EP1267376A1 - Self actuated power switch - Google Patents

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Publication number
EP1267376A1
EP1267376A1 EP01810534A EP01810534A EP1267376A1 EP 1267376 A1 EP1267376 A1 EP 1267376A1 EP 01810534 A EP01810534 A EP 01810534A EP 01810534 A EP01810534 A EP 01810534A EP 1267376 A1 EP1267376 A1 EP 1267376A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gas
switching device
power switching
contact element
gas generator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP01810534A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1267376B1 (en
Inventor
Uwe Kaltenborn
Felix Greuter
Martin Kriegel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Research Ltd Switzerland
ABB Research Ltd Sweden
Original Assignee
ABB Research Ltd Switzerland
ABB Research Ltd Sweden
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB Research Ltd Switzerland, ABB Research Ltd Sweden filed Critical ABB Research Ltd Switzerland
Priority to EP01810534A priority Critical patent/EP1267376B1/en
Priority to AT01810534T priority patent/ATE266899T1/en
Priority to DE50102271T priority patent/DE50102271D1/en
Priority to JP2002148695A priority patent/JP2003016890A/en
Publication of EP1267376A1 publication Critical patent/EP1267376A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1267376B1 publication Critical patent/EP1267376B1/en
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02Details
    • H01H85/38Means for extinguishing or suppressing arc
    • H01H85/42Means for extinguishing or suppressing arc using an arc-extinguishing gas
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02Details
    • H01H85/43Means for exhausting or absorbing gases liberated by fusing arc, or for ventilating excess pressure generated by heating
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02Details
    • H01H85/47Means for cooling

Definitions

  • the invention relates to a power switching device according to the Preamble of claim 1, which in particular for Switching fault currents is suitable.
  • the invention is based on the object of a power switching device to create that also high fault currents can switch, but in comparison to conventional Circuit breakers are of simpler construction.
  • a fault current of a certain size When a fault current of a certain size occurs brought the melt contact element to melt. Between the spaced-apart contact pieces is now a Arc ignited, causing movement of the contact pieces in their off position causes. For an additional one mechanical drive for separating the contact pieces can therefore to be dispensed with.
  • a supplier for the for blowing the Arc required gas serves a gas source, preferably a gas generator arranged in the area of the switching pieces, from the outside by means of an ignition signal or by Effect of the heat generated by the arc activated becomes.
  • Power switching device 1 has a housing 2 from a electrically insulating material in which two to one Switching contact arrangement belonging, electrically conductive Switch pieces 3.4 are housed. On every contact 3,4, a flexible electrical conductor 5,6 is connected, the by an end wall 7 or 8 of the Housing 2 is passed. Each contact piece is 3.4 guided in a sliding bearing 9 or 10 made of metal, that define itself in the direction of a switching axis 11 Longitudinal axis of the housing 2 extends.
  • the plain bearings 9,10 are in a bearing part 12 made of an electrically insulating Material stored by one on the inner wall of the housing 2 adjacent bracket 13, which is also made an electrically insulating material is surrounded.
  • melt contact element 14 mechanically and electrically with one another connected.
  • the melt contact element 14 consists of an electrically conductive material whose melting point however, is deeper than that of the material of the contact pieces 3.4.
  • the melt contact element 14 can, for example consist of an alloy made of the same materials (e.g. Ag, Cu, Al) like the contact pieces 3, 4 and additional ones Components that lower the melting point of the alloy, is composed. But it is also possible to use the fusible contact element 14 to produce from a sintered material from a conductor material, e.g. B. Ag that with another, the melting point lowering material, e.g. B. In, endowed is exists.
  • a gas generator 15 serving as a gas source is arranged, the opposite the fuse contact element 14 in the radial direction and is directed towards an extinguishing chamber 16 in which is also the ends of the contact pieces 3, 4 and this connecting melt contact element 14 are.
  • the arcing chamber 16 opens via an outlet opening 17 in the housing 2, which is diametrically opposite the gas generator 15, into one external exhaust space, not shown, which preferably as a closed exhaust volume is trained to rule out the risk to persons.
  • a cooling element 18 used to cool the escaping gases.
  • the gas generator 15 is constructed such that it is at its Activation produces a gas that contains as much nitrogen as possible, but contains little toxic combustion products.
  • the gas generator 15 has, for example a gas generating material consisting of a Fuel and an oxidizer.
  • the fuel can predominantly organic nitrogen compounds, in particular Guanidine or guanidine derivatives, possibly also contain an additive such as Mg, Al, Zr, Hf or Th.
  • the Oxidator consists essentially of, for example Nitrates, chlorates, perchlorates or permanganates. To do that ignite gas generating material, d. H. the gas generator 11 to activate is preferably a conventional one, for a suitable ignition capsule used external ignition also has a fuel and an oxidizer.
  • the Fuel mostly contains organic nitrogen compounds, in particular guanidine or guanidine derivatives, for example, while the oxidizer essentially consists of Nitrates, chlorates, perchlorates or permanganates exist. It is advantageous to use an ignition material that ignites safely at a given temperature.
  • a so-called cold gas generator can also be used, which is a gas with a temperature of less than 100 ° C generated.
  • An example of a suitable cold gas generator is can be found in RU-C-2 108 282.
  • the operation of the power switching device 1 is like follows:
  • the ignition of the gas generator 15 can instead of as described through the heat radiation of the arc also with the help an ignition signal from an external ignition circuit is generated, triggered. Such an embodiment will be described with reference to Fig. 5a.
  • FIG. 2 shows a possible embodiment of one of Metal existing cooling element 18 shown as already described in an outlet opening 17 in the housing 2 is used and the gas generator 15 diametrically opposite lies.
  • This cooling element 18 has several at a distance perforated disks 19 arranged from each other. there are holes 20 in adjacent disks 19 laterally offset from one another that the cooling element 18 gas flow passing through it is deflected several times and the gas is effectively cooled.
  • Through the special training of the cooling element 18 is furthermore that of the gas flow arcs driven to the cooling element 18, where the base points of the resulting partial arcs be actively cooled.
  • Gaps 21 are provided.
  • the subdivision achieved thereby the slide bearing 9,10 in several spaced apart Sections prevent the contact pieces from jamming 3.4 during their shifting movement and leads to a division of the arc into several partial arcs.
  • the latter burn with their base points on the surface the metallic plain bearing sections.
  • the one there Burning down leads to a cooling of these base points.
  • the mentioned subdivision of the arc and the cooling The arc base points contribute significantly to a desired one Increase in bow tension at.
  • the gaps 21 between the sections of the slide bearings 9, 10 can be empty, as shown in FIG. 1 a, or filled with moldings from a cooling medium.
  • Suitable cooling media are e.g. B. rock powders such as SiO 2 , Al (OH) 3 , Al 2 O 3 and TiO 2 and nitrogen-donating materials, for. B. guanidines and guanidine derivatives.
  • the trigger element 22 is preferably designed so that at its Activation by means of an ignition signal an exothermic Reaction is triggered.
  • the trigger element 22 consists essentially from a combustion material that contains a fuel and a Contains oxidizer, which when an ignition temperature is reached react with each other.
  • the large amount of heat released in the process has a melting of the melt contact element 14 for Episode.
  • guanidines and Guanidine derivatives while as an oxidizer preferably oxygen-rich Compounds, especially nitrates, chlorates, Perchlorates and permanganates are used.
  • oxygen-rich Compounds especially nitrates, chlorates, Perchlorates and permanganates are used.
  • the fuel or Oxidator substances are mixed that together with each other enter into a thermitic reaction, e.g. B. metals and metal oxides.
  • an ignition element 23 which is connected to an ignition circuit is connected, which is an ignition signal for triggering of the ignition element 23 is generated, as is the case with the Embodiment according to FIG. 5a will be described.
  • FIGS. 5a and 5b of a power switching device 1 according to the invention that differs from the first embodiment according to FIGS. 1a, 1b primarily by a different arrangement of the Gas generator differs.
  • each gas generator 15, 15a has one passage extending in the direction of the switching axis 11 24 or 25, through which one of the electrical conductors 5 or 6 extends through and in which the assigned Switch 3 or 4 when it is moved to the off position runs.
  • the gas generators 15, 15a have also a gas-generating material that consists of a Fuel and an oxidizer.
  • an ignition trigger 26 made of a suitable ignition material embedded, which via a connecting line 27 with an output of an ignition circuit shown only schematically 28 is connected. The ignition circuit is on the input side 28 to one in Fig.
  • channels 31 are provided in the bearing part, which extend in the direction of the switching axis 11 and connect the quenching chamber 16 to cavities 32 and 32a , which are provided adjacent to the gas generators 15 and 15a in the housing 2.
  • An insert 34 containing an extinguishing agent 33 is arranged in the extinguishing chamber 16 in the region of the outlets of the channels 31.
  • the extinguishing agent 33 is accommodated in a chamber 35, into which the channels 31 open and which is closed off towards the melt contact element 15 by a film 36.
  • the film 36 should be impermeable to water vapor and can consist, for example, of metal or a polymer plastic.
  • a very fine-grained oxide powder is preferably used as the extinguishing agent 33. Materials particularly suitable for this are SiO 2 , Al (OH) 3 , Al 2 O 3 and TiO 2 .
  • the powder particles of the Extinguishing agent 33 are finely distributed in the arc blown and melted, giving the arc energy is withdrawn. This cools the arc.
  • blowing the arc additionally the effect described with reference to FIG. 1a achieved.
  • the power switching device 1 5a, 5b is dispensed with by means of external ignition signals to activate the gas generators 15, 15a and to bring the melt contact element 15 to melt.
  • the melt contact element 14 through the flowing Residual current heated to the melting temperature and so to Brought melting.
  • Igniting burns the ignition element through the film 36 through which the extinguishing agent 33 of the insert 34 is released becomes.
  • the ignition element then ignites the Gas generator 15.15a.
  • This variant can also be used without the one Extinguishing agent 33 containing insert 34 can be realized.
  • the gas needed to blow the arc can also from gas sources other than the gas generators described 15, 15a are supplied, e.g. B. of compressed gas cylinders, which is activated when the melt contact element 14 melts become.
  • the power switching devices according to the invention come as described 1 without an additional mechanical Switch drive off, which has a cost-saving effect. Though can switch the power switching devices 1 only once. With a suitable modular structure, however, can be achieved that a large part of the components used can be used again.
  • the inventive Power switching devices 1 are particularly suitable for using to be connected in series with a load switch. rated currents are switched by the load switch while the power switching device 1 takes over the switching of fault currents.

