EP2393096A1 - Einfach unterbrechendes Niederspannungsschaltgerät, insbesondere Leitungsschutzschalter - Google Patents

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EP2393096A1
EP2393096A1 EP10165048A EP10165048A EP2393096A1 EP 2393096 A1 EP2393096 A1 EP 2393096A1 EP 10165048 A EP10165048 A EP 10165048A EP 10165048 A EP10165048 A EP 10165048A EP 2393096 A1 EP2393096 A1 EP 2393096A1
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EP
European Patent Office
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conductor
arc
switching
current
plane
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English (en)
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Fabian Kühn
Thomas Busenhart
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ABB Schweiz AG
Original Assignee
ABB Schweiz 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
    • H01H9/44—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a simple interrupting low-voltage switching device, in particular to a circuit breaker.
  • switching devices serve the rapid and reliable protection of low-voltage consumers, in particular lines, electric motors, systems or apparatus.
  • the low-voltage switching device in addition to two terminals, power connections and a triggering device for detecting the current in the switch also arc guide rails that guide the switching arc from the contact point to the arc extinguishing chamber, and means that support the guiding of the switching arc.
  • Low-voltage switchgear of the type mentioned are described in DE 195 24 915 C2 and in DE 33 34 852 A1 , In these devices, a first current conductor connecting a fixed contact of the contact point to a first terminal of the switch ( DE 195 24 915 C2 ), or in a second conductor connecting a movable contact of the pad with a second terminal ( DE 33 34 852 A1 ), one around the contact point Guided blown loop molded. This blown loop is therefore traversed by the current to be disconnected and generates a magnetic blower field. This blast field supports the intrinsic field of the switching arc. The switching arc is therefore additionally accelerated on its way from the contact point to the arc extinguishing chamber. There are thus achieved a shortening of the arc run time and, accordingly, an improved quenching behavior and an increase in the switching capacity of the switch.
  • the object is to provide a simple interrupting low-voltage switching device of the type mentioned, which is characterized despite a simple structure by a short arc runtime and a good erase behavior.
  • the interruption of a current the movable contact moves on a plane against the second arc track and forms when opening the contact point lying in the plane through which Distance of the separating contacts certain switching distance.
  • a foot point, held on the moving contact, of a switching arc formed when the contact point is opened passes from the moving contact to the second arc running rail, and the current commutes in the third current conductor.
  • the first conductor of this switching device has a parallel to the plane, the switching path bridging and arranged on the side facing away from the arc quenching chamber side of the switching path first conductor section.
  • the third conductor has a parallel to the plane, the switching path bridging second conductor portion. During the interruption process, both the first and second conductor sections conduct the current counter to their direction in the switching arc.
  • the low-voltage switching device therefore has instead of a complex Blasschleife in the vicinity of the switching path and the two arc run rails on the two formed by the first and second conductor portion current return.
  • These power returns are easy to design and take up little space. Since the current to be interrupted in the two conductor sections is guided in each case against its direction in the switching arc, push both conductor sections together from the switching arc. Since the third conductor and thus the second conductor section integrated into it lead only after the transition of the arc root on the second arc run the current to be interrupted, are from this time particularly large electromagnetic forces available, the fast on the two arc runners switching arc in drive the arc extinguishing chamber.
  • the second conductor section Since the second conductor section is involved in the structure of the electromagnetic forces only after the commutation of the current in the third conductor, it can like the first conductor section on the side facing away from the arc extinguishing chamber side of the switching path, but can also be arranged on the arc extinguishing chamber side facing the switching path be.
  • the low-voltage switching device according to the invention is characterized by a simple structure, a short arc duration and a good extinguishing ability.
  • the first conductor section may extend predominantly parallel to the switching path, while the second conductor section may have a smaller distance from the arc extinguishing chamber than the first conductor section.
  • the switching arc can be erased particularly quickly and safely. This is mainly because the second conductor section positioned closer to the arc extinguishing chamber acts on the switching arc after the current commutation with greater electromagnetic forces than the first conductor section, and since the arc is driven particularly rapidly into the arc extinguishing chamber after its transition to the arc running rails.
  • the second conductor section may be inclined relative to the first conductor section.
  • the first and the third conductor portion respectively spaced from the plane to both sides of the Be arranged level, wherein the distance of the first conductor portion is smaller than the distance of the third conductor portion.
  • the third conductor section can be designed to be flexible and, in a production-wise advantageous manner, can be attached with one of its two ends in an electrically conductive manner on an end of a contact carrier of the movable contact brought out of the plane.
  • the other end of the third Conductor portion may be electrically connected to a power connector of a built-in second conductor coil of a short-circuit current release.
  • the second current conductor may be one between the second terminal and the arc extinguishing chamber Having arranged fourth conductor section, which is aligned perpendicular to the quenching plates of the arc quenching chamber and in which the current to be interrupted when entering the switching arc in the arc extinguishing chamber has the same sense as the switching arc.
