EP1346388A1 - Power switch with a double breaking contact arrangement - Google Patents

Power switch with a double breaking contact arrangement

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Publication number
EP1346388A1
EP1346388A1 EP01271945A EP01271945A EP1346388A1 EP 1346388 A1 EP1346388 A1 EP 1346388A1 EP 01271945 A EP01271945 A EP 01271945A EP 01271945 A EP01271945 A EP 01271945A EP 1346388 A1 EP1346388 A1 EP 1346388A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
circuit breaker
current
breaker according
arc
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.)
Withdrawn
Application number
EP01271945A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Tudor Baiatu
Elio Iacovino
Manfred Stania
Willy Schwarz
Werner Balsiger
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 Schweiz AG
Original Assignee
ABB Schweiz AG
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 Schweiz AG filed Critical ABB Schweiz AG
Priority to EP01271945A priority Critical patent/EP1346388A1/en
Publication of EP1346388A1 publication Critical patent/EP1346388A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/121—Protection of release mechanisms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H73/00—Protective overload circuit-breaking switches in which excess current opens the contacts by automatic release of mechanical energy stored by previous operation of a hand reset mechanism
    • H01H73/02—Details
    • H01H73/18—Means for extinguishing or suppressing arc

Definitions

  • the invention is based on a circuit breaker according to the preamble of patent claim 1.
  • a circuit breaker has a current path with two current connections and with a double-interrupting contact arrangement.
  • the contact arrangement contains two contact systems connected in series, each with two contact pieces movable relative to one another.
  • the current path runs in two mutually parallel sections. During a switching operation, these sections are each formed by a switching arc burning between the contact pieces.
  • the switch can be used as a miniature circuit breaker in low-voltage distributors and is characterized by a large breaking capacity and a quick response in small dimensions.
  • a switch of the aforementioned type is described, for example, in CH 543 174 A and also in EP 619 592 A.
  • the switch described has a cuboid housing in which, in addition to a double-interrupting contact arrangement, two connection terminals and a trigger mechanism with a drive and a trigger are accommodated.
  • the contact arrangement contains two contact systems arranged side by side, which are connected in series in a current path of the switch running between the two connection terminals.
  • the contact systems each contain a fixed and a movable contact piece.
  • the movable contact pieces are attached to a bridge contact carrier.
  • the current path has two sections in the two contact systems with opposite directions of the current. In a switching operation, therefore, two form in opposite directions Switching current flows through switching arcs, which repel each other. If the two arcs do not run at the same speed, the slower arc is repelled by the faster moving arc and is possibly prevented from reaching the arc extinguishing plates which favor the arc extinguish
  • the invention is based on the object of developing the circuit breaker of the type mentioned at the outset in such a way that it can also switch off large short-circuit currents with a high degree of certainty while maintaining its dimensions.
  • the contact pieces of the two contact systems are connected to one another and to the two power connections in such a way that the current in both contact systems has the same sense of direction. This ensures that when switching off, the switching arcs formed in the two contact systems are flowed through in the same direction by the cut-off current. The two switching arcs therefore no longer repel each other, but attract each other. A shift of the switching arcs relative to one another is thus avoided. The two arcs now run with great certainty synchronously in arc quenching chambers and are extinguished there practically at the same time.
  • the circuit breaker according to the invention is therefore characterized by a large switching capacity.
  • the contact systems each have one of two quenching chambers, which are arranged side by side to one another, is characterized by a particularly low susceptibility to wear if the movable contact pieces of the two contact systems are each one on one of the two arms
  • Two-armed lever trained, rotatable contact bridge are arranged when the two fixed contact pieces of the contact systems are each arranged in an electrically conductive manner on a first of two arc tracks of the quenching chambers, and when the two second arc tracks of the two quenching chambers are electrically conductively connected to one another via a track connection.
  • Track connection can be formed by a stable busbar.
  • Such a switch according to the invention is therefore not only characterized by a large switching capacity and a long service life, but also by a minimal power loss and low heating.
  • the contact bridge should preferably be designed in the manner of a U and the axis of rotation of the contact bridge should be placed in the base of the U. Furthermore, at the same time the two movable contact pieces should be arranged at the free ends of the legs of the U and a section of the current path through which the current flows in opposite directions should be provided parallel to each of the two legs. In this way, well-developed current loops are achieved in the current path.
  • a particularly strong electrodynamic force acts on two switching arcs, which are initially based on the separating contact pieces and then commutate on the arc guide rails.
  • the two power connections can also be made at the ends of the first two arc guiding rails on which the fixed contact pieces are arranged, or one of the two power connections can be led to one end of one of the two first electric arc guiding tracks, which overlaps a quenching plate package in one of the two quenching chambers.
  • a contact bridge designed as a two-armed lever is to be avoided and a movement of the movable contact pieces is to be achieved by a tilting movement
  • flexible conductor sections are then generally installed, in particular in the form of a strand, which compensate for a local change in the position of the movable contact pieces caused by the tilting movement.
  • the intermediate conductor section mainly in the middle between the two contact systems. A largely symmetrical structure of the switch is thus achieved. Electrodynamic forces caused by asymmetries in the current path are largely avoided.
  • the intermediate conductor section at an angle.
  • One leg of the angle can then be rigidly connected to a contact carrier of a fixed contact piece or alternatively via a flexible conductor section to a contact carrier of a movable contact piece of one of the contact systems, while the other leg of the angle is connected to a current sensor.
  • the current sensor is designed as a bimetal strip, one end of the bimetal strip can be connected to the leg end and the bimetal strip can be arranged parallel to the leg in a particularly space-saving manner.
  • the switch according to the invention has two arc tracks connected to the two contact pieces of each contact system and interacting with the arc quenching chamber, then a current sensor of the switch responsive to short-circuit and / or overcurrents can be removed from the effect of the switch-off current during a switch-off process if this current sensor is connected in parallel to a separation path which is formed by the two arc running rails. If the switch according to the invention contains two current sensors, one of which responds to overcurrent and the other to short-circuit current, then both can be removed from the effect of the switch-off current during the switch-off phase if a series connection of both current sensors is placed parallel to the isolating path.
  • the switch according to the invention has an improved current-limiting effect when the current sensor is connected in series to the isolating path in the current path.
  • the impedance of the current sensor which is preferably designed as a bimetallic element, is then in series with the switching arcs and then relieves the switching arcs when the current is limited. If the switch according to the invention contains two current sensors, it will be a particularly good one Current limitation is reached when a series connection of both current sensors is connected in series to the isolating path in the current path.
  • FIG. 1 shows an equivalent circuit diagram of a current path of a circuit breaker according to the prior art with a double-interrupting contact arrangement
  • FIG. 7 shows a perspective view of an embodiment of the circuit breaker according to the invention which is constructed and shown in FIG. 2,
  • Embodiment of the circuit breaker according to the invention in the closed state in which two movable contact pieces of a double-interrupting contact arrangement are arranged on a contact bridge designed as a two-armed lever,
  • FIG. 9 shows a perspective view of the circuit breaker according to FIG.
  • Circuit breaker according to Fig. 8, 11 shows a view of the arrow XI
  • Fig. 13 is a view in the direction of an arrow XIII
  • the equivalent circuits shown in FIGS. 1 to 6 each contain a current path 7 of a circuit breaker running between two current connections 1, 2. In all equivalent circuits, this current path has a current conductor section 3 or 4 connected to the current connection 1 or 2. In the equivalent circuits according to FIGS. 1, 2 and 4, the current conductor section 3 is in each case connected to a short-circuit current release 5, for example to a coil of an impact armature or to another magnetic release.
  • the short-circuit current release 5 is not part of one Shown trigger device for actuating a contact arrangement of the switch containing two contact systems 10, 15.
  • the short-circuit current release 5 is in turn via an overcurrent release 6, which can be designed as a bimetal or as another thermal release, but possibly also as a magnetic release, for example as a current transformer, and is also part of the release device (not shown) a fixed contact 11 of the contact system 10 connected.
  • a movable contact 12 of the contact system 10 and a movable contact 13 of the contact system 15 lying in series with the contact system 10 in the current path 3 are arranged on a contact bridge (not designated).
  • a fixed contact 14 of the contact system 15 is connected to the current conductor 4.
  • the short-circuit current release 5 is in each case connected directly to the fixed contact 11 of the contact system 10.
  • the movable contact 12 of the contact system 10 is in each case connected to the overcurrent release 6 via a flexible current conductor section 25, for example a stranded wire, which in turn is connected to the fixed contact 14 of the contact system 15 via an intermediate conductor section 26.
  • the movable contact 13 of the contact system 15 is in each case connected to the conductor section 4 via a flexible conductor section 27, for example a stranded wire.
  • the current conductor section 3 is connected to the movable contact 12 of the contact system 10 via the overcurrent release 6 and the flexible current conductor section 25.
  • the fixed contact 11 of the contact system 10 is connected via the short-circuit current release 5 to the intermediate conductor section 26, which in turn is connected to the movable contact 13 of the contact system 15 via the flexibly designed current conductor section 27.
  • the fixed contact 14 of the contact system 15 is connected to the current conductor section 4.
  • the current conductor section 3 is connected to the fixed contact 11 of the contact system 10 via the overcurrent release 6 connected.
  • the movable contact 12 of this contact system is connected to the fixed contact 14 of the contact system 15 via the flexible conductor section 25 and the intermediate conductor section 26.
  • the movable contact 13 of this contact system is connected to the conductor section 4 via the flexible conductor section 27 and the short-circuit current release 5.
  • the arc runner 17 or 18 is connected to an unspecified contact carrier of the fixed contact 11 or 14.
  • the movable contacts 12 and 13 interact with an arc runner 19 and 20, respectively.
  • the arc tracks 17, 19 and 18, 20 conduct switching arcs 21, 22 formed in the contact systems 10, 15 when they are switched off, in each case to a quenching plate packet 23 or 24 of an arc quenching chamber 28 or 29.
  • the arc guide rail 19 is connected to the connection point of the overcurrent release 6 and the intermediate conductor section 26 and the arc guide rail 20 is connected to the current conductor section 4.
  • the overcurrent release between the connection point of the arc runner 20 and the conductor section 4 and the flexible current section 27 can be connected into the current path, as is indicated in FIG. 2 by the overcurrent release 6 shown in broken lines.
  • the arc guide rail 19 is connected to the current conductor section 3 and the arc guide rail 20 is connected to the connection point between the intermediate conductor section 26 and the flexibly designed current conductor section 27.
  • the arc running rail 19 is in each case connected to the connection point of the overcurrent release 6 and the flexible conductor section 25.
  • the arc track 20 is in the equivalent circuit of Figure 4 with the conductor section 4 and in the Equivalent circuit according to Figure 5 connected to the intermediate conductor section 26.
  • the arc guide rail 19 is connected to the connection point between the flexibly designed current conductor section 25 and the intermediate conductor section 26 and the arc guide rail 20 is connected to the connection point between the flexibly designed current conductor section 27 and the short-circuit current release 5.