Abstract

Power switch comprises a power contact arrangement having adjustable switching pieces made from electrically conducting material. <??>Power switch comprises a power contact arrangement having adjustable switching pieces (3, 4) made from electrically conducting material. In the on-position, the switching pieces form an intermediate chamber and are mechanically and electrically connected to each other via a fused contact element (14) made from electrically conducting material having a melting point which is lower than the melting point of the material of the switching pieces. A gas source is present which releases a gas to blast the contact element. <??>Preferred Features: The gas source is a container with a gas under pressure, preferably a gas generator (15) containing a gas-producing material consisting of a fuel and an oxidizer. The fuel is made from guanidine or guanidine compound. The oxidizer is a nitrate, chlorate, perchlorate or permanganate.

Description

Technisches GebietTechnical field

Die Erfindung betrifft ein Leistungsschaltgerät gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1, das sich insbesondere zum Schalten von Fehlerströmen eignet.The invention relates to a power switching device according to the Preamble of claim 1, which in particular for Switching fault currents is suitable.

Stand der TechnikState of the art

Bei bekannten Leistungsschaltern werden zur Unterbrechung eines Stromes die Schaltstücke der Schaltkontaktanordnung mit Hilfe eines mechanischen Antriebes von ihrer Einschaltstellung in die Ausschaltstellung bewegt. Der beim Trennen der Schaltstücke zwischen diesen brennende Lichtbogen wird durch ein Gas aus einem Druckvolumen beblasen und beim nächsten Nulldurchgang des Stromes gelöscht. Der Druck im Druckvolumen wird durch einen Kolben erzeugt, der ebenfalls vom Antrieb für die Schaltstücke angetrieben wird (siehe z. B. DE-A-198 16 505). Dadurch erfährt der aus vielen Bauteilen bestehende Schalterantrieb eine zusätzliche Beanspruchung und muss dementsprechend dimensioniert werden. Dies bedeutet, dass sich die Herstellungskosten für den Antrieb spürbar auf die Gesamtkosten auswirken.Known circuit breakers are used as an interruption a current, the switching pieces of the switch contact arrangement with the help of a mechanical drive from its on position moved to the off position. The one when separating the switching pieces between these are burning arcs blow through a gas from a pressure volume and at next zero crossing of the current deleted. The pressure in Pressure volume is generated by a piston, which is also is driven by the drive for the contact pieces (see e.g. B. DE-A-198 16 505). As a result, he learns from many components existing switch drive an additional load and must be dimensioned accordingly. This means that the manufacturing costs for the Drive has a noticeable impact on total costs.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Leistungsschaltgerät zu schaffen, das ebenfalls hohe Fehlerströme zu schalten vermag, jedoch im Vergleich zu herkömmlichen Leistungsschaltern von einfacherer Bauweise ist. The invention is based on the object of a power switching device to create that also high fault currents can switch, but in comparison to conventional Circuit breakers are of simpler construction.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein die Merkmale des Anspruches 1 aufweisendes Leistungsschaltgerät gelöst.According to the invention, this object is achieved by means of the features of claim 1 having power switching device solved.

Beim Auftreten eines Fehlerstromes bestimmter Grösse wird das Schmelzkontaktelement zum Schmelzen gebracht. Zwischen den voneinander beabstandeten Schaltstücken wird nun ein Lichtbogen gezündet, der eine Bewegung der Schaltstücke in ihre Ausschaltstellung bewirkt. Auf einen zusätzlichen mechanischen Antrieb zum Trennen der Schaltstücke kann daher verzichtet werden. Als Lieferant für das zur Beblasung des Lichtbogens benötigte Gas dient eine Gasquelle, vorzugsweise ein im Bereich der Schaltstücke angeordneter Gaserzeuger, der von aussen her mittels eines Zündsignals oder durch Einwirkung der vom Lichtbogen erzeugten Wärme aktiviert wird.When a fault current of a certain size occurs brought the melt contact element to melt. Between the spaced-apart contact pieces is now a Arc ignited, causing movement of the contact pieces in their off position causes. For an additional one mechanical drive for separating the contact pieces can therefore to be dispensed with. As a supplier for the for blowing the Arc required gas serves a gas source, preferably a gas generator arranged in the area of the switching pieces, from the outside by means of an ignition signal or by Effect of the heat generated by the arc activated becomes.