  • the shrinkage of the switching arc in the arc quenching chamber is promoted even more and, accordingly, the arc time is additionally shortened.
  • the in Fig. 1 illustrated circuit breaker has in a line lying in order a terminal 10, an arc quenching device with a single-break pad 20, with two arc runners 30, 40 and with an arc extinguishing chamber 50 and a terminal 60 on.
  • the contact point 20 includes a fixed contact 21 which is held in an electrically conductive manner on a conductor 10 connected to the terminal 10, and a cooperating with the fixed contact 21 movable contact 22 in an electrically conductive manner on a pivotally mounted about an axis 23 contact carrier 24 is held.
  • the contact carrier 24 is connected via a sectionally flexible conductor 80 formed in an electrically conductive manner with the terminal 60.
  • the arc runner 30 is electrically connected to the current conductor 70, whereas the arc runner 40 is electrically connected to the current conductor 80.
  • the arc runners 30, 40 extend in one of the FIGS. 2 and 3 apparent level E.
  • an arc quenching chamber 50 is arranged, which has a stack of parallel aligned and spaced apart quenching plates 51.
  • the current conductor 70 has a rigidly formed conductor section 71, which extends parallel to the plane E, whereas the current conductor 80 has a conductor section 81 which is parallel to the plane but flexible, typically in the form of a stranded wire. From the FIGS. 1 and 3 It can be seen that each of the two sections 71, 81 extends at least in sections parallel to a lying in the plane E switching path S, which forms when opening the switch between the separating contacts 21, 22.
  • the movable contact 22 is electrically conductively connected to the one end of the contact carrier 24 which can also be used for double-break switches.
  • the other end of the contact carrier 24 is electrically conductively connected via the conductor section 81 in manufacturing technology advantageously with a power connection 82 of an integrated in the conductor 80 coil 83 of a short-circuit current release of the switch.
  • the power connection 82 and the arc running rail 40 integrated into the current conductor 80 are connected to one another by a conductor piece 84 configured as a stranded wire, which has a conductor section 85 running parallel to the plane E according to FIG Figure 3 has a smaller distance from the plane E than the conductor portion 81.
  • Both the conductor section 85 and the conductor section 71 bridge the switching path S and therefore have a longitudinal extent corresponding to the switching path when the switch is open.
  • the short-circuit current C to be interrupted in the two conductor sections 71 and 81 is guided in each case against its direction in the switching arc L. Therefore, the two conductor sections push the switching arc L due to electromagnetic forces.
  • the two conductor sections 71 and 81 are arranged so that a directed towards the quenching chamber 50 component of the electromagnetic forces has sufficient size to ensure a rapid transition of the on the movable contact 22 located to ensure the base point of the switching arc from the contact 22 on the arc guide rail 40.
  • the conductor section 71 is arranged on the side facing away from the arc extinguishing chamber 50 side of the switching path S. Because the conductor section 81 is likewise arranged on this side, that is to say above the switching path S, a force component of the repulsive, electromagnetic forces which particularly promotes the transition of the arc root point to the arc running rail 40 is achieved at the beginning of the interruption process.
  • the conductor section 81 is arranged below the switching path S, that is, if it is located on the side of the switching path S facing the arc-quenching chamber 50, then it has - as shown in FIGS FIGS. 2 and 3 can be seen - a greater distance to the plane E than the conductor portion 71. Also in this case, a sufficiently large for the transition of the arc root force component is achieved.
  • a force component exerting the aforementioned effect is achieved with certainty if the conductor sections 71 and 81 are positioned in a plane normal to the plane E and laid through the switching path S normal plane N equidistant to the plane E, and if in the normal plane N of ( Leading the current C) conductor section 71 to (the current C leading) conductor section 81 guided straight line G - based on the course of the arc bars 30, 40 - on the side facing away from the arc extinguishing chamber 50 side of the - the base of the arc L receiving - switching path S - So above the switching path - runs.
  • the current C commutates in the current conductor 80 and is now guided by the arc L 'on the arc rail 40, the conductor 84 and the conductor 80 to the terminal 60.
  • the short-circuit current has the same sense of direction as before in the conductor section 81.
  • the repulsive, electromagnetic forces are now generated in the two conductor sections 71 and 85. These forces drive the arc on the two arc runners 30 and 40 switching arc L 'in the Arc quenching chamber 50 of the switch in which it is divided by the quenching plates 51 in partial arcs, cooled and deleted.
  • the conductor section 85 has a smaller distance from the plane E than the conductor section 81.
  • the component of the electromagnetic forces driving the switching arc L ' is thus increased.
  • the conductor section 85 is guided closer to the arc extinguishing chamber 50 than the conductor section 71.
  • the conductor 80 has a arranged between the terminal 60 and the arc extinguishing chamber 50 conductor portion 86 which is aligned perpendicular to the quenching plates 51 and only a small distance to Arc quenching chamber 50 has.
