EP1554739A1 - Low voltage circuit breaker - Google Patents

Low voltage circuit breaker

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EP1554739A1
EP1554739A1 EP03753268A EP03753268A EP1554739A1 EP 1554739 A1 EP1554739 A1 EP 1554739A1 EP 03753268 A EP03753268 A EP 03753268A EP 03753268 A EP03753268 A EP 03753268A EP 1554739 A1 EP1554739 A1 EP 1554739A1
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EP
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arc
voltage circuit
circuit breaker
low
breaker according
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EP03753268A
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EP1554739B1 (en
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Sezai TÜRKMEN
Jörg-Uwe DAHL
Detlev Schmidt
Günter Seidler
Hans-Joachim Kuhrt
Ingo Thiede
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Original Assignee
Siemens AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/46—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using arcing horns
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a low-voltage circuit breaker with a main current contact arrangement and an arc quenching chamber, an arc transfer element being arranged between the main current contact arrangement and the arc quenching chamber.
  • the invention is therefore based on the object of providing a low-voltage circuit breaker of the generic type, in which arcs can be converted into an arc-quenching chamber in a simple manner in a defined manner.
  • an arc transfer element between the main current contact arrangement and the arc-quenching chamber comprises at least one arc-guiding element, by means of which the arc can be guided into the arc-quenching chamber in a defined manner, advantageously leads the arc cleanly away from the main current contacts to be protected against erosion and one To shorten the arc extinguishing time. This leads to a reduction in the stress both on the one hand of the main current contacts and on the other hand of the arc quenching chamber, since this can now implement its arc quenching capacity with great efficiency by essentially defined starting by the arc.
  • the provision of simple arc guiding elements on the arc transfer element makes it possible to guide the arcs in a defined manner. Changes to the main current contact arrangement itself need not be made, so that the modifications according to the invention are limited solely to the arc transfer element.
  • the solution according to the invention is very simple and therefore inexpensive to implement even in low-voltage circuit breakers manufactured in series.
  • the at least one arc guiding element extends at an angle to an imaginary vertical of the arc transfer element away from an edge region in the direction of a central region. It is hereby advantageously achieved that the arc is guided through the at least one arc guiding element approximately centrally into the arc quenching chamber, so that the desired arc quenching effect is achieved with great certainty.
  • the arc guiding element has at least one running edge which runs essentially parallel to the arc transfer element. In this way, an optimal arc position within the arc quenching chamber can be controlled in a defined manner.
  • the running edge can be formed by a sharp-edged transition of a step.
  • the arc guiding element has a plurality of running edges, in particular running at different angles to the imaginary perpendicular. - By such a radial arrangement of the running edges on the arc transfer element, a safe guiding of the arc into the central region of the arc quenching chamber is ensured regardless of the location of the arc.
  • the arc guiding element is non-positively connected to the arc transfer element.
  • This enables the arc guiding element to be designed by simple measures. All that is required for this is a simple construction of the arc guide element - for example as a crown-shaped stamped part - and the attachment of this arc guide element to the arc transfer element - for example by welding. So with an appropriately chosen arrangement jagged rays of the crown-shaped stamped part, the running edges for the arc are set in a simple manner. In particular, adaptations to different arc quenching chamber sizes are possible in a simple manner.
  • the beams preferably have two running edges for the arc running at an angle to one another, which run from the edge region of the arc transfer element into the center of the arc quenching chamber. Depending on the location and intensity of the arc, this allows the arc to be guided in an adapted manner into the arc quenching chamber.
  • the non-positively connected arc guide element also has the advantage that an enlarged heat sink is available in the region of the arc transfer element, which has a favorable influence on the quenching behavior of the arc quenching chamber.
  • At least a section of a wire in particular a steel wire, can also serve as the arc guiding element.
  • the at least one arc guiding element is designed as a profile part which is embossed out of the plane of the arc transfer element. This also makes it possible in a simple manner to produce an arc transfer element having arc guide elements.
  • At least one end plate of a quenching plate package can advantageously serve as the arc transfer element.
  • FIG. 2 shows a plan view of an arc transfer element
  • Figure 3 is a sectional view through the arc transfer element
  • FIG. 4 shows an enlarged detail of the arc transfer element
  • Figure 5 is a schematic perspective view of an arc transfer element.
  • FIG. 1 shows a partial sectional view of an arc quenching chamber 10 of a low-voltage circuit breaker 12.
  • the low-voltage circuit breaker 12 is designed for a relatively high nominal current, for example 1000 A.
  • a main current contact arrangement 14 of the low-voltage circuit breaker 12 comprises a fixed main contact 16 with a switching piece support 18 and a movable main contact 20 with a switching piece support 22. These main contacts 16 and 20 are present several times in parallel in case of need. The larger the nominal current, the wider - as shown in the paper plane - the main current contact arrangement is formed.
