EP2263245A1 - Switchgear - Google Patents

Switchgear

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Publication number
EP2263245A1
EP2263245A1 EP09717170A EP09717170A EP2263245A1 EP 2263245 A1 EP2263245 A1 EP 2263245A1 EP 09717170 A EP09717170 A EP 09717170A EP 09717170 A EP09717170 A EP 09717170A EP 2263245 A1 EP2263245 A1 EP 2263245A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
switching
switching device
metal sheets
switching contact
contact
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09717170A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Adolf Tetik
Roman Kolm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eaton GmbH
Original Assignee
Moeller Gebaudeautomation GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Moeller Gebaudeautomation GmbH filed Critical Moeller Gebaudeautomation GmbH
Publication of EP2263245A1 publication Critical patent/EP2263245A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • H01H9/36—Metal parts
    • H01H9/362—Mounting of plates in arc chamber
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    • H01H9/36—Metal parts
    • H01H2009/365—Metal parts using U-shaped plates
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    • 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
    • H01H9/345—Mounting of arc chutes

Landscapes

  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Abstract

The invention relates to a switchgear (1), preferably a power switch, comprising at least one input terminal (2) and at least one output terminal (3) for connecting electrical conductors, and a first switching contact (4) and a second switching contact, said switching contacts closing, in a closed position, a current path between the input terminal (2) and the output terminal (3). A separating device is provided for separating the first switching contact (4) and the second switching contact, and at least one arc extinguisher chamber (9) containing a pre-determinable number of sheet metals (10) is arranged in the region of the switching contacts (4). In order to obtain a high level of reliability and operating safety even following repeated disconnection, at least two of the sheet metals (10) are adjacently arranged at least in sections.

Description

Schaltgerät switchgear
Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Es sind Schaltgeräte bekannt, welche bei überhöhten Strömen in einem Leitungsnetz, welche über eine vorgebbare Zeit andauern, dieses Leitungsnetz von einem Versorgungsnetz trennen, um die weitere Zufuhr elektrischen Stromes zu verhindern. Es sind weiters Schaltgeräte bekannt, welche bei einem Kurzschluss in einem Leitungsnetz dieses Leitungsnetz von einem Versorgungsnetz trennen, um die weitere Zufuhr elektrischen Stromes zu verhindern. Derartige Schaltgeräte weisen daher eine Trennvorrichtung auf, welche insbesondere mit einer sog. Überstromauslösevorrichtung bzw. einer Kurzschlussauslösevorrichtung zusammenwirkt, welche bei einem Ansprechen die mechanische Trennvorrichtung auslösen, welche die Schaltkontakte des Schaltgeräts trennt, und den weiteren Stromfluss verhindert. Die Überstromauslösevorrichtung bzw. die Kurzschlussauslösevorrichtung wirken dabei in der Regel mechanisch auf einen mechanischen Auslöser der Trennvorrichtung. Neben der Auslösung der Trennvorrichtung durch eine Auslösevorrichtung ist in der Regel ein Betätigungshebel vorgesehen, mit welchem die Trennvorrichtung dahingehend gesteuert werden kann, das diese die Schaltkontakte trennt.The invention relates to a switching device according to the preamble of claim 1. There are switching devices are known, which in case of excessive currents in a pipeline network, which continue over a predetermined time, disconnect this line network from a supply network to prevent the further supply of electrical current. Switching devices are further known which, in the event of a short circuit in a line network, separate this line network from a supply network in order to prevent the further supply of electrical current. Switching devices of this kind therefore have a disconnecting device which interacts in particular with a so-called overcurrent tripping device or a short-circuit tripping device which, when activated, triggers the mechanical disconnecting device which disconnects the switching contacts of the switching device and prevents further current flow. The overcurrent release device or the short-circuit release device usually act mechanically on a mechanical release of the separation device. In addition to the release of the separating device by a triggering device, an actuating lever is provided in the rule, with which the separating device can be controlled to the effect that this separates the switching contacts.