  • the quenching chambers 28 and 29 each containing the quenching plate stack 23 and 24 and at least sections of the arc guide rails 17, 19 and 18, 20 are arranged laterally adjacent to one another.
  • the electromagnetic fields formed by the arcs 21 and 22 therefore mutually influence one another.
  • the current to be disconnected flows - as indicated by arrows - from the current connection 1 via the current conductor section 3, the short-circuit current release 5, the overcurrent release 6, the contact systems 10 and 15 and the current conductor section 4 to the power connection 2.
  • two arcs 21 and 22 commutating from the contacts 11, 12 and 13, 14 to the arc guide rails 17, 19 and 18, 20 are formed.
  • the arcs in opposite directions flow through the current to be switched off. Since the arcing chambers of the two contact systems 10 and 15 are adjacent to one another, the arcs repel one another due to electrodynamic forces.
  • the stronger arc 22 brakes the movement of the weaker arc 21 on the arc guide rails 17, 19 or even prevents it from entering the quenching plate package 23. This significantly limits the switch-off power of the switch according to the prior art.
  • this connection has the intermediate conductor section 26 shown in FIGS. 2 to 6.
  • this intermediate conductor section 26 is predominantly arranged in the middle between the two contact systems 10, 15. It is angled.
  • a contact carrier for the fixed contact 14, which is guided perpendicular to the angle, is formed on the free end of a leg of the angle, which leg is not designated for reasons of clarity.
  • the downward other leg of the angle carries at its lower end the overcurrent release 6 designed as a bimetallic strip.
  • This bimetallic strip is guided in a space-saving manner upwards parallel to the aforementioned leg and at its upper end with the as a strand, ie. H. flexible, trained conductor section 25 connected.
  • the intermediate conductor section 26 is also designed and arranged in the switch according to FIG.
  • one leg of the angle can also be connected to the movable contact 13 via the flexible conductor section 27 and the other leg via the coil of the
  • Short-circuit current release 5 to be connected to the fixed contact 11. This design is provided for the switches according to FIGS. 3 and 5.
  • a design of the current path that is particularly advantageous in terms of production technology is provided for the switch according to FIG. 6.
  • the switch according to FIG. 6 is one leg of the angle via the flexible conductor section 25 with the movable contact 12 and the other leg with the fixed contact
  • the overcurrent release 5 is connected in parallel to the isolating path formed by the two arc running rails 17, 19 and bridged by the arc 21 when the arc 21 is switched off, the overcurrent release 6, which is preferably designed as a bimetal element, is only activated briefly exposed to the effect of the current to be switched off.
  • the overcurrent release 6 can therefore be dimensioned relatively weak.
  • the impedance of the overcurrent release 6 is added to the impedances of the arcs 21, 22 and then supports them in limiting the current , The switching capacity of the circuit breaker is additionally increased.
  • the movable contact pieces 12, 13 of the two contact systems are each arranged on one of the two arms of a rotatable contact bridge 30 designed as a two-armed lever.
  • the two fixed contact pieces 11, 14 of the contact systems are arranged in an electrically conductive manner on the arc guide rails 17, 18 of the quenching chambers 28, 29 (see, for example, FIGS. 8 and 9).
  • the geometries of the quenching chambers 28 and 29, which are determined by the fixed contact pieces 11 and 14 and the arc guide rails 17, 19 and 18, 20, respectively, are located parallel to one another aligned legs of a U, the base of which is formed by the contact bridge 30 (FIGS.
  • the axis of rotation 32 (e.g. FIGS. 10, 11 or 13 to 15) of the contact bridge 30 is therefore aligned parallel to the legs of the U.
  • the arc running rails 19 and 20 of the quenching chambers are connected to one another in an electrically conductive manner via a running rail connection 31.
  • the current flows in the direction of the arrow from the power connection 1 via the contact bridge 31 contacted to the fixed contact pieces 11, 14 to the power connection 2 (in FIG. 8 is only the fixed contact piece) when the contact arrangement (FIG. 8) is closed 14).
  • the switch opens under current, two switching arcs 21 and 22 are formed, which are guided by electrodynamic forces from the contact pieces 11, 12 and 13, 14 onto the arc guide rails 17, 19 and 18, 20 (FIG. 9).
  • the current is now commutated into an extinguishing circuit comprising the quenching chambers 28, 29 and flows from the power connection 1 via the arc guide rail 17, the switching arc 21, the arc guide rail 19, the guide rail connection 31, the guide rail 20, the switching arc 22 and the arc guide rail 18 to the current connection 2
  • the fact that the current is guided by means of the track connection 31 from the upper arc track 19 of the arc quenching chamber 28 to the lower arc track 20 of the arc quenching chamber 29 means that the current direction in both switching arcs 21 and 22 is the same.
  • the two arcs therefore attract each other. They are driven synchronously into the quenching plates 23, 24 of the two quenching chambers by the electrodynamic forces and quenched practically simultaneously.
  • the embodiment according to FIGS. 8 to 11 is characterized by particularly low wear. This is primarily due to the fact that the running rail connection 31 is formed by a stable current rail which, in contrast to a flexible current connection, which is designed, for example, as a strand, has practically no wear even after a high number of switching operations.
  • the rail also has a low electrical resistance.
  • Such a switch according to the invention is therefore not only characterized by an excellent switching capacity and a long service life, but also by a minimal power loss and low heating.
  • the contact bridge 30 is designed in the manner of a U.
  • the axis of rotation 32 of the contact bridge is placed in the base 33 of the U, whereas the two movable contact pieces 12 and 13 are arranged at the free ends of the legs 34 and 35 of the U, respectively.
  • the section of the base 33 and the leg 34 arranged to the left of the axis of rotation 32 and the section of the base 33 and the leg 35 arranged to the right of the axis of rotation 32 each form a lever arm designed as a right angle.
  • This lever arm fulfills the same functions as the corresponding lever arm in the embodiment according to FIGS. 8 to 11.
  • this angled lever arm is also distinguished by the following function: its section formed by leg 34 is guided parallel to power connection 1 (FIGS. 12 and 13 ).
  • the current in the leg 34 has the opposite direction to that in the current connection 1, the two current conductors 1 and 34 form a well-designed current loop.
  • a corresponding current loop is also achieved by the current conductors 35 and 2.
  • both switching arcs are driven practically simultaneously and at the same time with great force into the quenching plate packs 23, 24 and the current to be switched off is interrupted by extinguishing the switching arcs. Because of the synchronous commutation of the arcs from the contact pieces to the arc guide rails, which is supported by large forces, the switch is characterized by a large breaking capacity.
  • the running rail connection is evidently guided around the contact bridge, while in the embodiment according to FIG. 17 it is guided around the quenching plate packs.
  • the power connections 1, 2 can be guided at the ends of the two arc running rails 17, 18, on which the fixed contact pieces are arranged. This is realized in the embodiments according to FIGS. 8 to 15.
  • the power connection 2 is guided to one end of the arc guide rail 20, which overlaps the quenching plate package of the associated quenching chamber 29.

Landscapes

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Abstract

The power switch has a current flow path (7) with two supply terminals (1, 2) and a double breaking contact arrangement. The contact arrangement includes two series connected contact systems (10, 15), in which the current flow path extends in two sections guided parallel to one another. Said sections are formed by an arc (21, 22) during a switching operation. The contact parts (11, 12) of both contact systems are connected to one another and to both supply terminals (1, 2) in such a way that the current in both sections has the same direction. As a result, both arcs (21, 22) attract each other and displacement of the arcs relative to one another is prevented. Both arcs run synchronously into the arc extinction chamber (28, 29) with great reliability and are extinguished therein practically at the same time. The power switch is characterized by high cutout capability.

Description

B E S C H R E I B U N G DESCRIPTION
Leistungsschalter mit einer doppeltunterbrechenden KontaktanordnungCircuit breakers with a double-break contact arrangement
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Leistungsschalter nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ein solcher Schalter weist eine Strombahn auf mit zwei Stromanschlüssen und mit einer doppeltunterbrechenden Kontaktanordnung. Die Kontaktanordnung enthält zwei in Serie geschaltete Kontaktsysteme mit jeweils zwei relativ zueinander beweglichen Kontaktstücken. In dieser Kontaktanordnung verläuft die Strombahn in zwei zueinander parallel geführten Abschnitten. Diese Abschnitte sind bei einem Schaltvorgang jeweils von einem zwischen den Kontaktstücken brennenden Schaltlichtbogen gebildet. Der Schalter kann als Leitungsschutzschalter in Niederspannungsverteilungen eingesetzt werden und zeichnet sich bei kleinen Abmessungen durch eine grosse Abschaltleistung und durch ein rasches Ansprechverhalten aus.The invention is based on a circuit breaker according to the preamble of patent claim 1. Such a switch has a current path with two current connections and with a double-interrupting contact arrangement. The contact arrangement contains two contact systems connected in series, each with two contact pieces movable relative to one another. In this contact arrangement, the current path runs in two mutually parallel sections. During a switching operation, these sections are each formed by a switching arc burning between the contact pieces. The switch can be used as a miniature circuit breaker in low-voltage distributors and is characterized by a large breaking capacity and a quick response in small dimensions.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Ein Schalter der vorgenannten Art ist beispielsweise in CH 543 174 A sowie auch in EP 619 592 A beschrieben. Der beschriebene Schalter weist ein quaderförmiges Gehäuse auf, in dem neben einer doppeltunterbrechenden Kontaktanordnung auch zwei Anschlussklemmen und ein Auslösemechanismus mit einem Antrieb und einem Auslöser untergebracht sind. Die Kontaktanordnung enthält zwei Seite an Seite nebeneinander angeordnete Kontaktsysteme, welche in Serie in eine zwischen den beiden Anschlussklemmen verlaufende Strombahn des Schalters geschaltet sind. Die Kontaktsysteme enthalten jeweils ein feststehendes und ein bewegliches Kontaktstück. Die beweglichen Kontaktstücke sind auf einem Brückenkontaktträger befestigt. Die Strombahn weist in den beiden Kontaktsystemen zwei Abschnitte mit entgegengesetztem Richtungssinn des Stromes auf. Bei einem Schaltvorgang bilden sich daher zwei gegensinnig vom Schaltstrom durchflossene Schaltlichtbögen, welche sich voneinander abstossen. Laufen die beiden Lichtbögen nicht mit der gleichen Geschwindigkeit, so wird der langsamere Lichtbogen vom schneller bewegten Lichtbogen abgestossen und wird gegebenenfalls daran gehindert, an die Lichtbogenlöschung begünstigende Lichtbogenlöschbleche zu gelangen.A switch of the aforementioned type is described, for example, in CH 543 174 A and also in EP 619 592 A. The switch described has a cuboid housing in which, in addition to a double-interrupting contact arrangement, two connection terminals and a trigger mechanism with a drive and a trigger are accommodated. The contact arrangement contains two contact systems arranged side by side, which are connected in series in a current path of the switch running between the two connection terminals. The contact systems each contain a fixed and a movable contact piece. The movable contact pieces are attached to a bridge contact carrier. The current path has two sections in the two contact systems with opposite directions of the current. In a switching operation, therefore, two form in opposite directions Switching current flows through switching arcs, which repel each other. If the two arcs do not run at the same speed, the slower arc is repelled by the faster moving arc and is possibly prevented from reaching the arc extinguishing plates which favor the arc extinguishing.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION
Der Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen angegeben ist, liegt die Aufgabe zugrunde, den Leistungsschalter der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass er unter Beibehalt seiner Abmessungen auch grosse Kurzschlusströme mit hoher Sicherheit auszuschalten vermag.The invention, as specified in the claims, is based on the object of developing the circuit breaker of the type mentioned at the outset in such a way that it can also switch off large short-circuit currents with a high degree of certainty while maintaining its dimensions.