  • the main contacts 16 and 20 are used to conduct the continuous current of the low-voltage circuit breaker 12 without arcing when the main contacts 16 and 20 are closed.
  • the main current contact arrangement 14 further comprises a fixed burn-off contact 24 with a contact piece support 26 and a movable burn-off contact 28 with a contact piece support 30.
  • the arcing horns 32 and 34 are assigned to the burn-off contacts 24 and 28.
  • An isolating coupling 36 is used to connect to a drive device and reset device (not shown) for opening and closing the main current contact arrangement 14.
  • the arc quenching chamber 10 comprises a housing 38 which encloses an interior 40 which serves to quench the arc.
  • a stack of quenching plates 41 consisting of quenching plates 42, 43 is arranged in a known manner.
  • the interior 40 is delimited on its fixed-contact side by an arc transfer element 44.
  • the arc transfer element 44 is essentially plate-shaped and has an arc guide element 46 on its side facing the interior 40, the structure of which is explained in more detail with reference to the following figures.
  • the arc gases (switching gases) formed in the course of the quenching process leave the arc quenching chamber 10 through an outlet opening 50 provided on the top and divided by webs 48 in the direction of the arrows 52.
  • a switching gas damper can additionally be provided on the top of the arc quenching chamber 10 be arranged.
  • the arc guide element 46 is arranged in the region of the arc transfer points from the arc horn 32 on the arc guide element 44.
  • FIG. 2 shows the arc guide element 44 in a top view, the arrangement of the arc guide element 46 on the arc guide element 44 being clear.
  • the arc guiding element 46 is non-positively arranged as an additional part on the arc guiding element 44, for example by spot welding or the like.
  • the arc guiding element can 46 be stamped out of the plane of the arc guide element 44.
  • the arc-guiding element 46 comprises running edges 54 which form the lateral boundary of radiating prongs 56.
  • the running edges 54 each run at different angles to an imaginary vertical 58 through the arc guide element 44.
  • the running edges 54 are oriented such that they run from a lower edge region in the direction of an upper middle region of the arc guide element 44.
  • the running edges 46 are substantially perpendicular to the plane of the arc.
  • FIG. 5 again illustrates in a perspective view the plastic protrusion of the arc guiding element 46 over the arc guiding element 44. This leads to the formation of the running edges 54 in the form of the sharp-edged transitions 62 of the steps 60.
  • the number of arc guiding elements 46 and the number of running edges 54 can be adapted to the structural design of the low-voltage circuit breaker 12, in particular to the arc quenching chamber 10.
  • Each of the two end plates 43 of the quenching plate stack 41 can also be used as the arc transfer element and can be provided with an arc guiding element.
  • the running edges 54 are formed by welded-on individual elements, for example steel wire or the like.
  • the arrangement of a relatively large-area additional part, which forms a plurality of the running edges 54, at the same time leads to the formation of an additional mass which has a cooling effect on the arc at a very early point in time during the switching-off process of the low-voltage circuit breaker 12, so that an additional one Improvement of the extinguishing behavior is achieved.

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Abstract

The invention relates to a low voltage circuit breaker which comprises a contact system for a principal current and an arc extinction chamber. An arc transmitting element is disposed between the contact system for the principal current and the arc extinction chamber. Said arc transmitting element (44) comprises at list one arc conductive element (46) which makes it possible to direct said arc in a certain manner to the arc extinction chamber (10).

Description

Beschreibungdescription
Niederspannungs-LeistungsschalterLow-voltage circuit breakers
Die Erfindung betrifft einen Niederspannungs-Leistungsschal- ter, mit einer Hauptstromkontaktanordnung und einer Lichtbogen-Löschkammer, wobei zwischen Hauptstromkontaktanordnung und Lichtbogen-Löschkammer ein Lichtbogen-Überführungselement angeordnet ist.The invention relates to a low-voltage circuit breaker with a main current contact arrangement and an arc quenching chamber, an arc transfer element being arranged between the main current contact arrangement and the arc quenching chamber.