Beim Trennen der Schaltkontakte kommt es dabei aufgrund der physikalischen Gegebenheiten, welche im Induktionsgesetz beschrieben sind, zu einem Lichtbogen zwischen den sich trennenden Schaltkontakten. Bei einem Kurzschluss in einem Leitungsnetz können sehr hohe Ströme im Bereich zwischen z.B. 5kA und bis zu 25kA auftreten. Wenn es daher zu einem Abschalten des Schaltgeräts aufgrund eines Kurzschlusses kommt, müssen die Schaltkotakte einen sehr hohen elektrischen Strom unterbrechen. Der dabei entstehende Lichtbogen ist dabei entsprechend stark, und würde bei einem Schaltgerät ohne spezielle Ausrüstung zu einer Zerstörung des Schaltgeräts führen. Derartige Schaltgeräte weisen daher in der Regel eine sog. Lichtbogenlöschkammer auf, welche den entstehenden Lichtbogen leitet, und diesem Energie entzieht, bis dieser gelöscht ist. Hiezu weist die Lichtbogenlöschkammer eine Reihe Metallbleche auf, welche auch als Deionbleche, bezeichnet werden. Diese, in der Regel gleichartig ausgebildeten Metallbleche sind bei bekannten Schaltgeräten parallel zueinander gleichmäßig innerhalb der Lichtbogenlöschkammer angeordnet. Dies weist den Nachteil auf, dass einzelne Metallbleche durch einen Lichtbogen oft stärker beansprucht werden als andere, wodurch es zu unterschiedlich starken Abnutzungen der einzelnen Metallbleche innerhalb einer Lichtbogenlöschkammer kommt. Dadurch kann es auch zu einer derartig starken Abnutzung einzelner Metallbleche kommen, dass die weitere Betriebssicherheit des Schaltgeräts nicht mehr gegeben ist. Dies ist umso gefährlicher, da derartige Fehler von außen nicht erkennbar sind, und dem Benutzer die weitere Betriebssicherheit des Schaltgeräts suggeriert wird.When disconnecting the switch contacts, it is due to the physical conditions that are described in the induction law, an arc between the separating switch contacts. In the event of a short circuit in a mains network, very high currents may occur in the range between, for example, 5kA and up to 25kA. Therefore, when it comes to a shutdown of the switching device due to a short circuit, the Schaltkotakte must interrupt a very high electric current. The resulting arc is correspondingly strong, and would result in a switching device without special equipment to destruction of the switching device. Such switching devices therefore generally have a so-called. Arc quenching chamber, which directs the resulting arc, and deprives this energy until it is extinguished. For this purpose, the arc quenching chamber on a series of metal sheets, which are also referred to as Deionbleche. These, usually similar trained metal sheets are arranged in known switching devices parallel to each other evenly within the arc extinguishing chamber. This has the disadvantage that individual metal sheets are often more heavily stressed by an electric arc than others, causing it to different levels of wear of the individual metal sheets within a Arc quenching chamber comes. As a result, it can also lead to such a strong wear of individual metal sheets, that the further reliability of the switching device is no longer given. This is all the more dangerous because such errors are not recognizable from the outside, and the user the further reliability of the switching device is suggested.
Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Schaltgerät der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem die genannten Nachteile vermieden werden können, welches auch nach wiederholtem Abschalten eine hohe Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit, und weiters geringe Herstellungskosten aufweist.The object of the invention is therefore to provide a switching device of the type mentioned, with which the mentioned disadvantages can be avoided, which has a high reliability and reliability even after repeated shutdown, and further low production costs.
Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht.This is achieved by the features of claim 1 according to the invention.
Dadurch kann ein Schaltgerät geschaffen werden, welches auch nach wiederholtemAs a result, a switching device can be created, which also after repeated
Abschalten eine hohe Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit aufweist. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Lichtbogenlöschkammer kann erreicht werden, dass die besonders stark beanspruchten Metallbleche innerhalb der Lichtbogenlöschkammer diese hohe Beanspruchung auch über einen langen Betriebszeitraum unbeschadet überstehen, wodurch sichergestellt werden kann, dass keine Gefährdungen durch eine mangelhafteShutdown has a high reliability and operational safety. The inventive design of the arc quenching chamber can be achieved that the heavy-duty metal sheets within the arc extinguishing chamber survive this high stress without damage even over a long period of operation, which can be ensured that no hazards due to a deficient
Lichtbogenlöschkammer entstehen. Durch die nebeneinander Anordnung zweier imArc quenching arise. Due to the juxtaposition of two in the
Wesentlichen gleichartig ausgebildeter Metallbleche können weiters die Herstellungskosten gering gehalten werden, da kein weiterer spezieller Teil angefertigt und auf Lager gehalten werden muss. Dadurch kann sicher der Abbrand der am meisten beanspruchten Metallbleche innerhalb der Lichtbogenlöschkammer verhindert werden.Furthermore, the manufacturing costs can be kept low, because no other special part has to be manufactured and kept in stock. As a result, the burning of the most stressed metal sheets within the arc extinguishing chamber can be reliably prevented.
Die Unteransprüche, welche ebenso wie der Patentanspruch 1 gleichzeitig einen Teil derThe dependent claims, which as well as the patent claim 1 at the same time a part of
Beschreibung bilden, betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.Describe form, relate to further advantageous embodiments of the invention.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen, in welchen lediglich bevorzugte Ausfuhrungsformen beispielhaft dargestellt sind, näher beschrieben.The invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which only preferred embodiments are shown by way of example.
Dabei zeigt:Showing:
Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schaltgeräts in axonometrischer Explosionsdarstellung; undFig. 1 shows a preferred embodiment of a switching device according to the invention in axonometric exploded view; and
Fig. 2 die Lichtbogenlöschkammer gemäß Fig. 1 in einer axonometrischen Darstellung mit einerfehlenden Gehäusehälfte.Fig. 2, the arc extinguishing chamber of FIG. 1 in an axonometric representation with a missing housing half.