Beim Leistungsschalter nach der Erfindung sind die Kontaktstücke der beiden Kontaktsysteme derart untereinander und mit den beiden Stromanschlussen verbunden, dass der Strom in beiden Kontaktsystemen den gleichen Richtungssinn aufweist. Hierdurch wird erreicht, dass beim Ausschalten die in den beiden Kontaktsystemen gebildeten Schaltlichtbögen gleichsinnig vom Abschaltstrom durchflössen werden. Die beiden Schaltlichtbögen stossen sich daher nun nicht mehr ab, sondern ziehen sich gegenseitig an. Eine Verschiebung der Schaltlichtbögen relativ zueinander wird so vermieden. Die beiden Lichtbögen laufen nun mit grosser Sicherheit synchron in Lichtbogenlöschkammern ein und werden dort praktisch gleichzeitig gelöscht. Der Leistungsschalter nach der Erfindung zeichnet sich daher durch ein grosses Schaltvermögen aus.In the circuit breaker according to the invention, the contact pieces of the two contact systems are connected to one another and to the two power connections in such a way that the current in both contact systems has the same sense of direction. This ensures that when switching off, the switching arcs formed in the two contact systems are flowed through in the same direction by the cut-off current. The two switching arcs therefore no longer repel each other, but attract each other. A shift of the switching arcs relative to one another is thus avoided. The two arcs now run with great certainty synchronously in arc quenching chambers and are extinguished there practically at the same time. The circuit breaker according to the invention is therefore characterized by a large switching capacity.
Eine Weiterbildung des erfindungsgemässen Schalters, bei der die Kontaktsysteme jeweils eine von zwei Löschkammern aufweisen, welche Seite an Seite zueinander angeordnet sind, zeichnet sich dann durch eine besonders geringe Verschleissanfälligkeit aus, wenn die beweglichen Kontaktstücke der beiden Kontaktsysteme jeweils an einem der beiden Arme einer als zweiarmiger Hebel ausgebildeten, drehbaren Kontaktbrücke angeordnet sind, wenn die beiden feststehenden Kontaktstücke der Kontaktsysteme elektrisch leitend jeweils auf einer ersten von zwei Lichtbogenlaufschienen der Löschkammern angeordnet sind, und wenn die beiden zweiten Lichtbogenlaufschienen der beiden Löschkammern über eine Laufschienenverbindung elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Dies ist vor allem dadurch bedingt, dass die Laufschienenverbindung von einer stabilen Stromschiene gebildet werden kann. Solche Stromschiene weist im Unterschied zu einer flexiblen, beispielsweise als Litze ausgeführten, Stromverbindung auch nach hohen Schaltzahlen praktisch keinen Verschleiss auf und besitzt zugleich auch nur einen geringen elektrischen Widerstand. Ein derart weitergebildeter Schalter nach der Erfindung zeichnet sich daher nicht nur durch grosses Schaltvermögen und eine hohe Lebensdauer, sondern auch durch eine minimale Verlustleistung und geringe Erwärmung aus.A further development of the switch according to the invention, in which the contact systems each have one of two quenching chambers, which are arranged side by side to one another, is characterized by a particularly low susceptibility to wear if the movable contact pieces of the two contact systems are each one on one of the two arms Two-armed lever trained, rotatable contact bridge are arranged when the two fixed contact pieces of the contact systems are each arranged in an electrically conductive manner on a first of two arc tracks of the quenching chambers, and when the two second arc tracks of the two quenching chambers are electrically conductively connected to one another via a track connection. This is mainly due to the fact that the Track connection can be formed by a stable busbar. In contrast to a flexible power connection, for example a wire, such a busbar shows practically no wear even after a high number of switching operations and at the same time has only a low electrical resistance. Such a switch according to the invention is therefore not only characterized by a large switching capacity and a long service life, but also by a minimal power loss and low heating.
Vorzugsweise sollte die Kontaktbrücke nach Art eines U ausgebildet und die Drehachse der Kontaktbrücke in die Basis des U gelegt sein. Ferner sollten zugleich die beiden beweglichen Kontaktstücke an den freien Enden der Schenkel des U angeordnet sein und sollte parallel zu jedem der beiden Schenkel ein gegensinnig vom Strom durchflossener Abschnitt der Strombahn vorgesehen sein. Es werden so in der Strombahn gut ausgebildete Stromschleifen erreicht. Beim Öffnen des Schalters wirkt dann eine besonders starke elektrodynamische Kraft auf zwei Schaltlichtbögen, die zunächst auf den sich trennenden Kontaktstücken fussen und dann auf die Lichtbogenlaufschienen kommutieren.The contact bridge should preferably be designed in the manner of a U and the axis of rotation of the contact bridge should be placed in the base of the U. Furthermore, at the same time the two movable contact pieces should be arranged at the free ends of the legs of the U and a section of the current path through which the current flows in opposite directions should be provided parallel to each of the two legs. In this way, well-developed current loops are achieved in the current path. When the switch is opened, a particularly strong electrodynamic force acts on two switching arcs, which are initially based on the separating contact pieces and then commutate on the arc guide rails.
Je nach Platzbedarf und nach Anforderung an den Schalter ist es von Vorteil, die Laufschienenverbindung um die Kontaktbrücke oder um Löschblechpakete der beiden Löschkammern herumzuführen. Entsprechend können auch die beiden Stromanschlüsse an Enden der beiden ersten Lichtbogenlaufschienen geführt sein, an denen die feststehenden Kontaktstücke angeordnet sind, oder kann einer der beiden Stromanschlüsse an ein Ende einer der beiden ersten Lichtbogenlaufschienen geführt sein, welches ein Löschblechpaket einer der beiden Löschkammern übergreift.Depending on the space requirements and the requirements placed on the switch, it is advantageous to route the track connection around the contact bridge or around quenching plate packages of the two quenching chambers. Correspondingly, the two power connections can also be made at the ends of the first two arc guiding rails on which the fixed contact pieces are arranged, or one of the two power connections can be led to one end of one of the two first electric arc guiding tracks, which overlaps a quenching plate package in one of the two quenching chambers.
Soll eine als zweiarmiger Hebel ausgeführte Kontaktbrücke vermieden und eine Bewegung der beweglichen Kontaktstücke durch eine Kippbewegung erreicht werden, so empfiehlt es sich, in einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Schalters in der Strombahn einen Zwischenleiterabschnitt vorzusehen, welcher zwischen ein bewegliches Kontaktstück eines ersten beider Kontaktsysteme und ein feststehendes Kontaktstück des zweiten Kontaktsystems geschaltet ist. In der Strombahn sind dann im allgemeinen flexibel, insbesondere als Litze ausgeführte Stromleiterabschnitte eingebaut, welche eine durch die Kippbewegung hervorgerufene lokale Lageänderung der beweglichen Kontaktstücke kompensieren. Es empfiehlt sich, den Zwischenleiterabschnitt vorwiegend in der Mitte zwischen den beiden Kontaktsystemen anzuordnen. Es wird so ein weitgehend symmetrischer Aufbau des Schalters erreicht. Durch Unsymmetrien der Strombahn hervorgerufene elektrodynamische Kräfte werden weitgehend vermieden.If a contact bridge designed as a two-armed lever is to be avoided and a movement of the movable contact pieces is to be achieved by a tilting movement, it is advisable in a further embodiment of the switch according to the invention to provide an intermediate conductor section in the current path, which section is between a movable contact piece of a first of the two contact systems and a fixed contact piece of the second contact system is switched. In the current path, flexible conductor sections are then generally installed, in particular in the form of a strand, which compensate for a local change in the position of the movable contact pieces caused by the tilting movement. It is advisable to arrange the intermediate conductor section mainly in the middle between the two contact systems. A largely symmetrical structure of the switch is thus achieved. Electrodynamic forces caused by asymmetries in the current path are largely avoided.
Aus Gründen einer platzsparenden Ausbildung des Schalters nach der Erfindung ist es vorteilhaft, den Zwischenleiterabschnitt gewinkelt auszuführen. Der eine Schenkel des Winkels kann dann starr mit einem Kontaktträger eines feststehenden Kontaktstücks oder alternativ über einen flexibel ausgeführten Leiterabschnitt mit einem Kontaktträger eines beweglichen Kontaktstücks eines der Kontaktsysteme verbunden sein, während der andere Schenkel des Winkels mit einem Stromsensor verbunden ist. Ist der Stromsensor als Bimetallstreifen ausgebildet, so kann das eine Ende des Bimetallstreifen mit dem Schenkelende verbunden und der Bimetallstreifen in besonders platzsparender Weise parallel zum Schenkel angeordnet werden.For reasons of space-saving design of the switch according to the invention, it is advantageous to design the intermediate conductor section at an angle. One leg of the angle can then be rigidly connected to a contact carrier of a fixed contact piece or alternatively via a flexible conductor section to a contact carrier of a movable contact piece of one of the contact systems, while the other leg of the angle is connected to a current sensor. If the current sensor is designed as a bimetal strip, one end of the bimetal strip can be connected to the leg end and the bimetal strip can be arranged parallel to the leg in a particularly space-saving manner.
Weist der Schalter nach der Erfindung zwei an die beiden Kontaktstücke jedes Kontaktsystems sich anschliessende und mit der Lichtbogenlöschkammer zusammenwirkende Lichtbogenlaufschienen auf, so kann ein auf Kurzschluss- und/oder Überströme ansprechender Stromsensor des Schalters während eines Aussschaltvorganges der Wirkung des Abschaltstroms entzogen werden, wenn dieser Stromsensor parallel zu einer Trennstrecke geschaltet ist, die von den beiden Lichtbogenlaufschienen gebildet ist. Enthält der Schalter nach der Erfindung zwei Stromsensoren, von denen der eine auf Überstrom und der andere auf Kurzschlussstrom anspricht, so können beide der Wirkung des Abschaltstroms während der Ausschaltphase entzogen werden, wenn parallel zur Trennstrecke eine Serienschaltung beider Stromsensoren gelegt ist.If the switch according to the invention has two arc tracks connected to the two contact pieces of each contact system and interacting with the arc quenching chamber, then a current sensor of the switch responsive to short-circuit and / or overcurrents can be removed from the effect of the switch-off current during a switch-off process if this current sensor is connected in parallel to a separation path which is formed by the two arc running rails. If the switch according to the invention contains two current sensors, one of which responds to overcurrent and the other to short-circuit current, then both can be removed from the effect of the switch-off current during the switch-off phase if a series connection of both current sensors is placed parallel to the isolating path.