Es ist bekannt, dass die Größe, insbesondere die Breite, von Hauptstromkontakten von Niederspannungs-Leistungsschaltern abhängig ist von einem Nennstrom, für den die Niederspan- nungs-Leistungsschalter ausgelegt sind. Je größer dieser Nennstrom ist, umso breiter sind die entsprechenden Hauptstromkontakte ausgebildet. Hierbei ist nachteilig, dass sich aufgrund von stärker ausgeprägten Stromverdrängungseffekten bei breiteren Hauptstromkontakten ein kompliziertes Lichtbogen-Löschverhalten einstellt, da der Lichtbogen überwiegend am Rand der breiten Hauptstromkontakte entsteht und dementsprechend überwiegend im Randbereich von dem der Hauptstromkontakte zugeordneten Lichtbogen-Löschkammer verweilt. Somit wird die Kühlwirkung der Lichtbogen-Löschkammer nur sehr eingeschränkt genutzt. Dies führt dazu, dass der Lichtbogen re- lativ spät erlischt, und es besteht die Gefahr, dass ionisierte Schaltkreise aus der Lichtbogen-Löschkammer austreten. Dieses Abbrennen der Lichtbögen im Randbereich tritt sowohl bei Abschaltungen im Nennstro bereich als auch bei Kurzschlussstromabschaltungen dieser Niederspannungs-Leistungs- Schalter auf.It is known that the size, in particular the width, of main current contacts of low-voltage circuit breakers depends on a nominal current for which the low-voltage circuit breakers are designed. The larger this nominal current, the wider the corresponding main current contacts are. It is disadvantageous here that due to the more pronounced current displacement effects in the case of wider main current contacts, a complicated arc quenching behavior arises, since the arc predominantly arises at the edge of the wide main current contacts and accordingly predominantly remains in the edge region from the arc quenching chamber assigned to the main current contacts. The cooling effect of the arc quenching chamber is therefore only used to a very limited extent. As a result, the arc extinguishes relatively late, and there is a risk that ionized circuits leak from the arc quenching chamber. This burning of the arcs in the edge area occurs both in the case of shutdowns in the nominal current range and in the event of short-circuit current shutdowns of these low-voltage power switches.
Um ein gezieltes Überführen von Lichtbögen in Lichtbogen- Löschkammern zu ermöglichen, ist aus DE 35 39 673 AI bekannt, einer Hauptstromkontaktanordnung ein Lichtbogen-Leitstück aus einem ferromagnetischen Material zuzuordnen, mittels dem eine gezielte Überführung von Lichtbögen in die Lichtbogen-Löschkammer erfolgen soll. Bei dieser Anordnung ist nachteilig, dass zusätzliche Bauelemente vorzusehen sind, die unmittelbar mit den Hauptstromkontakten verbunden sind. Hierdurch verkompliziert sich der Aufbau des Niederspannungs-Leistungsschal- ters, insbesondere führen schon geringfügige Herstellungs- und/oder Montagetoleranzen zu Fehlverhalten beim Ableiten der Lichtbögen.In order to enable a targeted transfer of arcs into arc quenching chambers, it is known from DE 35 39 673 AI to assign an arc guide piece made of a ferromagnetic material to a main current contact arrangement, by means of which a targeted transfer of arcs into the arc quenching chamber is to take place. This arrangement has the disadvantage that that additional components are to be provided that are directly connected to the main power contacts. This complicates the construction of the low-voltage circuit breaker, in particular even slight manufacturing and / or assembly tolerances lead to incorrect behavior when the arcs are dissipated.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Nie- derspannungs-Leistungsschalter der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei dem in einfacher Weise Lichtbögen definiert in eine Lichtbogen-Löschkammer überführbar sind.The invention is therefore based on the object of providing a low-voltage circuit breaker of the generic type, in which arcs can be converted into an arc-quenching chamber in a simple manner in a defined manner.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Niederspan- nungs-Leistungsschalter mit den im Anspruch 1 genannten Merk- malen gelöst. Dadurch, dass ein Lichtbogen-Überführungselement zwischen Hauptstromkontaktanordnung und Lichtbogen- Löschkammer wenigstens ein Lichtbogen-Leitelement umfasst, mittels dem der Lichtbogen definiert in die Lichtbogen-Löschkammer führbar ist, wird vorteilhaft erreicht, den Lichtbogen sauber von den vor Abbrand zu schützenden HauptStromkontakten wegzuführen und eine Verkürzung der Lichtbogen-Löschzeit zu erreichen. Hierdurch kommt es zu einer Verringerung der Beanspruchung sowohl einerseits der Hauptstromkontakte als auch andererseits der Lichtbogen-Löschkammer, da diese nunmehr durch im Wesentlichen definiertes Anlaufen durch den Lichtbogen ihre Lichtbogen-Löschkapazität mit großem Wirkungsgrad umsetzen kann. Es hat sich gezeigt, dass durch Vorsehen von einfachen Lichtbogen-Leitelementen am Lichtbogen-Überführungselement das definierte Führen der Lichtbögen möglich ist. Veränderungen an der Hauptstromkontaktanordnung selber brauchen nicht vorgenommen zu werden, so dass sich die erfindungsgemäßen Modifizierungen einzig allein auf das Lichtbogen-Überführungselement beschränken. Somit ist die erfindungsgemäße Lösung sehr einfach und somit kostengünstig auch in serienmäßig hergestellten Niederspannungs-Leistungsschal- tern realisierbar. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich das wenigstens eine Lichtbogen-Leitelement unter einem Winkel zu einer gedachten Senkrechten des Lichtbogen- Überführungselementes von einem Randbereich weg in Richtung eines Mittelbereiches erstreckt. - Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, dass der Lichtbogen durch das wenigstens eine Lichtbogen-Leitelement in etwa mittig in die Lichtbogen- Löschkammer geführt wird, so dass der gewünschte Lichtbogen- Löscheffekt mit großer Sicherheit erreicht wird.According to the invention, this object is achieved by a low-voltage circuit breaker with the features mentioned in claim 1. The fact that an arc transfer element between the main current contact arrangement and the arc-quenching chamber comprises at least one arc-guiding element, by means of which the arc can be guided into the arc-quenching chamber in a defined manner, advantageously leads the arc cleanly away from the main current contacts to be protected against erosion and one To shorten the arc extinguishing time. This leads to a reduction in the stress both on the one hand of the main current contacts and on the other hand of the arc quenching chamber, since this can now implement its arc quenching capacity with great efficiency by essentially defined starting by the arc. It has been shown that the provision of simple arc guiding elements on the arc transfer element makes it possible to guide the arcs in a defined manner. Changes to the main current contact arrangement itself need not be made, so that the modifications according to the invention are limited solely to the arc transfer element. Thus, the solution according to the invention is very simple and therefore inexpensive to implement even in low-voltage circuit breakers manufactured in series. In a preferred embodiment of the invention it is provided that the at least one arc guiding element extends at an angle to an imaginary vertical of the arc transfer element away from an edge region in the direction of a central region. It is hereby advantageously achieved that the arc is guided through the at least one arc guiding element approximately centrally into the arc quenching chamber, so that the desired arc quenching effect is achieved with great certainty.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Lichtbogen-Leitelement wenigstens eine, im Wesentlichen parallel zum Lichtbogen-Überführungselement verlaufende Laufkante aufweist. - Hierdurch kann eine optimale Lichtbogen-Position innerhalb der Lichtbogen-Löschkammer definiert angesteuert werden. - Die Laufkante kann von einem scharfkantigen Übergang einer Stufe gebildet sein.In a further preferred embodiment of the invention it is provided that the arc guiding element has at least one running edge which runs essentially parallel to the arc transfer element. In this way, an optimal arc position within the arc quenching chamber can be controlled in a defined manner. - The running edge can be formed by a sharp-edged transition of a step.
Ferner ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorge- sehen, dass das Lichtbogen-Leitelement mehrere, insbesondere unter unterschiedlichen Winkeln zu der gedachten Senkrechten verlaufende Laufkanten aufweist. - Durch eine derartige strahlenförmige Anordnung der Laufkanten an dem Lichtbogen- Überführungselement wird unabhängig von dem Entstehungsort des Lichtbogens eine sichere Führung des Lichtbogens in den zentralen Bereich der Lichtbogen-Löschkammer sichergestellt.Furthermore, it is provided in a preferred embodiment of the invention that the arc guiding element has a plurality of running edges, in particular running at different angles to the imaginary perpendicular. - By such a radial arrangement of the running edges on the arc transfer element, a safe guiding of the arc into the central region of the arc quenching chamber is ensured regardless of the location of the arc.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Lichtbogen-Leitelement mit dem Lichtbogen- Überführungselement kraftschlüssig verbunden ist. Hierdurch ist die Ausgestaltung des Lichtbogen-Leitelementes durch einfache Maßnahmen möglich. Hierzu ist lediglich eine konstruktive einfache Herstellung des Lichtbogen-Leitelementes - beispielsweise als kronenförmiges Stanzteil - und das Anbringen dieses Lichtbogen-Leitelementes an dem Lichtbogen-Überführungselement - beispielsweise durch Schweißen - erforderlich. So können bei einer entsprechend gewählten Anordnung zackenförmiger Strahlen des kronenförmigen Stanzteiles die Laufkanten für den Lichtbogen in einfacher Weise festgelegt werden. Insbesondere sind so Anpassungen an unterschiedliche Lichtbogen-Löschkammergrößen in einfacher Weise möglich. Die Strahlen besitzen vorzugsweise zwei winklig zueinander verlaufende Laufkanten für den Lichtbogen, die vom Randbereich des Lichtbogen-Überführungselementes in die Mitte der Lichtbogen-Löschkammer verlaufen. Hierdurch ist je nach Entstehungsort und Intensität des Lichtbogens eine angepasste Füh- rung des Lichtbogens in die Lichtbogen-Löschkammer möglich.In a further preferred embodiment of the invention it is provided that the arc guiding element is non-positively connected to the arc transfer element. This enables the arc guiding element to be designed by simple measures. All that is required for this is a simple construction of the arc guide element - for example as a crown-shaped stamped part - and the attachment of this arc guide element to the arc transfer element - for example by welding. So with an appropriately chosen arrangement jagged rays of the crown-shaped stamped part, the running edges for the arc are set in a simple manner. In particular, adaptations to different arc quenching chamber sizes are possible in a simple manner. The beams preferably have two running edges for the arc running at an angle to one another, which run from the edge region of the arc transfer element into the center of the arc quenching chamber. Depending on the location and intensity of the arc, this allows the arc to be guided in an adapted manner into the arc quenching chamber.