Die Fig. 1 zeigt ein Schaltgerät 1, insbesondere einen Leistungsschalter, mit wenigstens einerFig. 1 shows a switching device 1, in particular a circuit breaker, with at least one
Eingangsklemme 2 und wenigstens einer Ausgangsklemme 3 zum Anschluss elektrischerInput terminal 2 and at least one output terminal 3 for connecting electrical
Leiter, sowie mit einem ersten Schaltkontakt 4 und einem zweiten Schaltkontakt, wobei dieLadder, and with a first switching contact 4 and a second switching contact, wherein the
Schaltkontakte 4 in einer geschlossenen Stellung einen Strompfad zwischen der Eingangsklemme 2 und der Ausgangklemme 3 schließen, wobei eine Trennvorrichtung 6 zum Trennen des ersten Schaltkontaktes 4 und des zweiten Schaltkontaktes vorgesehen ist, wobei im Bereich der Schaltkontakte 4 wenigstens eine Lichtbogenlöschkammer 9 angeordnet ist, in welcher eine vorgebbare Mehrzahl Metallbleche 10 angeordnet sind, wobei wenigstens zwei der Metallbleche 10 wenigstens bereichsweise aneinander anliegend angeordnet sind. Dadurch kann ein Schaltgerät 1 geschaffen werden, welches auch nach wiederholtem - Abschalten eine hohe Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit aufweist. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Lichtbogenlöschkammer 9 kann erreicht werden, dass die besonders stark beanspruchten Metallbleche 10 innerhalb der Lichtbogenlöschkammer 9 diese hohe Beanspruchung auch über einen langen Betriebszeitraum unbeschadet überstehen, wodurch sichergestellt werden kann, dass keine Gefährdungen durch eine mangelhafte Lichtbogenlöschkammer 9 entstehen. Durch die nebeneinander Anordnung zweier im Wesentlichen gleichartig ausgebildeter Metallbleche 10 können weiters die Herstellungskosten gering gehalten werden, da kein weiterer spezieller Teil angefertigt und auf Lager gehalten werden muss. Dadurch kann sicher der Abbrand der am meisten beanspruchten Metallbleche 10 innerhalb der Lichtbogenlöschkammer 9 verhindert werden. Fig. 1 zeigt eine Reihe von Baugruppen einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schaltgeräts 1 als Leitungsschutzschalter in axonometrischer Explosionsdarstellung. Dargestellt ist eine Ausführung eines Schaltgeräts 1 mit drei Schaltstrecken bzw. Strompfaden, wobei jede vorgebbare Anzahl an Schaltstrecken bzw. schaltbaren Strompfaden vorgesehen sein kann. Vorzugweise sind erfindungsgemäße Schaltgeräte 1 mit einem, zwei, drei oder vier Strompfaden vorgesehen. Entsprechend der Anzahl an Strompfaden sind jeweils dieselbe Anzahl an Eingangsklemmen 2 bzw. Ausgangsklemmen 3 vorgesehen. In den Figuren sind jeweils lediglich gehäusefeste Teile der Eingangsklemmen 2 bzw. Ausgangsklemmen 3 dargestellt. Die betreffenden Eingangsklemmen 2 bzw. Ausgangsklemmen 3 umfassen in der Regel zusätzlich zu den dargestellten Teilen, jeweils wenigstens eine Klemmschraube, sowie bevorzugt jeweils wenigstens eine mittels der Klemmschraube bewegliche Klemmbacke. Das Schaltgerät 1 umfasst in der dargestellten bevorzugten Ausführung ein Isolierstoffgehäuse, welches in der bevorzugten Ausführungsform eine untere Gehäuseschale 17 und eine obere Gehäuseschale 18 umfasst. Der wenigstens eine erste Schaltkontakt 4 liegt in einer geschlossenen Stellung auf dem wenigstens einen zweiten Schaltkontakt, welcher bei der dargestellten Ausfuhrungsform innerhalb der Baugruppe der Lichtbogenlöschkammer 9 angeordnet ist.Switching contacts 4 in a closed position, a current path between the Input terminal 2 and the output terminal 3 close, wherein a separator 6 is provided for separating the first switching contact 4 and the second switching contact, wherein in the region of the switching contacts 4 at least one arc extinguishing chamber 9 is arranged, in which a predetermined plurality of metal sheets 10 are arranged, wherein at least two of the metal sheets 10 are at least partially arranged adjacent to each other. As a result, a switching device 1 can be created, which has a high reliability and reliability even after repeated - shutdown. The inventive design of the arc quenching chamber 9 can be achieved that the highly stressed metal sheets 10 within the arc extinguishing chamber 9 survive this high stress unscathed even over a long period of operation, which can be ensured that no hazards arise due to a poor arc quenching chamber 9. By juxtaposed arrangement of two substantially identically formed metal sheets 10, furthermore, the production costs can be kept low, since no further special part has to be made and kept in stock. As a result, the burning of the most stressed metal sheets 10 within the arc quenching chamber 9 can be reliably prevented. Fig. 1 shows a series of modules of a preferred embodiment of a switching device 1 according to the invention as a circuit breaker in axonometric exploded view. Shown is an embodiment of a switching device 1 with three switching paths or current paths, wherein any predeterminable number of switching paths or switchable current paths can be provided. Switching devices 1 according to the invention are preferably provided with one, two, three or four current paths. According to the number of current paths respectively the same number of input terminals 2 and output terminals 3 are provided. In the figures, only housing-fixed parts of the input terminals 2 and output terminals 3 are shown. The respective input terminals 2 and output terminals 3 generally comprise in addition to the illustrated parts, in each case at least one clamping screw, and preferably in each case at least one movable jaw by means of the clamping screw. In the illustrated preferred embodiment, the switching device 1 comprises an insulating material housing, which in the preferred embodiment comprises a lower housing shell 17 and an upper housing shell 18. The at least one first switching contact 4 is in a closed position on the at least one second switching contact, which at the illustrated embodiment is disposed within the assembly of the arc quenching chamber 9.