Bevorzugte Weiterausgestaltungen des erfindungsgemässen Leistungsschaltgerätes bilden Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Preferred further developments of the invention Power switching device form the subject of the dependent Expectations.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren, welche lediglich Ausführungsbeispiele darstellen, näher erläutert. Es zeigen rein schematisch

Fig. 1a
einen axialen Längsschnitt durch ein erfindungsgemässes Leistungsschaltgerät gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 1b
einen Schnitt entlang der Linie I-I in Fig. 1a,
Fig. 2
einen axialen Längsschnitt durch einen Bereich des Schaltergehäuses mit einem Kühlelement,
Fig. 3a
in einem vergrösserten axialen Längsschnitt den Bereich eines Schmelzkontaktelementes mit einer ersten Ausführungsform eines Auslöseelementes zum Auslösen des Schmelzvorganges,
Fig. 3b
einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 3a,
Fig. 4a
in einem vergrösserten axialen Längsschnitt den Bereich eines Schmelzkontaktelementes mit einer zweiten Ausführungsform eines Auslöseelementes zum Auslösen des Schmelzvorganges,
Fig. 4b
einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 4a,
Fig. 5a
einen axialen Längsschnitt durch ein erfindungsgemässes Leistungsschaltgerät gemäss einem zweiten Ausführungsbeispiel, und
Fig.5b
einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 5a.
The invention is explained in more detail below with reference to figures which merely represent exemplary embodiments. It shows purely schematically
Fig. 1a
3 shows an axial longitudinal section through a power switching device according to the invention in accordance with a first exemplary embodiment,
Fig. 1b
a section along the line II in Fig. 1a,
Fig. 2
an axial longitudinal section through a region of the switch housing with a cooling element,
Fig. 3a
in an enlarged axial longitudinal section the area of a fuse contact element with a first embodiment of a trigger element for triggering the melting process,
Fig. 3b
a section along the line III-III in Fig. 3a,
Fig. 4a
in an enlarged axial longitudinal section the area of a fuse contact element with a second embodiment of a trigger element for triggering the melting process,
Fig. 4b
a section along the line IV-IV in Fig. 4a,
Fig. 5a
an axial longitudinal section through a power switching device according to the invention according to a second embodiment, and
5 b
a section along the line VV in Fig. 5a.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays of Carrying Out the Invention

Das in den Fig. 1a und 1b rein schematisch dargestellte Leistungsschaltgerät 1 weist ein Gehäuse 2 aus einem elektrisch isolierenden Material auf, in dem zwei zu einer Schaltkontaktanordnung gehörende, elektrisch leitende Schaltstücke 3,4 untergebracht sind. An jedes Schaltstück 3,4 ist ein flexibler elektrischer Leiter 5,6 angeschlossen, der durch eine stirnseitige Abschlusswand 7 bzw. 8 des Gehäuses 2 hindurch geführt ist. Jedes Schaltstück 3,4 ist in einem Gleitlager 9 bzw. 10 aus Metall verschiebbar geführt, das sich in Richtung der eine Schaltachse 11 festlegenden Längsachse des Gehäuse 2 erstreckt. Die Gleitlager 9,10 sind in einem Lagerteil 12 aus einem elektrisch isolierenden Material gelagert, der von einer an der Innenwand des Gehäuses 2 anliegenden Halterung 13, die ebenfalls aus einem elektrisch isolierenden Material besteht, umgeben ist.The purely schematically shown in Figs. 1a and 1b Power switching device 1 has a housing 2 from a electrically insulating material in which two to one Switching contact arrangement belonging, electrically conductive Switch pieces 3.4 are housed. On every contact 3,4, a flexible electrical conductor 5,6 is connected, the by an end wall 7 or 8 of the Housing 2 is passed. Each contact piece is 3.4 guided in a sliding bearing 9 or 10 made of metal, that define itself in the direction of a switching axis 11 Longitudinal axis of the housing 2 extends. The plain bearings 9,10 are in a bearing part 12 made of an electrically insulating Material stored by one on the inner wall of the housing 2 adjacent bracket 13, which is also made an electrically insulating material is surrounded.

In ihrer in der Fig. 1a gezeigten Einschaltstellung sind die Schaltstücke 3,4 durch einen Zwischenraum voneinander getrennt und über ein diesen Zwischenraum überbrückendes Schmelzkontaktelement 14 mechanisch und elektrisch miteinander verbunden. Das Schmelzkontaktelement 14 besteht aus einem elektrisch leitenden Material, dessen Schmelzpunkt jedoch tiefer ist als derjenige des Materials der Schaltstücke 3,4. Das Schmelzkontaktelement 14 kann beispielsweise aus einer Legierung bestehen, die aus denselben Materialien (z. B. Ag, Cu, Al) wie die Schaltstücke 3,4 und zusätzlichen Bestandteilen, die den Schmelzpunkt der Legierung senken, zusammengesetzt ist. Es ist aber auch möglich, das Schmelzkontaktelement 14 aus einem Sintermaterial herzustellen, das aus einem Leitermaterial, z. B. Ag, das mit einem andern, den Schmelzpunkt herabsetzenden Werkstoff, z. B. In, dotiert ist, besteht.In their switch-on position shown in FIG Switch pieces 3,4 separated from each other by a space and a bridge that bridges this gap Melt contact element 14 mechanically and electrically with one another connected. The melt contact element 14 consists of an electrically conductive material whose melting point however, is deeper than that of the material of the contact pieces 3.4. The melt contact element 14 can, for example consist of an alloy made of the same materials (e.g. Ag, Cu, Al) like the contact pieces 3, 4 and additional ones Components that lower the melting point of the alloy, is composed. But it is also possible to use the fusible contact element 14 to produce from a sintered material from a conductor material, e.g. B. Ag that with another, the melting point lowering material, e.g. B. In, endowed is exists.

In einer Ausnehmung im Gehäuse 2 und der Halterung 13 ist ein als Gasquelle dienender Gaserzeuger 15 angeordnet, der dem Schmelzkontaktelement 14 in radialer Richtung gegenüberliegt und zu einer Löschkammer 16 hin gerichtet ist, in der sich auch die Enden der Schaltstücke 3,4 und das diese verbindende Schmelzkontaktelement 14 befinden. Die Löschkammer 16 öffnet sich über eine Auslassöffnung 17 im Gehäuse 2, die dem Gaserzeuger 15 diametral gegenüberliegt, in einen aussenliegenden, nicht näher dargestellten Auspuffraum, welcher vorzugsweise als geschlossenes Auspuffvolumen ausgebildet ist, um die Gefährdung von Personen auszuschliessen. In diese Auslassöffnung 17 ist ein Kühlelement 18 zum Kühlen der austretenden Gase eingesetzt. In a recess in the housing 2 and the bracket 13 a gas generator 15 serving as a gas source is arranged, the opposite the fuse contact element 14 in the radial direction and is directed towards an extinguishing chamber 16 in which is also the ends of the contact pieces 3, 4 and this connecting melt contact element 14 are. The arcing chamber 16 opens via an outlet opening 17 in the housing 2, which is diametrically opposite the gas generator 15, into one external exhaust space, not shown, which preferably as a closed exhaust volume is trained to rule out the risk to persons. In this outlet opening 17 is a cooling element 18 used to cool the escaping gases.

