EP1547108A1 - Arrangement comprising a low voltage power switch and a switching gas damper provided with a carrier element and used for the low voltage power switch - Google Patents

Arrangement comprising a low voltage power switch and a switching gas damper provided with a carrier element and used for the low voltage power switch

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Publication number
EP1547108A1
EP1547108A1 EP03753267A EP03753267A EP1547108A1 EP 1547108 A1 EP1547108 A1 EP 1547108A1 EP 03753267 A EP03753267 A EP 03753267A EP 03753267 A EP03753267 A EP 03753267A EP 1547108 A1 EP1547108 A1 EP 1547108A1
Authority
EP
European Patent Office
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gas damper
switching
switching gas
low
voltage circuit
Prior art date
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Application number
EP03753267A
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German (de)
French (fr)
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EP1547108B1 (en
Inventor
Stefan Losch
Thomas Leye
Clifford A. Buxton
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Application granted granted Critical
Publication of EP1547108B1 publication Critical patent/EP1547108B1/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/34—Stationary parts for restricting or subdividing the arc, e.g. barrier plate
    • H01H9/342—Venting arrangements for arc chutes

Definitions

  • the invention is in the field of electrical switches and can be used in the design of a switching gas damper for low-voltage circuit breakers, in particular for low-voltage circuit breakers that can be inserted in low-voltage switchgear.
  • Air-switching low-voltage circuit breakers require an arc extinguishing device to operate in order to extinguish switching arcs without affecting the circuit breaker itself and adjacent system parts or other assemblies.
  • an arc extinguishing device to operate in order to extinguish switching arcs without affecting the circuit breaker itself and adjacent system parts or other assemblies.
  • Flow path of the switching gases is arranged downstream of the quenching chamber.
  • DE 35 41 514 C2 proposes to place an attachment on the arc quenching chamber that receives a number of perforated inserts, which can be, for example, sheets or sections of a wire mesh provided with closely adjacent perforations.
  • a number of perforated inserts can be, for example, sheets or sections of a wire mesh provided with closely adjacent perforations.
  • From DE 19 54 066 A an arrangement with a low-voltage circuit breaker and a switching gas damper provided with a supporting element for the low-voltage circuit breaker is known, in which the switching gas damper is located above an arc quenching chamber of the low-voltage circuit breaker.
  • Circuit breaker is arranged and has at least one inlet opening for switching gases and at least one outlet opening for damped or endionized switching gases and in which the support element directly adjacent to the arc quenching chamber can be fastened to a housing receiving the low-voltage circuit breaker and at least one receiving space for a flow resistance for the Forming switching gas flow element, wherein the support element forms the at least one inlet opening.
  • the invention has for its object to provide a switching gas damper of the generic type, which is characterized by a simple and compact structure and does not enlarge the intended blow-out space (expansion space above the arc chamber).
  • this object is achieved by a switching gas damper with the features mentioned in claim 1.
  • the switching gas damper can be easily equipped with the flow element and in a confined space Precautions for safe damping and endionization of the switching gases can be taken.
  • the support element of the switching gas damper and thus the switching gas damper as a whole is preferably fastened to a slide-in frame for the circuit breaker.
  • the switching gas damper is designed independently of the low-voltage circuit breaker and regardless of the design of the interior of a switching cell above the slide-in frame and can be attached to the north. In this respect, it is easy to adapt the design and size to different plug-in frames or to different low-voltage
  • the switching gas damper according to the invention is characterized by great flexibility in terms of its structure and arrangement.
  • the receiving space for the flow element is formed by a trough-shaped depression of the support element.
  • the trough-shaped depression serves at the same time to position the at least one flow element in a precise position, so that functional impairments due to displacement or incorrect placement of the flow elements are prevented.
  • a base of the trough-shaped depression forms an inlet opening for the switching gases into the switching gas damper at the same time, forming an at least partially circumferential retaining web.
  • the at least one flow element is formed by steel wire nets which are preferably arranged in layers.
  • the support element forms a number of receiving spaces for flow elements that corresponds to the number of switching poles of the low-voltage circuit breaker. This enables each switching pole to be assigned its own switching gas damper, which can be integrated into the low-voltage switchgear as a common, compact component.
  • the support element on its side facing the arc quenching chamber has at least one groove-like depression, preferably encircling the inlet openings for the switching gases.
  • These at least one, preferably several, in particular also intersecting depressions increase the creepage distances, so that sufficient insulation strength is maintained between the poles of the switching gas damper even after sooting of the support element, for example in the event of a short-circuit shutdown.
  • an improper gas labyrinth is created for the switching gas, which forms a flow resistance for the switching gases, so that they are thus reliably fed to the at least one inlet opening of the switching gas damper.
  • the arrangement of additional baffles or the like, which may require additional installation space, is therefore not necessary. Further, preferred embodiments of the invention result from the other features mentioned in the subclaims.
  • FIG. 1 shows a perspective view of an arrangement which comprises a slide-in frame provided with a switching gas damper and a pushed-out low-voltage circuit breaker;
  • Figure 2 is an exploded view of a switching gas damper
  • the low-voltage circuit breaker 1 shows a slide-in frame designated by 10 and a low-voltage circuit breaker designated by 1.
  • the low-voltage circuit breaker 1 can be inserted into a switch cell (not shown) of a low-voltage switchgear cabinet or a low-voltage switchgear assembly by means of the slide-in frame 10.
  • Circuit breaker itself is not shown completely because its structure and mode of operation are generally known.
  • the arc quenching chambers 2 of the low-voltage circuit breaker 1 are assigned a switching gas damper, designated as a whole by 12.