Erfindungsgemäße Schaltgeräte 1 weisen vorzugsweise eine Überstromauslösevorrichtung 7 und/oder eine KurzschlussauslÖsevorrichtung 8 auf.Switching devices 1 according to the invention preferably have an overcurrent tripping device 7 and / or a short-circuit tripping device 8.
Die KurzschlussauslÖsevorrichtung 8 wird bei der dargestellten bevorzugten Ausfuhrungsform aus einem u-förmigen Joch und einem Klappanker gebildet, wobei das u- förmige Joch an einem ersten Leiter des Strompfades befestigt ist, welcher vorzugsweise der Eingangsklemme 2 und/oder der Ausgangsklemme 3 zugeordnet ist. An dem u-förmigen Joch ist der Klappanker drehbar gelagert, welcher durch eine Klappankerfeder in eine Ruheposition gezwungen wird, bei welcher Ruheposition der Klappanker von dem u-förmigen Joch absteht. Beim Auftreten eines Kurzschlusses sind die Ströme durch das Schaltgerät 1 derart hoch, dass das u-förmige Joch den Klappanker anzieht, wodurch ein erstes Ende des Klappankers ausgelenkt wird, und wobei dieses erste Ende des Klappankers die weitere Auslösung der Trennvorrichtung 6, und folglich das Trennen der Schaltkontakte 4, verursacht. Die Überstromauslösevorrichtung 7 umfasst ein Bimetallelement, welches an dem ersten Leiter befestigt ist. Bei der dargestellten bevorzugten Ausfuhrungsform wird das Bimetallelement direkt von Strom durchflössen, ist also selbst Teil des Strompfades, und wird unmittelbar vom Strom erwärmt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Bimetallelement vollständig oder zusätzlich indirekt beheizt wird, indem etwa ein stromdurchflossener Leiter auf dem Bimetallelement angeordnet ist. Mit steigender Erwärmung des Bimetallelements aufgrund des Stromflusses, wird dieses immer weiter verbogen. Bei einem vorgebbaren Grad der Verbiegung des Bimetallelements, welcher proportional einer vorgebbaren Erwärmung des Leitungsnetzes ist, bewegt dieses die Auslösewelle 19, welche die weitere Auslösung der Trennvorrichtung 6, und folglich das Trennen der Schaltkontakte 4, verursacht.The Kurzschlussauslöse device 8 is formed in the illustrated preferred embodiment of a U-shaped yoke and a hinged armature, wherein the U-shaped yoke is attached to a first conductor of the current path, which is preferably associated with the input terminal 2 and / or the output terminal 3. At the U-shaped yoke of the hinged armature is rotatably mounted, which is forced by a hinged armature spring in a rest position, in which rest position of the hinged armature protrudes from the U-shaped yoke. When a short circuit occurs, the currents through the switching device 1 are so high that the U-shaped yoke attracts the hinged armature, thereby deflecting a first end of the hinged armature, and wherein this first end of the hinged armature further triggers the separator 6, and consequently Disconnecting the switch contacts 4 caused. The overcurrent tripping device 7 comprises a bimetallic element which is attached to the first conductor. In the illustrated preferred embodiment, the bimetallic element is flowed through directly by electricity, so is itself part of the current path, and is directly heated by the stream. However, it can also be provided that the bimetallic element is completely or additionally heated indirectly, for example by a current-carrying conductor is arranged on the bimetallic element. With increasing heating of the bimetallic element due to the current flow, this is bent more and more. At a specifiable degree of bending of the bimetallic element, which is proportional to a predeterminable heating of the pipeline network, this moves the triggering shaft 19, which causes the further triggering of the separating device 6, and consequently the separation of the switching contacts 4.
Bei einem erfindungsgemäßen Schaltgerät 1 wirkt die Überstromauslösevorrichtung 7 und/oder die KurzschlussauslÖsevorrichtung 8 nicht unmittelbar auf die Trennvorrichtung 6, sondern vielmehr über einen Umlenkhebel, welche bei der gegenständlichen bevorzugten Ausfuhrungsform als Auslösewelle 19 ausgebildet ist.In a switching device 1 according to the invention, the overcurrent tripping device 7 and / or the KurzschlussauslÖsevorrichtung 8 does not act directly on the separator 6, but rather via a reversing lever, which is formed in the subject preferred embodiment as a triggering shaft 19.
Bei der dargestellten besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Trennvorrichtung 6 als Schaltschloss ausgebildet. Das Schaltschloss ist ein kraftspeicherndes Bindeglied zwischen einem Betätigungshebel 20 und den Schaltkontakten 4. Das Schaltschloss wird in der gegenständlichen Ausbildung in einem ersten Schritt mittels Bewegung des Betätigungshebels 20 in einer ersten Bewegungsrichtung gespannt, wobei ein Federkraftspeicher gespannt wird, welcher bei einem Auslösen des Schaltschlosses für eine schnelle und sichere Trennung der Schaltkontakte 4 sorgt.In the illustrated particularly preferred embodiment of the invention, the separation device 6 is designed as a switch lock. The switch lock is a force-storing link between an actuating lever 20 and the switch contacts 4. The switch lock is in the subject education in a first step means Movement of the actuating lever 20 stretched in a first direction of movement, wherein a spring energy store is tensioned, which ensures a rapid and safe separation of the switching contacts 4 when the switching mechanism is triggered.
