, mit mehreren in Abstand zueinander angeordneten Lichtbogenlöschblechen beschrieben, zwischen denen ein Lichtbogen in mehrere Teillichtbögen unterteilt wird. In dem Paket sind Lichtbogenlöschbleche (20, 21, 22, 23; 38, 36, 37; 50 bis 54) angeordnet, die um eine in Lichtbogenlaufrichtung verlaufende Linie (24, 43, 55) abgekröpft sind, so daß sich zwei parallel verlaufende Blechabschnitte (25, 26) bilden. Die Bleche sind aneinander gelegt, wobei zwischen den sich berührenden Abschnitte eine Isolierschicht (29, 31) untergebracht ist, wogegen die anderen Abschnitte je zweier benachbarter Bleche den üblichen Abstand, der zur Lichtbogenlöschung erforderlich ist, zwischen sich nehmen. Dadurch können Löschbleche in einem Paket bei gleicher Raumgröße untergebracht werden als in einem solchen Paket, in dem alle Bleche ebenflächig sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lichbogenlöschblechpaket für ein elektrisches Schaltgerät, insbesondere für einen Leitungsschutzschalter und dgl. gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Ein Leitungsschutzschalter, Motorschutzschalter oder dgl. hat die Aufgabe, die sog. Nennlast zu schalten; darüberhinaus muß auch ein Kurzschlußstrom abgeschaltet werden, wobei insbesondere ein Leitungsschutzschalter auch die Aufgabe hat, den Kurzschlußstrom zu begrenzen, damit der sog. prospektive Kurzschlußstrom das Netz nicht belastet.
Bei Leitungsschutzschaltern oder Motorschutzschaltern wird beim Abschalten ein Lichtbogen zwischen einem beweglichen und einem festen Kontaktstück gezogen, der aufgrund der besonderen Ausgestaltung der Kontaktstelle oder aufgrund von besonderen Maßnahmen, wie beispielsweise ein durch eine sog. Blasschleife erzeugtes elektrisches Feld, von der Kontaktstelle weg in ein Lichtbogenlöschblechpaket getrieben wird , das aus mehreren parallel zueinander und in bestimmtem Abstand zueinan der angeordneten Blechen zusammengesetzt ist. Wenn der Lichtbogen in ein solches Lichtbogenlöschblechpaket auch, Deion-Blechpaket genannt, einläuft, wird er in eine Anzahl von Teillichtbögen unterteilt, die zwischen je zwei einander benachbarten Löschblechen brennen. Aufgrund des Spannungsabfalls an den jeweiligen Lichtbogenfußpunkten wird der Strom begrenzt und gelöscht.
Zur Erhöhung der Abschaltleistung gibt es eine Reihe von Maßnahmen; die obenerwähnte Blasschleife ist einer jener Maßnahmen. Es besteht auch die Möglichkeit, daß beidseitig zur sog. Vorkammer, in der der Lichtbogen gezogen wird, Kammerplatten angeordnet sind, die unter Umständen aus gasabgebenden Materialien bestehen können. Grundsätzlich gilt aber, daß die Abschaltleistung umso größer ist, je mehr Lichtbogenlöschbleche in dem betreffenden Paket untergebracht sind. Da der Abstand der Lichtbogenlöschbleche einen bestimmten Mindestwert nicht unterschreiten darf, weil sonst aufgrund des Aufschmelzens ein Perlbildung erfolgt und weil die Deionspannung einen bestimmten Wert nicht unterschreiten darf, kann die Anzahl der Löschbleche nur dadurch vergrößert werden, daß auch das Lichtbogenlöschblechpaket insgesamt einen größeren Raum einnimmt. Da das Gehäuse eines Leitungsschutzschalters durch Norm-Vorgaben eine bestimmte Höhe nicht überschreiten darf, damit der Leitungsschutzschalter noch in die für ihn gedachte Installationsverteilung paßt, sind der Größe des Löschblechpaketes Grenzen gesetzt, insbesondere dann, wenn die Lichtbogenlöschbleche parallel zur Befestigungsfläche des Leitungsschutzschalters verlaufen, was meist der Fall ist.