Eine verbesserte strombegrenzende Wirkung weist der Schalter nach der Erfindung dann auf, wenn der Stromsensor in Serie zur Trennstrecke in die Strombahn geschaltet ist. Die Impedanz des Stromsensors, welcher vorzugsweise als Bimetallelement ausgebildet ist, liegt dann in Serie zu den Schaltlichtbögen und entlastet dann die Schaltlichtbögen bei der Strombegrenzung. Enthält der Schalter nach der Erfindung zwei Stromsensoren, so wird eine besonders gute Strombegrenzung dann erreicht, wenn eine Serienschaltung beider Stromsensoren in Serie zur Trennstrecke in die Strombahn geschaltet ist.The switch according to the invention has an improved current-limiting effect when the current sensor is connected in series to the isolating path in the current path. The impedance of the current sensor, which is preferably designed as a bimetallic element, is then in series with the switching arcs and then relieves the switching arcs when the current is limited. If the switch according to the invention contains two current sensors, it will be a particularly good one Current limitation is reached when a series connection of both current sensors is connected in series to the isolating path in the current path.
Wird einer dieser beiden Stromsensoren parallel zur Trennstrecke geschaltet, so wird ein Schalter mit einer geringeren strombegrenzenden Wirkung aber mit einem verbesserten Schutz dieses Stromsensors vor zu grosser Strombelastung erreicht.If one of these two current sensors is connected in parallel to the isolating section, a switch with a lower current-limiting effect but with improved protection of this current sensor against excessive current load is achieved.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung und die damit erzielbaren weiteren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen:Preferred exemplary embodiments of the invention and the further advantages achievable therewith are explained in more detail below with reference to drawings. Here show:
Fig.1 ein Ersatzschaltbild einer Strombahn eines Leistungsschalters nach dem Stand der Technik mit einer doppeltunterbrechenden Kontaktanordnung,1 shows an equivalent circuit diagram of a current path of a circuit breaker according to the prior art with a double-interrupting contact arrangement,
Fig.2 bis 6 Ersatzschaltbilder der Strombahnen von Ausführungsfomen des Leistungsschalters nach der Erfindung,2 to 6 equivalent circuit diagrams of the current paths of embodiments of the circuit breaker according to the invention,
Fig.7 eine perspektivische Ansicht einer als Konstruktion ausgeführten und in Fig.2 dargestellten Ausführungsform des Leistungsschalters nach der Erfindung,7 shows a perspective view of an embodiment of the circuit breaker according to the invention which is constructed and shown in FIG. 2,
Fig.8 eine perspektivische Ansicht einer als Konstruktion ausgeführten8 shows a perspective view of a construction
Ausführungsform des Leistungsschalters nach der Erfindung im Einschaltzustand, bei der zwei bewegliche Kontaktstücke einer doppeltunterbrechenden Kontaktanordnung auf einer als zweiarmiger Hebel ausgebildeten Kontaktbrücke angeordnet sind,Embodiment of the circuit breaker according to the invention in the closed state, in which two movable contact pieces of a double-interrupting contact arrangement are arranged on a contact bridge designed as a two-armed lever,
Fig.9 eine perspektivische Ansicht des Leistungsschalters nach Fig.8 beim9 shows a perspective view of the circuit breaker according to FIG
Ausschalten,Turn off,
Fig.10 eine in Richtung eines Pfeils X erfolgende Ansicht des10 is a view of the arrow X in the direction of
Leistungsschalters nach Fig.8, Fig.11 eine in Richtung eines Pfeils XI erfolgende Ansicht desCircuit breaker according to Fig. 8, 11 shows a view of the arrow XI
Leistungsschalters nach Fig.8,Circuit breaker according to Fig. 8,
Fig.12 eine perspektivische Ansicht einer abgewandelten ersten12 shows a perspective view of a modified first
Ausführungsform des Leistungsschalters nach den Figuren 8 bis 11 beim Ausschalten,Embodiment of the circuit breaker according to Figures 8 to 11 when opening,
Fig.13 eine in Richtung eines Pfeils XIII erfolgende Ansicht desFig. 13 is a view in the direction of an arrow XIII
Leistungsschalters nach Fig.12,Circuit breaker according to Fig. 12,
Fig.14 eine in Richtung eines Pfeils XIV erfolgende Ansicht des14 shows a view of the arrow XIV
Leistungsschalters nach Fig.12,Circuit breaker according to Fig. 12,
Fig.15 eine in Richtung eines Pfeils XV erfolgende Draufsicht auf die15 is a plan view in the direction of an arrow XV on the
Kontaktbrücke des Leistungsschalters nach Fig.12,Contact bridge of the circuit breaker according to Fig. 12,
Fig.16 eine perspektivische Ansicht einer abgewandelten zweiten16 shows a perspective view of a modified second
Ausführungsform des Leistungsschalters nach den Figuren 8 bis 11 beim Ausschalten, undEmbodiment of the circuit breaker according to Figures 8 to 11 when turning off, and
Fig.17 eine perspektivische Ansicht einer abgewandelten dritten17 shows a perspective view of a modified third
Ausführungsform des Leistungsschalters nach den Figuren 8 bis 11 beim Ausschalten.Embodiment of the circuit breaker according to Figures 8 to 11 when opening.
WEGE ZUR AUSFUHRUNG DER ERFINDUNGWAYS OF CARRYING OUT THE INVENTION
In allen Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen auch gleichwirkende Teile. Die aus den Figuren 1 bis 6 ersichtlichen Ersatzschaltungen enthalten jeweils eine zwischen zwei Stromanschlüssen 1, 2 verlaufende Strombahn 7 eines Leistungsschalters. Bei allen Ersatzschaltungen weist diese Strombahn jeweils einen mit dem Stromanschluss 1 bzw. 2 verbundenen Stromleiterabschnitt 3 bzw. 4 auf. Bei den Ersatzschaltungen nach den Figuren 1 , 2 und 4 ist der Stromleiterabschnitt 3 jeweils mit einem Kurzschlussstromauslöser 5, beispielsweise mit einer Spule eines Schlagankers oder mit einem anderen Magnetauslöser, verbunden. Der Kurzschlussstromauslöser 5 ist Teil einer nicht dargestellten Auslösevorrichtung zur Betätigung einer zwei Kontaktsysteme 10, 15 enthaltenden Kontaktanordnung des Schalters.In all figures, the same reference symbols also designate parts with the same effect. The equivalent circuits shown in FIGS. 1 to 6 each contain a current path 7 of a circuit breaker running between two current connections 1, 2. In all equivalent circuits, this current path has a current conductor section 3 or 4 connected to the current connection 1 or 2. In the equivalent circuits according to FIGS. 1, 2 and 4, the current conductor section 3 is in each case connected to a short-circuit current release 5, for example to a coil of an impact armature or to another magnetic release. The short-circuit current release 5 is not part of one Shown trigger device for actuating a contact arrangement of the switch containing two contact systems 10, 15.
Bei der Ersatzschaltung nach Fig.1 ist der Kurzschlussstromauslöser 5 seinerseits über einen Überstromauslöser 6, welcher als Bimetall oder als anderer thermischer Auslöser, gegebenenfalls aber auch als magnetischer Auslöser, etwa als Stromwandler, ausgeführt sein kann und ebenfalls Teil der nicht dargestellten Auslösevorrichtung ist, mit einem feststehenden Kontakt 11 des Kontaktsystems 10 verbunden. Auf einer nicht bezeichneten Kontaktbrücke sind ein beweglicher Kontakt 12 des Kontaktsystems 10 und ein beweglicher Kontakt 13 des in Serie mit dem Kontaktsystem 10 im Strompfad 3 liegenden Kontaktsystems 15 angeordnet. Ein feststehender Kontakt 14 des Kontaktsystems 15 ist mit dem Stromleiter 4 verbunden.In the equivalent circuit according to FIG. 1, the short-circuit current release 5 is in turn via an overcurrent release 6, which can be designed as a bimetal or as another thermal release, but possibly also as a magnetic release, for example as a current transformer, and is also part of the release device (not shown) a fixed contact 11 of the contact system 10 connected. A movable contact 12 of the contact system 10 and a movable contact 13 of the contact system 15 lying in series with the contact system 10 in the current path 3 are arranged on a contact bridge (not designated). A fixed contact 14 of the contact system 15 is connected to the current conductor 4.
Bei den Ersatzschaltungen nach den Figuren 2 und 4 ist der Kurzschlussstromauslöser 5 jeweils unmittelbar mit dem feststehenden Kontakt 11 des Kontaktsystems 10 verbunden. Der bewegliche Kontakt 12 des Kontaktsystems 10 ist jeweils über einen flexibel ausgebildeten Stromleiterabschnitt 25, beispielsweise eine Litze, mit dem Überstromauslöser 6 verbunden, welcher seinerseits jeweils über einen Zwischenleiterabschnitt 26 mit dem feststehenden Kontakt 14 des Kontaktsystems 15 verbunden ist. Der bewegliche Kontakt 13 des Kontaktsystems 15 ist jeweils über einen flexibel ausgebildeten Stromleiterabschnitt 27, beispielsweise eine Litze, an den Stromleiterabschnitt 4 angeschlossen.In the equivalent circuits according to FIGS. 2 and 4, the short-circuit current release 5 is in each case connected directly to the fixed contact 11 of the contact system 10. The movable contact 12 of the contact system 10 is in each case connected to the overcurrent release 6 via a flexible current conductor section 25, for example a stranded wire, which in turn is connected to the fixed contact 14 of the contact system 15 via an intermediate conductor section 26. The movable contact 13 of the contact system 15 is in each case connected to the conductor section 4 via a flexible conductor section 27, for example a stranded wire.
Bei den Ersatzschaltungen nach den Figuren 3 und 5 ist der Stromleiterabschnitt 3 jeweils über den Überstromauslöser 6 und den flexibel ausgebildeten Stromleiterabschnitt 25 mit dem beweglichen Kontakt 12 des Kontaktsystems 10 verbunden. Der feststehende Kontakt 11 des Kontaktsystems 10 ist über den Kurzschlussstromauslöser 5 mit dem Zwischenleiterabschnitt 26 verbunden, welcher seinerseits über den flexibel ausgebildeten Stromleiterabschnitt 27 an den beweglichen Kontakt 13 des Kontaktsystems 15 angeschlossen ist. Der feststehende Kontakt 14 des Kontaktsystems 15 ist an den Stromleiterabschnitt 4 angeschlossen.In the equivalent circuits according to FIGS. 3 and 5, the current conductor section 3 is connected to the movable contact 12 of the contact system 10 via the overcurrent release 6 and the flexible current conductor section 25. The fixed contact 11 of the contact system 10 is connected via the short-circuit current release 5 to the intermediate conductor section 26, which in turn is connected to the movable contact 13 of the contact system 15 via the flexibly designed current conductor section 27. The fixed contact 14 of the contact system 15 is connected to the current conductor section 4.