  • the short-circuit current to be interrupted has the same sense of direction in this section as in the switching arc L '. Therefore, the short-circuit current in the conductor section 86 generates electromagnetic forces, the switching arc S resp. tighten the partial arcs and thus additionally improve the extinguishing capacity of the switch.

Landscapes

  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)

Abstract

Beim Niederspannungsschaltgerät nach der Erfindung wird beim Unterbrechen eines Kurzschlussstroms (C) ein Schaltlichtbogen (L, L') gebildet. Das Schaltgerät weist zwei von einem ersten (71) und von einem zweiten Leiterabschnitt (85) gebildete Stromrückführungen auf. Der zu unterbrechende Strom (C) ist in den beiden Leiterabschnitten (71, 85) jeweils entgegen seiner Richtung im Schaltlichtbogen geführt. Der zweite Leiterabschnitt (85) führt den Strom (C) jedoch erst nach dem Übergang eines Fusspunkts des Schaltlichtbogens (L) von einer Kontaktstelle (20) auf eine Lichtbogenlaufschiene (40). Danach stossen beide Leiterabschnitte (71, 85) den Lichtbogen (L') infolge elektromagnetischer Kräfte gemeinsam ab und treiben so den Lichtbogen (L') mit grosser Kraft in eine Lichtbogenlöschkammer (50) des Schalters.

Description

    TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein einfach unterbrechendes Niederspannungsschaltgerät, wie insbesondere auf einen Leitungsschutzschalter. In Niederspannungsverteilern dienen solche Schaltgeräte dem raschen und zuverlässigen Schutz von unter Niederspannung stehenden Verbrauchern, wie insbesondere Leitungen, Elektromotoren, Anlagen oder Apparaten.
  • Hierbei ist es von entscheidender Bedeutung, dass beim Unterbrechen eines Stroms der beim Öffnen einer Kontaktstelle des Schalters entstehende Schaltlichtbogen nicht auf Kontaktstücken der Kontaktstelle verharrt, sondern möglichst schnell in eine Lichtbogenlöschkammer des Schalters gelangt, in der er durch Aufteilung in Teillichtbögen gekühlt und gelöscht wird.
  • Daher weist das Niederspannungsschaltgerät neben der Kontaktstelle und der Lichtbogenlöschkammer, neben zwei Anschlussklemmen, Stromverbindungen und einer Auslösevorrichtung zum Detektieren des im Schalter geführten Stroms auch Lichtbogenleitschienen auf, die den Schaltlichtbogen von der Kontaktstelle zur Lichtbogenlöschkammer führen, sowie Mittel, die das Führen des Schaltlichtbogens unterstützen.
    • STAND DER TECHNIK
  • Niederspannungsschaltgeräte der eingangs genannten Art sind beschrieben in DE 195 24 915 C2 und in DE 33 34 852 A1 . Bei diesen Geräten ist in einen ersten Stromleiter, der einen Festkontakt der Kontaktstelle mit einer ersten Anschlussklemme des Schalters verbindet ( DE 195 24 915 C2 ), oder in einen zweiten Stromleiter, der einen beweglichen Kontakt der Kontaktstelle mit einer zweiten Anschlussklemme verbindet ( DE 33 34 852 A1 ), eine um die Kontaktstelle geführte Blasschleife eingeformt. Diese Blasschlaufe wird daher vom abzuschaltenden Strom durchflossen und erzeugt ein magnetisches Blasfeld. Dieses Blasfeld unterstützt das Eigenfeld des Schaltlichtbogens. Der Schaltlichtbogen wird daher auf seinem Weg von der Kontaktstelle zur Lichtbogenlöschkammer zusätzlich beschleunigt. Es werden so eine Verkürzung der Lichtbogenlaufzeit und dementsprechend ein verbessertes Löschverhalten und eine Erhöhung des Schaltvermögens des Schalters erreicht.
    • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Der Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen angegeben ist, liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach unterbrechendes Niederspannungsschaltgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, welches sich trotz einfachen Aufbaus durch eine kurze Lichtbogenlaufzeit und ein gutes Löschverhalten auszeichnet.
  • Das einfach unterbrechende Niederspannungsschaltgerät nach der Erfindung umfasst:
    • eine erste und eine zweite Anschlussklemme,
    • eine Kontaktstelle mit einem Festkontakt und mit einem beweglichen Kontakt,
    • einen ersten Stromleiter, der die erste Anschlussklemme mit dem Festkontakt elektrisch leitend verbindet,
    • einen zweiten Stromleiter, der die zweite Anschlussklemme mit dem beweglichen Kontakt elektrisch leitend verbindet,
    • eine mit dem ersten Stromleiter elektrisch leitend verbundene erste Lichtbogenlaufschiene,
    • eine zweite Lichtbogenlaufschiene,
    • einen dritten Stromleiter, der den zweiten Stromleiter mit der zweiten Lichtbogenlaufschiene verbindet, und
    • eine zwischen der ersten und der zweiten Lichtbogenlaufschiene angeordnete Lichtbogenlöschkammer.