Das kraftschlüssig mit dem Lichtbogen-Überführungselement verbundene Lichtbogen-Leitelement bietet ferner den Vorteil, dass ein vergrößerter Kühlkörper im Bereich des Lichtbogen- Uberführungselementes zur Verfügung steht, der das Löschverhalten der Lichtbogen-Löschkammer günstig beeinflusst.The non-positively connected arc guide element also has the advantage that an enlarged heat sink is available in the region of the arc transfer element, which has a favorable influence on the quenching behavior of the arc quenching chamber.
Als Lichtbogen-Leitelement kann auch zumindest ein Abschnitt eines Drahtes, insbesondere eines Stahldrahtes dienen.At least a section of a wire, in particular a steel wire, can also serve as the arc guiding element.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Lichtbogen- Leit-element als aus der Ebene des Lichtbogen-Überführungselementes herausgeprägtes Profilteil ausgebildet ist. Hier- durch wird ebenfalls in einfacher Weise die Herstellung eines Lichtbogen-Leitelemente aufweisenden Lichtbogen-Überführungselementes möglich.According to a further preferred embodiment of the invention, it can be provided that the at least one arc guiding element is designed as a profile part which is embossed out of the plane of the arc transfer element. This also makes it possible in a simple manner to produce an arc transfer element having arc guide elements.
Mit Vorteil kann als Lichtbogen-Überführungselement zumindest ein Endblech eines Löschblechpaktes dienen.At least one end plate of a quenching plate package can advantageously serve as the arc transfer element.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.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: Figur 1 eine teilweise Schnittansicht durch einen Nieder- spannungs-Leistungsschalter;The invention is explained in more detail in an exemplary embodiment with reference to the accompanying drawings. Show it: 1 shows a partial sectional view through a low-voltage circuit breaker;
Figur 2 eine Draufsicht auf ein Lichtbogen-Überführungs- elernent;FIG. 2 shows a plan view of an arc transfer element;
Figur 3 eine Schnittdarstellung durch das Lichtbogen- Überführungselement;Figure 3 is a sectional view through the arc transfer element;
Figur 4 eine Detailvergrößerung des Lichtbogen-Überfüh- rungselementes undFIG. 4 shows an enlarged detail of the arc transfer element and
Figur 5 eine schematische Perspektivansicht eines Licht- bogen-Überführungselementes .Figure 5 is a schematic perspective view of an arc transfer element.
Figur 1 zeigt in einer teilweisen Schnittdarstellung eine Lichtbogen-Löschkammer 10 eines Niederspannungs-Leistungs- schalters 12. Der Niederspannungs-Leistungsschalter 12 ist für einen relativ hohen Nennstrom, beispielsweise 1000 A, ausgelegt .FIG. 1 shows a partial sectional view of an arc quenching chamber 10 of a low-voltage circuit breaker 12. The low-voltage circuit breaker 12 is designed for a relatively high nominal current, for example 1000 A.
Eine Hauptstromkontaktanordnung 14 des Niederspannungs-Leis- tungsschalters 12 umfasst einen ortsfesten Hauptkontakt 16 mit einer SchaltStückauflage 18 sowie einen bewegbaren Hauptkontakt 20 mit einer Schaltstückauflage 22. Diese Hauptkontakte 16 und 20 sind im Bedarfsfalle mehrfach in paralleler Anordnung vorhanden. Je größer der Nennstrom, umso breiter - gemäß Darstellung in die Papierebene hinein - ist die Hauptstromkontaktanordnung ausgebildet.A main current contact arrangement 14 of the low-voltage circuit breaker 12 comprises a fixed main contact 16 with a switching piece support 18 and a movable main contact 20 with a switching piece support 22. These main contacts 16 and 20 are present several times in parallel in case of need. The larger the nominal current, the wider - as shown in the paper plane - the main current contact arrangement is formed.