Eine Erhöhung der Leistung kann auch dadurch erfolgen, daß anstatt einer einzigen Kontakstelle zwei Kontaktstellen vorgesehen werden; bei diesen stellt sich das gleiche Problem wie bei entsprechenden höheren Abschaltleistungen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Lichtbogenlöchblechpaket für einen elektrischen Schalter, insbesondere für einen Leitungsschutzschalter, zu schaffen, bei dem die Anzahl der Lichtbogenlöschbleche bei gleicher Paketgröße erhöht ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Erfindungsgemäß sind die Lichtbogenlöschbleche, die in dem Paket angeordnet sind, um eine in Lichtbogenlaufrichtung verlaufende Linie abgekröpft, sodaß sich zwei parallel verlaufende und versetzte Blechabschnitte bilden; die Bleche sind dann einandergelegt, wobei zwischen den sich berührenden Abschnitten eine Isolierschicht untergebracht ist, wogegen die anderen Abschnitte je zweier benachbarter Bleche den zur Lichtbogenlöschung erforderlichen Abstand zwischen sich nehmen.
Aufgrund dieser abgekröpften Ausgestaltung der Lichtbogenlöschbleche und aufgrund der isolierenden Zwischenschicht zwischen den Blechen, die sehr dünn sein kann, ergibt sich der Vorteil, daß in ein Lichtbogenlöschpaket mehr Bleche eingesetzt werden können, als in einem solchem, bei dem die Löschbleche ebenflächig sind. Durch die Erhöhung der Anzahl der Lichtbogenlöschbleche bei gleicher Paketgröße kann die Abschaltleistung eines Leitungsschutzschalters oder eines Motorschutzschalters erhöht werden.
Dabei können wechselweise ein abgekröpftes Blech und eine ebenflächiges Blech sich berührend nebeneinander bzw. aufeinander angeordnet sein. Es besteht die Möglichkeit, daß die Berührungsflächen lediglich an einer Längskante der Bleche angrenzen, wogegen die Abschnitte, die den normalen Abstand aufweisen, an die andere Längskante anschließen; es besteht auch die Möglichkeit, daß die Berührungsflächen wechselweise an sich gegenüberliegenden Längskanten angrenzen.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung kann dahin gehen, daß alle Bleche abgekröpft sind und, und daß die Kröpfungslinie aller abgekröpfter Bleche in der Mitte des Paketes oder außermittig liegt.
Die Isolierung kann durch eine Isolierbeschichtung der einzelnen Bleche in den Berührungsbereichen gebildet sein; es besteht auch die Möglichkeit, daß die Isolierung durch Stege in dem Gehäuse des das Paket aufnehmenden Schaltgerätes gebildet ist. In diesem Fall werden die Bleche direkt im Gehäuse geführt.
Es besteht auch die Möglichkeit, ein Paketgehäuse für das Lichtbogenlöschblechpaket zu schaffen, sodaß die Isolierung durch entsprechende Stege am Paketgehäuse gebildet sein kann.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.
Anhand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen und weitere Vorteile näher erläutert und beschrieben werden.
Es zeigen:
Fig. 1
eine Einsicht in einem Leitungsschutzschalter in schematischer Darstellung, und
Fig. 2 bis 4
verschiedene Ausgestaltungen der Bleche in einem Lichtbogenlöschblechpaket.
Die Fig. 1 zeigt eine Einsicht in einen Leitungsschutzschalter 10, der in einem Gehäuse 11 ein Schaltschloß 12, einen elektromagnetischen Auslöser 13, einen thermischen Auslöser 14, einen beweglichen Schalthebel 15 und ein feststehendes Kontaktstück 16 aufweist. Dem feststehenden Kontaktstück 16 ist eine erste Lichtbogenleitschiene 17 und dem am Schalthebel 15 angeordneten beweglichen Kontaktstück 15a eine zweite Lichtbogenleitschiene 18 zugeordnet, die ein aus mehreren Lichtbogenlöschblechen bestehendes Lichtbogenlöschpaket 19 zwischen sich nehmen.
Wenn bei einer Ausschalthandlung zwischen dem am Kontakt- oder Schalthebel 15 angeformten beweglichen Kontaktstück 15a und dem feststehenden Kontaktstück 16 ein Lichtbogen gezogen wird, dann wandert der eine Fußpunkt des Lichtbogens entlang der Leitschiene 16 und der andere Fußpunkt des Lichtbogens entlang der Leitschiene 18 in das Lichtbogenlöschblechpaket 19, in dem er in an sich bekannter Weise in mehrere Teillichtbögen unterteilt und gelöscht wird.