  • Bei diesem Schaltgerät wird beim Unterbrechen eines Stroms der bewegliche Kontakt auf einer Ebene gegen die zweite Lichtbogenlaufschiene bewegt und bildet sich beim Öffnen der Kontaktstelle eine in der Ebene liegende, durch den Abstand der sich trennenden Kontakte bestimmte Schaltstrecke. Zudem geht ein auf dem beweglichen Kontakt gehaltener Fusspunkt eines beim Öffnen der Kontaktstelle gebildeten Schaltlichtbogens vom beweglichen Kontakt auf die zweite Lichtbogenlaufschiene über und kommutiert dabei der Strom in den dritten Stromleiter.
  • Der erste Stromleiter dieses Schaltgeräts weist einen parallel zur Ebene verlaufenden, die Schaltstrecke überbrückenden und an der von der Lichtbogenlöschkammer abgewandten Seite der Schaltstrecke angeordneten ersten Leiterabschnitt auf. Der dritte Stromleiter weist einen parallel zur Ebene verlaufenden, die Schaltstrecke überbrückenden zweiten Leiterabschnitt auf. Während des Unterbrechungsvorgangs führen sowohl der erste als auch der zweite Leiterabschnitt den Strom entgegen seiner Richtung im Schaltlichtbogen.
  • Das Niederspannungsschaltgerät nach der Erfindung weist daher anstelle einer aufwendigen Blasschleife in der Nähe der Schaltstrecke und der beiden Lichtbogenlaufschienen zwei vom ersten und vom zweiten Leiterabschnitt gebildete Stromrückführungen auf. Diese Stromrückführungen sind einfach zu gestalten und beanspruchen wenig Platz. Da der zu unterbrechende Strom in den beiden Leiterabschnitten jeweils entgegen seiner Richtung im Schaltlichtbogen geführt ist, stossen beide Leiterabschnitte gemeinsam den Schaltlichtbogen ab. Da der dritte Stromleiter und damit auch der in ihn integrierte zweite Leiterabschnitt erst nach dem Übergang des Lichtbogenfusspunktes auf die zweite Lichtbogenlaufschiene den zu unterbrechenden Strom führen, stehen ab diesem Zeitpunkt besonders grosse elektromagnetische Kräfte zur Verfügung, die den auf den beiden Lichtbogenlaufschienen fussenden Schaltlichtbogen rasch in die Lichtbogenlöschkammer treiben. Da der zweite Leiterabschnitt erst nach der Kommutierung des Stroms in den dritten Stromleiter am Aufbau der elektromagnetischen Kräfte beteiligt ist, kann er wie der erste Leiterabschnitt an der von der Lichtbogenlöschkammer abgewandten Seite der Schaltstrecke, kann aber auch an der der Lichtbogenlöschkammer zugewandten Seite der Schaltstrecke angeordnet sein. In jedem Fall zeichnet sich das Niederspannungsschaltgerät nach der Erfindung durch einen einfachen Aufbau, eine kurze Lichtbogendauer und ein gutes Löschvermögen aus.
  • Der erste Leiterabschnitt kann vorwiegend parallel zur Schaltstrecke verlaufen, während der zweite Leiterabschnitt einen geringeren Abstand zur Lichtbogenlöschkammer aufweisen kann als der erste Leiterabschnitt. In einem so weitergebildeten Schaltgerät nach der Erfindung kann der Schaltlichtbogen besonders rasch und sicher gelöscht werden. Dies vor allem deswegen, da der näher an der Lichtbogenlöschkammer positionierte zweite Leiterabschnitt nach der Stromkommutierung mit grösseren elektromagnetischen Kräften auf den Schaltlichtbogen einwirkt als der erste Leiterabschnitt, und da so der Lichtbogen nach seinem Übergang auf die Lichtbogenlaufschienen besonders schnell in die Lichtbogenlöschkammer getrieben wird.
  • Um auch mit gekrümmt verlaufenden Lichtbogenlaufschienen, die die Richtung des Schaltlichtbogens zwischen Schaltstrecke und Löschkammer stark, typischerweise um 90°, verändern, den Schaltlichtbogen rasch in die Lichtbogenlöschkammer zu treiben, kann der zweite Leiterabschnitt gegenüber dem ersten Leiterabschnitt geneigt angeordnet sein.
  • Der Übergang des auf dem beweglichen Kontakt fussenden Schaltlichtbogens auf die zweite Lichtbogenlaufschiene und damit auch die Kommutierung des zu unterbrechenden Stroms in den zweiten Leiterabschnitt können erleichtert werden, wenn der zweite Stromleiter einen parallel zur Ebene verlaufenden dritten Leiterabschnitt aufweist, in dem der Strom vor der Kommutierung entgegen seiner Richtung im Schaltlichtbogen geführt ist.