Bei der Ersatzschaltung nach Figur 6 ist der Stromleiterabschnitt 3 über den Überstromauslöser 6 mit dem feststehenden Kontakt 11 des Kontaktsystems 10 verbunden. Der bewegliche Kontakt 12 dieses Kontaktsystems ist über den flexiblen Leiterabschnitt 25 und den Zwischenleiterabschnitt 26 mit dem feststehenden Kontakt 14 des Kontaktsystems 15 verbunden. Der bewegliche Kontakt 13 dieses Kontaktsystems ist über den flexibel ausgebildeten Stromleiterabschnitt 27 und den Kurzschlussstromauslöser 5 an den Stromleiterabschnitt 4 angeschlossen.In the equivalent circuit according to FIG. 6, the current conductor section 3 is connected to the fixed contact 11 of the contact system 10 via the overcurrent release 6 connected. The movable contact 12 of this contact system is connected to the fixed contact 14 of the contact system 15 via the flexible conductor section 25 and the intermediate conductor section 26. The movable contact 13 of this contact system is connected to the conductor section 4 via the flexible conductor section 27 and the short-circuit current release 5.
Bei allen Ersatzschaltungen ist die Lichtbogenlaufschiene 17 bzw. 18 jeweils mit einem nicht bezeichneten Kontaktträger des feststehenden Kontakts 11 bzw.14 verbunden.In all equivalent circuits, the arc runner 17 or 18 is connected to an unspecified contact carrier of the fixed contact 11 or 14.
Bei der Ersatzschaltung des zum Stand der Technik zählenden Schalters gemäss Fig.1 wirken die beweglichen Kontakte 12 bzw. 13 mit einer Lichtbogenlaufschiene 19 bzw. 20 zusammen. Die Lichtbogenlaufschienen 17, 19 sowie 18, 20 leiten bei einem Ausschaltvorgang in den Kontaktsystemen 10, 15 gebildete Schaltlichtbögen 21, 22 jeweils an ein Löschblechpaket 23 bzw. 24 einer Lichtbogenlöschkammer 28 bzw. 29.In the equivalent circuit of the switch according to the state of the art according to FIG. 1, the movable contacts 12 and 13 interact with an arc runner 19 and 20, respectively. The arc tracks 17, 19 and 18, 20 conduct switching arcs 21, 22 formed in the contact systems 10, 15 when they are switched off, in each case to a quenching plate packet 23 or 24 of an arc quenching chamber 28 or 29.
Bei der Ersatzschaltung nach Fig.2 ist die Lichtbogenlaufschiene 19 mit dem Verbindungspunkt von Überstromauslöser 6 und Zwischenleiterabschnitt 26 und die Lichtbogenlaufschiene 20 mit dem Stromleiterabschnitt 4 verbunden. Alternativ kann der Überstromauslöser zwischen dem Verbindungspunkt von Lichtbogenlaufschiene 20 und Leiterabschnitt 4 und dem flexibel ausgebildeten Stromleiterabschnitt 27 in die Strombahn geschaltet sein, wie dies in Fig.2 durch den gestrichelt dargestellten Überstromauslöser 6 kenntlich gemacht ist. Bei der Ersatzschaltung nach Fig.3 ist die Lichtbogenlaufschiene 19 mit dem Stromleiterabschnitt 3 und die Lichtbogenlaufschiene 20 mit dem Verbindungspunkt von Zwischenleiterabschnitt 26 und flexibel ausgebildetem Stromleiterabschnitt 27 verbunden. Diesen drei Ersatzschaltungen ist gemeinsam, dass der Überstromauslöser 6 parallel zu einer von den Lichtbogenlaufschienen 17 und 19 bzw. 18 und 20 gebildeten und vom Lichtbogen 21 bzw. 22 überbrückten Trennstrecke liegt.In the equivalent circuit according to FIG. 2, the arc guide rail 19 is connected to the connection point of the overcurrent release 6 and the intermediate conductor section 26 and the arc guide rail 20 is connected to the current conductor section 4. Alternatively, the overcurrent release between the connection point of the arc runner 20 and the conductor section 4 and the flexible current section 27 can be connected into the current path, as is indicated in FIG. 2 by the overcurrent release 6 shown in broken lines. In the equivalent circuit according to FIG. 3, the arc guide rail 19 is connected to the current conductor section 3 and the arc guide rail 20 is connected to the connection point between the intermediate conductor section 26 and the flexibly designed current conductor section 27. These three equivalent circuits have in common that the overcurrent release 6 is parallel to a separation path formed by the arc running rails 17 and 19 or 18 and 20 and bridged by the arc 21 or 22.
Bei den Ersatzschaltungen nach den Figuren 4 und 5 ist die Lichtbogenlaufschiene 19 jeweils mit dem Verbindungspunkt von Überstromauslöser 6 und flexibel ausgebildetem Stromleiterabschnitt 25 verbunden. Die Lichtbogenlaufschiene 20 ist bei der Ersatzschaltung nach Fig.4 mit dem Stromleiterabschnitt 4 und bei der Ersatzschaltung nach Fig.5 mit dem Zwischenleiterabschnitt 26 verbunden. Bei der Ersatzschaltung nach Fig.6 ist die Lichtbogenlaufschiene 19 mit dem Verbindungspunkt von flexibel ausgebildetem Stromleiterabschnitt 25 und Zwischenleiterabschnitt 26 und die Lichtbogenlaufschiene 20 mit dem Verbindungspunkt von flexibel ausgebildetem Stromleiterabschnitt 27 und Kurzschlussstromauslöser 5 verbunden. Diesen drei Ersatzschaltungen ist gemeinsam, dass der Kurzschlussstromauslöser 5 und der Überstromauslöser 6 in Serie zu der von den Lichtbogenlaufschienen 17 und 19 gebildeten und vom Lichtbogen 21 überbrückten Trennstrecke in der Strombahn liegen.In the equivalent circuits according to FIGS. 4 and 5, the arc running rail 19 is in each case connected to the connection point of the overcurrent release 6 and the flexible conductor section 25. The arc track 20 is in the equivalent circuit of Figure 4 with the conductor section 4 and in the Equivalent circuit according to Figure 5 connected to the intermediate conductor section 26. In the equivalent circuit according to FIG. 6, the arc guide rail 19 is connected to the connection point between the flexibly designed current conductor section 25 and the intermediate conductor section 26 and the arc guide rail 20 is connected to the connection point between the flexibly designed current conductor section 27 and the short-circuit current release 5. These three equivalent circuits have in common that the short-circuit current release 5 and the overcurrent release 6 are in series with the separation path formed by the arc guide rails 17 and 19 and bridged by the arc 21 in the current path.
Bei allen durch die Ersatzschaltungen 1 bis 6 repräsentierten Schaltern sind die jeweils das Löschblechpaket 23 bzw. 24 und zumindest Abschnitte der Lichtbogenlaufschienen 17, 19 bzw. 18, 20 enthaltenden Löschkammern 28 bzw. 29 zueinander seitlich benachbart angeordnet. Die von den Lichtbögen 21 und 22 gebildeten elektromagnetischen Felder beeinflussen sich daher gegenseitig.In all of the switches represented by the equivalent circuits 1 to 6, the quenching chambers 28 and 29 each containing the quenching plate stack 23 and 24 and at least sections of the arc guide rails 17, 19 and 18, 20 are arranged laterally adjacent to one another. The electromagnetic fields formed by the arcs 21 and 22 therefore mutually influence one another.
Bei dem durch die Ersatzschaltung gemäss Fig. 1 dargestellten Leistungsschalter nach dem Stand der Technik fliesst der abzuschaltende Strom - wie durch Pfeile angegeben - vom Stromanschluss 1 über den Stromleiterabschnitt 3, den Kurzschlussstromauslöser 5, den Überstromauslöser 6, die Kontaktsysteme 10 und 15 und den Stromleiterabschnitt 4 zum Stromanschluss 2. Beim Ausschalten werden zwei von den Kontakten 11 , 12 und 13, 14 auf die Lichtbogenlaufschienen 17, 19 und 18, 20 kommutierende Lichtbögen 21 und 22 gebildet. Ersichtlich werden bei diesem Schalter die Lichtbögen gegensinnig vom abzuschaltenden Strom durchflössen. Da die Löschkammern beider Kontaktsysteme 10 und 15 seitlich benachbart sind, stossen sich die Lichtbögen aufgrund von elektrodynamischen Kräften voneinander ab. Ist einer der beiden Lichtbögen, beispielsweise der Lichtbogen 21 , etwas schwächer als der andere, beispielsweise der Lichtbogen 22, so bremst der stärkere Lichtbogen 22 die Bewegung des schwächeren Lichtbogens 21 auf den Lichtbogenlaufschienen 17, 19 oder verhindert sogar dessen Einlauf in das Löschblechpaket 23. Hierdurch wird die Abschaltleistung des Schalters nach dem Stand der Technik wesentlich limitiert.In the state-of-the-art circuit breaker represented by the equivalent circuit according to FIG. 1, the current to be disconnected flows - as indicated by arrows - from the current connection 1 via the current conductor section 3, the short-circuit current release 5, the overcurrent release 6, the contact systems 10 and 15 and the current conductor section 4 to the power connection 2. When switching off, two arcs 21 and 22 commutating from the contacts 11, 12 and 13, 14 to the arc guide rails 17, 19 and 18, 20 are formed. Obviously, with this switch, the arcs in opposite directions flow through the current to be switched off. Since the arcing chambers of the two contact systems 10 and 15 are adjacent to one another, the arcs repel one another due to electrodynamic forces. If one of the two arcs, for example the arc 21, is somewhat weaker than the other, for example the arc 22, the stronger arc 22 brakes the movement of the weaker arc 21 on the arc guide rails 17, 19 or even prevents it from entering the quenching plate package 23. This significantly limits the switch-off power of the switch according to the prior art.
Bei allen durch die Ersatzschaltungen gemäss den Figuren 2 bis 6 repräsentierten Schaltern nach der Erfindung werden hingegen die beim Abschalten gebildeten und auf die Lichtbogenlaufschienen 17, 19 und 18, 20 kommutierenden Lichtbögen 21 und 22 gleichsinnig von abzuschaltenden Strom durchflössen. Ersichtlich wird dies nicht dadurch erreicht, dass die beweglichen Kontakte 12 undIn all of the switches according to the invention represented by the equivalent circuits according to FIGS. 2 to 6, on the other hand, the arcs 21 and 22 formed on switching off and commutating on the arc running rails 17, 19 and 18, 20 are flowed through in the same direction by current to be switched off. Obviously, this is not achieved in that the movable contacts 12 and
13 der beiden Kontaktsysteme 10 und 15 auf einer Kontaktbrücke angeordnet sind, sondern dadurch, dass der bewegliche Kontakt 12 des Kontaktsystems 10 mit dem feststehenden Kontakt 14 des Kontaktsystems 15 elektrisch leitend verbunden ist. Eine entsprechende Verbindung kann alternativ auch zwischen dem beweglichen Kontakt 13 und dem feststehenden Kontakt 11 bestehen. In jedem Fall weist diese Verbindung den aus den Figuren 2 bis 6 ersichtlichen Zwischenleiterabschnitt 26 auf.13 of the two contact systems 10 and 15 are arranged on a contact bridge, but in that the movable contact 12 of the contact system 10 is electrically conductively connected to the fixed contact 14 of the contact system 15. A corresponding connection can alternatively also exist between the movable contact 13 and the fixed contact 11. In any case, this connection has the intermediate conductor section 26 shown in FIGS. 2 to 6.