Aus bestimmten, phsykalischen Gründen darf der Abstand zwischen den einzelnen Löschblechen einen bestimmten Wert nicht unterschreiten, da sonst die Lichtbogenlöschfähigkeit gestört ist.
Die Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsform solcher abgekröpfter Lichtbogenlöschbleche. Das hier beschriebene Lichtbogenlöschpaket besitzt abwechselnd ein glattes, ebenflächiges Löschblech 20, an das ein abgekröpftes Löschblech 21 anschließt; an dieses schließt ein glattes Löschblech 22 und an dieses wieder ein abgekröpftes Löschblech 23 usw. an. Bei der Ausführung gemäß Fig. 2 ist das Löschblech 21, 23... mittig abgekröpft, entlang einer Abkröpfungslinie, die in Richtung des Lichtbogenlaufes verläuft. Durch die Kröpfung 24 werden zwei Abschnitte 25, 26 gebildet, die parallel zueinander verlaufen, wobei die eine Fläche 27 des einen Abschnittes 25 in der gleichen Ebene liegt, wie die entgegengesetzt liegende Fläche 28 des anderen Abschnittes. Das ebene Löschblech 20 legt sich direkt an den Abschnitt 26 an, und an den Abschnitt 25 legt sich das nächste ebenflächige Löschblech 22 an usw. Zwischen den sich berührenden Bereichen, also zwischen dem Abschnitt 26 und dem Blech 20, ist eine dünne Isolierschicht 29 angeordnet, die einerseits die Kröpfung 24 am Löschblech 21 und andererseits die dem Abschnitt 26 benachbarte Längskante des Löschbleches 20 mit einem Absatz 30 überdeckt. Zwischen dem Löschblech 21 und dem Löschblech 22 befindet sich ebenfalls eine dünne Isolierschicht 31, die einerseits die Kröpfung 24 und andererseits die gegenüberliegende Längskante des Abschnittes 25 überdeckt. Dadurch werden abwechselnd links und rechts der Kröpfungslinie Zwischenräume 32, 33, 34 und 35 geschaffen, die den erforderlichen Abstand der nicht isolierten Abschnitte einnehmen.
Bei der Ausführung gemäß Fig. 3 ist jedes Lichbogenlöschblechpaket 36, 37 ... in seiner Mittellinie abgekröpft, wobei auf den sich gegenüberliegenden Außenflächen des Löschblechpaketes zwei ebenflächige Löschbleche 38 und 39 befinden; diese Löschbleche können auch durch die Lichtbogenleitschienen 17, 18 gebildet sein. Bei der Anordnung gemäß Fig. 3 sind die Berührungsflächen zwischen den Lichtbogenlöschblechen 36, 37 wechselseitig beidseitig der Abkröpfungslinie angeordnet, so daß entsprechende Zwischenräume 40, 41, 42 gebildet sind, die einen erforderlichen Abstand zwischen den nicht isolierten Abschnitten bilden und jeweils wechselweise links und rechts der Kröpfungslinie 43 liegen.
Die Ausgestaltung gemäß Fig. 4 ist ähnlich der Anordnung gemäß Fig. 2. Nur befinden sich die Berührungsflächen je zweier abgekröpfter Bleche 50, 51 mit dem dazwischen befindlichen ebenflächigen Blech 52 auf einer Seite, wogegen die entsprechenden Abschnitte der abgekröpften Bleche 51, 53, die das zwischen ihnen befindliche Löschblech berühren, auf der anderen Seite der Kröpfungslinie 55. Die dadurch gebildeten Berührungsflächenpaare liegen wechselweise links und rechts der Kröpfungslinie.
Die Isolierschicht 29, 30, 31 usw. kann durch Beschichtung der entsprechenden Abschnitte der Lichtbogenlöschbleche erfolgen. Es besteht auch die Möglichkeit, daß im Gehäuse 11 des Leitungsschutzschaklters 10 entsprechende Wandvorsprünge vorgesehen sind, zwischen denen die einzelnen Lichtbogenlöschbleche geführt sind. Es besteht auch die Möglichkeit, ein eigenes Paketgehäuse, das im Prinzip in gleicher Weise wie der die Löschbleche aufnehmende Bereich des Gehäuses 10 des Leitungsschutzschalters ausgebildet ist, zu schaffen, das die einzelnen Lichtbogenlöschbleche in der in Fig. 2 bis 4 dargestellten Zuordnung zueinander aufnimmt.