Der Gaserzeuger 15 ist derart aufgebaut, dass er bei seiner Aktivierung ein Gas erzeugt, das möglichst viel Stickstoff, jedoch wenig toxische Verbrennungsprodukte enthält. Bei einer Ausführungsform weist der Gaserzeuger 15 beispielsweise ein gaserzeugendes Material bestehend aus einem Brennstoff und einem Oxidator auf. Dabei kann der Brennstoff überwiegend organische Stickstoffverbindungen, insbesondere Guanidin oder Guanidinderivate, unter Umständen auch noch einen Zusatzstoff wie Mg, Al, Zr, Hf oder Th enthalten. Der Oxidator besteht beispielsweise im wesentlichen aus Nitraten, Chloraten, Perchloraten oder Permanganaten. Um das gaserzeugende Material zu zünden, d. h. den Gaserzeuger 11 zu aktivieren, wird vorzugsweise eine herkömmliche, für eine externe Zündung geeignete Zündkapsel eingesetzt, die ebenfalls einen Brennstoff und einen Oxidator aufweist. Der Brennstoff enthält überwiegend organische Stickstoffverbindungen, insbesondere Guanidin oder Guanidinderivate, während der Oxidator beispielsweise im wesentlichen aus Nitraten, Chloraten, Perchloraten oder Permanganaten besteht. Es ist von Vorteil, ein Zündmaterial zu verwenden, das bei einer vorgegebenen Temperatur sicher zündet.The gas generator 15 is constructed such that it is at its Activation produces a gas that contains as much nitrogen as possible, but contains little toxic combustion products. at In one embodiment, the gas generator 15 has, for example a gas generating material consisting of a Fuel and an oxidizer. The fuel can predominantly organic nitrogen compounds, in particular Guanidine or guanidine derivatives, possibly also contain an additive such as Mg, Al, Zr, Hf or Th. The Oxidator consists essentially of, for example Nitrates, chlorates, perchlorates or permanganates. To do that ignite gas generating material, d. H. the gas generator 11 to activate is preferably a conventional one, for a suitable ignition capsule used external ignition also has a fuel and an oxidizer. The Fuel mostly contains organic nitrogen compounds, in particular guanidine or guanidine derivatives, for example, while the oxidizer essentially consists of Nitrates, chlorates, perchlorates or permanganates exist. It is advantageous to use an ignition material that ignites safely at a given temperature.

Anstelle eines Gaserzeugers der vorstehend beschriebenen Art kann auch ein sogenannter Kaltgasgenerator verwendet werden, der ein Gas mit einer Temperatur von weniger als 100° C erzeugt. Ein Beispiel eines geeigneten Kaltgasgenerators ist in der RU-C-2 108 282 zu finden.Instead of a gas generator of the type described above a so-called cold gas generator can also be used, which is a gas with a temperature of less than 100 ° C generated. An example of a suitable cold gas generator is can be found in RU-C-2 108 282.

Die Wirkungsweise des Leistungsschaltgerätes 1 ist wie folgt:The operation of the power switching device 1 is like follows:

Erreicht im Falle eines Fehlers der über die Schaltstücke 3,4 und das Schmelzkontaktelement 14 fliessende Strom einen Wert, der gleich oder grösser ist als der Fehlerstrom, für den das Schmelzkontaktelement 14 ausgelegt ist, so erwärmt sich das Material des Schmelzkontaktelementes 14 auf seine Schmelztemperatur und das Schmelzkontaktelement 14 schmilzt. Zwischen den Schaltstücken 3,4 wird ein Lichtbogen gezündet, der einen Druckaufbau in der Löschkammer 16 zur Folge hat. Dabei liefert der Pinchdruck des Lichtbogens einen wesentlichen Beitrag zum Aufbau dieses Druckes, der die beiden Schaltstücke 3,4 auseinander treibt. Letztere werden durch die Gleitlager 9,10 geführt längs der Schaltachse 11 in ihre Ausschaltstellung zurück bewegt. Diese Bewegung der Schaltstücke 3,4 wird durch die als Prallelemente ausgebildeten Abschlusswände 7,8 begrenzt.Reached in the event of a fault via the contact pieces 3,4 and the fusible contact element 14 flowing current Value that is equal to or greater than the fault current for which the fusible contact element 14 is designed so heated the material of the melt contact element 14 on his Melting temperature and the melt contact element 14 melts. An arc is ignited between the contact pieces 3, 4 which results in a pressure build-up in the arcing chamber 16. The arc's pinch pressure provides one essential contribution to building this pressure, which the drives two switching pieces 3.4 apart. The latter will be guided by the slide bearing 9, 10 along the switching axis 11 moved back to their off position. This movement of the Switch pieces 3.4 is used as impact elements trained end walls 7.8 limited.

Durch die vom Lichtbogen abgestrahlte Wärme wird das Zündmaterial des Gaserzeugers 15 auf seine Zündtemperatur erwärmt und gezündet, was zu einer Zündung des gaserzeugenden Materials führt. Durch das dabei entstehende Löschgas wird der Lichtbogen intensiv beblasen, was zu einer derartigen Erhöhung der Bogenspannung beiträgt, dass der Fehlerstrom beim nächsten Nulldurchgang gelöscht wird. Es ist von Vorteil, wenn das aus dem Gasgenerator 15 ausströmende Gas mittels einer nicht gezeigten Düse so geführt wird, dass die Lichtbogensäule als Folge der Beblasung stark verlängert wird. Mit einer solchen Massnahme kann der Löschvorgang wirksam unterstützt werden. Die sich in der Löschkammer 16 bildenden heissen Gase treten durch die Auslassöffnung 17 in das erwähnte geschlossene Auspuffvolumen aus.Because of the heat radiated by the arc Ignition material of the gas generator 15 to its ignition temperature warmed and ignited, causing ignition of the gas-generating Leads. The resulting extinguishing gas the arc is blown intensively, which leads to such Increasing the bow tension helps that the Fault current is cleared at the next zero crossing. It is advantageous if that from the gas generator 15th escaping gas by means of a nozzle, not shown is led to the arc column as a result of Blowing is greatly extended. With such a measure the deletion process can be effectively supported. Which hot gases forming in the extinguishing chamber 16 pass through the outlet opening 17 in the aforementioned closed Exhaust volume off.