Erfindungsgemäße Schaltgeräte weisen für jedes Paar Schaltkotakte 4, daher für jede Paarung aus wenigstens einem gehäusefesten und wenigstens einem beweglichen Schaltkotakt 4, welche ein- und derselben Schaltstrecke zugeordnet sind bzw. ein- und dieselbe Schalstrecke schalten, jeweils eine Lichtbogenlöschkammer 9 auf, innerhalb welcher eine vorgebbare Mehrzahl an Metallblechen 10 angeordnet sind, welche vorzugsweise aus einem thermisch widerstandsfähigen Metall, insbesondere umfassend Stahl, gebildet sind. Die bevorzugte Ausführungsform einer Lichtbogenlöschkammer 9, welche in Fig. 2 im Detail dargestellt ist, weist ein zweiteiliges Gehäuse 14 aus Isolierstoff auf, welches vorzugsweise aus einem Duroplast gebildet ist. Bei der Darstellung gemäß Fig. 2 ist eine der beiden Gehäuseteile entfernt, um eine Darstellung des inneren Aufbaus der Lichtbogenlöschkammer 9 zu ermöglichen. In dem Gehäuse 14, insbesondere in den einzelnen Gehäuseteilen sind jeweils eine vorgebbare Mehrzahl an Durchbrechungen zur Aufnahme der Metallbleche 10 angeordnet. Dadurch ist ein besonders einfacher Aufbau einer erfϊndungsgemäßen Lichtbogenlöschkammer 9 möglich, wobei die Anordnung der Metallbleche 10 innerhalb der Lichtbogenlöschkammer 9 in weiten Bereichen frei vorgebbar ist, und die einzelnen Metallbleche 10, welche mittels eines Vorsprunges in den Durchbrechungen des Gehäuses 14 gelagert sind, sicher und dauerhaft verankert sind, wodurch die Betriebssicherheit eines erfϊndungsgemäßen Schaltgeräts 1 weiter erhöht wird.Switching devices according to the invention have, for each pair Schaltkotakte 4, therefore for each pair of at least one fixed housing and at least one movable Schaltkotakt 4, which are assigned to one and the same switching path or switch one and the same sound path, each an arc extinguishing chamber 9, within which a predeterminable plurality of metal sheets 10 are arranged, which are preferably made of a thermally resistant metal, in particular comprising steel. The preferred embodiment of an arc quenching chamber 9, which is shown in detail in Fig. 2, comprises a two-part housing 14 made of insulating material, which is preferably formed of a thermosetting plastic. In the illustration according to FIG. 2, one of the two housing parts is removed in order to allow a representation of the internal structure of the arc extinguishing chamber 9. In the housing 14, in particular in the individual housing parts in each case a predeterminable plurality of openings for receiving the metal sheets 10 are arranged. As a result, a particularly simple construction of an inventive arc extinguishing chamber 9 is possible, the arrangement of the metal sheets 10 within the arc extinguishing chamber 9 can be freely specified within wide ranges, and the individual metal sheets 10 which are mounted by means of a projection in the openings of the housing 14, safe and permanently anchored, whereby the reliability of a erfϊndungsgemäßen switching device 1 is further increased.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der zweite Schaltkontakt als feststehender Schaltkontakt ausgebildet. Die Lichtbogenlöschkammer 9 ist im Bereich des zweiten Schaltkontakts angeordnet. Insbesondere begrenzt die Lichtbogenlöschkammer 9 den Bereich zwischen dem zweiten Schaltkontakt und der Offenstellung des ersten Schaltkontakts 4, welcher als beweglicher Schaltkontakt 4 ausgebildet ist. Der zweite Schaltkontakt ist in der Darstellung gemäß Fig. 2 unmittelbar über einem Abschirmblech 5, welches insbesondere umfassend Eisen ausgebildet ist, und unter den Metallblechen 10 angeordnet, wobei der zweite Schaltkontakt in Fig. 2 durch die Metallbleche 10 verdeckt wird. Der zweite Schaltkontakt ist mit der Ausgangsklemme 3 verbunden, welche in einer Schleife unter der Lichtbogenlöschkammer 9 hindurchgeführt ist, und in dem zweiten Schaltkontakt endet. Durch die schleifenformige Ausbildung des zweiten Schaltkontaktes kann erreicht werden, dass bei den hohen Strömen, welche bei einem auftretenden Kurzschluss zu erwarten sind, eine elektromotorische Kraft an dem zweiten Schaltkontakt entsteht, welche zu einer Abstoßung des ersten Schaltkontaktes 4 von dem zweiten Schaltkontakt fuhrt. Dadurch kann der Trennvorgang des ersten vom zweiten Schaltkontakt 4 im Kurzschlussfall wesentlich beschleunigt werden.In the preferred embodiment of the invention, the second switching contact is designed as a fixed switching contact. The arc quenching chamber 9 is arranged in the region of the second switching contact. In particular, the arc quenching chamber 9 limits the area between the second switching contact and the open position of the first switching contact 4, which is designed as a movable switching contact 4. The second switching contact is in the illustration of FIG. 2 directly above a shielding plate 5, which is formed in particular comprising iron, and arranged below the metal sheets 10, wherein the second switching contact in Fig. 2 is covered by the metal sheets 10. The second switching contact is connected to the output terminal 3, which is passed in a loop under the arc extinguishing chamber 9, and ends in the second switching contact. Due to the loop-shaped design of the second switching contact can be achieved that at the high currents, which are to be expected at a short circuit, an electromotive force is generated at the second switching contact, which leads to a repulsion of the first switching contact 4 of the second switching contact. As a result, the separation process of the first of the second switching contact 4 can be significantly accelerated in the event of a short circuit.
