EP1693870A2

EP1693870A2 - Elektrisches Installationsgerät mit Lichtbogen-Vorkammerraum, Lichtbogenleitschienen und strombegrenzender Lichtbogenlöscheinrichtung

Info

Publication number: EP1693870A2
Application number: EP06001079A
Authority: EP
Inventors: Alexander Rab; Wolfgang Dipl.-Ing. Dorfeld; Ralf Dipl.-Ing. Weber
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 2005-02-17
Filing date: 2006-01-19
Publication date: 2006-08-23
Also published as: US20060180575A1; US7247808B2; DE102005007303A1; CA2536726A1; DE102005007303B4; CN1835150B; CN1835150A; EP1693870A3

Abstract

Es wird ein elektrisches Installationsgerät, insbesondere Leitungsschutzschalter oder Motorschutzschalter vorgeschlagen, mit einem Gehäuse mit Anschlussräumen und Anschlussmitteln (2, 3) zur Verbindung mit Stromschienen und/oder Anschlussleitungen an beiden Stirnseiten und mit mindestens einem Schaltkontakt mit einem feststehenden und einem beweglichen Kontaktstück (4, 6), zwischen denen bei einer Ausschaltung ein Lichtbogen (13) in einem Lichtbogen-Vorkammerraum (7) entsteht. Der Lichtbogen läuft über Lichtbogenleitschienen (12, 16) in eine strombegrenzende Lichtbogenlöscheinrichtung (12), insbesondere Lichtbogenlöschblechpaket ein, wobei randseitig der Lichtbogenlöscheinrichtung (12) wenigstens eine Isolierplatte (20, 25 + 26) angeordnet ist. Die Isolierplatte (20, 25 + 26) ist mittels eines Befestigungsbügels (22) am Endabschnitt einer Lichtbogenleitschiene (14) befestigt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Installationsgerät mit Lichtbogen-Vorkammerraum, Lichtbogenleitschienen und strombegrenzender Lichtbogenlöscheinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung kann beispielsweise bei Leitungsschutzschaltern und Motorschutzschaltem verwendet werden.
Leitungsschutzschalter und Motorschutzschalter dienen dazu, im Störungsfall elektrische Leitungen, die mit Überströmen hoher Stromstärke belastet sind, vom speisenden Netz zu trennen. Hierzu sind üblicherweise ein festes und ein bewegliches Kontaktstück in einem Lichtbogen-Vorkammerraum vorgesehen, die mit den jeweiligen Anschlussklemmen verbunden sind. Beim Öffnen des Schaltkontaktes, d. h. beim Abheben des beweglichen Kontaktstückes vom feststehenden Kontaktstück, entsteht ein Schaltlichtbogen, welcher in einer hierzu vorgesehenen Löscheinrichtung gelöscht wird. Der gezogene Lichtbogen kommutiert von den geöffneten Kontaktstücken auf Lichtbogenleitschienen, um sich anschließend in einem Lichtbogenlöschblechpaket (Deion-Löschkammer) zu unterteilen. Dort wird eine hohe Lichtbogenspannung zur Strombegrenzung erzeugt, so dass der Lichtbogen erlischt.
Aus der DE 102 42 310 A1 ist eine Lichtbogenlöschanordnung für ein elektrisches Schaltgerät bekannt, die eine Löschkammer (in der bei einer Schalthandlung zwischen einem feststehenden und einem beweglichen Kontaktstück ein Lichtbogen erzeugt wird) und ein mehrere Lichtbogenlöschbleche aufweisendes Lichtbogenlöschblechpaket umfasst, in das der Lichtbogen über Leitschienen hineingeführt wird. Innerhalb oder außerhalb des Lichtbogenlöschpakets ist wenigstens eine Platte aus isolierendem Material - eine Isolierplatte - angeordnet, deren Außenumfang den Außenumfang der Lichtbogenlöschbleche nicht überragt und die eine Innenausnehmung aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Installationsgerät mit Lichtbogen-Vorkammerraum, Lichtbogenleitschienen und strombegrenzender Lichtbogenlöscheinrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, welche eine optimale Montagemöglichkeit der Isolierplatte ermöglicht.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass verschiedenartige Lichtbogenlöscheinrichtungen zusammen mit der gleichen Isolierplatte eingesetzt werden können, d. h. es ist nicht erforderlich, die Isolierplatte in einer speziellen und damit kostenaufwändigen Lichtbogenlöscheinrichtung selbst zu integrieren. Auch ist es nicht erforderlich, die Isolierplatte als Teil des Gehäuses selbst auszubilden, d. h. es ist z. B. auch die Verwendung eines Duroplastes für das Gehäuse möglich (die Isolierplatte selbst ist vorzugsweise aus einem gasenden Thermoplast gebildet). Bezüglich der Auswahl der Dicke der Isolierplatte oder des Materials bestehen keine Einschränkungen, die Auswahl erfolgt ausschließlich unter dem Gesichtspunkt optimaler Lichtbogenlöschung. Auf diese Weise werden das Schaltvermögen verbessert und das Ausschaltverhalten stabilisiert. Die Isolierplatte lässt sich in sehr einfacher Art und Weise montieren. Insgesamt ergeben sich Kostenvorteile im Vergleich zu bekannten Ausführungsformen.
Weitere Vorteile sind aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:

Fig. 1, 2, 3: unterschiedliche Ausführungsformen einer Isolierplatte,
Fig. 4: einen Schnitt durch ein Schaltgerät.

In Fig. 4 ist ein Schnitt durch ein Schaltgerät 1 - ein Leitungsschutzschalter oder ein Motorschutzschalter - dargestellt. Zum Aufbau eines derartigen auf einer Hutprofiltragschiene montierbaren elektrischen Installationsgerätes wird ausdrücklich auf die eingangs erwähnte DE 102 42 310 A1 hingewiesen. Ein solches Schaltgerät weist in einem schmalen, quaderförmigen, üblicherweise aus zwei Hälften zusammengesetzten Gehäuse aus einem elektrisch isolierenden Kunststoffmaterial (aus einem Thermoplast oder Duroplast) die folgenden Komponenten auf:

• an beiden Stimseiten Anschlussräume mit Anschlussmitteln 2, 3 zur Verbindung mit Stromschienen und/oder Anschlussleitungen (Eingangs- und Ausgangsanschlüsse),
• mindestens einen Schaltkontakt mit mindestens einem feststehenden Schaltkontaktstück 4 und mindestens einem beweglichen Kontakthebel 5 mit beweglichem Schaltkontaktstück 6 in einem Lichtbogen-Vorkammerraum 7,
• Vorkammerplatten 8 nahe den beiden Seitenwänden (Breitseiten) des Lichtbogen-Vorkammerraums 7,
• einen elektromagnetischen Auslöser 9 inklusive Anker 10 zur Abschaltung von Kurzschlussströmen,
• einen thermischen Auslöser inklusive Thermobimetall 11 zur Abschaltung von Überströmen,
• eine strombegrenzende Lichtbogenlöscheinrichtung, insbesondere Lichtbogenlöschblechpaket 12, wobei randseitig der Lichtbogenlöscheinrichtung 12 wenigstens eine Isolierplatte (siehe Ziffern 20 und 25/26) angeordnet ist, deren Außenumfang den Außenumfang der Lichtbogenlöschbleche nicht überragt und die eine Innenausnehmung aufweist,
• Lichtbogenschienen zur Führung eines zwischen dem feststehenden Schaltkontaktstück 4 und dem beweglichen Schaltkontaktstück 6 entstandenen Lichtbogens 13 vom Entstehungsort im Lichtbogen-Vorkammerraum 7 in die Lichtbogenlöscheinrichtung 12, und zwar eine mit dem feststehenden Schaltkontaktstück 4 elektrisch verbundene Lichtbogenleitschiene 14 inklusive eines in den Lichtbogen-Vorkammerraum 7 ragenden Lichtbogenhorns 15 und eine mit dem beweglichen Schaltkontaktsstück 6 elektrisch verbundene Lichtbogenleitschiene 16,
• ein Schaltschloss 17, auf welches der elektromagnetische sowie der thermische Auslöser einwirken,
• einen für manuelle Schalthandlungen zu verwendenden und ebenfalls auf das Schaltschloss 17 einwirkenden Schaltknebel 18 an der Oberseite des Gehäuses,
• Montagemittel (feste Nase + bewegliche Nase) 19 zur Befestigung des Schaltgerätes 1 auf einer Hutprofiltragschiene an der Bodenseite des Gehäuses.