  • Um elektromagnetische Kräfte zu erreichen, die den Übergang des Schaltlichtbogens vom beweglichen Kontakt auf die zweite Lichtbogenlaufschiene begünstigen und damit auch die Kommutierung des abzuschaltenden Stroms in den zweiten Leiterabschnitt erleichtern, können der erste und der dritte Leiterabschnitt jeweils mit Abstand von der Ebene zu beiden Seiten der Ebene angeordnet sein, wobei der Abstand des ersten Leiterabschnitts geringer als der Abstand des dritten Leiterabschnitts ist.
  • Der dritte Leiterabschnitt kann flexibel ausgebildet sein und kann in fertigungstechnisch vorteilhafter Weise mit einem seiner beiden Enden elektrisch leitend auf einem aus der Ebene herausgeführten Ende eines Kontaktträgers des beweglichen Kontakts angebracht sein. Das andere Ende des dritten Leiterabschnitts kann mit einem Stromanschluss einer in den zweiten Stromleiter integrierten Spule eines Kurzschlussstromauslösers elektrisch leitend verbunden sein.
  • Eine den gesamten Unterbrechungsvorgang begünstigende Wirkung der elektromagnetischen Kräfte kann erreicht werden, wenn der zweite und der dritte Leiterabschnitt auf der gleichen Seite der Ebene angeordnet sind mit der Massgabe, dass der zweite Leiterabschnitt einen geringeren Abstand zur Ebene aufweist als der dritte Leiterabschnitt.
  • Bei einem Niederspannungsschaltgerät nach der Erfindung, bei dem die erste Anschlussklemme, die Kontaktstelle, die erste und die zweite Lichtbogenlaufschiene, die Lichtbogenlöschkammer und die zweite Anschlussklemme der Reihe nach in einer Linie angeordnet sind, kann der zweite Stromleiter einen zwischen der zweiten Anschlussklemme und der Lichtbogenlöschkammer angeordneten vierten Leiterabschnitt aufweisen, der senkrecht zu Löschblechen der Lichtbogenlöschkammer ausgerichtet ist und in dem der zu unterbrechende Strom beim Einlaufen des Schaltlichtbogens in die Lichtbogenlöschkammer den gleichen Richtungssinn aufweist wie der Schaltlichtbogen. Bei einer solchen Ausführungsform wird das Einlaufen des Schaltlichtbogens in die Lichtbogenlöschkammer noch stärker begünstigt und wird dementsprechend die Lichtbogenzeit zusätzlich verkürzt.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Anhand von Zeichnungen wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Hierbei zeigt:
    • Fig.1
    eine Seitenansicht der stromführenden Aktivteile eines als Leitungsschutzschalter ausgebildeten Niederspannungsschaltgeräts nach der Erfindung beim Unterbrechens eines Kurzschlussstroms,
    Fig.2
    eine von rechts in Richtung von Pfeilen II-II geführte Aufsicht auf einen als Lichtbogenlöscheinrichtung ausgeführten Teil des Schalters gemäss Fig.1, und
    Fig.3
    eine längs Pfeilen III-III geführte Draufsicht auf die Lichtbogenlöscheinrichtung gemäss Fig.2.
    WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • In allen Figuren beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleich wirkende Teile. Der in Fig. 1 dargestellte Leitungsschutzschalter weist in einer Linie liegend der Reihe nach eine Anschlussklemme 10, eine Lichtbogenlöscheinrichtung mit einer einfach unterbrechenden Kontaktstelle 20, mit zwei Lichtbogenlaufschienen 30, 40 und mit einer Lichtbogenlöschkammer 50 sowie eine Anschlussklemme 60 auf. Die Kontaktstelle 20 enthält einen Festkontakt 21, der auf einem mit der Anschlussklemme 10 verbundenen Stromleiter 70 in elektrisch leitender Weise gehalten ist, sowie einen mit dem Festkontakt 21 zusammenarbeitenden beweglichen Kontakt 22, der in elektrisch leitender Weise auf einem um eine Achse 23 schwenkbar gelagerten Kontaktträger 24 gehalten ist. Der Kontaktträger 24 ist über einen abschnittsweise flexibel ausgebildeten Stromleiter 80 in elektrisch leitender Weise mit der Anschlussklemme 60 verbunden. Die Lichtbogenlaufschiene 30 ist mit dem Stromleiter 70 elektrisch leitend verbunden, wohingegen die Lichtbogenlaufschiene 40 mit dem Stromleiter 80 elektrisch leitend verbunden ist. Die Lichtbogenlaufschienen 30, 40 verlaufen in einer aus den Figuren 2 und 3 ersichtliche Ebene E. Zwischen den beiden Lichtbogenlaufschienen 30 und 40 ist eine Lichtbogenlöschkammer 50 angeordnet, die einen Stapel von parallel zueinander ausgerichteten und voneinander mit Abstand gehaltenen Löschblechen 51 aufweist.