Die Hauptkontakte 16 und 20 dienen zur lichtbogenfreien Führung des Dauerstromes des Niederspannungs-Leistungsschalters 12 im geschlossenen Zustand der Hauptkontakte 16 und 20.The main contacts 16 and 20 are used to conduct the continuous current of the low-voltage circuit breaker 12 without arcing when the main contacts 16 and 20 are closed.
Die Hauptstromkontaktanordnung 14 umfasst ferner einen ortsfesten Abbrennkontakt 24 mit einer Schaltstückauflage 26 und einen bewegbaren Abbrennkontakt 28 mit einer Schaltstückauflage 30. Den Abbrennkontakten 24 und 28 sind Lichtbogen-Hörner 32 beziehungsweise 34 zugeordnet.The main current contact arrangement 14 further comprises a fixed burn-off contact 24 with a contact piece support 26 and a movable burn-off contact 28 with a contact piece support 30. The arcing horns 32 and 34 are assigned to the burn-off contacts 24 and 28.
Eine Isolierkoppel 36 dient der Verbindung mit einer nicht dargestellten Antriebsvorrichtung und Rückstelleinrichtung zum Öffnen und Schließen der Hauptstromkontaktanordnung 14.An isolating coupling 36 is used to connect to a drive device and reset device (not shown) for opening and closing the main current contact arrangement 14.
Die Lichtbogen-Löschkammer 10 umfasst ein Gehäuse 38, das ei- nen einer Lichtbogen-Löschung dienenden Innenraum 40 umschließt. In dem Innenraum 40 ist in bekannter Weise ein aus Löschblechen 42, 43 bestehendes Löschblechpaket 41 angeordnet. Der Innenraum 40 wird an seiner festkontaktseitigen Seite durch ein Lichtbogen-Überführungselement 44 begrenzt. Das Lichtbogen-Überführungselement 44 ist im Wesentlichen plat- tenförmig ausgebildet und trägt auf seiner dem Innenraum 40 zugewandten Seite ein Lichtbogen-Leitelement 46, dessen Aufbau anhand der nachfolgenden Figuren noch näher erläutert wird. Die im Laufe des Löschvorganges gebildeten Lichtbogen- Gase (Schaltgase) verlassen die Lichtbogen-Löschkammer 10 durch eine an der Oberseite vorgesehene, durch Stege 48 unterteilte Austrittsöffnung 50 in Richtung der Pfeile 52. An der Oberseite der Lichtbogen-Löschkammer 10 kann zusätzlich noch ein Schaltgasdämpfer angeordnet sein.The arc quenching chamber 10 comprises a housing 38 which encloses an interior 40 which serves to quench the arc. In the interior 40, a stack of quenching plates 41 consisting of quenching plates 42, 43 is arranged in a known manner. The interior 40 is delimited on its fixed-contact side by an arc transfer element 44. The arc transfer element 44 is essentially plate-shaped and has an arc guide element 46 on its side facing the interior 40, the structure of which is explained in more detail with reference to the following figures. The arc gases (switching gases) formed in the course of the quenching process leave the arc quenching chamber 10 through an outlet opening 50 provided on the top and divided by webs 48 in the direction of the arrows 52. A switching gas damper can additionally be provided on the top of the arc quenching chamber 10 be arranged.
Das Lichtbogen-Leitelement 46 ist im Bereich der Lichtbogen- Übergabepunkte vom Lichtbogen-Horn 32 auf dem Lichtbogen-Führungselement 44 angeordnet.The arc guide element 46 is arranged in the region of the arc transfer points from the arc horn 32 on the arc guide element 44.
Figur 2 zeigt das Lichtbogen-Führungselement 44 in Draufsicht, wobei die Anordnung des Lichtbogen-Leitelementes 46 auf dem Lichtbogen-Führungselement 44 deutlich wird. Das Lichtbogen-Leitelement 46 ist als Zusatzteil flächig auf dem Lichtbogen-Führungselement 44 kraftschlüssig angeordnet, bei- spielsweise durch Punktschweißen oder dergleichen. Nach einer weiteren Ausführungsvariante kann das Lichtbogen-Leitelement 46 aus der Ebene des Lichtbogen-Führungselementes 44 herausgeprägt sein.FIG. 2 shows the arc guide element 44 in a top view, the arrangement of the arc guide element 46 on the arc guide element 44 being clear. The arc guiding element 46 is non-positively arranged as an additional part on the arc guiding element 44, for example by spot welding or the like. According to a further embodiment variant, the arc guiding element can 46 be stamped out of the plane of the arc guide element 44.