Die Zündung des Gaserzeugers 15 kann statt wie beschrieben durch die Wärmestrahlung des Lichtbogens auch mit Hilfe eines Zündsignals, das von einer externen Zündschaltung erzeugt wird, ausgelöst werden. Eine solche Ausführungsform wird anhand der Fig. 5a beschrieben werden.The ignition of the gas generator 15 can instead of as described through the heat radiation of the arc also with the help an ignition signal from an external ignition circuit is generated, triggered. Such an embodiment will be described with reference to Fig. 5a.

In der Fig. 2 ist eine mögliche Ausführungsform eines aus Metall bestehenden Kühlelementes 18 dargestellt, das wie bereits beschrieben in eine Auslassöffnung 17 im Gehäuse 2 eingesetzt ist und dem Gaserzeuger 15 diametral gegenüber liegt. Dieses Kühlelement 18 weist mehrere in einem Abstand voneinander angeordnete, gelochte Scheiben 19 auf. Dabei sind Löcher 20 in benachbarten Scheiben 19 seitlich so gegeneinander versetzt, dass die durch das Kühlelement 18 hindurchtretende Gasströmung mehrfach umgelenkt und das Gas dabei wirksam gekühlt wird. Durch die besondere Ausbildung des Kühlelementes 18 wird im weiteren der durch die Gasströmung zum Kühlelement 18 getriebene Lichtbogen unterteilt, wobei die Fusspunkte der entstehenden Teillichtbögen aktiv gekühlt werden.2 shows a possible embodiment of one of Metal existing cooling element 18 shown as already described in an outlet opening 17 in the housing 2 is used and the gas generator 15 diametrically opposite lies. This cooling element 18 has several at a distance perforated disks 19 arranged from each other. there are holes 20 in adjacent disks 19 laterally offset from one another that the cooling element 18 gas flow passing through it is deflected several times and the gas is effectively cooled. Through the special training of the cooling element 18 is furthermore that of the gas flow arcs driven to the cooling element 18, where the base points of the resulting partial arcs be actively cooled.

In den Gleitlagern 9,10 sind in bestimmten Abständen Zwischenräume 21 vorgesehen. Die dadurch erzielte Unterteilung der Gleitlager 9,10 in mehrere voneinander beabstandete Abschnitte verhindert ein Verklemmen der Schaltstücke 3,4 während ihrer Verschiebebewegung und führt zu einer Unterteilung des Lichtbogens in mehrere Teillichtbögen. Letztere brennen mit ihren Fusspunkten an der Oberfläche der metallischen Gleitlagerabschnitte. Der dabei erfolgende Abbrand führt zu einer Kühlung dieser Fusspunkte. Die erwähnte Unterteilung des Lichtbogens und die Kühlung der Lichtbogenfusspunkte tragen wesentlich zu einer erwünschten Erhöhung der Bogenspannung bei.In the plain bearings 9,10 are at certain intervals Gaps 21 are provided. The subdivision achieved thereby the slide bearing 9,10 in several spaced apart Sections prevent the contact pieces from jamming 3.4 during their shifting movement and leads to a division of the arc into several partial arcs. The latter burn with their base points on the surface the metallic plain bearing sections. The one there Burning down leads to a cooling of these base points. The mentioned subdivision of the arc and the cooling The arc base points contribute significantly to a desired one Increase in bow tension at.

Die Zwischenräume 21 zwischen den Abschnitten der Gleitlager 9,10 können wie in der Fig. 1a gezeigt leer sein oder mit Formkörpern aus einem Kühlmedium gefüllt werden. Geeignete Kühlmedien sind z. B. Gesteinsmehle wie SiO2, Al(OH)3, Al2O3 und TiO2 sowie Stickstoff abgebende Materialien, z. B. Guanidine und Guanidinderivate.The gaps 21 between the sections of the slide bearings 9, 10 can be empty, as shown in FIG. 1 a, or filled with moldings from a cooling medium. Suitable cooling media are e.g. B. rock powders such as SiO 2 , Al (OH) 3 , Al 2 O 3 and TiO 2 and nitrogen-donating materials, for. B. guanidines and guanidine derivatives.

In den Fig. 3a,3b und 4a,4b sind Ausführungsformen gezeigt, bei denen das Schmelzkontaktelement 14 mit Hilfe eines Auslöseelementes 22 zum Schmelzen gebracht wird. Das Auslöseelement 22 wird vorzugsweise so ausgebildet, dass bei seiner Aktivierung mittels eines Zündsignales eine exotherme Reaktion auslöst wird.3a, 3b and 4a, 4b, embodiments are shown, in which the fusible contact element 14 with the aid of a trigger element 22 is melted. The trigger element 22 is preferably designed so that at its Activation by means of an ignition signal an exothermic Reaction is triggered.

Bei der in den Fig. 3a und 3b dargestellten Variante umgibt das Auslöseelement 22 das Schmelzkontaktelement 14, während beim Ausführungsbeispiel gemäss den Fig. 4a und 4b das Auslöseelement 22 im Inneren des Schmelzkontaktelementes 14 angeordnet ist.Surrounds in the variant shown in FIGS. 3a and 3b the trigger element 22 the melt contact element 14 while in the embodiment according to FIGS. 4a and 4b, the trigger element 22 inside the melt contact element 14 is arranged.

Vorzugsweise besteht das Auslöseelement 22 im wesentlichen aus einem Abbrandmaterial, das einen Brennstoff und einen Oxidator enthält, welche bei Erreichen einer Zündtemperatur miteinander reagieren. Die dabei freigesetzte grosse Wärmemenge hat ein Schmelzen des Schmelzkontaktelementes 14 zur Folge.Preferably, the trigger element 22 consists essentially from a combustion material that contains a fuel and a Contains oxidizer, which when an ignition temperature is reached react with each other. The large amount of heat released in the process has a melting of the melt contact element 14 for Episode.

Als Brennstoff eignen sich beispielsweise Guanidine und Guanidinderivate, während als Oxidator vorzugsweise sauerstoffreiche Verbindungen, vor allem Nitrate, Chlorate, Perchlorate und Permanganate Verwendung finden. Zur Erhöhung der thermischen Ausbeute können dem Brennstoff bzw. dem Oxidator Stoffe beigemischt werden, die miteinander eine thermitische Reaktion eingehen, z. B. Metalle und Metalloxide.For example, guanidines and Guanidine derivatives, while as an oxidizer preferably oxygen-rich Compounds, especially nitrates, chlorates, Perchlorates and permanganates are used. To increase the thermal yield can the fuel or Oxidator substances are mixed that together with each other enter into a thermitic reaction, e.g. B. metals and metal oxides.

Um die Abbrandmasse auf ihre Zündtemperatur zu bringen ist in diese ein Zündelement 23 eingebettet, das an eine Zündschaltung angeschlossen ist, welche ein Zündsignal zur Auslösung des Zündelementes 23 erzeugt, wie das anhand der Ausführungsform gemäss der Fig. 5a beschrieben werden wird.To bring the burn-up mass to its ignition temperature embedded in this an ignition element 23, which is connected to an ignition circuit is connected, which is an ignition signal for triggering of the ignition element 23 is generated, as is the case with the Embodiment according to FIG. 5a will be described.