Wie aus der in Fig.7 dargestellten konstruktiven Ausgestaltung der Strombahn 7 des durch die Ersatzschaltung gemäss Fig.2 repräsentierten Schalters nach der Erfindung ersichtlich ist, ist dieser Zwischenleiterabschnitt 26 vorwiegend in der Mitte zwischen den beiden Kontaktsystemen 10, 15 angeordnet. Er ist gewinkelt ausgeführt. An das freie Ende eines aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht bezeichneten Schenkels des Winkels ist ein senkrecht zum Winkel geführter Kontaktträger für den feststehenden Kontakt 14 angeformt. Der nach unten geführte andere Schenkel des Winkels trägt an seinem seinem unteren Ende den als Bimetallstreifen ausgeführten Überstromauslöser 6. Dieser Bimetallstreifen ist in platzsparender Weise parallel zum vorgenannten Schenkel nach oben geführt und an seinem oberen Ende mit dem als Litze, d. h. flexibel, ausgebildeten Stromleiterabschnitt 25 verbunden. In entsprechender Weise ist der Zwischenleiterabschnitt 26 auch beim Schalter nach Fig.4 ausgebildet und angeordnet.As can be seen from the constructive configuration of the current path 7 of the switch according to the invention represented by the equivalent circuit according to FIG. 2, this intermediate conductor section 26 is predominantly arranged in the middle between the two contact systems 10, 15. It is angled. A contact carrier for the fixed contact 14, which is guided perpendicular to the angle, is formed on the free end of a leg of the angle, which leg is not designated for reasons of clarity. The downward other leg of the angle carries at its lower end the overcurrent release 6 designed as a bimetallic strip. This bimetallic strip is guided in a space-saving manner upwards parallel to the aforementioned leg and at its upper end with the as a strand, ie. H. flexible, trained conductor section 25 connected. Correspondingly, the intermediate conductor section 26 is also designed and arranged in the switch according to FIG.
In Abänderung dieser Ausgestaltung kann der eine Schenkel des Winkels auch über den flexibel ausgebildete Stromleiterabschnitt 27 mit dem beweglichen Kontakt 13 und der andere Schenkel über die Spule desIn a modification of this configuration, one leg of the angle can also be connected to the movable contact 13 via the flexible conductor section 27 and the other leg via the coil of the
Kurzschlussstromauslösers 5 mit dem feststehenden Kontakt 11 verbunden sein. Diese Ausbildung ist bei den Schaltern gemäss den Figuren 3 und 5 vorgesehen.Short-circuit current release 5 to be connected to the fixed contact 11. This design is provided for the switches according to FIGS. 3 and 5.
Eine fertigungstechnisch besonders vorteilhaft auszuführende Ausgestaltung der Strombahn ist beim Schalter gemäss Fig.6 vorgesehen. Hier ist ein Schenkel des Winkels über den flexibel ausgebildeten Stromleiterabschnitt 25 mit dem beweglichen Kontakt 12 und der andere Schenkel mit dem feststehenden KontaktA design of the current path that is particularly advantageous in terms of production technology is provided for the switch according to FIG. 6. Here is one leg of the angle via the flexible conductor section 25 with the movable contact 12 and the other leg with the fixed contact
14 verbunden. Da nicht nur beim Schalter nach dem Stand der Technik, sondern auch bei den erfindungsgemäss nach den Figuren 2 bis 6 ausgeführten Schaltern die Löschkammern beider Kontaktsysteme 10 und 15 seitlich benachbart sind, ziehen sich die gleichsinnig vom Abschaltstrom durchflossenen Lichtbögen 21, 22 aufgrund von elektrodynamischen Kräften an. Ist einer der beiden Lichtbögen, beispielsweise der Lichtbogen 21 , etwas schwächer als der andere, beispielsweise der Lichtbogen 22, so zieht der stärkere Lichtbogen 22 den schwächeren Lichtbogen 21 mit, beschleunigt dann dessen Bewegung auf den Lichtbogenlaufschienen 17, 19 und verbessert zugleich auch dessen Einlauf in das Löschblechpaket 23. Gegenüber einem vergleichbar bemessenen Schalter nach dem Stand der Technik wird so das Ausschaltvermögen der erfindungsgemäss ausgeführten Schalter verbessert.14 connected. Since the quenching chambers of both contact systems 10 and 15 are laterally adjacent not only in the switch according to the prior art, but also in the switches designed according to the invention according to FIGS. 2 to 6, the arcs 21, 22 through which the cut-off current flows in the same direction are drawn due to electrodynamic forces on. If one of the two arcs, for example the arc 21, is somewhat weaker than the other, for example the arc 22, the stronger arc 22 pulls the weaker arc 21 along, then accelerates its movement on the arc guide rails 17, 19 and at the same time also improves its run-in into the quenching plate stack 23. In comparison with a comparably dimensioned switch according to the prior art, the breaking capacity of the switches designed according to the invention is improved.
Dadurch, dass bei den Ausführungsformen des erfindungsgemässen Schalters nach den Figuren 2 und 3 der Überstromauslöser 5 parallel zu der von den beiden Lichtbogenlaufschiene, 17, 19 gebildeten und beim Ausschalten vom Lichtbogen 21 überbrückten Trennstrecke geschaltet ist, wird der vorzugsweise als Bimetallement ausgebildete Überstromauslöser 6 nur kurzzeitig der Wirkung des abzuschaltenden Stroms ausgesetzt. Der Überstromauslöser 6 kann daher verhältnismässig schwach dimensionert sein.Due to the fact that, in the embodiments of the switch according to the invention according to FIGS. 2 and 3, the overcurrent release 5 is connected in parallel to the isolating path formed by the two arc running rails 17, 19 and bridged by the arc 21 when the arc 21 is switched off, the overcurrent release 6, which is preferably designed as a bimetal element, is only activated briefly exposed to the effect of the current to be switched off. The overcurrent release 6 can therefore be dimensioned relatively weak.
Sind der Überstromauslöser 6 und der in der Trennstrecke brennende Lichtbogen 21 hingegen wie bei den Ausführungsformen nach den Figuren 4 bis 6 in Serie geschaltet, so addiert sich die Impedanz des Überstromauslösers 6 zu den Impedanzen der Lichtbögen 21 , 22 und unterstützt diese dann bei der Strombegrenzung. Das Schaltvermögen des Leistungsschalters wird so zusätzlich gesteigert.If, however, the overcurrent release 6 and the arc 21 burning in the isolating path are connected in series as in the embodiments according to FIGS. 4 to 6, the impedance of the overcurrent release 6 is added to the impedances of the arcs 21, 22 and then supports them in limiting the current , The switching capacity of the circuit breaker is additionally increased.
Bei den Ausführungsformen des erfindungsgemässen Leistungsschalters nach den Figuren 8 bis 17 sind die beweglichen Kontaktstücke 12, 13 der beiden Kontaktsysteme jeweils an einem der beiden Arme einer als zweiarmiger Hebel ausgebildeten, drehbaren Kontaktbrücke 30 angeordnet. Die beiden feststehenden Kontaktstücke 11, 14 der Kontaktsysteme sind elektrisch leitend auf den Lichtbogenlaufschienen 17, 18 der Löschkammern 28, 29 (vgl. z. B. Figuren 8 bzw. 9) angeordnet. Die durch die feststehenden Kontaktstücke 11 bzw. 14 und die Lichtbogenlaufschienen 17, 19 bzw. 18 , 20 bestimmten Geometrien der Löschkammern 28 bzw. 29 liegen jeweils auf den parallel zueinander ausgerichteten Schenkeln eines U, dessen Basis von der Kontaktbrücke 30 (Figuren 8 bis 11 sowie 16 und 17) bzw. einem Abschnitt der Kontaktbrücke 31 (Figuren 12 bis 15) gebildet wird. Die Drehachse 32 (z. B. Figuren 10, 11 bzw. 13 bis 15) der Kontaktbrücke 30 ist daher parallel zu den Schenkeln des U ausgerichtet. Die Lichtbogenlaufschienen 19 und 20 der Löschkammern sind über eine Laufschienenverbindung 31 elektrisch leitend miteinander verbunden.In the embodiments of the circuit breaker according to the invention according to FIGS. 8 to 17, the movable contact pieces 12, 13 of the two contact systems are each arranged on one of the two arms of a rotatable contact bridge 30 designed as a two-armed lever. The two fixed contact pieces 11, 14 of the contact systems are arranged in an electrically conductive manner on the arc guide rails 17, 18 of the quenching chambers 28, 29 (see, for example, FIGS. 8 and 9). The geometries of the quenching chambers 28 and 29, which are determined by the fixed contact pieces 11 and 14 and the arc guide rails 17, 19 and 18, 20, respectively, are located parallel to one another aligned legs of a U, the base of which is formed by the contact bridge 30 (FIGS. 8 to 11 and 16 and 17) or a section of the contact bridge 31 (FIGS. 12 to 15). The axis of rotation 32 (e.g. FIGS. 10, 11 or 13 to 15) of the contact bridge 30 is therefore aligned parallel to the legs of the U. The arc running rails 19 and 20 of the quenching chambers are connected to one another in an electrically conductive manner via a running rail connection 31.