  • the switching gas damper 12 is arranged above the arc quenching chamber, directly adjacent to it, in such a way that outlet openings 5 of the arc quenching chamber 2 face the switching gas damper.
  • the switching gas damper 12 itself is provided with fastening elements 14, which can be formed, for example, by screw connections, snap-in connections or the like Side walls 3, 4 of the slide-in frame 10 are non-positively connected.
  • FIG. 2 shows an exploded view of the shift gas damper 12.
  • the shift gas damper 12 comprises a support element 16, via which the shift gas damper 12 is fastened to the slide-in frame 10 by means of the fastening elements 14.
  • the switching gas damper 12 can be positioned by means of spacer elements 18. By choosing the size, in particular the height, of the spacer elements 18, a distance of
  • Switching gas damper 12 here in particular the underside 20 of the switching gas damper 12, to the arc quenching chamber of the low-voltage circuit breaker is possible.
  • This distance is chosen as small as possible and is, for example, approximately 1 mm.
  • the support element 16 consists, for example, of a hardboard or a thermoset material.
  • the support element 16 has three openings 22. On the underside 20 of the support element 16, the openings 22 form inlet openings 24 for the switching gases emerging from the arc quenching chamber.
  • the inlet openings 24 are delimited by a web 26 on the edge. According to the embodiment variant shown, the web 26 is formed all around the edge of the openings 22. This results in the formation of trough-shaped depressions 28 within the support element 16. At their bottom, the trough-shaped depressions 28 are thus delimited by the web 26 and the inlet openings 24.
  • a web 26 can be provided, for example, only on opposite narrow sides or long sides. It is also possible not to form the web 26 continuously, but to form it from spaced apart, jagged projections or the like. This will increase the ef- fective entry opening 24 possible without the openings 22 are enlarged.
  • Flow elements 30 of substantially planar design are introduced into the trough-shaped depressions 28.
  • the flow elements 30 are formed, for example, by steel wire networks. These can be single-layer or multi-layer. If appropriate, the steel wire nets are folded in a meandering manner and are introduced into the trough-shaped depressions 28 on a block. Instead of the steel wire nets, other flow elements, for example perforated plates, mat elements or the like, can also be introduced.
  • the height of the flow elements 30 corresponds to the height of the trough-shaped recesses 28. That is, the flow elements 30 lie within the trough-shaped recess 28 on the webs 26 and their surface is essentially flush with the surface of the support element 16.
  • the switching gas damper 12 also includes closing elements 32 which can be non-positively connected to the supporting element 16 by means of fastening elements 34, for example screws.
  • the flow elements 30 are fixed in the trough-shaped depressions 28 by means of the closing elements 32.
  • the closure elements 32 have openings 36, which can be designed, for example, as slots (as shown), as holes, elongated holes or the like. The sum of the areas of the openings 36 of a closing element 32 thus forms the outlet opening for the switching gases from the switching gas damper 12.
  • the switching gas damper 12 has an overall very compact, in particular a structure that requires a small installation height.
  • the switching gas damper 12 is thus also in low-voltage Switchgear, especially in slide-in frames for low-voltage circuit breakers, can be integrated, which only have a limited installation space available.
  • Switching gas damper 12 three flow paths for switching gases, for example for a three-pole low-voltage circuit breaker.
  • the number of flow paths can vary. It is therefore conceivable to also provide a flow path for a multi-pole low-voltage circuit breaker. The number of openings 22 as well as the flow elements 30 and the closing elements 32 would be reduced accordingly.
  • FIG. 3 again shows different views of the switching gas damper 12, a side view being shown in FIG. 3a, a bottom view in FIG. 3b, a front view in FIG. 3c and a top view in FIG. 3d.
  • the same parts as in the previous figures are provided with the same reference numerals and are not explained again.
  • groove-like depressions 38 are provided on the underside 20 of the support element 16, which enclose the inlet opening 24.
  • two depressions 38 arranged parallel to one another are provided in the longitudinal extent of the switching gas damper 12 and three depressions 38 arranged parallel to one another in the transverse extent. These cross accordingly.
  • Example with short-circuit shutdowns sufficient insulation strength between the poles of the switching gas damper preserved.
  • a fake gas labyrinth is formed for the switching gas for the switching gases emerging from the arc quenching chambers of the low-voltage circuit breakers.
  • the depressions 38 thus form a flow resistance for the switching gases and thus form quasi guiding elements for the switching gases, so that they can flow into the respectively assigned inlet opening 24.

Landscapes

  • Circuit Breakers (AREA)
  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Abstract

The invention relates to a switching gas damper for low voltage power switches, especially for low voltage power switches which can be inserted into low voltage switching installations. Said switching gas damper is arranged above an arc extinguisher of the low voltage power switches and comprises at least one inlet for switching gases and at least one outlet for damped deionised switching gases. According to the invention, said switching gas damper is provided with a carrier element (16) which can be arranged directly adjacent to the arc extinguisher and can be fixed to a housing (10) receiving the low voltage power switch. The carrier element (16) forms at least one receiving chamber for a flow element (30) creating a flow resistance for the switching gases, and the at least one receiving chamber (28) can be closed by at least one closing element (32) fixing the at least one flow element (30). The carrier element (16) forms the at least one inlet (24) and the at least one closing element (32) forms the at least one outlet (36).