Das Lichtbogen-Leitelement 46 umfasst Laufkanten 54, die die seitliche Begrenzung von strahlenförmigen Zacken 56 bilden. Die Laufkanten 54 verlaufen hierbei jeweils unter unterschiedlichen Winkeln zu einer gedachten Senkrechten 58 durch das Lichtbogen-Führungselement 44. Hierbei sind die Laufkanten 54 derart ausgerichtet, dass sie von einem unteren Rand- bereich in Richtung eines oberen mittleren Bereiches des Lichtbogen-Führungselementes 44 verlaufen.The arc-guiding element 46 comprises running edges 54 which form the lateral boundary of radiating prongs 56. The running edges 54 each run at different angles to an imaginary vertical 58 through the arc guide element 44. Here, the running edges 54 are oriented such that they run from a lower edge region in the direction of an upper middle region of the arc guide element 44.
Wie die Schnittdarstellung in Figur 3 sowie die vergrößerte Detailansicht in Figur 4 verdeutlichen, werden die Laufkanten 46 von im Wesentlichen senkrecht zur Ebene des Lichtbogen-As the sectional view in FIG. 3 and the enlarged detailed view in FIG. 4 make clear, the running edges 46 are substantially perpendicular to the plane of the arc.
Führungselementes 44 verlaufenden Stufen 60 gebildet, so dass sich ein scharfkantiger Übergang 62 an der Oberfläche der Lichtbogen-Leitelemente 46 ergibt.Guide element 44 extending steps 60 formed, so that there is a sharp-edged transition 62 on the surface of the arc guide elements 46.
Figur 5 verdeutlicht in einer Perspektivansicht nochmals das plastische Hervorstehen des Lichtbogen-Leitelementes 46 über dem Lichtbogen-Führungselement 44. Hierdurch kommt es zur Ausbildung der Laufkanten 54 in Form der scharfkantigen Übergänge 62 der Stufen 60.FIG. 5 again illustrates in a perspective view the plastic protrusion of the arc guiding element 46 over the arc guiding element 44. This leads to the formation of the running edges 54 in the form of the sharp-edged transitions 62 of the steps 60.
Die Anzahl der Lichtbogen-Leitelemente 46 sowie die Anzahl der Laufkanten 54 kann an die konstruktive Gestaltung des Niederspannungs-Leistungsschalters 12, insbesondere an die Lichtbogen-Löschkammer 10, angepasst sein.The number of arc guiding elements 46 and the number of running edges 54 can be adapted to the structural design of the low-voltage circuit breaker 12, in particular to the arc quenching chamber 10.
Die strahlenförmig von den Randbereichen der Lichtbogen- Löschka mer 10 in den mittleren Bereich der Lichtbogen-Löschkammer 10 verlaufenden Laufkanten 54 führen dazu, dass im Randbereich an der Hauptstromkontaktanordnung 14 entstehende Lichtbögen sicher in den mittleren Bereich der Lichtbogen- Löschkammer 10 geführt werden, wo diese besonders effektiv gelöscht werden. Durch Anordnung des Lichtbogen-Leitelementes 46 im Übergabebereich des Lichtbogen-Hornes 32 auf das Lichtbogen-Führungselement 44 wird ein besonders gutes Hereinführen der Lichtbogen in den mittleren Bereich der Lichtbogen- Löschkammer 10 unterstützt.The radially running from the edge regions of the arc extinguishing chamber 10 into the central region of the arc extinguishing chamber 10 lead edges 54 that arcs arising in the edge region on the main current contact arrangement 14 are safely guided into the central region of the arc extinguishing chamber 10, where these can be deleted particularly effectively. By arranging the arc guiding element 46 in the transfer area of the arc horn 32 to the arc guide element 44 a particularly good introduction of the arcs into the central area of the arc quenching chamber 10 is supported.
Als Lichtbogen-Überführungselement kann auch jedes der beiden Endbleche 43 des Löschblechpaketes 41 verwendet und dabei mit einem Lichtbogen-Leitelement versehen werden.Each of the two end plates 43 of the quenching plate stack 41 can also be used as the arc transfer element and can be provided with an arc guiding element.
Nach weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispielen kann anstelle des dargestellten, kronenförmig beziehungsweise za- ckenförmig ausgebildeten Lichtbogen-Leitelementes 46 auch vorgesehen sein, dass die Laufkanten 54 von aufgeschweißten einzelnen Elementen, beispielsweise Stahldraht oder derglei- chen, gebildet sind. Die Anordnung eines relativ großflächigen Zusatzteiles, das eine Vielzahl der Laufkanten 54 ausbildet, führt jedoch gleichzeitig zur Ausbildung einer Zusatzmasse, die eine Kühlwirkung auf den Lichtbogen zu einem sehr frühen Zeitpunkt während des Abschaltvorganges des Nieder- spannungs-Leistungsschalters 12 ausübt, so dass eine zusätzliche Verbesserung des Löschverhaltens erreicht ist. According to further exemplary embodiments which are not shown, instead of the illustrated arc-shaped guiding element 46, which is crown-shaped or zigzag-shaped, it can also be provided that the running edges 54 are formed by welded-on individual elements, for example steel wire or the like. However, the arrangement of a relatively large-area additional part, which forms a plurality of the running edges 54, at the same time leads to the formation of an additional mass which has a cooling effect on the arc at a very early point in time during the switching-off process of the low-voltage circuit breaker 12, so that an additional one Improvement of the extinguishing behavior is achieved.