  • Der Stromleiter 70 weist einen parallel zur Ebene E erstreckten, starr ausgebildeten Leiterabschnitt 71 auf, wohingegen der Stromleiter 80 einen parallel zur Ebene erstreckten, jedoch flexibel - typischerweise als Litze - ausgebildeten Leiterabschnitt 81 enthält. Aus den Figuren 1 und 3 ist zu erkennen, dass jeder der beiden Abschnitte 71, 81 zumindest abschnittsweise parallel zu einer in der Ebene E liegenden Schaltstrecke S verläuft, die sich beim Öffnen des Schalters zwischen den sich trennenden Kontakte 21, 22 bildet. In fertigungstechnisch vorteilhafter Weise ist der Leiterabschnitt 71 - wie in den Figuren 2 und 3 gezeigt - mit einem seiner beiden Enden über eine aus der Ebene herausgeführte Traverse 72 elektrisch leitend mit dem Kontakt 21 verbunden. Der bewegliche Kontakt 22 ist mit dem einen Ende des auch für zweifach unterbrechende Schalter verwendbaren Kontaktträgers 24 elektrisch leitend angebracht. Das andere Ende des Kontaktträgers 24 ist über den Leiterabschnitt 81 in fertigungstechnisch vorteilhafter Weise mit einem Stromanschluss 82 einer in den Stromleiter 80 integrierten Spule 83 eines Kurzschlussstromauslösers des Schalters elektrisch leitend verbunden.
  • Der in den Stromleiter 80 integrierte Stromanschluss 82 und die Lichtbogenlaufschiene 40 sind miteinander durch ein als Litze ausgeführtes Leiterstück 84 verbunden, das einen parallel zur Ebene E verlaufenden Leiterabschnitt 85 aufweist, der gemäss Fig.3 einen geringeren Abstand von der Ebene E als der Leiterabschnitt 81 aufweist. Sowohl der Leiterabschnitt 85 als auch der Leiterabschnitt 71 überbrücken die Schaltstrecke S und weisen daher eine der Schaltstrecke bei geöffnetem Schalter entsprechende Längserstreckung auf.
  • Bei geschlossenem Schalter ist der bewegliche Kontakt 22 unter Bildung von Kontaktkraft auf dem Festkontakt 21 abgestützt. Ein durch Pfeile gekennzeichneter Kurzschlussstrom C fliesst dann von der Anschlussklemme 10 über den Stromleiter 70, den Festkontakt 21, den beweglichen Kontakt 22, den Kontaktträger 24 und den Stromleiter 80 zur Anschlussklemme 60. Zum Unterbrechen des Kurzschlussstroms C wird die Kontaktstelle 20 geöffnet und wird hierbei der Kontaktträger 24 resp. der bewegliche Kontakt 22 in der Ebene E im Gegenuhrzeigersinn um die Achse 23 geschwenkt. Dabei trennt sich der bewegliche Kontakt 22 vom Festkontakt 21 unter Bildung eines auf den beiden Kontakten 21, 22 fussenden, in der Ebene E liegenden Schaltlichtbogens L. Ebenfalls in der Ebene E liegt auch die in Fig.3 gekennzeichnete Schaltstrecke S.
  • Wie in den Figuren 1 und 3 dargestellt, ist der zu unterbrechende Kurzschlussstrom C in den beiden Leiterabschnitten 71 und 81 jeweils entgegen seiner Richtung im Schaltlichtbogen L geführt. Daher stossen die beiden Leiterabschnitte den Schaltlichtbogen L infolge elektromagnetischer Kräfte ab. Die beiden Leiterabschnitte 71 und 81 sind so angeordnet, dass eine in Richtung der Löschkammer 50 gerichtete Komponente der elektromagnetischen Kräfte ausreichende Grösse aufweist, um einen raschen Übergang des auf dem beweglichen Kontakt 22 befindliche Fusspunkt des Schaltlichtbogens vom Kontakt 22 auf die Lichtbogenlaufschiene 40 sicherzustellen.
  • Um mit einfachen Mitteln eine ausreichend dimensionierte Kraftkomponente zu erreichen, ist der Leiterabschnitt 71 auf der von der Lichtbogenlöschkammer 50 abgewandten Seite der Schaltstrecke S angeordnet. Dadurch, dass der Leiterabschnitt 81 ebenfalls auf dieser Seite, also oberhalb der Schaltstrecke S angeordnet ist, wird zu Beginn des Unterbrechungsvorgangs eine den Übergang des Lichtbogenfusspunktes auf die Lichtbogenlaufschiene 40 besonders begünstigende Kraftkomponente der abstossend wirkenden, elektromagnetischen Kräfte erreicht.
  • Ist der Leiterabschnitt 81 unterhalb der Schaltstrecke S angeordnet, befindet er sich also auf der der Lichtbogenlöschkammer 50 zugewandten Seite der Schaltstrecke S, so weist er - wie aus den Figuren 2 und 3 ersichtlich ist - einen grösseren Abstand zur Ebene E auf als der Leiterabschnitt 71. Auch in diesem Fall wird eine für den Übergang des Lichtbogenfusspunktes ausreichend grosse Kraftkomponente erreicht.