In den Fig. 5a und 5b ist ein anderes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Leistungsschaltgerätes 1 gezeigt, das sich vom ersten Ausführungsbeispiel gemäss den Fig. 1a,1b in erster Linie durch eine andere Anordnung des Gaserzeugers unterscheidet. Another embodiment is shown in FIGS. 5a and 5b of a power switching device 1 according to the invention, that differs from the first embodiment according to FIGS. 1a, 1b primarily by a different arrangement of the Gas generator differs.

Wie die Fig. 5a zeigt sind im Gehäuse 2 zwei Gaserzeuger 15 und 15a untergebracht, die sich in Richtung der Schaltachse 11 gegenüber liegen. Jeder Gaserzeuger 15,15a weist einen sich in Richtung der Schaltachse 11 erstreckenden Durchlass 24 bzw. 25 auf, durch den sich einer der elektrischen Leiter 5 bzw. 6 hindurch erstreckt und in dem das zugeordnete Schaltstück 3 bzw. 4 bei seiner Verschiebung in die Ausschaltstellung verläuft. Die Gaserzeuger 15,15a weisen ebenfalls ein gaserzeugendes Material auf, das aus einem Brennstoff und einem Oxidator besteht. In das gaserzeugende Material ist ein Zündauslöser 26 aus einem geeigneten Zündmaterial eingebettet, der über eine Verbindungsleitung 27 mit einem Ausgang einer nur schematisch dargestellten Zündschaltung 28 verbunden ist. Eingangsseitig ist die Zündschaltung 28 an einen in der Fig. 5a nur schematisch angedeuteten Stromwandler 29 angeschlossen, der zur Messung des durch die Schaltstücke 3,4 und das Schmelzkontaktelement 14 fliessenden Stromes dient. Ein zweiter Ausgang der Zündschaltung 28 ist über eine Verbindungsleitung 30 mit dem Zündelement 23 des Auslöseelementes 22 verbunden, das wie anhand der Fig. 3a,3b und 4a,4b beschrieben dazu dient, ein Schmelzen des Schmelzkontaktelementes 14 auszulösen.5a shows two gas generators 15 in the housing 2 and 15a housed in the direction of the switching axis 11 are opposite. Each gas generator 15, 15a has one passage extending in the direction of the switching axis 11 24 or 25, through which one of the electrical conductors 5 or 6 extends through and in which the assigned Switch 3 or 4 when it is moved to the off position runs. The gas generators 15, 15a have also a gas-generating material that consists of a Fuel and an oxidizer. In the gas generating Material is an ignition trigger 26 made of a suitable ignition material embedded, which via a connecting line 27 with an output of an ignition circuit shown only schematically 28 is connected. The ignition circuit is on the input side 28 to one in Fig. 5a only schematically indicated current transformer 29 connected to the measurement of through the contact pieces 3,4 and the fuse contact element 14 flowing current is used. A second output of the ignition circuit 28 is connected via a connecting line 30 to the Ignition element 23 of the trigger element 22 connected, which like described with reference to FIGS. 3a, 3b and 4a, 4b serves a Melt the melt contact element 14 trigger.

Um das von den Gaserzeugern 15,15a erzeugte Gas in den Bereich des Lichtbogens, d. h. zur Löschkammer 16, zu bringen sind im Lagerteil 12 Kanäle 31 vorgesehen, die sich in Richtung der Schaltachse 11 erstrecken und die Löschkammer 16 mit Hohlräumen 32 bzw. 32a verbinden, die benachbart zu den Gaserzeugern 15 bzw. 15a im Gehäuse 2 vorgesehen sind. Im Bereich der Auslässe der Kanäle 31 ist in die Löschkammer 16 ein ein Löschmittel 33 enthaltender Einsatz 34 angeordnet. Das Löschmittel 33 ist in einer Kammer 35 untergebracht, in die die Kanäle 31 münden und die zum Schmelzkontaktelement 15 hin durch eine Folie 36 abgeschlossen ist. Die Folie 36 sollte für Wasserdampf undurchlässig sein und kann beispielsweise aus Metall oder einem Polymerkunstststoff bestehen. Als Löschmittel 33 wird vorzugsweise ein sehr feinkörniges Oxidpulver verwendet. Dafür besonders geeignete Materialien sind SiO2, Al(OH)3, Al2O3 und TiO2.In order to bring the gas generated by the gas generators 15, 15a into the region of the arc, ie to the quenching chamber 16, 12 channels 31 are provided in the bearing part, which extend in the direction of the switching axis 11 and connect the quenching chamber 16 to cavities 32 and 32a , which are provided adjacent to the gas generators 15 and 15a in the housing 2. An insert 34 containing an extinguishing agent 33 is arranged in the extinguishing chamber 16 in the region of the outlets of the channels 31. The extinguishing agent 33 is accommodated in a chamber 35, into which the channels 31 open and which is closed off towards the melt contact element 15 by a film 36. The film 36 should be impermeable to water vapor and can consist, for example, of metal or a polymer plastic. A very fine-grained oxide powder is preferably used as the extinguishing agent 33. Materials particularly suitable for this are SiO 2 , Al (OH) 3 , Al 2 O 3 and TiO 2 .

Die Funktionsweise des Leistungsschaltgerätes 1 gemäss den Fig. 5a,5b ist weitgehend identisch mit derjenigen der anhand der Fig.1a, 3a und 4a beschriebenen Ausführungsformen und ist zusammengefasst wie folgt:The operation of the power switching device 1 according to the 5a, 5b is largely identical to that of 1a, 3a and 4a described embodiments and is summarized as follows:

Wird bei der Überwachung des durch die Schaltstücke 3,4 fliessenden Stromes ein rascher Stromanstieg festgestellt, der auf einen Fehlerstrom schliessen lässt, so erzeugt die Zündschaltung 28 Zündsignale, die über die Verbindungsleitung 30 dem Zündelement 23 des Auslöseelementes 22 für das Schmelzkontaktelement 14 und über die Verbindungsleitung 27 den Zündauslösern 26 der Gaserzeuger 15,15a zugeführt wird. Nach dem Aufschmelzen des Schmelzkontaktelementes 14 wird zwischen den Schaltstücken 3,4 ein Lichtbogen gezündet. Gleichzeitig erzeugen die aktivierten Gaserzeuger 15,15a ein Gas, das über die Kanäle 31 zur Löschkammer 16 geleitet wird. Durch den Druck des in die Kammer 35 einströmenden Gases wird die Folie 36 zerstört. Die Pulverpartikel des Löschmittels 33 werden fein verteilt in den Lichtbogen geblasen und schmelzen auf, wodurch dem Lichtbogen Energie entzogen wird. Damit wird eine Kühlung des Lichtbogens erreicht. Natürlich wird durch die Beblasung des Lichtbogens zusätzlich noch die anhand der Fig. 1a beschriebene Wirkung erzielt.When monitoring the 3.4 flowing current, a rapid increase in current was found, that suggests a fault current, so generates the Ignition circuit 28 ignition signals that are sent via the connecting line 30 the ignition element 23 of the trigger element 22 for the fusible contact element 14 and via the connecting line 27 fed to the ignition triggers 26 of the gas generators 15, 15a becomes. After the melting contact element 14 has melted an arc is ignited between the contact pieces 3, 4. At the same time, the activated gas generators 15, 15a generate one Gas, which is passed through the channels 31 to the arcing chamber 16 becomes. By the pressure of the flowing into the chamber 35 Gases the film 36 is destroyed. The powder particles of the Extinguishing agent 33 are finely distributed in the arc blown and melted, giving the arc energy is withdrawn. This cools the arc. Of course, by blowing the arc additionally the effect described with reference to FIG. 1a achieved.