Falls mehr als ein Schaltkontakt mit feststehendem und beweglichem Schaltkontaktstück vorgesehen ist, sind selbstverständlich auch Lichtbogenlöschpakete inklusive Lichtbogenleitschienen entsprechend mehrfach vorhanden.
In den Fig. 1, 2, 3 sind unterschiedliche Ausführungsformen einer Isolierplatte dargestellt. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist eine Isolierplatte 20 mit einer Ausnehmung 21 und einem endseitigen (einstückig angeformten) Befestigungsbügel 22 vorgesehen, wobei dieser Befestigungsbügel 22 U-förmig um den Endabschnitt der Lichtbogenleitschiene 14 greift, wodurch eine verrastende Befestigung der Isolierplatte 20 an der Baukomponente elektromagnetischer Auslöser 9 / feststehendes Schaltkontaktstück 4 / Lichtbogenleitschiene 14 bewirkt wird. Der zum Lichtbogen-Vorkammerraum 7 gerichtete "eingangsseitige" Abschnitt der Isolierplatte 20 greift unter das Lichtbogenhorn 15, wodurch eine zusätzliche Halterung der Isolierplatte 20 bewirkt wird. Des weiteren sind der elektromagnetische Auslöser 9 mit dem Anker 10 sowie das Thermobimetall 11 zu erkennen.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist die Isolierplatte 20 (inklusive einstückig angeformtem Befestigungsbügel 22) zusammen mit einer Vorkammerplatte 23 als einstückige Komponente aus einem gasenden Kunststoff gefertigt, wodurch sich vorteilhaft bei der Befestigung der Isolierplatte 20 mittels um die Lichtbogenleitschiene 14 greifendem Befestigungsbügel 22 gleichzeitig auch eine Befestigung der Vorkammerplatte 23 ergibt. Insgesamt ist diese Ausführungsform sehr montagefreundlich und weist eine reduzierte Teile-Anzahl auf. Letztlich ergeben sich hierdurch Kostenvorteile.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist an jeder Seitenwand (Breitseite) des Lichtbogen-Vorkammerraums 7 eine Vorkammerplatte 23 bzw. 27 vorgesehen. Die Isolierplatte setzt sich aus zwei Isolierplatten-Hälften 25 bzw. 26 zusammen, welche jeweils einstückig angeformte Befestigungsbügel 22 aufweisen. Dabei ist die Isolierplatte entlang einer parallel zu ihren Längsseiten und zwischen diesen verlaufenden Teilungsachsen in zwei Hälften geteilt. Bei der Montage fügen sich die beiden Plattenteile dann längs der Teilungsachse nahtlos zu der vollständigen Platte zusammen. Das Lichtbogenhom 15 ist zwischen beiden Vorkammerplatten 23, 27 angeordnet. Als einstückige Komponenten aus einem gasenden Kunststoff sind gefertigt:

• Isolierplatten-Hälfte 25 mit Vorkammerplatte 27,
• Isolierplatten-Hälfte 26 mit Vorkammerplatte 23.