Bei der Ausführungsform nach den Figuren 8 bis 11 fliesst der Strom bei geschlossener Kontaktanordnung (Fig.8) in Pfeilrichtung vom Stromanschluss 1 über die mit den feststehenden Kontaktstücken 11 , 14 kontaktierte Kontaktbrücke 31 zum Stromanschluss 2 (in Fig.8 ist nur das feststehende Kontaktstück 14 bezeichnet). Öffnet der Schalter unter Strom, so bilden sich zwei Schaltlichtbögen 21 bzw. 22, welche durch elektrodynamische Kräfte von den Kontaktstücken 11, 12 bzw. 13, 14 auf die Lichtbogenlaufschienen 17, 19 bzw. 18, 20 geführt werden (Fig.9). Der Strom ist nun in einen die Löschkammern 28, 29 umfassenden Löschkreis kommutiert und fliesst vom Stromanschluss 1 über die Lichtbogenlaufschiene 17, den Schaltlichtbogen 21 , die Lichtbogenlaufschiene 19, die Laufschienenverbindung 31 , die Laufschiene 20, den Schaltlichtbogen 22 und die Lichtbogenlaufschiene 18 zum Stromanschluss 2. Dadurch, dass der Strom mittels der Laufschienenverbindung 31 von der oberen Lichtbogenlaufschiene 19 der Lichtbogenlöschkammer 28 auf die untere Lichtbogenlaufschiene 20 der Lichtbogenlöschkammer 29 geführt wird, wird erreicht, dass die Stromrichtung in beiden Schaltlichtbögen 21 und 22 die gleiche ist. Die beiden Lichtbögen ziehen sich daher an. Sie werden durch die elektrodynamischen Kräfte synchron in die Löschbleche 23, 24 der beiden Löschkammern getrieben und praktisch gleichzeitig gelöscht.In the embodiment according to FIGS. 8 to 11, the current flows in the direction of the arrow from the power connection 1 via the contact bridge 31 contacted to the fixed contact pieces 11, 14 to the power connection 2 (in FIG. 8 is only the fixed contact piece) when the contact arrangement (FIG. 8) is closed 14). When the switch opens under current, two switching arcs 21 and 22 are formed, which are guided by electrodynamic forces from the contact pieces 11, 12 and 13, 14 onto the arc guide rails 17, 19 and 18, 20 (FIG. 9). The current is now commutated into an extinguishing circuit comprising the quenching chambers 28, 29 and flows from the power connection 1 via the arc guide rail 17, the switching arc 21, the arc guide rail 19, the guide rail connection 31, the guide rail 20, the switching arc 22 and the arc guide rail 18 to the current connection 2 The fact that the current is guided by means of the track connection 31 from the upper arc track 19 of the arc quenching chamber 28 to the lower arc track 20 of the arc quenching chamber 29 means that the current direction in both switching arcs 21 and 22 is the same. The two arcs therefore attract each other. They are driven synchronously into the quenching plates 23, 24 of the two quenching chambers by the electrodynamic forces and quenched practically simultaneously.
Die Ausführungsform nach den Figuren 8 bis 11 zeichnet sich durch einen besonders geringen Verschleiss aus. Dies ist vor allem dadurch bedingt, dass die Laufschienenverbindung 31 von einer stabilen Stromschiene gebildet ist, welche im Unterschied zu einer flexiblen - beispielsweise als Litze ausgeführten - Stromverbindung auch nach hohen Schaltzahlen praktisch keinen Verschleiss aufweist. Die Schiene weist zugleich einen geringen elektrischen Widerstand auf. Ein derart weitergebildeter Schalter nach der Erfindung zeichnet sich daher nicht nur durch ein hervorragendes Schaltvermögen und eine hohe Lebensdauer aus, sondern auch durch eine minimale Verlustleistung und eine geringe Erwärmung. Im Unterschied zur Ausführungsform nach den Figuren 8 bis 11 ist bei der Ausführungsform nach den Figuren 12 bis 15 die Kontaktbrücke 30 nach Art eines U ausgebildet. Wie aus Fig. 15 ersichtlich ist, ist die Drehachse 32 der Kontaktbrücke in die Basis 33 des U gelegt, wohingegen die beiden beweglichen Kontaktstücke 12 bzw. 13 jeweils an den freien Enden der Schenkel 34 bzw. 35 des U angeordnet sind. Der links der Drehachse 32 angeordnete Abschnitt der Basis 33 und der Schenkel 34 bzw. der rechts Drehachse 32 angeordnete Abschnitt der Basis 33 und der Schenkel 35 bilden jeweils einen als rechter Winkel ausgeführten Hebelarm. Dieser Hebelarm erfüllt die gleichen Funktionen wie der entsprechende Hebelarm bei der Ausführungsform nach den Figuren 8 bis 11. Zusätzlich zeichnet sich dieser gewinkelt ausgeführte Hebelarm noch durch folgende Funktion aus: sein vom Schenkel 34 gebildeter Abschnitt ist parallel zum Stromanschluss 1 geführt (Figuren 12 und 13). Daher und da wegen der U-Form der Kontaktbrücke 30 der Strom im Schenkel 34 den entgegengesetzten Richtungssinn aufweist wie im Stromanschluss 1 , bilden die beiden Stromleiter 1 und 34 eine gut ausgebildete Stromschleife. Eine entsprechende Stromschleife wird auch durch die Stromleiter 35 und 2 erreicht. Beim Öffnen des Schalters wirkt dann eine besonders starke elektrodynamische Kraft auf den beiden Schaltlichtbögen. Die Schaltlichtbögen fussen zunächst auf den sich trennenden Kontaktstücken und werden durch die starke elektrodynamische Kraft rasch auf die Lichtbogenlaufschienen 17 bis 20 kommutiert. Wegen des gleichen Richtungssinns des Stroms in beiden Schaltlichtbögen ziehen sich beide Bögen an und erfolgt die Kommutation beider Bögen praktisch synchron. Daher werden beide Schaltlichtbögen praktisch gleichzeitig und zugleich mit grosser Kraft in die Löschblechpakete 23, 24 getrieben und der abzuschaltende Strom durch Löschung der Schaltlichtbögen unterbrochen. Wegen der synchronen und von grossen Kräften unterstützten Kommutierung der Lichtbögen von den Kontaktstücken auf die Lichtbogenlaufschienen zeichnet sich der Schalter durch ein grosses Abschaltvermögen aus.The embodiment according to FIGS. 8 to 11 is characterized by particularly low wear. This is primarily due to the fact that the running rail connection 31 is formed by a stable current rail which, in contrast to a flexible current connection, which is designed, for example, as a strand, has practically no wear even after a high number of switching operations. The rail also has a low electrical resistance. Such a switch according to the invention is therefore not only characterized by an excellent switching capacity and a long service life, but also by a minimal power loss and low heating. In contrast to the embodiment according to FIGS. 8 to 11, in the embodiment according to FIGS. 12 to 15 the contact bridge 30 is designed in the manner of a U. 15, the axis of rotation 32 of the contact bridge is placed in the base 33 of the U, whereas the two movable contact pieces 12 and 13 are arranged at the free ends of the legs 34 and 35 of the U, respectively. The section of the base 33 and the leg 34 arranged to the left of the axis of rotation 32 and the section of the base 33 and the leg 35 arranged to the right of the axis of rotation 32 each form a lever arm designed as a right angle. This lever arm fulfills the same functions as the corresponding lever arm in the embodiment according to FIGS. 8 to 11. In addition, this angled lever arm is also distinguished by the following function: its section formed by leg 34 is guided parallel to power connection 1 (FIGS. 12 and 13 ). Therefore, and because of the U-shape of the contact bridge 30, the current in the leg 34 has the opposite direction to that in the current connection 1, the two current conductors 1 and 34 form a well-designed current loop. A corresponding current loop is also achieved by the current conductors 35 and 2. When the switch is opened, a particularly strong electrodynamic force acts on the two switching arcs. The switching arcs are initially based on the separating contact pieces and are quickly commutated to the arc running rails 17 to 20 by the strong electrodynamic force. Because of the same sense of direction of the current in both switching arcs, both arcs attract and the commutation of both arcs takes place practically synchronously. Therefore, both switching arcs are driven practically simultaneously and at the same time with great force into the quenching plate packs 23, 24 and the current to be switched off is interrupted by extinguishing the switching arcs. Because of the synchronous commutation of the arcs from the contact pieces to the arc guide rails, which is supported by large forces, the switch is characterized by a large breaking capacity.
Je nach Platzbedarf und nach Anforderung an den Schalter ist es von Vorteil, die Laufschienenverbindung 31 um die Kontaktbrücke 30 oder um die Löschblechpakete 23, 24 der beiden Löschkammern 28, 29 herumzuführen. Bei den Ausführungsformen gemäss den Figuren 8 bis 16 ist die Laufschienenverbindung ersichtlich um die Kontaktbrücke herumgeführt, während sie bei der Ausführungsform gemäss Fig.17 um die Löschblechpakete herumgeführt ist. Je nach Bauform des Schalters können die Stromanschlüsse 1, 2 an Enden der beiden Lichtbogenlaufschienen 17, 18 geführt sein, an denen die feststehenden Kontaktstücke angeordnet sind. Dies ist in den Ausführungsformen gemäss den Figuren 8 bis 15 realisiert. Bei den Ausführungsformen nach den Figuren 16 und 17 ist der Stromanschluss 2 hingegen an ein Ende der Lichtbogenlaufschiene 20 geführt, welches das Löschblechpaket der zugeordneten Löschkammer 29 übergreift.Depending on the space requirement and the requirement on the switch, it is advantageous to guide the track connection 31 around the contact bridge 30 or around the quenching plate packs 23, 24 of the two quenching chambers 28, 29. In the embodiments according to FIGS. 8 to 16, the running rail connection is evidently guided around the contact bridge, while in the embodiment according to FIG. 17 it is guided around the quenching plate packs. Depending on the design of the switch, the power connections 1, 2 can be guided at the ends of the two arc running rails 17, 18, on which the fixed contact pieces are arranged. This is realized in the embodiments according to FIGS. 8 to 15. In the embodiments according to FIGS. 16 and 17, on the other hand, the power connection 2 is guided to one end of the arc guide rail 20, which overlaps the quenching plate package of the associated quenching chamber 29.
BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE NUMBERS
1,2 Stromanschlüsse1.2 power connections
3,4 Stromleiterabschnitte3.4 conductor sections
5 Kurzschlussstromauslöser5 short-circuit current releases
6 Überstromauslöser6 overcurrent releases
7 Strombahn7 current path
10, 15 Kontaktsysteme10, 15 contact systems
11, 14 feststehende Kontakte11, 14 fixed contacts
12, 13 bewegliche Kontakte12, 13 movable contacts
17,18,19,20 Lichtbogenlaufschienen17, 18, 19, 20 arc guide rails
21,22 Lichtbögen21.22 arcs
23,24 Löschblechpakete23.24 Extinguishing sheet packages
25,27 flexibel ausgebildete Stromleiterabschnitte25.27 flexibly trained conductor sections
26 Zwischenleiterabschnitt26 intermediate conductor section
28,29 Lichtbogenlöschkammern28.29 arc quenching chambers
30 Kontaktbrücke30 contact bridge
31 Laufschienenverbindung31 track connection
32 Drehachse32 axis of rotation
33 Basis eines U33 basis of a U
34,35 Schenkel des U 34.35 thigh of the U

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Leistungsschalter mit einer zwei Stromanschlüsse (1 , 2) und eine doppeltunterbrechende Kontaktanordnung enthaltenden Strombahn (7), bei dem die Kontaktanordnung zwei in der Strombahn (7) in Serie geschaltete . und jeweils ein feststehendes (11 , 14) und ein bewegliches Kontaktstück (12, 13) aufweisende Kontaktsysteme (10, 15) enthält, in denen die Strombahn zwei zueinander parallel geführte Abschnitte umfasst, die bei einem Schaltvorgang jeweils von einem Schaltlichtbogen (21 , 22) gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstücke der beiden Kontaktsysteme derart untereinander und mit den beiden Stromanschlüssen verbunden sind, dass der Strom in beiden Abschnitten den gleichen Richtungssinn aufweist.1. Circuit breaker with a current path (7) containing two current connections (1, 2) and a double-interrupting contact arrangement, in which the contact arrangement two series-connected in the current path (7) . and each contains a fixed (11, 14) and a movable contact piece (12, 13) having contact systems (10, 15), in which the current path comprises two sections guided in parallel to one another, each of which is switched by a switching arc (21, 22 ) are formed, characterized in that the contact pieces of the two contact systems are connected to one another and to the two power connections in such a way that the current has the same direction in both sections.