Es ist auch eine Variante des in den Fig.5a,5b gezeigten Leistungsschaltgerätes 1 möglich, bei der auf den ein Löschmittel 33 enthaltenden Einsatz 34 verzichtet wird.It is also a variant of that shown in Figures 5a, 5b Power switching device 1 possible, on the one Extinguishing agent 33 containing insert 34 is dispensed with.

Bei einer weiteren Variante des Leistungsschaltgerätes 1 gemäss den Fig. 5a,5b wird darauf verzichtet, mittels externen Zündsignalen die Gaserzeuger 15,15a zu aktivieren sowie das Schmelzkontaktelement 15 zum Schmelzen zu bringen. Vielmehr wird wie beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1a das Schmelzkontaktelement 14 durch den durchfliessenden Fehlerstrom auf die Schmelztemperatur erwärmt und so zum Schmelzen gebracht. Das löst die Zündung eines Zündelementes (in den Fig. 5a und 5b nicht gezeigt) aus, das sich vom Bereich des Schmelzkontaktelementes 14 durch die Folie 36 hindurch zu den Gaserzeugern 15,15a erstreckt. Nach dem Anzünden brennt sich das Zündelement durch die Folie 36 hindurch, womit das Löschmittel 33 des Einsatzes 34 freigegeben wird. Anschliessend zündet das Zündelement die Gaserzeuger 15,15a. Auch diese Variante kann ohne den ein Löschmittel 33 enthaltenden Einsatz 34 realisiert werden.In a further variant of the power switching device 1 5a, 5b is dispensed with by means of external ignition signals to activate the gas generators 15, 15a and to bring the melt contact element 15 to melt. Rather, as in the exemplary embodiment according to FIG. 1a the melt contact element 14 through the flowing Residual current heated to the melting temperature and so to Brought melting. This triggers the ignition of an ignition element (not shown in Figs. 5a and 5b) from that of Area of the melt contact element 14 through the film 36 extends to the gas generators 15, 15a. After this Igniting burns the ignition element through the film 36 through which the extinguishing agent 33 of the insert 34 is released becomes. The ignition element then ignites the Gas generator 15.15a. This variant can also be used without the one Extinguishing agent 33 containing insert 34 can be realized.

Das zur Beblasung des Lichtbogens benötigte Gas kann auch von anderen Gasquellen als von den beschriebenen Gaserzeugern 15,15a geliefert werden, z. B. von Druckgasflaschen, die beim Schmelzen des Schmelzkontaktelementes 14 aktiviert werden.The gas needed to blow the arc can also from gas sources other than the gas generators described 15, 15a are supplied, e.g. B. of compressed gas cylinders, which is activated when the melt contact element 14 melts become.

Wie beschrieben kommen die erfindungsgemässen Leistungsschaltgeräte 1 ohne einen zusätzlichen mechanischen Schalterantrieb aus, was sich kostensparend auswirkt. Zwar können die Leistungsschaltgeräte 1 nur einmal schalten. Durch einen geeigneten modularen Aufbau kann jedoch erreicht werden, dass ein Grossteil der eingesetzten Komponenten wieder verwendet werden kann. Die erfindungsgemässen Leistungsschaltgeräte 1 eignen sich ganz speziell dazu, mit einem Lastschalter in Reihe geschaltet zu werden. Nennströme werden vom Lastschalter geschaltet, während das Leistungsschaltgerät 1 die Wegschaltung von Fehlerströmen übernimmt. The power switching devices according to the invention come as described 1 without an additional mechanical Switch drive off, which has a cost-saving effect. Though can switch the power switching devices 1 only once. With a suitable modular structure, however, can be achieved that a large part of the components used can be used again. The inventive Power switching devices 1 are particularly suitable for using to be connected in series with a load switch. rated currents are switched by the load switch while the power switching device 1 takes over the switching of fault currents.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
LeistungsschaltgerätPower switching device
22
Gehäusecasing
3,43.4
Schaltstückswitching piece
5,65.6
elektrischer Leiterelectrical conductor
7,87.8
Abschlusswandend wall
9,109.10
Gleitlagerbearings
1111
Schaltachseswitching axis
1212
Lagerteilbearing part
1313
Halterungbracket
1414
SchmelzkontaktelementMelting contact element
15,15a15,15a
Gaserzeugergas generator
1616
Löschkammerextinguishing chamber
1717
Auslassöffnungoutlet
1818
Kühlelementcooling element
1919
gelochte Scheibeperforated disc
2020
Lochhole
2121
Zwischenraumgap
2222
Auslöseelementtriggering element
2323
Zündelementigniter
24,2524.25
Durchlasspassage
2626
Zündauslöserignition trigger
2727
Verbindungsleitungconnecting line
2828
Zündschaltungignition circuit
2929
StromwandlerPower converter
3030
Verbindungsleitungconnecting line
3131
Kanalchannel
32,32a32,32a
Hohlraumcavity
3333
Löschmittelextinguishing Media
3434
Einsatzcommitment
3535
Kammerchamber
3636
Foliefoil

Claims (18)