Die Erfindung ist anhand dreier Ausführungsbeispiele dargestellt. Es ist selbstverständlich, daß auch Abwandlungen dieser Anordnungen unter den Schutzumfang der Erfindung fallen; vorausgesetzt ist, daß die einzelnen Lichtbogenlöschbleche in bestimmten Bereichen unter Zwischenfügung einer Isolierung direkt aufeinander gelegt sind, wogegen sie in anderen Bereichen einen zur Führung und Löschung eines Lichtbogens geeigneten Abstand aufweisen. So ist den Ausführungen gemäß Fig. 2 bis 4 die Kröpfungslinie mittig angeordnet, es besteht natürlich auch die Möglichkeit, die Kröpfungslinie des einen abgekröpften Löschblechpaktes näher an die eine Längskante und die des folgenden Löschbleches näher an die andere Längskante des Löschblechpaketes zu legen, sodaß quasi zwei Abkröpflinien oder -ebenen gebildet sind und die Zwischenräume, in denen sich der Lichtbogen befindet, die Mittellinie übergreifen.
Unter Abkröpfebene ist verstanden diejenige Ebene, die von den übereinanderliegenden Abkröpflinien aufgespannt ist. Bei den Ausführungen gemäß den Fig. 2 bis 4 ist nur eine Abkröpfebene vorhanden; wenn zwei Abkröpfebenen vorhanden sind, so nehmen sie einen Abstand zwischen sich, der eine gute Löschung nicht behindert.

Claims (9)

  1. Lichtbogenlöschblechpaket für ein elektrisches Schaltgerät (10), insbesondere für einen Leitungsschutzschalter und Motorschutzschalter, mit mehreren in Abstand zueinander angeordneten Lichtbogenlöschblechen, zwischen denen ein Lichtbogen in mehrere Teillichtbögen unterteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Paket Lichtbogenlöschbleche (20, 21, 22, 23; 38, 36, 37; 50 bis 54) angeordnet sind, die um eine in Lichtbogenlaufrichtung verlaufende Linie (24, 43, 55) abgekröpft sind, so daß sich zwei parallel verlaufende Blechabschnitte (25, 26) bilden, und daß die Bleche aneinander gelegt sind, wobei zwischen den sich berührenden Abschnitte eine Isolierschicht (29, 31) untergebracht ist, wogegen die anderen Abschnitte je zweier benachbarter Bleche den üblichen Abstand, der zur Lichtbogenlöschung erforderlich ist, zwischen sich nehmen.
  2. Lichtbogenlöschblechpaket nach Anspruch 1, dadurch gekennezichnet, daß wechselweise ein abgekröpftes Blech und ein glattes, ebenflächiges sich beührend übereinander liegen (Fig. 2, Fig. 4).
  3. Lichtbogenlöschblechpaket nach Anspruch 2, daß die Berührungsflächen lediglich an einer Längskante angrenzen.
  4. Lichtbogenlöschpaket nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsflächen wechelsweise an sich gegenüberliegenden Längskanten angrenzen (Fig. 2, Fig. 4).
  5. Lichtbogenlöschblechpaket nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kröpfungslinien (24, 43, 55) aller abgekröpfter Bleche in einer Ebene liegen, die in Stapelrichtung der Bleche und in Richtung des Lichtbogenlaufes in der Mitte des Paketes liegt.
  6. Lichtbogenlöschblechpaket nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kröpfungslinien außermittig angeordnet sind.
  7. Lichtbogenlöschblechpaket nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung zwischen den sich berührenden Abschnitten der Lichtbogenlöschbleche durch eine Isolierbeschichtung gebildet ist.
  8. Lichtbogenlöschblechpaket nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung durch Stege im Gehäuse des das Paket aufnehmenden Leitungsschutzschalters gebildet ist, wobei in die Zwischenräume dieser Stege die Lichtbogenlöschbleche eingelegt sind.
  9. Lichtbogenlöschblechpaket nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Lichtbogenlöschbleche aufnehmendes eigenes Paketgehäuse vorgesehen ist, in dem sich Stege befinden, die zur Isolierung der sich im Paketgehäuse befindlichen Löschbleche geführt sind.
EP00115257A 1999-07-29 2000-07-14 Lichtbogenlöschblechpaket für ein elektrisches Schaltgerät Expired - Lifetime EP1073078B1 (de)

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