Description

Beschreibungdescription
Anordnung mit einem Niederspannungs-Leistungsschalter und einem mit einem Trageelement versehenen Schaltgasdämpfer für den Niederspannungs-LeistungsschalterArrangement with a low-voltage circuit breaker and a switching gas damper provided with a supporting element for the low-voltage circuit breaker
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der elektrischen Schalter und ist bei der konstruktiven Gestaltung eines Schaltgasdämpfers für Niederspannungs-Leistungsschalter, insbesondere für in Niederspannungs-Schaltanlagen einschiebbare Niederspan- nungs-Leistungsschalter anzuwenden.The invention is in the field of electrical switches and can be used in the design of a switching gas damper for low-voltage circuit breakers, in particular for low-voltage circuit breakers that can be inserted in low-voltage switchgear.
Luftschaltende Niederspannungs-Leistungsschalter benötigen zum Betrieb eine Lichtbogen-Löscheinrichtung, um auftretende Schaltlichtbögen ohne Beeinträchtigung des Leistungsschalters selbst und angrenzender Anlagenteile oder sonstiger Baugruppen zum Erlöschen zu bringen. Andererseits besteht die Gefahr, dass die heißen und somit ionisierten Lichtbogengase elektrische Überschläge verursachen, Bedienpersonen verletzen oder andere Schäden bewirken.Air-switching low-voltage circuit breakers require an arc extinguishing device to operate in order to extinguish switching arcs without affecting the circuit breaker itself and adjacent system parts or other assemblies. On the other hand, there is a risk that the hot and thus ionized arc gases will cause electrical flashovers, injure operators or cause other damage.
Bekannt ist, beispielsweise aus der DE 35 41 514 C2 , einerseits Lichtbogen-Löschkammern vorzusehen, die den zu löschenden Lichtbogen aufnehmen und hinsichtlich Temperatur und Druck der auftretenden Schaltgase ausgelegt sind. Um in besonderen Verwendungsfällen von Niederspannungs-Leistungs- schaltern, beispielsweise wenn diese in engbegrenzten Räumen eingebaut sind, eine weitere Abkühlung und Endionisierung der Schaltgase zu erreichen, ist bekannt, zusätzlich zur Licht- bogen-Löschkammer einen Schaltgasdämpfer vorzusehen, der imIt is known, for example from DE 35 41 514 C2, on the one hand to provide arc quenching chambers which receive the arc to be quenched and are designed with regard to the temperature and pressure of the switching gases which occur. In order to achieve further cooling and endionization of the switching gases in special applications of low-voltage circuit breakers, for example if they are installed in narrow spaces, it is known to provide a switching gas damper in addition to the arc quenching chamber
Strömungsweg der Schaltgase stromab der Löschkammer angeordnet ist. Die DE 35 41 514 C2 schlägt hierzu vor, einen Aufsatz auf der Lichtbogen-Löschkammer anzuordnen, der eine Anzahl perforierter Einlagen aufnimmt, bei denen es sich bei- spielsweise um mit eng benachbarten Lochungen versehene Bleche oder Abschnitte eines Drahtgewebes handeln kann. Aus der DE 19 54 066 A ist eine Anordnung mit einem Nie- derspannungs-Leistungsschalter und einem mit einem Tragelement versehenen Schaltgasdämpfer für den Niederspannungs- Leistungsschalter bekannt, bei der der Schaltgasdämpfer ober- halb einer Lichtbogen-Löschkammer des Niederspannungs-Flow path of the switching gases is arranged downstream of the quenching chamber. DE 35 41 514 C2 proposes to place an attachment on the arc quenching chamber that receives a number of perforated inserts, which can be, for example, sheets or sections of a wire mesh provided with closely adjacent perforations. From DE 19 54 066 A an arrangement with a low-voltage circuit breaker and a switching gas damper provided with a supporting element for the low-voltage circuit breaker is known, in which the switching gas damper is located above an arc quenching chamber of the low-voltage circuit breaker.
Leistungsschalters angeordnet ist und wenigstens eine Eintrittsöffnung für Schaltgase und wenigstens eine Austrittsöffnung für gedämpfte beziehungsweise endionisierte Schaltgase aufweist und bei der das Tragelement unmittelbar benach- bart der Lichtbogenlöschkammer an einem den Niederspannungs- Leistungsschalter aufnehmenden Gehäuse befestigbar ist und wenigstens einen Aufnahmeraum für ein einen Strömungswiderstand für die Schaltgase aufbauendes Strömungselement ausbildet, wobei das Tragelement die wenigstens eine Eintrittsöff- nung ausbildet. - Im Zuge immer kompakterer Niederspannungs- Schaltanlagen ist es wünschenswert, wenn der von Löschkammer und Schaltgasdämpfer in Anspruch genommene Bauraum - ohne Beeinträchtigung der Funktion des Schaltgasdämpfers und der Löschkammer - möglichst gering ist.Circuit breaker is arranged and has at least one inlet opening for switching gases and at least one outlet opening for damped or endionized switching gases and in which the support element directly adjacent to the arc quenching chamber can be fastened to a housing receiving the low-voltage circuit breaker and at least one receiving space for a flow resistance for the Forming switching gas flow element, wherein the support element forms the at least one inlet opening. - In the course of ever more compact low-voltage switchgear, it is desirable if the space occupied by the arcing chamber and switching gas damper is as small as possible - without impairing the function of the switching gas damper and the arcing chamber.
Hiervon ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Schaltgasdämpfer der gattungsgemäßen Art zu schaffen, der sich durch einen einfachen und kompakten Aufbau auszeichnet und den vorgesehenen Ausblasraum (Expansionsraum oberhalb der Lichtbogen-Kammer) nicht vergrößert.Proceeding from this, the invention has for its object to provide a switching gas damper of the generic type, which is characterized by a simple and compact structure and does not enlarge the intended blow-out space (expansion space above the arc chamber).