  • Eine die vorgenannte Wirkung ausübende Kraftkomponente wird mit Sicherheit erreicht, wenn die Leiterabschnitte 71 und 81 in einer senkrecht zur Ebene E ausgerichteten und durch die Schaltstrecke S gelegten Normalebene N mit gleichem Abstand zur Ebene E positioniert sind, und wenn eine in der Normalebene N vom (den Strom C führenden) Leiterabschnitt 71 zum (den Strom C führenden) Leiterabschnitt 81 geführte Verbindungsgerade G - bezogen auf den Verlauf der Lichtbogenschienen 30, 40 - an der von der Lichtbogenlöschkammer 50 abgewandten Seite der - die Fusspunkte des Lichtbogen L aufnehmenden - Schaltstrecke S - also oberhalb der Schaltstrecke - verläuft.
  • Beim Übergang des Lichtbogenfusspunktes vom beweglichen Kontakt 22 auf die Lichtbogenlaufschiene 40 kommutiert der Strom C in den Stromleiter 80 und wird nun vom Lichtbogen L' über die Lichtbogenlaufschiene 40, den Stromleiter 84 und den Stromleiter 80 zur Anschlussklemme 60 geführt. Im Leiterabschnitt 85 weist der Kurzschlussstrom den gleichen Richtungssinn auf wie zuvor im Leiterabschnitt 81. Die abstossend wirkenden, elektromagnetischen Kräfte werden nun in den beiden Leiterabschnitten 71 und 85 erzeugt. Diese Kräfte treiben den auf den beiden Lichtbogenlaufschienen 30 und 40 fussenden Schaltlichtbogen L' in die Lichtbogenlöschkammer 50 des Schalters, in der er durch die Löschbleche 51 in Teillichtbögen aufgeteilt, gekühlt und gelöscht wird.
  • Ersichtlich weist der Leiterabschnitt 85 einen geringeren Abstand zur Ebene E auf als der Leiterabschnitt 81. Die den Schaltlichtbogen L' treibende Komponente der elektromagnetischen Kräfte wird so vergrössert. Zugleich ist der Leiterabschnitt 85 näher an die Lichtbogenlöschkammer 50 geführt als der Leiterabschnitt 71. Durch diese Massnahme wird das Einlaufen des Schaltlichtbogens L in die Lichtbogenlöschkammer 50 besonders wirksam unterstützt.
  • Um bereits zu Beginn des Unterbrechungsvorganges ausreichend grosse, elektromagnetische Kräfte zu erzeugen, verläuft - wie in Fig.1 dargestellt - der Leiterabschnitt 71 vorwiegend parallel zur Schaltstrecke S. Erstreckt sich - wie in Fig.1 dargestellt - die Schaltstrecke S vorwiegend parallel zu den Löschblechen 51 und ändern dementsprechend die Lichtbogenlaufschienen 30, 40 zwischen der Schaltstrecke S und der Löschkammer 50 ihre Richtung um ca. 90°, so ist es vorteilhaft, den Leiterabschnitt 85 gegenüber dem ersten Leiterabschnitt 71 resp. den Löschblechen 51 typischerweise um 30 bis 60°geneigt anzuordnen. Nach der Kommutation des Stroms sind dann trotz des gekrümmten Verlaufs der Lichtbogenlaufschienen 30, 40 der Lichtbogen L' und der Leiterabschnitt 85 über einen wesentlichen Teil des Laufweges des Lichtbogens L' vorwiegend parallel zueinander angeordnet.
  • Um dem Schaltlichtbogen das Einlaufen in die Lichtbogenlöschkammer 50 und sein Aufteilen in die Teillichtbögen zu erleichtern, weist der Stromleiter 80 einen zwischen der Anschlussklemme 60 und der Lichtbogenlöschkammer 50 angeordneten Leiterabschnitt 86 auf, der senkrecht zu den Löschblechen 51 ausgerichtet ist und lediglich einen geringen Abstand zur Lichtbogenlöschkammer 50 aufweist. Der zu unterbrechende Kurzschlusstrom weist in diesem Abschnitt den gleichen Richtungssinn auf wie im Schaltlichtbogen L'. Daher erzeugt der Kurzschlussstrom im Leiterabschnitt 86 elektromagnetische Kräfte, die den Schaltlichtbogen S resp. die Teillichtbögen anziehen und so das Löschvermögen des Schalters zusätzlich verbessern.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 10
    Anschlussklemme
    20
    Kontaktstelle
    21
    Festkontakt
    22
    beweglicher Kontakt
    23
    Achse
    24
    Kontaktträger
    30, 40
    Lichtbogenlaufschienen
    50
    Lichtbogenlöschkammer
    51
    Löschbleche
    60
    Anschlussklemme
    70
    Stromleiter
    71
    Leiterabschnitt
    72
    Traverse
    80
    Stromleiter
    81
    Leiterabschnitt
    82
    Stromanschluss
    83
    Spule
    84
    Stromverbindung
    85, 86
    Leiterabschnitte
    E
    Ebene
    G
    Verbindungsgerade
    L, L'
    Schaltlichtbogen
    N
    Normalebene
    S
    Schaltstrecke

Claims (8)

  1. Einfach unterbrechendes Niederspannungsschaltgerät, umfassend eine erste (10) und eine zweite Anschlussklemme (60),