Für alle Ausführungsformen nach den Fig. 1 - 3 gilt, dass die Isolierplatte 20 bzw. die Isolierplatten-Hälften 25 + 26 eine Verbesserung des stabilen Brennens des Lichtbogens 13 innerhalb der Lichtbogenlöscheinrichtung 12 (Stabilisierung des Lichtbogenfußpunktes nach dem Einlauf in die Lichtbogenlöscheinrichtung) bewirkt bzw. bewirken. Die Ausnehmung 21 der Isolierplatte muss vorteilhaft nicht an die Ausnehmung der einzelnen Löschbleche des Lichtbogenlöschblechpakets angepasst sein. Vielmehr wird die Ausnehmung 21 so gewählt, dass sich eine Optimierung hinsichtlich des Löschverhaltens des Lichtbogens 13 einstellt.
In den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen wird die Isolierplatte 20 respektive werden die beiden Isolierplatten-Hälften 25, 26 an der mit dem feststehenden Schaltkontaktsstück 4 verbundenen Lichtbogenleitschiene 14 befestigt. Alternativ ist selbstverständlich auch möglich,

• eine Befestigung an der mit dem beweglichen Schaltkontaktstück 6 verbundenen Lichtbogenleitschiene 16 oder
• eine Befestigung von Isolierplatten an beiden Lichtbogenleitschienen 14, 16 vorzunehmen.

Bezugszeichenliste

1: Schaltgerät
2: Anschlussmittel
3: Anschlussmittel
4: feststehendes Schaltkontaktstück
5: beweglicher Kontakthebel
6: bewegliches Schaltkontaktstück
7: Lichtbogen-Vorkammerraum
8: Vorkammerplatten
9: elektromagnetischer Auslöser
10: Anker
11: Thermobimetall
12: Lichtbogenlöscheinrichtung
13: Lichtbogen
14: Lichtbogenleitschiene
15: Lichtbogenhom
16: Lichtbogenleitschiene
17: Schaltschloss
18: Schaltknebel
19: Montagemittel
20: Isolierplatte
21: Ausnehmung
22: Befestigungsbügel
23: Vorkammerplatte
24: -
25: Isolierplatten-Hälfte
26: Isolierplatten-Hälfte
27: Vorkammerplatte

Claims

Elektrisches Installationsgerät, insbesondere Leitungsschutzschalter oder Motorschutzschalter, mit einem Gehäuse mit Anschlussräumen und Anschlussmitteln (2, 3) zur Verbindung mit Stromschienen und/oder Anschlussleitungen an beiden Stirnseiten, mit mindestens einem Schaltkontakt mit einem feststehenden und einem beweglichen Schaltkontaktstück (4, 6), zwischen denen bei einer Ausschaltung ein Lichtbogen (13) in einem Lichtbogen-Vorkammerraum (7) entsteht, welcher Lichtbogen über Lichtbogenleitschienen (14, 16) in eine strombegrenzende Lichtbogenlöscheinrichtung (12), insbesondere Lichtbogenlöschblechpaket einläuft, wobei randseitig der Lichtbogenlöscheinrichtung (12) wenigstens eine Isolierplatte (20, 25 + 26) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Isolierplatte (20, 25 + 26) mittels eines einstückig angeformten, U-förmigen Befestigungsbügels (22) am Endabschnitt einer Lichtbogenleitschiene (14, 16) befestigt ist.
Installationsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierplatte (20) zusammen mit einer Vorkammerplatte (23) als einstückig ausgebildete Baukomponente ausgebildet ist.
Installationsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierplatte aus zwei Isolierplatten-Hälften (25, 26) zusammengesetzt ist, welche jeweils einen Befestigungsbügel (22) aufweisen.
Installationsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Isolierplatten-Hälfte (25, 26) zusammen mit einer Vorkammerplatte (23, 27) als einstückig ausgebildete Baukomponente ausgebildet ist.