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Schaltgasdämpfer mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass der wenigstens eine Aufnahmeraum von wenigstens einem das wenigstens eine Strömungselement fixierenden Verschließelement verschließbar ist und dass das wenigstens eine Verschließelement die wenigstens eine Austrittsöffnung ausbildet, wird vorteilhaft erreicht, dass der Schaltgasdämpfer auf einfache Weise mit dem Strömungselement bestückbar ist und auf engstem Raum die Vorkehrungen zu einer sicheren Dämpfung und Endionisierung der Schaltgase getroffen werden können. Vorzugsweise ist das Tragelement des Schaltgasdämpfers und somit der Schaltgasdämpfer insgesamt an einem Einschubrahmen für den Leistungsschalter befestigt. Dadurch ist der Schalt- gasdämpfer unabhängig vom Niederspannungs-Leistungsschalter und unabhängig von der Ausgestaltung des Innenraumes einer Schaltzelle oberhalb des Einschubrahmens ausgebildet und a- nordbar. Insofern kann in einfacher Weise eine Anpassung von Bauform und Baugröße an unterschiedliche Einschubrahmen be- ziehungsweise an unterschiedliche Niederspannungs-According to the invention this object is achieved by a switching gas damper with the features mentioned in claim 1. As a result of the fact that the at least one receiving space can be closed by at least one closing element that fixes the at least one flow element and that the at least one closing element forms the at least one outlet opening, it is advantageously achieved that the switching gas damper can be easily equipped with the flow element and in a confined space Precautions for safe damping and endionization of the switching gases can be taken. The support element of the switching gas damper and thus the switching gas damper as a whole is preferably fastened to a slide-in frame for the circuit breaker. As a result, the switching gas damper is designed independently of the low-voltage circuit breaker and regardless of the design of the interior of a switching cell above the slide-in frame and can be attached to the north. In this respect, it is easy to adapt the design and size to different plug-in frames or to different low-voltage
Leistungsschalter und gegebenenfalls an unterschiedliche Löschkammern von Niederspannungs-Leistungs-schaltern erfolgen. Eine Anpassung der Schaltzellen von Schaltschränken oder Schaltanlagen hingegen ist nicht erforderlich. Somit zeichnet sich der erfindungsgemäße Schaltgasdämpfer durch große Flexibilität hinsichtlich seines Aufbaus und seiner Anordnung aus.Circuit breakers and possibly to different quenching chambers of low-voltage circuit breakers. However, it is not necessary to adapt the switch cells of switch cabinets or switchgear. Thus, the switching gas damper according to the invention is characterized by great flexibility in terms of its structure and arrangement.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Aufnahmeraum für das Strömungselement von einer wan- nenförmigen Vertiefung des Tragelementes gebildet wird. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, die Höhe des Tragelementes (Bauhöhe) gleichzeitig für die Anordnung des Strömungselementes mit auszunutzen, so dass sich der Schaltgasdämpfer insgesamt durch einen sehr flachen Aufbau auszeichnet. Ferner dient die wannenförmige Vertiefung gleichzeitig zur lagegenauen Positionierung des wenigstens einen Strömungselementes, so dass Funktionsbeeinträchtigungen durch Verschiebung oder Fehlplatzierung der Strömungselemente verhindert sind. Insbesondere ist ferner bevorzugt, wenn ein Grund der wannenför igen Vertiefung unter Ausbildung eines zumindest teilweise umlaufenden Haltesteges gleichzeitig die Eintrittsöffnung für die Schaltgase in den Schaltgasdämpfer ausbildet. Hierdurch wird eine gute Anströmung des wenigstens einen Strömungselementes sichergestellt und gleichzeitig des- sen Positionierung in dem Aufnahmeraum (wannenförmige Vertiefung) nicht beeinträchtigt. In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das wenigstens eine Strömungselement von vorzugsweise lagenweise angeordneten Stahldrahtnetzen gebildet ist. Hierdurch lässt sich auf kleinstem Raum mittels der Stahldrahtnetze ein den Anforderungen entsprechendes Strömungselement erzielen, so dass trotz des geringen Bauraumes des Schaltgasdämpfers insgesamt eine effektive Dämpfung und Endionisierung der Schaltgase gewährleistet ist.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the receiving space for the flow element is formed by a trough-shaped depression of the support element. This advantageously ensures that the height of the support element (overall height) is also used for the arrangement of the flow element, so that the switching gas damper is characterized overall by a very flat structure. Furthermore, the trough-shaped depression serves at the same time to position the at least one flow element in a precise position, so that functional impairments due to displacement or incorrect placement of the flow elements are prevented. In particular, it is also preferred if a base of the trough-shaped depression forms an inlet opening for the switching gases into the switching gas damper at the same time, forming an at least partially circumferential retaining web. This ensures a good flow against the at least one flow element and at the same time does not impair its positioning in the receiving space (trough-shaped depression). In a further preferred embodiment of the invention it is provided that the at least one flow element is formed by steel wire nets which are preferably arranged in layers. As a result, a flow element corresponding to the requirements can be achieved in the smallest space by means of the steel wire meshes, so that overall effective damping and endionization of the switching gases is ensured despite the small installation space of the switching gas damper.