2. Leistungsschalter nach Anspruch 1, bei dem die Kontaktsysteme jeweils eine von zwei Löschkammern (28, 29) aufweisen, die Seite an Seite zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die beweglichen Kontaktstücke ( 12, 13) der beiden Kontaktsysteme jeweils an einem der beiden Arme einer als zweiarmiger Hebel ausgebildeten, drehbaren Kontaktbrücke (30) angeordnet sind, dass die beiden feststehenden Kontaktstücke (11 , 14) der Kontaktsysteme elektrisch leitend jeweils auf einer ersten (17, 18) von zwei Lichtbogenlaufschienen (17, 19; 18, 20) der Löschkammern (28, 29) angeordnet sind, und dass die beiden zweiten Lichtbogenlaufschienen (19, 20) der beiden Löschkammern über eine Laufschienenverbindung (31) elektrisch leitend miteinander verbunden sind.2. Circuit breaker according to claim 1, wherein the contact systems each have one of two quenching chambers (28, 29) which are arranged side by side to one another, characterized in that the movable contact pieces (12, 13) of the two contact systems each on one of the Both arms of a rotatable contact bridge (30) designed as a two-armed lever are arranged such that the two fixed contact pieces (11, 14) of the contact systems are each electrically conductive on a first one (17, 18) of two arcing rails (17, 19; 18, 20 ) of the quenching chambers (28, 29) are arranged, and that the two second arc running rails (19, 20) of the two quenching chambers are connected to one another in an electrically conductive manner via a running rail connection (31).
3. Leistungsschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbrücke (30) nach Art eines U ausgebildet ist, dass die Drehachse (32) der Kontaktbrücke in die Basis (33) des U gelegt ist, dass die beiden beweglichen Kontaktstücke (12, 13) an den freien Enden der Schenkel (34, 35) des U angeordnet sind, und dass parallel zu jedem der beiden Schenkel ein gegensinnig vom Strom durchflossener Abschnitt (1, 2) der Strombahn vorgesehen ist. 3. Circuit breaker according to claim 2, characterized in that the contact bridge (30) is designed in the manner of a U, that the axis of rotation (32) of the contact bridge is placed in the base (33) of the U, that the two movable contact pieces (12, 13) are arranged at the free ends of the legs (34, 35) of the U, and that a section (1, 2) of the current path through which the current flows in opposite directions is provided parallel to each of the two legs.
4. Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufschienenverbindung (31) um die Kontaktbrücke (30) herumgeführt ist.4. Circuit breaker according to one of claims 2 or 3, characterized in that the running rail connection (31) is guided around the contact bridge (30).
5. Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufschienenverbindung (31) um Löschblechpakete (23, 24) der beiden Löschkammern (28, 29) herumgeführt ist.5. Circuit breaker according to one of claims 2 or 3, characterized in that the running rail connection (31) is passed around quenching plate assemblies (23, 24) of the two quenching chambers (28, 29).
6. Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Stromanschlüsse (1 , 2) an Enden der beiden ersten Lichtbogenlaufschienen (17, 18) geführt sind, an denen die feststehenden Kontaktstücke (11 , 14) angeordnet sind.6. Circuit breaker according to one of claims 2 to 5, characterized in that the two power connections (1, 2) are guided at the ends of the two first arc running rails (17, 18) on which the fixed contact pieces (11, 14) are arranged.
7. Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass einer (2) der beiden Stromanschlüsse (1 , 2) an ein Ende einer (18) der beiden ersten Lichtbogenlaufschienen (17, 18) geführt ist, welches ein Löschblechpaket (24) einer (29) der beiden Löschkammern (28, 29) übergreift.7. Circuit breaker according to one of claims 2 to 5, characterized in that one (2) of the two power connections (1, 2) is guided to one end of one (18) of the two first arc running rails (17, 18), which is a quenching plate package ( 24) overlaps one (29) of the two quenching chambers (28, 29).
8. Leistungsschalter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Strombahn (7) einen Zwischenleiterabschnitt (26) enthält, welcher zwischen ein bewegliches Kontaktstück (12, 13) eines ersten beider Kontaktsysteme (10, 15) und ein feststehendes Kontaktstück (11, 14) des zweiten Kontaktsystems in die Strombahn geschaltet ist.8. Circuit breaker according to claim 1, characterized in that the current path (7) contains an intermediate conductor section (26) which between a movable contact piece (12, 13) of a first two contact systems (10, 15) and a fixed contact piece (11, 14th ) of the second contact system is connected in the current path.
9. Leistungsschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenleiterabschnitt (26) zum einen starr mit einem Kontaktträger des feststehenden Kontaktstücks (14) und zum anderen mit einem ersten Stromsensor (5, 6) einer auf die Kontaktanordnung wirkenden Auslösevorrichtung elektrisch leitend verbunden ist. 9. Circuit breaker according to claim 8, characterized in that the intermediate conductor section (26) on the one hand rigidly connected to a contact carrier of the fixed contact piece (14) and on the other hand with a first current sensor (5, 6) of a tripping device acting on the contact arrangement ,
10. Leistungsschalter nach Anspruch 9, bei dem die Kontaktsysteme jeweils eine von zwei Löschkammern aulweisen, die Seite an Seite zueinander angeordnet sind, und die zwei an die beiden Kontaktstücke (11 , 12; 13, 14) sich anschliessende Lichtbogenlaufschienen (17, 19; 18, 20) aufweisen, welche mit einem Löschblechpaket (23, 24) der den Kontaktstücken zugeordneten Lichtbogenlöschkammer (28, 29) zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu einer Trennstrecke, welche von den beiden Lichtbogenlaufschienen (17, 19; 18, 20) eines der beiden Kontaktsysteme (10, 15) gebildet ist, der erste Stromsensor (6) geschaltet ist.10. Circuit breaker according to Claim 9, in which the contact systems each have one of two quenching chambers, which are arranged side by side with respect to one another, and the two arcing rails (17, 19; 18, 20), which cooperate with an arc stack (23, 24) of the arc extinguishing chamber (28, 29) assigned to the contact pieces, characterized in that parallel to a separating section which is separated from the two arc running rails (17, 19; 18, 20) one of the two contact systems (10, 15) is formed, the first current sensor (6) is connected.
11. Leistungsschalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur Trennstrecke und in Serie zum ersten Stromsensor (6) ein zweiter Stromsensor (5) in die Strombahn (7) geschaltet ist.11. Circuit breaker according to claim 10, characterized in that a second current sensor (5) is connected in the current path (7) parallel to the isolating path and in series with the first current sensor (6).
12. Leistungsschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenleiterabschnitt (26) zum einen über einen flexibel ausgeführten Leiterabschnitt (27) mit einem Kontaktträger des beweglichen Kontaktstücks (13) und zum anderen mit einem ersten Stromsensor (5, 6) einer auf die Kontaktanordnung wirkenden Auslösevorrichtung elektrisch leitend verbunden ist.12. Circuit breaker according to claim 8, characterized in that the intermediate conductor section (26) on the one hand via a flexible conductor section (27) with a contact carrier of the movable contact piece (13) and on the other hand with a first current sensor (5, 6) one on the Contact arrangement acting trigger device is electrically connected.
13. Leistungsschalter nach Anspruch 12 mit zwei an die beiden Kontaktstücke (11 , 12; 13, 14) sich anschliessenden Lichtbogenlaufschienen (17, 19; 18, 20), welche mit einem Löschblechpaket (23, 24) der den Kontaktstücken zugeordneten Lichtbogenlöschkammer (28, 29) zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, dass in Serie zu einer Trennstrecke, welche von den beiden Lichtbogenlaufschienen (17, 19) eines (10) der beiden Kontaktsysteme (10, 15) gebildet ist, der erste Stromsensor (5, 6) in die Strombahn (7) geschaltet ist.13. Circuit breaker according to claim 12 with two arc tracks (17, 19; 18, 20) adjoining the two contact pieces (11, 12; 13, 14), which with an arc plate package (23, 24) of the arc extinguishing chamber assigned to the contact pieces (28 , 29) cooperate, characterized in that the first current sensor (5, 6) is connected in series to form a separation path which is formed by the two arc running rails (17, 19) of one (10) of the two contact systems (10, 15) Current path (7) is switched.
14. Leistungsschalter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur Trennstrecke ein zweiter Stromsensor (6) geschaltet ist. 14. Circuit breaker according to claim 13, characterized in that a second current sensor (6) is connected in parallel to the isolating path.
15. Leistungsschalter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in Serie zum ersten Stromsensor (5, 6) ein zweiter Stromsensor (5, 6) in die Strombahn (7) geschaltet ist.15. Circuit breaker according to claim 13, characterized in that a second current sensor (5, 6) is connected in series with the first current sensor (5, 6) in the current path (7).
16. Leistungsschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenleiterabschnitt (26) zum einen über einen flexibel ausgeführten Leiterabschnitt (25) mit einem Kontaktträger des beweglichen Kontaktstücks (12) und zum anderen starr mit einem Kontaktträger des feststehenden Kontaktstück (14) elektrisch leitend verbunden ist.16. Circuit breaker according to claim 8, characterized in that the intermediate conductor section (26) on the one hand via a flexible conductor section (25) with a contact carrier of the movable contact piece (12) and on the other hand rigidly with a contact carrier of the fixed contact piece (14) electrically conductive connected is.
17. Leistungsschalter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass in die Strombahn zwischen einem ersten (1) beider Stromanschlüsse (1, 2) und dem feststehenden Kontakt (11) des zweiten Kontaktsystems (10) ein erster (6) und zwischen dem zweiten Stromanschluss (2) und dem beweglichen Kontakt (13) des ersten Kontaktsystems (15) ein zweiter Stromsensor (5) geschaltet ist.17. Circuit breaker according to claim 16, characterized in that in the current path between a first (1) of both power connections (1, 2) and the fixed contact (11) of the second contact system (10) a first (6) and between the second power connection (2) and the movable contact (13) of the first contact system (15) a second current sensor (5) is connected.
18. Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenleiterabschnitt (26) vorwiegend zwischen den beiden Kontaktsystemen (10, 15) angeordnet ist.18. Circuit breaker according to one of claims 8 to 17, characterized in that the intermediate conductor section (26) is arranged predominantly between the two contact systems (10, 15).
19. Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenleiterabschnitt (26) gewinkelt ausgeführt ist. 19. Circuit breaker according to one of claims 8 to 18, characterized in that the intermediate conductor section (26) is angled.
EP01271945A 2000-12-27 2001-12-20 Power switch with a double breaking contact arrangement Withdrawn EP1346388A1 (en)

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