EP1693870A2 - Electrical apparatus having a prechamber spacce, an arc runner and a current limiting arc quenching device - Google Patents
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- H01H9/302—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts wherein arc-extinguishing gas is evolved from stationary parts
Definitions
- the invention relates to an electrical installation device with arc Vorschraum, arc guide rails and current-limiting arc quenching device according to the preamble of claim 1.
- the invention can be used for example in circuit breakers and motor protection switch.
- Miniature circuit breakers and motor protection switches are used in the event of a fault to disconnect electrical lines that are loaded with high current overcurrents from the supply network.
- a fixed and a movable contact piece are provided in an arc Vorschraum, which are connected to the respective terminals.
- a switching arc which is deleted in a quenching device provided for this purpose.
- the drawn arc commutes from the opened contact pieces on arc guide rails, and then subdivided into an arc splitter stack (Deion quenching chamber). There, a high arc voltage is generated to limit the current, so that the arc goes out.
- an arc extinguishing arrangement for an electrical switching device which has a quenching chamber (in the case of a switching operation between a fixed and a movable contact piece, an arc is generated) and a plurality of arc quenching exhibiting arc splitter stack comprises, in which the arc is guided over guide rails.
- a quenching chamber in the case of a switching operation between a fixed and a movable contact piece, an arc is generated
- a plurality of arc quenching exhibiting arc splitter stack comprises, in which the arc is guided over guide rails.
- Inside or outside of the arc extinguishing package at least one plate of insulating material - an insulating plate - is arranged, whose outer periphery does not project beyond the outer periphery of the arc extinguishing plates and which has an inner recess.
- the invention has for its object to provide an electrical installation device with arc pre-chamber space, arc guide rails and current-limiting arc quenching device of the type mentioned above, which allows optimal mounting option of the insulation.
- the achievable with the present invention consist in particular that different types of arc quenching can be used together with the same insulating, d. H. it is not necessary to integrate the insulating plate in a special and thus costly arc quenching device itself. Also, it is not necessary to form the insulating plate as part of the housing itself, d. H. it is Z. As well as the use of a thermoset for the housing possible (the insulating itself is preferably formed from a gassing thermoplastic). With regard to the selection of the thickness of the insulating plate or the material, there are no restrictions, the selection is made exclusively from the point of optimum arc extinction. In this way, the switching capacity can be improved and the turn-off behavior stabilized. The insulating plate can be mounted in a very simple manner. Overall, there are cost advantages compared to known embodiments.
- an insulating plate 20 is provided with a recess 21 and an end side (integrally formed) mounting bracket 22, said mounting bracket 22 engages U-shaped around the end portion of the arc guide rail 14, whereby a latching attachment of the insulating plate 20 at the Component of electromagnetic release 9 / fixed switching contact piece 4 / arc guide rail 14 is effected.
- the directed to the arc Vorschraum 7 "input side" portion of the insulating plate 20 engages under the arc horn 15, whereby an additional support of the insulating plate 20 is effected.
- the electromagnetic release 9 with the armature 10 and the bimetallic strip 11 can be seen.
- the insulating plate 20 (including integrally molded mounting bracket 22) together with an antechamber plate 23 as one piece Component made of a gassing plastic, which advantageously at the same time in the attachment of the insulating plate 20 by means of the arc guide rail 14 gripping mounting bracket 22, a fastening of the pre-chamber plate 23 results.
- this embodiment is very easy to install and has a reduced number of parts. Ultimately, this results in cost advantages.
- the insulating plate 20 or the insulating plate halves 25 + 26 brings about an improvement in the stable burning of the arc 13 within the arc quenching device 12 (stabilization of the arc base point after the inlet into the arc quenching device) . cause.
- the recess 21 of the insulating plate advantageously does not have to be adapted to the recess of the individual quenching plates of the arc splitter stack. Rather, the recess 21 is chosen so that an optimization with respect to the quenching behavior of the arc 13 sets.
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- Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
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Abstract
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.The invention relates to an electrical installation device with arc Vorkammerraum, arc guide rails and current-limiting arc quenching device according to the preamble of claim 1. The invention can be used for example in circuit breakers and motor protection switch.