Darüber hinaus ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Tragelement eine der Anzahl der Schaltpole des Niederspannungs-Leistungsschalters entsprechende Anzahl von Aufnahmeräumen für Strömungselemente ausbildet . Hierdurch wird möglich, jedem Schaltpol einen eigenen Schalt- gasdämpfer zuzuordnen, wobei diese als gemeinsames kompaktes Bauelement in die Niederspannungs-Schaltanlage integrierbar sind.In addition, it is provided in a preferred embodiment of the invention that the support element forms a number of receiving spaces for flow elements that corresponds to the number of switching poles of the low-voltage circuit breaker. This enables each switching pole to be assigned its own switching gas damper, which can be integrated into the low-voltage switchgear as a common, compact component.
Ferner ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorge- sehen, wenn das Tragelement an seiner, der Lichtbogen-Löschkammer zugewandten Seite wenigstens eine, vorzugsweise die Eintrittsöffnungen für die Schaltgase umlaufende nutenartige Vertiefung aufweist. Durch diese wenigstens eine, vorzugsweise mehrere, insbesondere sich auch kreuzenden Vertiefungen wird eine Vergrößerung der Kriechwege erreicht, so dass auch nach Berußung des Tragelementes, zum Beispiel bei Kurzschlussabschaltung, eine hinreichende Isolationsfestigkeit zwischen den Polen des Schaltgasdämpfers erhalten bleibt. Außerdem wird für das Schaltgas ein unechtes Gaslabyrinth ge- schaffen, das einen Strömungswiderstand für die Schaltgase ausbildet, so dass diese somit der wenigstens einen Eintrittsöffnung des Schaltgasdämpfers sicher zugeführt werden. Die Anordnung zusätzlicher, gegebenenfalls zusätzlichen Bauraum benötigender Leitbleche oder dergleichen ist somit nicht erforderlich. Weitere, bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Furthermore, it is provided in a preferred embodiment of the invention if the support element on its side facing the arc quenching chamber has at least one groove-like depression, preferably encircling the inlet openings for the switching gases. These at least one, preferably several, in particular also intersecting depressions, increase the creepage distances, so that sufficient insulation strength is maintained between the poles of the switching gas damper even after sooting of the support element, for example in the event of a short-circuit shutdown. In addition, an improper gas labyrinth is created for the switching gas, which forms a flow resistance for the switching gases, so that they are thus reliably fed to the at least one inlet opening of the switching gas damper. The arrangement of additional baffles or the like, which may require additional installation space, is therefore not necessary. Further, preferred embodiments of the invention result from the other features mentioned in the subclaims.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail in an exemplary embodiment with reference to the accompanying drawings. Show it:
Figur 1 eine Perspektivansicht einer Anordnung, die einen mit einem Schaltgasdämpfer versehenen Einschubrahmen und einen herausgeschobenen Niederspannungs- Leistungsschalter umfasst;FIG. 1 shows a perspective view of an arrangement which comprises a slide-in frame provided with a switching gas damper and a pushed-out low-voltage circuit breaker;
Figur 2 eine Explosionsdarstellung eines Schaltgasdämpfers undFigure 2 is an exploded view of a switching gas damper and
Figuren verschiedene Ansichten des Schaltgasdämpfers . 3a bis 3dFigures different views of the switching gas damper. 3a to 3d
In Figur 1 ist ein mit 10 bezeichneter Einschubrahmen und ein mit 1 bezeichneter Niederspannungs-Leistungsschalter gezeigt. Mittels des Einschubrahmens 10 ist der Niederspannungs- Leistungsschalter 1 in eine nicht dargestellte Schaltzelle eines Niederspannungs-Schaltschrankes oder einer Niederspan- nungs-Schaltanlage einbringbar. Der Niederspannungs-1 shows a slide-in frame designated by 10 and a low-voltage circuit breaker designated by 1. The low-voltage circuit breaker 1 can be inserted into a switch cell (not shown) of a low-voltage switchgear cabinet or a low-voltage switchgear assembly by means of the slide-in frame 10. The low voltage
Leistungsschalter selber ist nicht vollständig dargestellt, da dessen Aufbau und Wirkungsweise allgemein bekannt sind.Circuit breaker itself is not shown completely because its structure and mode of operation are generally known.
Den Lichtbogen-Löschkammern 2 des Niederspannungs-Leistungs- Schalters 1 ist ein insgesamt mit 12 bezeichneter Schaltgasdämpfer zugeordnet. Der Schaltgasdämpfer 12 ist hierbei oberhalb der Lichtbogen-Löschkammern, und zwar unmittelbar benachbart zu diesen derart angeordnet, dass Austrittsöffnungen 5 der Lichtbogen-Löschkammern 2 dem Schaltgasdämpfer zuge- wandt sind. Der Schaltgasdämpfer 12 selber ist über Befestigungselemente 14, die beispielsweise von Schraubverbindungen, Rastverbindungen oder dergleichen gebildet sein können, mit Seitenwänden 3, 4 des Einschubrahmens 10 kraftschlüssig verbunden.The arc quenching chambers 2 of the low-voltage circuit breaker 1 are assigned a switching gas damper, designated as a whole by 12. The switching gas damper 12 is arranged above the arc quenching chamber, directly adjacent to it, in such a way that outlet openings 5 of the arc quenching chamber 2 face the switching gas damper. The switching gas damper 12 itself is provided with fastening elements 14, which can be formed, for example, by screw connections, snap-in connections or the like Side walls 3, 4 of the slide-in frame 10 are non-positively connected.