Um den ersten Schaltkontakt 4 innerhalb der Lichtbogenlöschkammer 9 zu bewegen bzw. zu führen, weist diese in einem ersten Bereich 11 eine erste Öffnung 12 zur Durchfuhrung des ersten Schaltkontakts 4 auf. Weiters ist vorgesehen, dass die Metallbleche 10 eine u-förmige Ausnehmung 13 aufweisen. Dadurch kann erreicht werden, dass ein sich öffnender erster Schaltkontakt 4 stets von Metallblechen umgeben ist, wodurch eine schnelle Ableitung des Lichtbogens von den Schaltkontakten 4 erreicht werden kann. Durch die u-förmige Ausbildung der Metallbleche 10 wird weiters die Oberfläche der Metallbleche 10 erhöht, wodurch deren Kühlung besonders effektiv ist, und dem Lichtbogen schnell derart viel Energie entzogen werden kann, dass dieser zum Erlöschen gebracht werden kann. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass wenigstens zwei der Metallbleche 10 wenigstens bereichsweise aneinander anliegend angeordnet sind, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass dem am stärksten durch einen Schaltvorgang belasteten ersten Metallblech 10, 26 ein zweites Metallblech 10, 27 zugeordnet wird, welches wenigstens bereichsweise an dem ersten Metallblech 10, 27 anliegend angeordnet ist. Es hat sich gezeigt, dass es besonders vorteilhaft ist, wenn die beiden Metallbleche 10, welche dem zweiten Schaltkontakt am nächsten angeordnet sind, die beiden Metallbleche 10 sind, welche wenigstens bereichsweise aneinander anliegend angeordnet sind, wie dies auch bei der Ausführungsform einer Lichtbogenlöschkammer 9 gemäß den Fig. 1 und 2 vorgesehen ist. Besonders bevorzugt ist hiebei vorgesehen, dass die beiden aneinander anliegenden Metallbleche im Wesentlichen gleichartig ausgebildet sind und im Wesentlichen vollständig aufeinander angeordnet sind. Dadurch kann vor allem die Belastung einzelner Metallbleche 10 in der unmittelbaren Entstehungsumgebung eines Lichtbogens verringert werden.In order to move or guide the first switching contact 4 within the arc extinguishing chamber 9, the latter has, in a first region 11, a first opening 12 for carrying out the first switching contact 4. Furthermore, it is provided that the metal sheets 10 have a U-shaped recess 13. It can thereby be achieved that an opening first switching contact 4 is always surrounded by metal sheets, as a result of which a rapid dissipation of the arc from the switching contacts 4 can be achieved. By the U-shaped design of the metal sheets 10, the surface of the metal sheets 10 is further increased, whereby the cooling is particularly effective, and the arc can be quickly withdrawn so much energy that it can be extinguished. According to the invention, it is provided that at least two of the metal sheets 10 are arranged adjacent to one another, at least in regions, wherein it is provided in particular that the first metal sheet 10, 26 most heavily loaded by a switching operation is assigned a second metal sheet 10, 27 which at least partially adjoins the first sheet metal Metal sheet 10, 27 arranged adjacent. It has been shown that it is particularly advantageous if the two metal sheets 10, which are arranged closest to the second switching contact, are the two metal sheets 10, which are arranged adjacent to one another at least in regions, as in the embodiment of an arc extinguishing chamber 9 according to FIG Figs. 1 and 2 is provided. It is particularly preferred that the two metal sheets adjoining one another are of substantially similar design and are substantially completely arranged on one another. As a result, in particular the load on individual metal sheets 10 in the immediate environment of origin of an arc can be reduced.
Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung der gegenständlichen Erfindung ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Metallbleche 10 innerhalb der Lichtbogenlöschkammer 9 wenigstens bereichsweise fächerförmig angeordnet sind, wie dies auch bei der, in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen dargestellt ist, wodurch eine besonders vorteilhafte Führung des Lichtbogens, sowie eine besonders effektive und strömungsgünstige Ableitung der durch den Lichtbogen erzeugten ionisierten Gase erreicht werden kann. Eine fächerförmige Anordnung ist dabei bevorzugt jede Art der Anordnung, bei welcher der Abstand zwischen zwei benachbart angeordneten Metallblechen 10 von der ersten Öffnung 12 zu einem Auslass hin stetig zunimmt. Besonders bevorzugt ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass die Metallbleche 10 der Bewegungslinie des ersten Schaltkontakts 4 folgend angeordnet sind.According to a particularly preferred development of the subject invention is preferably provided that the metal sheets 10 are arranged fan-shaped at least partially within the arc extinguishing chamber 9, as shown in the embodiments shown in Figs. 1 and 2, whereby a particularly advantageous leadership of Arc, and a particularly effective and streamlined discharge of the generated by the arc ionized gases can be achieved. A fan-shaped arrangement is preferably any type of arrangement in which the Distance between two adjacently arranged metal sheets 10 continuously increases from the first opening 12 to an outlet. Particularly preferably, it is provided in this connection that the metal sheets 10 are arranged following the line of movement of the first switching contact 4.