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.Miniature circuit breakers and motor protection switches are used in the event of a fault to disconnect electrical lines that are loaded with high current overcurrents from the supply network. For this purpose, usually a fixed and a movable contact piece are provided in an arc Vorkammerraum, which are connected to the respective terminals. When opening the switching contact, d. H. when lifting the movable contact piece from the fixed contact piece, there is a switching arc, which is deleted in a quenching device provided for this purpose. The drawn arc commutes from the opened contact pieces on arc guide rails, and then subdivided into an arc splitter stack (Deion quenching chamber). There, a high arc voltage is generated to limit the current, so that the arc goes out.
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.From DE 102 42 310 A1 an arc extinguishing arrangement for an electrical switching device is known, which has a quenching chamber (in the case of a switching operation between a fixed and a movable contact piece, an arc is generated) and a plurality of arc quenching exhibiting arc splitter stack comprises, in which the arc is guided over guide rails. Inside or outside of the arc extinguishing package at least one plate of insulating material - an insulating plate - is arranged, whose outer periphery does not project beyond the outer periphery of the arc extinguishing plates and which has an inner recess.
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.The invention has for its object to provide an electrical installation device with arc pre-chamber space, arc guide rails and current-limiting arc quenching device of the type mentioned above, which allows optimal mounting option of the insulation.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved in conjunction with the features of the preamble according to the invention by the features specified in the characterizing part of claim 1.
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.The achievable with the present invention consist in particular that different types of arc quenching can be used together with the same insulating, d. H. it is not necessary to integrate the insulating plate in a special and thus costly arc quenching device itself. Also, it is not necessary to form the insulating plate as part of the housing itself, d. H. it is Z. As well as the use of a thermoset for the housing possible (the insulating itself is preferably formed from a gassing thermoplastic). With regard to the selection of the thickness of the insulating plate or the material, there are no restrictions, the selection is made exclusively from the point of optimum arc extinction. In this way, the switching capacity can be improved and the turn-off behavior stabilized. The insulating plate can be mounted in a very simple manner. Overall, there are cost advantages compared to known embodiments.
Weitere Vorteile sind aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.Further advantages will be apparent from the following description.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims.
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.
- Fig. 1, 2, 3
- different embodiments of an insulating plate,
- Fig. 4
- a section through a switching device.
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
2, 3 zur Verbindung mit Stromschienen und/oder Anschlussleitungen (Eingangs- und Ausgangsanschlüsse),Anschlussmitteln - • mindestens einen Schaltkontakt mit mindestens einem
feststehenden Schaltkontaktstück 4 und mindestens einembeweglichen Kontakthebel 5 mitbeweglichem Schaltkontaktstück 6 in einem Lichtbogen-Vorkammerraum 7, - •
Vorkammerplatten 8 nahe den beiden Seitenwänden (Breitseiten) des Lichtbogen-Vorkammerraums 7, - • einen
elektromagnetischen Auslöser 9 inklusiveAnker 10 zur Abschaltung von Kurzschlussströmen, - • einen thermischen Auslöser inklusive
Thermobimetall 11 zur Abschaltung von Überströmen, - • eine strombegrenzende Lichtbogenlöscheinrichtung, insbesondere
Lichtbogenlöschblechpaket 12, wobei randseitig derLichtbogenlöscheinrichtung 12 wenigstens eine Isolierplatte (sieheZiffern 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 dembeweglichen Schaltkontaktstück 6entstandenen Lichtbogens 13 vom Entstehungsort im Lichtbogen-Vorkammerraum 7 in dieLichtbogenlöscheinrichtung 12, und zwar eine mit demfeststehenden Schaltkontaktstück 4 elektrischverbundene Lichtbogenleitschiene 14 inklusive eines in den Lichtbogen-Vorkammerraum 7ragenden Lichtbogenhorns 15 und eine mit dembeweglichen Schaltkontaktsstück 6 elektrischverbundene 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 17einwirkenden 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.