Figur 2 zeigt eine Explosionsdarstellung des Schaltgasdä p- fers 12. Der Schaltgasdämpfer 12 umfasst ein Tragelement 16, über das eine Befestigung des Schaltgasdämpfers 12 mittels der Befestigungselemente 14 an dem Einschubrahmen 10 erfolgt. Eine Positionierung des Schaltgasdämpfers 12 kann mittels Distanzelementen 18 erfolgen. Durch Wahl der Größe, insbeson- dere der Höhe der Distanzelemente 18 ist ein Abstand desFIG. 2 shows an exploded view of the shift gas damper 12. The shift gas damper 12 comprises a support element 16, via which the shift gas damper 12 is fastened to the slide-in frame 10 by means of the fastening elements 14. The switching gas damper 12 can be positioned by means of spacer elements 18. By choosing the size, in particular the height, of the spacer elements 18, a distance of
Schaltgasdämpfers 12, hier insbesondere der Unterseite 20 des Schaltgasdämpfers 12, zu der Lichtbogen-Löschkammer des Nie- derspannungs-Leistungsschalters möglich. Dieser Abstand ist kleinstmöglich gewählt und beträgt beispielsweise zirka 1 mm.Switching gas damper 12, here in particular the underside 20 of the switching gas damper 12, to the arc quenching chamber of the low-voltage circuit breaker is possible. This distance is chosen as small as possible and is, for example, approximately 1 mm.
Das Tragelement 16 besteht beispielsweise aus einer Hartfaserplatte oder einem Duroplast-Material.The support element 16 consists, for example, of a hardboard or a thermoset material.
Das Tragelement 16 besitzt drei Durchbrüche 22. An der Unter- seite 20 des Tragelementes 16 bilden die Durchbrüche 22 Eintrittsöffnungen 24 für die aus der Lichtbogen- öschkammer austretenden Schaltgase. Die Eintrittsöffnungen 24 werden von einem randseitigen Steg 26 begrenzt. Der Steg 26 ist gemäß der dargestellten Ausführungsvariante umlaufend um den Rand der Durchbrüche 22 ausgebildet. Hierdurch kommt es zur Ausbildung von wannenförmigen Vertiefungen 28 innerhalb des Tragelementes 16. An ihrem Grund werden die wannenförmigen Vertiefungen 28 somit von dem Steg 26 und den Eintrittsöffnungen 24 begrenzt.The support element 16 has three openings 22. On the underside 20 of the support element 16, the openings 22 form inlet openings 24 for the switching gases emerging from the arc quenching chamber. The inlet openings 24 are delimited by a web 26 on the edge. According to the embodiment variant shown, the web 26 is formed all around the edge of the openings 22. This results in the formation of trough-shaped depressions 28 within the support element 16. At their bottom, the trough-shaped depressions 28 are thus delimited by the web 26 and the inlet openings 24.
Nach weiteren AusführungsVarianten kann beispielsweise nur an gegenüber liegenden Schmalseiten oder Längsseiten jeweils ein Steg 26 vorgesehen sein. Auch ist möglich, den Steg 26 nicht durchgehend auszubilden, sondern diesen von beabstandet zu- einander angeordneten, zackenartigen Vorsprüngen oder dergleichen zu bilden. Hierdurch wird eine Vergrößerung der ef- fektiven Eintrittsöffnung 24 möglich, ohne dass die Durchbrüche 22 vergrößert sind.According to further design variants, a web 26 can be provided, for example, only on opposite narrow sides or long sides. It is also possible not to form the web 26 continuously, but to form it from spaced apart, jagged projections or the like. This will increase the ef- fective entry opening 24 possible without the openings 22 are enlarged.
In die wannenförmigen Vertiefungen 28 sind im Wesentlichen flächenhaft ausgebildete Strömungselemente 30 eingebracht. Die Strömungselemente 30 werden beispielsweise durch Stahldrahtnetze gebildet. Diese können einlagig oder auch mehrlagig ausgebildet sein. Gegebenenfalls sind die Stahldrahtnetze mäanderförmig gefaltet und auf Block in die wannenför- migen Vertiefungen 28 eingebracht. Anstelle der Stahldrahtnetze können auch andere Strömungselemente, beispielsweise Lochbleche, Mattenelemente oder dergleichen, eingebracht sein.Flow elements 30 of substantially planar design are introduced into the trough-shaped depressions 28. The flow elements 30 are formed, for example, by steel wire networks. These can be single-layer or multi-layer. If appropriate, the steel wire nets are folded in a meandering manner and are introduced into the trough-shaped depressions 28 on a block. Instead of the steel wire nets, other flow elements, for example perforated plates, mat elements or the like, can also be introduced.
Die Höhe der Strömungselemente 30 entspricht der Höhe der wannenförmigen Vertiefungen 28. Das heißt, die Strömungselemente 30 liegen innerhalb der wannenförmigen Vertiefung 28 auf den Stegen 26 auf und schließen mit ihrer Oberfläche im Wesentlichen bündig mit der Oberfläche des Tragelementes 16 ab.The height of the flow elements 30 corresponds to the height of the trough-shaped recesses 28. That is, the flow elements 30 lie within the trough-shaped recess 28 on the webs 26 and their surface is essentially flush with the surface of the support element 16.
Der Schaltgasdämpfer 12 umfasst ferner Verschließelemente 32, die mittels Befestigungselementen 34, beispielsweise Schrauben, mit dem Tragelement 16 kraftschlüssig verbindbar sind. Mittels der Verschließelemente 32 werden die Strömungselemente 30 in den wannenförmigen Vertiefungen 28 fixiert. Die Verschließelemente 32 besitzen Durchbrüche 36, die beispielsweise als Schlitze (wie dargestellt) , als Löcher, Langlöcher o- der dergleichen ausgebildet sein können. Die Summe der Flä- chen der Durchbrüche 36 eines Verschließ-elementes 32 bildet somit die Austrittsöffnung für die Schaltgase aus dem Schaltgasdämpfer 12.The switching gas damper 12 also includes closing elements 32 which can be non-positively connected to the supporting element 16 by means of fastening elements 34, for example screws. The flow elements 30 are fixed in the trough-shaped depressions 28 by means of the closing elements 32. The closure elements 32 have openings 36, which can be designed, for example, as slots (as shown), as holes, elongated holes or the like. The sum of the areas of the openings 36 of a closing element 32 thus forms the outlet opening for the switching gases from the switching gas damper 12.