Die erste Öffnung ist bei der gegenständlichen bevorzugten Ausführungsform durch einen Verschlussteil 15 verschlossen, welcher einen Schlitz 16 aufweist, durch welchen der Kontaktträger 25 des ersten Schaltkotaktes 4 greift. Im Gegensatz zum Gehäuse 14 der Lichtbogenlöschkammer 9 ist der Verschlussteil 15 aus einem Thermoplast gebildet. Während das Gehäuse 14 der Lichtbogenlöschkammer 9 den hohen Temperaturen, welche in der Umgebung eines Lichtbogens vorherrschen, trotzt, ohne zu schmelzen, kommt es bei dem aus einem Thermoplast gebildeten Verschlussteil 15 zu einer gewollten Materialabtragung durch den Lichtbogen. Ein im Wesentlichen vorgebbar geringer Teil der Oberfläche des Verschlussteils 15 wird durch die Energie des Lichtbogens verdampft, wodurch ein lokaler Überdruck erzeugt wird, welcher hilft den Lichtbogen und die weiters entstehenden ionisierten Gase in Richtung zu wenigstens einen Auslass zu treiben, welcher in bzw. an der Lichtbogenlöschkatnmer 9 zum Entweichen ionisierten Gases angeordnet ist. Der wenigstens eine Auslass ist in den Darstellungen der Lichtbogenlöschkammer gemäß den Fig. 1 und 2 nicht ersichtlich, doch wird durch den Pfeil 22 deren ungefähre Position veranschaulicht. Der Auslass ist dabei im Bereich eines Klemmschraubtunnels 23 angeordnet, welcher bei der gegenständlichen Ausbildung einer Lichtbogenlöschkammer 9 Teil derselben ist. Der Verschluss 15 weist in dessen bevorzugter Ausführungsform neben dem Schlitz 16 jeweils eine Aufnahme 24 auf, welche im Wesentlichen parallel zu dem Schlitz 16 und/oder parallel zu der Bewegungsrichtung des ersten Schaltkontaktes 4 angeordnet sind, und in welchen jeweils wenigstens ein Leiterblech 21 angeordnet ist. Diese Leiterbleche 21, welche vorzugsweise umfassend Eisen ausgebildet sind, erzeugen bei einem Abschaltvorgang eine elektromotorische Kraft, welche den Kontaktträger 25 des ersten Schaltkontakts 4 bei dessen Bewegung innerhalb des Schlitzes 16 weiter beschleunigen und so das schnelle Öffnen der Schaltkontakte 4 unterschützen.The first opening is closed in the subject preferred embodiment by a closure member 15 having a slot 16 through which engages the contact carrier 25 of the first Schaltkotaktes 4. In contrast to the housing 14 of the arc extinguishing chamber 9, the closure part 15 is formed from a thermoplastic. While the housing 14 of the arc quenching chamber 9 defies the high temperatures prevailing in the vicinity of an arc without melting, the closure member 15 formed of a thermoplastic material is intentionally abraded by the arc. A substantially predeterminable small portion of the surface of the closure member 15 is vaporized by the energy of the arc, creating a local overpressure which helps propel the arc and the further generated ionized gases towards at least one outlet which is in or on the arc extinguishing catalyst 9 is arranged for the escape of ionized gas. The at least one outlet can not be seen in the illustrations of the arc extinguishing chamber according to FIGS. 1 and 2, but the approximate position is illustrated by the arrow 22. The outlet is arranged in the region of a Klemmschraubtunnel 23, which is the same in the subject formation of an arc extinguishing chamber 9 thereof. The shutter 15 has in its preferred embodiment in addition to the slot 16 each have a receptacle 24, which are arranged substantially parallel to the slot 16 and / or parallel to the direction of movement of the first switching contact 4, and in which at least one conductor plate 21 is arranged , This conductor plates 21, which are preferably formed iron, generate at a shutdown an electromotive force, which further accelerate the contact carrier 25 of the first switching contact 4 in its movement within the slot 16 and thus underpin the rapid opening of the switching contacts 4.
Weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen weisen lediglich einen Teil der beschriebenen Merkmale auf, wobei jede Merkmalskombination, insbesondere auch von verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen, vorgesehen sein kann. Further embodiments according to the invention have only a part of the features described, wherein each feature combination, in particular also of various described embodiments, can be provided.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E PATENT APPLICATIONS
1. Schaltgerät (1) mit wenigstens einer Eingangsklemme (2) und wenigstens einer Ausgangsklemme (3) zum Anschluss elektrischer Leiter, sowie mit einem ersten Schaltkontakt (4) und einem zweiten Schaltkontakt, wobei die Schaltkontakte (4) in einer geschlossenen Stellung einen Strompfad zwischen der Eingangsklemme (2) und der Ausgangklemme (3) schließen, wobei eine Trennvorrichtung (6) zum Trennen des ersten Schaltkontaktes (4) und des zweiten Schaltkontaktes (5) vorgesehen ist, wobei im Bereich der Schaltkontakte (4) wenigstens eine Lichtbogenlöschkammer (9) angeordnet ist, in welcher eine vorgebbare Mehrzahl Metallbleche (10) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der Metallbleche (10) wenigstens bereichsweise aneinander anliegend angeordnet sind.1. Switching device (1) with at least one input terminal (2) and at least one output terminal (3) for connecting electrical conductors, and with a first switching contact (4) and a second switching contact, wherein the switching contacts (4) in a closed position, a current path between the input terminal (2) and the output terminal (3), wherein a separating device (6) for separating the first switching contact (4) and the second switching contact (5) is provided, wherein in the region of the switching contacts (4) at least one arc extinguishing chamber ( 9) is arranged, in which a predetermined plurality of metal sheets (10) are arranged, characterized in that at least two of the metal sheets (10) are arranged adjacent to each other at least partially.
2. Schaltgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallbleche (10) innerhalb der Lichtbogenlöschkammer (9) wenigstens bereichsweise fächerförmig angeordnet sind.2. Switching device (1) according to claim 1, characterized in that the metal sheets (10) within the arc extinguishing chamber (9) are arranged fan-shaped at least partially.
3. Schaltgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schaltkontakt als feststehender Schaltkontakt ausgebildet ist, und dass die Lichtbogenlöschkammer (9) im Bereich des zweiten Schaltkontakts angeordnet ist.3. Switching device (1) according to claim 1, characterized in that the second switching contact is designed as a fixed switching contact, and that the arc extinguishing chamber (9) is arranged in the region of the second switching contact.
4. Schaltgerät (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Metallbleche (10), welche dem zweiten Schaltkontakt am nächsten angeordnet sind, wenigstens bereichsweise aneinander anliegend angeordnet sind.4. Switching device (1) according to claim 3, characterized in that the two metal sheets (10), which are arranged to the second switching contact next, at least partially disposed adjacent to each other.
5. Schaltgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schaltkontakt (4) als beweglicher Schaltkontakt ausgebildet ist, und dass die Lichtbogenlöschkammer (9) in einem ersten Bereich (11) eine erste Öffnung (12) aufweist, zur Durchführung des ersten Schaltkontakts (4).5. Switching device (1) according to claim 1, characterized in that the first switching contact (4) is designed as a movable switching contact, and in that the arc extinguishing chamber (9) in a first region (11) has a first opening (12) for carrying out of the first switching contact (4).
6. Schaltgerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallbleche (10) der Bewegungslinie des ersten Schaltkontakts (4) folgend angeordnet sind. 6. Switching device (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the metal sheets (10) of the line of movement of the first switching contact (4) are arranged following.
7. Schaltgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallbleche (10) eine u-förmige Ausnehmung (13) aufweisen.7. Switching device (1) according to claim 1, characterized in that the metal sheets (10) have a U-shaped recess (13).
8. Schaltgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtbogenlöschkammer (9) wenigstens einen Auslass zum Entweichen ionisierten Gases aufweist.8. Switching device (1) according to claim 1, characterized in that the arc extinguishing chamber (9) has at least one outlet for the escape of ionized gas.
9. Schaltgerät (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen zwei benachbart angeordneten Metallblechen (10) von der ersten Öffnung (12) zum Auslass hin stetig zunimmt.9. Switching device (1) according to claim 5, characterized in that the distance between two adjacently arranged metal sheets (10) from the first opening (12) towards the outlet increases steadily.
10. Schaltgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtbogenlöschkammer (9) ein Gehäuse (14) aufweist, welches aus einem Duroplast gebildet ist.10. Switching device (1) according to claim 1, characterized in that the arc extinguishing chamber (9) has a housing (14) which is formed from a thermosetting plastic.
11. Schaltgerät (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse11. Switching device (1) according to claim 10, characterized in that in the housing
(14) Durchbrechungen zur Aufnahme der Metallbleche (10) angeordnet sind.(14) openings for receiving the metal sheets (10) are arranged.
12. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass beidseitig der ersten Öffnung (12) jeweils wenigstens ein Leiterblech (21) parallel zu der ersten Öffnung (12) angeordnet sind.12. Switching device (1) according to one of claims 5 to 11, characterized in that on both sides of the first opening (12) in each case at least one conductor plate (21) are arranged parallel to the first opening (12).
13. Schaltgerät (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der ersten Öffnung (12) ein Verschlussteil (15) angeordnet ist, welcher einen Schlitz (16) aufweist.13. Switching device (1) according to claim 5, characterized in that in the region of the first opening (12) a closure part (15) is arranged, which has a slot (16).
14. Schaltgerät (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlussteil14. Switching device (1) according to claim 13, characterized in that the closure part
(15) aus einem Thermoplast gebildet ist.(15) is formed from a thermoplastic.
15. Schaltgerät (1) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass beidseitig des Schlitzes (16) jeweils wenigstens ein Leiterblech (21) parallel zu dem Schlitz (16) angeordnet sind. 15. Switching device (1) according to claim 13 or 14, characterized in that on both sides of the slot (16) in each case at least one conductor plate (21) are arranged parallel to the slot (16).
16. Schaltgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses als Leistungsschalter ausgebildet ist. 16. Switching device (1) according to claim 1, characterized in that this is designed as a circuit breaker.
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