- Connection spaces with connection means 2, 3 for connection to busbars and / or connection lines (input and output connections) on both end sides,
- At least one switching contact with at least one stationary
switching contact piece 4 and at least onemovable contact lever 5 with movableswitching contact piece 6 in an arc pre-chamberspace 7, -
Antechamber plates 8 near the two side walls (broad sides) of the arc pre-chamberspace 7, - An
electromagnetic release 9 includingarmature 10 for switching off short-circuit currents, - A thermal release including
bimetallic strip 11 for switching off overcurrents, - A current-limiting arc quenching device, in particular
arc splitter stack 12, at the edge of thearc quenching device 12 at least one insulating plate (see 20 and 25/26) is arranged, whose outer periphery does not project beyond the outer periphery of the arc quenching and has an inner recess,paragraphs - Arc rails for guiding an
arc 13 formed between the stationaryswitching contact piece 4 and the movableswitching contact piece 6 from the place of origin in the arc pre-chamberspace 7 into thearc quenching device 12, specifically anarc guide rail 14 electrically connected to the fixedswitching contact piece 4, including one into thearc prechamber space 7 projectingarcing horn 15 and an electrically connected to the movableswitching contact piece 6arc guide rail 16, - A
switching mechanism 17, on which the electromagnetic and the thermal release act, - A
switching knob 18 on the upper side of the housing to be used for manual switching operations and also acting on theswitching mechanism 17, - • Mounting means (fixed nose + movable nose) 19 for mounting the switching device 1 on a hat profile support rail on the bottom side of the housing.
Falls mehr als ein Schaltkontakt mit feststehendem und beweglichem Schaltkontaktstück vorgesehen ist, sind selbstverständlich auch Lichtbogenlöschpakete inklusive Lichtbogenleitschienen entsprechend mehrfach vorhanden.If more than one switching contact with a fixed and movable switching contact piece is provided, it goes without saying that arc extinguishing packages including arc guide rails are likewise present in multiple form.
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.In Figs. 1, 2, 3 different embodiments of an insulating plate are shown. In the embodiment of FIG. 1, an
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.In the embodiment of FIG. 2, the insulating plate 20 (including integrally molded mounting bracket 22) together with an
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 mitVorkammerplatte 27, - • Isolierplatten-
Hälfte 26mit Vorkammerplatte 23.
- Insulating
plate half 25 withpre-chamber plate 27, - Insulating
plate half 26 withpre-chamber plate 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.For all embodiments according to FIGS. 1-3, the insulating
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 6verbundenen Lichtbogenleitschiene 16 oder - • eine Befestigung von Isolierplatten an
14, 16 vorzunehmen.beiden Lichtbogenleitschienen
- • An attachment to the connected to the movable
switching contact piece 6arc guide rail 16 or - • make an attachment of insulating plates on both
14, 16.arc guide rails
- 11
- Schaltgerätswitchgear
- 22
- Anschlussmittelconnection means
- 33
- Anschlussmittelconnection means
- 44
- feststehendes Schaltkontaktstückfixed switching contact piece
- 55
- beweglicher Kontakthebelmovable contact lever
- 66
- bewegliches Schaltkontaktstückmovable switching contact piece
- 77
- Lichtbogen-VorkammerraumArc chamber area
- 88th
- Vorkammerplattenprechamber
- 99
- elektromagnetischer Auslöserelectromagnetic trigger
- 1010
- Ankeranchor
- 1111
- Thermobimetallthermostatic bimetal
- 1212
- LichtbogenlöscheinrichtungArc quenching device
- 1313
- LichtbogenElectric arc
- 1414
- Lichtbogenleitschienearc guide
- 1515
- LichtbogenhomLichtbogenhom
- 1616
- Lichtbogenleitschienearc guide
- 1717
- Schaltschlossswitch lock
- 1818
- Schaltknebeltoggle switch
- 1919
- Montagemittelmounting means
- 2020
- Isolierplatteinsulation
- 2121
- Ausnehmungrecess
- 2222
- Befestigungsbügelmounting bracket
- 2323
- VorkammerplatteVorkammerplatte
- 2424
- --
- 2525
- Isolierplatten-HälfteInsulating-half
- 2626
- Isolierplatten-HälfteInsulating-half
- 2727
- VorkammerplatteVorkammerplatte
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