Anhand der Erläuterungen zu Figur 2 wird deutlich, dass der Schaltgasdämpfer 12 insgesamt einen sehr kompakten, insbesondere einen eine geringe Einbauhöhe benötigenden Aufbau besitzt. Somit ist der Schaltgasdämpfer 12 auch in Niederspan- nungs-Schaltanlagen, insbesondere in Einschubrahmen für Niederspannungs-Leistungsschalter, integrierbar, die nur einen begrenzten Einbauraum zur Verfügung haben.On the basis of the explanations relating to FIG. 2, it becomes clear that the switching gas damper 12 has an overall very compact, in particular a structure that requires a small installation height. The switching gas damper 12 is thus also in low-voltage Switchgear, especially in slide-in frames for low-voltage circuit breakers, can be integrated, which only have a limited installation space available.
Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel bildet derAccording to the illustrated embodiment, the
Schaltgasdämpfer 12 drei Strömungswege für Schaltgase, beispielsweise für einen dreipoligen Niederspannungs-Leistungs- schalter aus. Nach weiteren Ausführungsbeispielen kann die Anzahl der Strömungswege variieren. So ist denkbar, auch ei- nen Strömungsweg für einen mehrpoligen Niederspannungs-Leis- tungsschalter vorzusehen. Entsprechend würde sich die Anzahl der Durchbrüche 22 sowie der Strömungselemente 30 und der Verschließelemente 32 reduzieren.Switching gas damper 12 three flow paths for switching gases, for example for a three-pole low-voltage circuit breaker. According to further exemplary embodiments, the number of flow paths can vary. It is therefore conceivable to also provide a flow path for a multi-pole low-voltage circuit breaker. The number of openings 22 as well as the flow elements 30 and the closing elements 32 would be reduced accordingly.
Figur 3 zeigt nochmals verschiedene Ansichten des Schaltgasdämpfers 12, wobei in Figur 3a eine Seitenansicht, in Figur 3b eine Druntersicht, in Figur 3c eine Vorderansicht und in Figur 3d eine Draufsicht gezeigt ist. Gleiche Teile wie in den vorhergehenden Figuren sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert.FIG. 3 again shows different views of the switching gas damper 12, a side view being shown in FIG. 3a, a bottom view in FIG. 3b, a front view in FIG. 3c and a top view in FIG. 3d. The same parts as in the previous figures are provided with the same reference numerals and are not explained again.
Anhand dieser Darstellung wird nochmals der sehr kompakte, insbesondere flach bauende Aufbau des Schaltgasdämpfers 12 deutlich.On the basis of this illustration, the very compact, in particular flat, construction of the switching gas damper 12 becomes clear.
Wie insbesondere die Druntersicht in Figur 3b verdeutlicht, sind an der Unterseite 20 des Tragelementes 16 nutenartige Vertiefungen 38 vorgesehen, die die Eintrittsöffnung 24 umschließen. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind in Längserstreckung des Schaltgasdämpfers 12 zwei parallel zueinander angeordnete Vertiefungen 38 und in Quererstreckung drei parallel zueinander angeordnete Vertiefungen 38 vorgesehen. Diese kreuzen sich entsprechend. Durch diese nutenartigen Vertiefungen 38 wird eine Vergrößerung der Kriechwege erreicht, so dass auch nach Berußen des Tragelementes, zumAs is particularly clear from the bottom view in FIG. 3b, groove-like depressions 38 are provided on the underside 20 of the support element 16, which enclose the inlet opening 24. According to the exemplary embodiment shown, two depressions 38 arranged parallel to one another are provided in the longitudinal extent of the switching gas damper 12 and three depressions 38 arranged parallel to one another in the transverse extent. These cross accordingly. Through these groove-like depressions 38, an increase in the creepage distances is achieved, so that even after sooting the support element, for
Beispiel bei Kurzschlussabschaltungen, eine hinreichende Isolationsfestigkeit zwischen den Polen des Schaltgasdämpfers erhalten bleibt. Außerdem wird für das Schaltgas ein unechtes Gaslabyrinth für die aus den Lichtbogen-Löschkammern der Niederspannungs-Leistungsschalter austretenden Schaltgase gebildet. Die Vertiefungen 38 bilden somit einen Strömungswiderstand für die Schaltgase und bilden somit quasi Leitelemente für die Schaltgase, so dass diese in die jeweils zugeordnete Eintrittsöffnung 24 einströmen können. Example with short-circuit shutdowns, sufficient insulation strength between the poles of the switching gas damper preserved. In addition, a fake gas labyrinth is formed for the switching gas for the switching gases emerging from the arc quenching chambers of the low-voltage circuit breakers. The depressions 38 thus form a flow resistance for the switching gases and thus form quasi guiding elements for the switching gases, so that they can flow into the respectively assigned inlet opening 24.