Claims

Patentansprüche claims
1. Niederspannungs-Leistungsschalter, mit einer Hauptstromkontaktanordnung und einer Lichtbogen-Löschkammer, wobei zwi- sehen Hauptstromkontaktanordnung und Lichtbogen-Löschkammer ein Lichtbogen-Überführungselement angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtbogen-Überführungselement (44) wenigstens ein Lichtbogen-Leitelement (46) umfasst, mittels dem der Lichtbogen definiert in die Lichtbogen-Lösch- kammer (10) führbar ist.1. Low-voltage circuit breaker, with a main current contact arrangement and an arc quenching chamber, an arc transfer element being arranged between the main current contact arrangement and the arc quenching chamber, characterized in that the arc transfer element (44) has at least one arc guide element (46). comprises, by means of which the arc can be guided in a defined manner into the arc quenching chamber (10).
2. Niederspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das wenigstens eine Lichtbogen-Leitelement (46) unter einem Winkel zu einer ge- dachten Senkrechten (58) des Lichtbogen-Überführungselementes (44) von einem Randbereich weg in Richtung eines Mittelbereiches erstreckt.2. Low-voltage circuit breaker according to claim 1, characterized in that the at least one arc-guiding element (46) is at an angle to an imaginary perpendicular (58) of the arc-transfer element (44) from an edge region in the direction of a central region extends.
3. Niederspannungs-Leistungsschalter nach einem der vorherge- henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das3. Low-voltage circuit breaker according to one of the preceding claims, characterized in that the
Lichtbogen-Leitelement (46) wenigstens eine, im Wesentlichen parallel zum Lichtbogen-Überführungselement (44) verlaufende Laufkante (54) aufweist.Arc guide element (46) has at least one running edge (54) which runs essentially parallel to the arc transfer element (44).
4. Niederspannungs-Leistungsschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Laufkante (54) von einem scharfkantigen Übergang (62) einer Stufe (60) gebildet ist.4. Low-voltage circuit breaker according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one running edge (54) is formed by a sharp-edged transition (62) of a step (60).
5. Niederspannungs-Leistungsschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtbogen-Leitelement (46) mehrere, insbesondere unter unterschiedlichen Winkeln zu der gedachten Senkrechten (58) verlaufende Laufkanten (54) aufweist.5. Low-voltage circuit breaker according to one of the preceding claims, characterized in that the arc guiding element (46) has a plurality of running edges (54), in particular at different angles to the imaginary vertical line (58).
6 . Niederspannungs-Leistungsschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Lichtbogen-Leitelement (46) mit dem Lichtbogen-Überführungs- element (44) kraftschlüssig verbunden ist.6. Low-voltage circuit breaker according to one of the preceding claims, characterized in that the Arc guide element (46) with the arc transfer element (44) is non-positively connected.
7. Niederspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 6, 5 dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtbogen- Leitelement (46) als kronenförmiges Stanzteil ausgebildet ist.7. Low-voltage circuit breaker according to claim 6, 5 characterized in that the arc guiding element (46) is designed as a crown-shaped stamped part.
8. Niederspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 6, L0 dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtbogen- Leitelement (46) von zumindest einem Abschnitt eines Drahtes, insbesondere Stahldrahtes gebildet ist.8. Low-voltage circuit breaker according to claim 6, L0 characterized in that the arc-guiding element (46) is formed by at least a portion of a wire, in particular steel wire.
9. Niederspannungs-Leistungsschalter nach einem der vorherge- 15 henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Lichtbogen-Leitelement (46) als aus der Ebene des Lichtbogen-Überführungselements (44) herausgeprägtes Profilteil ausgebildet ist.9. Low-voltage circuit breaker according to one of the preceding 15 claims, characterized in that the at least one arc guiding element (46) is designed as a profile part stamped out from the plane of the arc transfer element (44).
20 10. Niederspannungs-Leistungsschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Lichtbogen- Überführungselement zumindest ein Löschblech (42) oder Endblech (43) eines Löschblechpaketes (41) dient. 20 10. Low-voltage circuit breaker according to one of the preceding claims, characterized in that at least one quenching plate (42) or end plate (43) of a quenching plate package (41) serves as the arc transfer element.
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