Leistungsschaltgerät (1) mit einer Schaltkontaktanordnung, die zwei relativ zueinander längs einer Schaltachse (11) von einer Einschaltstellung in eine Ausschaltstellung verstellbare Schaltstücke (3,4) aus einem elektrisch leitenden Material aufweist, die in der Ausschaltstellung in axialer Richtung um eine Schaltstrecke voneinander beabstandet sind, und mit einer Anordnung zum Erzeugen einer gegen den sich beim Trennen der Schaltstücke (3,4) bildenden Lichtbogen gerichteten Gasströmung, dadurch gekennzeichnet, dass in der Einschaltstellung die Schaltstücke (3,4) zwischen sich einen Zwischenraum bilden und über ein diesen Zwischenraum überbrückendes Schmelzkontaktelement (14) mechanisch und elektrisch miteinander verbunden sind, das aus einem elektrisch leitenden Material besteht, dessen Schmelzpunkt tiefer ist als der Schmelzpunkt des Materials der Schaltstücke (3,4), und dass mindestens eine beim Schmelzen des Schmelzkontaktelementes (14) aktivierbare Gasquelle vorhanden ist, die nach ihrer Aktivierung ein Gas zur Beblasung des nach dem Schmelzen des Schmelzkontaktelementes (14) zwischen den Schaltstücken (3,4) brennenden und dabei eine Bewegung derselben in ihre Ausschaltstellung bewirkenden Lichtbogens abgibt.Power switching device (1) with a switching contact arrangement, which has two switching pieces (3, 4) made of an electrically conductive material, which can be adjusted relative to one another along a switching axis (11) from a switch-on position to a switch-off position and which are axially spaced apart by a switching distance in the switch-off position and with an arrangement for generating a gas flow directed against the electric arc that forms when the switching pieces (3, 4) separate, characterized in that in the switched-on position the switching pieces (3, 4) form a space between them and via this space bridging fuse contact element (14) are mechanically and electrically connected to one another, which consists of an electrically conductive material, the melting point of which is lower than the melting point of the material of the switching elements (3, 4), and that at least one gas source which can be activated when the fuse contact element (14) melts is available t, which, after its activation, emits a gas for blowing the arc which burns after the melting of the melt contact element (14) between the switching pieces (3, 4) and thereby causes the arc to move into its switch-off position. Leistungsschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasquelle ein Behälter mit einem unter Druck stehenden Gas ist.Power switching device according to claim 1, characterized in that the gas source is a container with a pressurized gas. Leistungsschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasquelle ein Gaserzeuger (15,15a) ist, der nach seiner Aktivierung ein Gas erzeugt. Power switching device according to claim 1, characterized in that the gas source is a gas generator (15, 15a) which generates a gas after its activation. Leistungsschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmelzkontaktelement (14) aus einer Legierung besteht, die aus den für die Schaltstücke (3,4) verwendeten Materialien und zusätzlichen, den Schmelzpunkt der Legierung herabsetzenden Bestandteilen zusammengesetzt ist.Power switching device according to claim 1, characterized in that the fuse contact element (14) consists of an alloy which is composed of the materials used for the switching elements (3, 4) and additional components which lower the melting point of the alloy. Leistungsschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmelzkontaktelement (14) aus einem Sintermaterial hergestellt ist, das aus einem elektrisch leitenden Material, insbesondere Ag, und einem andern, den Schmelzpunkt herabsetzenden Werkstoff, vorzugsweise In, besteht.Power switching device according to claim 1, characterized in that the melt contact element (14) is made of a sintered material which consists of an electrically conductive material, in particular Ag, and another material which lowers the melting point, preferably In. Leistungsschaltgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaserzeuger (15,15a) ein aus einem Brennstoff und einem Oxidator bestehendes gaserzeugendes Material enthält.Power switching device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the gas generator (15, 15a) contains a gas-generating material consisting of a fuel and an oxidizer. Leistungsschaltgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoff organische Stickstoffverbindungen, insbesondere Guanidin oder Guanidinverbindungen, enthält.Power switching device according to claim 6, characterized in that the fuel contains organic nitrogen compounds, in particular guanidine or guanidine compounds. Leistungsschaltgerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Oxidator im wesentlichen aus Nitraten, Chloraten, Perchloraten oder Permanganaten besteht.Power switching device according to claim 6 or 7, characterized in that the oxidizer consists essentially of nitrates, chlorates, perchlorates or permanganates. Leistungsschaltgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaserzeuger (15,15a) ein zur Zündung des gaserzeugenden Materials dienendes Zündmaterial enthält, das vorzugsweise aus einem Brennstoff und einem Oxidator besteht. Power switching device according to one of Claims 6 to 8, characterized in that the gas generator (15, 15a) contains an ignition material which serves to ignite the gas-generating material and which preferably consists of a fuel and an oxidizer. Leistungsschaltgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaserzeuger ein Kaltgasgenerator ist.Power switching device according to claim 3, characterized in that the gas generator is a cold gas generator. Leistungsschaltgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaserzeuger (15) im Bereich einer Löschkammer (16), die die Enden der sich in ihrer Einschaltstellung befindlichen Schaltstücke (3,4) sowie das Schmelzkontaktelement (14) umgibt, angeordnet ist.Power switching device according to one of Claims 3 to 10, characterized in that the gas generator (15) is arranged in the region of an arcing chamber (16) which surrounds the ends of the switching pieces (3, 4) in their switched-on position and the melt contact element (14) is. Leistungsschaltgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwei in Richtung der Schaltachse (11) voneinander beabstandete Gaserzeuger (15,15a) vorgesehen sind, welche über Kanäle (31) mit einer zwischen den Gaserzeugern (15,15a) liegenden Löschkammer (16) verbunden sind, die die Enden der sich in ihrer Einschaltstellung befindlichen Schaltstücke (3,4) sowie das Schmelzkontaktelement (14) umgibt.Power switching device according to one of Claims 3 to 10, characterized in that two gas generators (15, 15a) spaced apart from one another in the direction of the switching axis (11) are provided, which are connected via channels (31) with an arcing chamber located between the gas generators (15, 15a) (16) are connected, which surrounds the ends of the switching pieces (3, 4) which are in their switched-on position and the melt contact element (14). Leistungsschaltgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 12, gekennzeichnet durch eine mit dem Gaserzeuger (15) verbundene Zündschaltung (28) zur Erzeugung eines den Gaserzeuger (15) aktivierenden Zündsignals.Power switching device according to one of Claims 3 to 12, characterized by an ignition circuit (28) connected to the gas generator (15) for generating an ignition signal which activates the gas generator (15). Leistungsschaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmelzkontaktelement (14) mit einem, mittels eines von einer Zündschaltung (28) erzeugten Zündsignals aktivierbaren Auslöseelement (22) in Verbindung steht, durch das nach der Aktivierung eine ein Schmelzen des Schmelzkontaktelementes (14) bewirkende Wärmemenge freigesetzt wird, wobei das Auslöseelement (22) vorzugsweise einen Brennstoff und einen Oxidator enthält. Power switching device according to one of Claims 1 to 13, characterized in that the fusible contact element (14) is connected to a trigger element (22) which can be activated by means of an ignition signal generated by an ignition circuit (28) and which, after activation, causes the fusible contact element to melt (14) causing heat is released, the trigger element (22) preferably containing a fuel and an oxidizer. Leistungsschaltgerät nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gaserzeuger (15) bzw. den Gaserzeugern (15,15a) und der Löschkammer (16) eine im Strömungspfad des Gases liegende Kammer (35) angeordnet ist, die ein Löschmittel (33), vorzugsweise ein Löschpulver, insbesondere ein Oxidpulver, enthält.Power switching device according to claim 11 or 12, characterized in that between the gas generator (15) or the gas generators (15, 15a) and the quenching chamber (16) there is a chamber (35) lying in the flow path of the gas which contains an extinguishing agent (33 ), preferably an extinguishing powder, in particular an oxide powder. Leistungsschaltgerät nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Löschkammer (16) über ein Kühlelement (18) mit einem vorzugsweise geschlossenen Auspuffraum verbunden ist.Power switching device according to claim 11 or 12, characterized in that the quenching chamber (16) is connected via a cooling element (18) to a preferably closed exhaust space. Leistungsschaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltstücke (3,4) in Gleitlagern (9,10) geführt sind, die sich in Richtung der Schaltachse (11) erstrecken.Power switching device according to one of claims 1 to 16, characterized in that the switching pieces (3, 4) are guided in slide bearings (9, 10) which extend in the direction of the switching axis (11). Leistungsschaltgerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlager (9,10) mit in Richtung der Schaltachse (11) voneinander beabstandeten Zwischenräumen (21) versehen sind, die vorzugsweise mit einem Kühlmedium, beispielsweise einem Gesteinsmehl, gefüllt sind.Power switching device according to claim 17, characterized in that the sliding bearings (9, 10) are provided with spaces (21) spaced apart from one another in the direction of the switching axis (11), which are preferably filled with a cooling medium, for example a powdered rock.
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