Claims

Patentansprüche claims
1. Anordnung mit einem Niederspannungs-Leistungsschalter (1) und einem mit einem Tragelement (16) versehenen Schaltgas- dämpfer (12) für den Niederspannungs-Leistungsschalter,1. Arrangement with a low-voltage circuit breaker (1) and a switching gas damper (12) for the low-voltage circuit breaker provided with a supporting element (16),
- bei der der Schaltgasdämpfer oberhalb einer Lichtbogen- Löschkammer (2) des Niederspannungs-Leistungsschalters angeordnet ist und wenigstens eine Eintrittsöffnung für Schaltgase und wenigstens eine Austrittsöffnung für ge- dämpfte beziehungsweise endionisierte Schaltgase aufweist und- in which the switching gas damper is arranged above an arc quenching chamber (2) of the low-voltage circuit breaker and has at least one inlet opening for switching gases and at least one outlet opening for damped or endionized switching gases and
- bei der das Tragelement (16) unmittelbar benachbart der Lichtbogen-Löschkammer an einem den Niederspannungs- Leistungsschalter aufnehmenden Gehäuse (10) befestigbar ist und wenigstens einen Aufnahmeraum für ein einen Strömungswiderstand für die Schaltgase aufbauendes Strömungselement (30) ausbildet,the support element (16) can be fastened directly adjacent to the arc quenching chamber on a housing (10) receiving the low-voltage circuit breaker and forms at least one receiving space for a flow element (30) that builds up a flow resistance for the switching gases,
- wobei das Tragelement (16) die wenigstens eine Eintrittsöffnung (24) ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Aufnahmeraum (28) von wenigstens einem das wenigstens eine Strömungselement (30) fixierenden Verschließelement (32) verschließbar ist und dass das wenigstens eine Verschließelement (32) die we- nigstens eine Austrittsöffnung (36) ausbildet.- The support element (16) forming the at least one inlet opening (24), characterized in that the at least one receiving space (28) can be closed by at least one closing element (32) fixing the at least one flow element (30) and in that the at least one closing element (32) which forms at least one outlet opening (36).
2. Schaltgasdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltgasdämpfer (12) mittels wählbarer Distanzelemente (18) relativ zu der Lichtbogen-Löschkam- er positionierbar ist.2. Switching gas damper according to claim 1, characterized in that the switching gas damper (12) can be positioned by means of selectable spacer elements (18) relative to the arc extinguishing chamber.
3. Schaltgasdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum für das Strömungselement (30) von einer wannenförmigen Vertiefung (28) des Tragelementes (16) gebildet wird. 3. Switching gas damper according to one of the preceding claims, characterized in that the receiving space for the flow element (30) is formed by a trough-shaped depression (28) of the support element (16).
4. Schaltgasdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , dass ein Grund der wannenförmigen Vertiefung (28) unter Ausbildung eines zumindest teilweise umlaufenden4. switching gas damper according to claim 3, characterized in that a bottom of the trough-shaped recess (28) forming an at least partially circumferential
Haltesteges (26) gleichzeitig die Eintrittsöffnung (24) für die Schaltgase in den Schaltgasdämpfer (12) ausbildet.Holding webs (26) simultaneously forms the inlet opening (24) for the switching gases in the switching gas damper (12).
5. Schaltgasdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltesteg (26) an gegenüber liegenden Schmalseiten oder Längsseiten der Ein- trittsöffnungen (24) ausgebildet ist.5. Switching gas damper according to one of the preceding claims, characterized in that the retaining web (26) is formed on opposite narrow sides or long sides of the inlet openings (24).
6. Schaltgasdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Strömungselement (30) von wenigstens einlagig angeordneten Stahldrahtnetzen, Lochblechen, Mattenelementen oder dergleichen gebildet ist.6. Switching gas damper according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one flow element (30) is formed by at least one-layer steel wire mesh, perforated plates, mat elements or the like.
7. Schaltgasdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamthöhe der Strömungselemente (30) der Gesamthöhe des Tragelementes (16) entspricht .7. Switching gas damper according to one of the preceding claims, characterized in that the total height of the flow elements (30) corresponds to the total height of the support element (16).
8. Schaltgasdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (16) eine der Anzahl der Schaltpole des Niederspannungs-Leistungs- schalters entsprechende Anzahl von Aufnahmeräumen für Strömungselemente (30) ausbildet.8. Switching gas damper according to one of the preceding claims, characterized in that the supporting element (16) forms a number of receiving spaces for flow elements (30) corresponding to the number of switching poles of the low-voltage circuit breaker.
9. Schaltgasdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (16) an seiner, der Lichtbogen-Löschkammer zugewandten Seite wenigstens eine, vorzugsweise die Eintrittsöffnungen (24) für die Schaltgase umlaufende nutenartige Vertiefung (38) aufweist .9. Switching gas damper according to one of the preceding claims, characterized in that the supporting element (16) on its side facing the arc quenching chamber has at least one, preferably the inlet openings (24) for the switching gases encircling groove-like recess (38).
10. Schaltgasdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das den Niederspan- nungs-Leistungsschalter aufnehmende Gehäuse (10) als ein Ξin- schubra men zur verschiebbaren Anordnung des Niederspannungs- Leistungsschalters in einer Schaltzelle eines Schaltschrankes oder einer Schaltanlage ausgebildet ist.10. switching gas damper according to one of the preceding claims, characterized in that the housing (10) accommodating the low-voltage circuit breaker is designed as a push-in frame for the displaceable arrangement of the low-voltage circuit breaker in a switchgear cell of a switchgear cabinet or a switchgear assembly.
11. Schaltgasdämpfer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , dass das Tragelement (16) an Seitenwänden (3, 4) des Einschubrahmens befestigt ist. 11. Switching gas damper according to claim 10, characterized in that the supporting element (16) on side walls (3, 4) of the insertion frame is attached.
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