    eine Kontaktstelle (20) mit einem Festkontakt (21) und mit einem beweglichen Kontakt (22),
    einen ersten Stromleiter (70), der die erste Anschlussklemme (10) mit dem Festkontakt (21) elektrisch leitend verbindet,
    einen zweiten Stromleiter (80), der die zweite Anschlussklemme (60) mit dem beweglichen Kontakt (22) elektrisch leitend verbindet,
    eine mit dem ersten Stromleiter (70) elektrisch leitend verbundene erste Lichtbogenlaufschiene (30),
    eine zweite Lichtbogenlaufschiene (40),
    einen dritten Stromleiter (84), der den zweiten Stromleiter (80) mit der zweiten Lichtbogenlaufschiene (40) verbindet, und
    eine zwischen der ersten (30) und der zweiten Lichtbogenlaufschiene (40) angeordnete Lichtbogenlöschkammer (50),
    bei dem sich beim Unterbrechen eines Stroms (C) der bewegliche Kontakt (22) auf einer Ebene (E) gegen die zweite Lichtbogenlaufschiene (40) bewegt und sich beim Öffnen der Kontaktstelle (20) eine in der Ebene (E) liegende, durch den Abstand der sich trennenden Kontakte (21, 22) bestimmte Schaltstrecke (S) bildet, und
    bei dem ein auf dem beweglichen Kontakt (22) gehaltener Fusspunkt eines beim Öffnen der Kontaktstelle (20) gebildeten Schaltlichtbogens (L) vom beweglichen Kontakt (22) auf die zweite Lichtbogenlaufschiene (40) übergeht und dabei der Strom (C) in den dritten Stromleiter (84) kommutiert, dadurch gekennzeichnet,
    dass der erste Stromleiter (70) einen parallel zur Ebene (E) verlaufenden, die Schaltstrecke (S) überbrückenden und an der von der Lichtbogenlöschkammer (50) abgewandten Seite der Schaltstrecke (S) angeordneten ersten Leiterabschnitt (71) aufweist,
    dass der dritte Stromleiter (84) einen parallel zur Ebene (E) verlaufenden, die Schaltstrecke (S) überbrückenden zweiten Leiterabschnitt (85) aufweist, und dass während des Unterbrechungsvorgangs der Strom (C) sowohl im ersten (71) als auch im zweiten Leiterabschnitt (85) entgegen seiner Richtung im Schaltlichtbogen (L, L') geführt ist.
  2. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Leiterabschnitt (71) vorwiegend parallel zur Schaltstrecke (S) verläuft, und dass der zweite Leiterabschnitt (85) einen geringeren Abstand zur Lichtbogenlöschkammer (50) aufweist als der erste Leiterabschnitt (71).
  3. Schaltgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Leiterabschnitt (85) gegenüber dem ersten Leiterabschnitt (71) geneigt angeordnet ist.
  4. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Stromleiter (80) einen parallel zur Ebene (E) verlaufenden dritten Leiterabschnitt (81) aufweist, in dem der Strom (C) vor seiner Kommutierung in den dritten Stromleiter (84) entgegen seiner Richtung im Schaltlichtbogen (L) geführt ist.
  5. Schaltgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste (71) und der dritte Leiterabschnitt (81) jeweils mit Abstand von der Ebene (E) zu beiden Seiten der Ebene angeordnet sind, wobei der Abstand des ersten Leiterabschnitts (71) geringer als der Abstand des dritten Leiterabschnitts (81) ist.
  6. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Leiterabschnitt (81) flexibel ausgebildet ist und mit einem seiner beiden Enden elektrisch leitend auf einem aus der Ebene (E) herausgeführten Ende eines Kontaktträgers (24) des beweglichen Kontakts (22) angebracht ist, und dass das andere Ende des dritten Leiterabschnitts (81) mit einem Stromanschluss (82) einer in den zweiten Stromleiter (80) integrierten Spule (83) eines Kurzschlussstromauslösers elektrisch leitend verbunden ist.
  7. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite (85) und der dritte Leiterabschnitt (81) auf der gleichen Seite der Ebene (E) angeordnet sind, wobei der zweite Leiterabschnitt (85) einen geringeren Abstand zur Ebene (E) aufweist als der dritte Leiterabschnitt (81).
  8. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die erste Anschlussklemme (10), die Kontaktstelle (20), die beiden Lichtbogenlaufschienen (30, 40), die Lichtbogenlöschkammer (50) und die zweite Anschlussklemme (60) der Reihe nach in einer Linie angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Stromleiter (80) einen zwischen der zweiten Anschlussklemme (60) und der Lichtbogenlöschkammer (50) angeordneten vierten Leiterabschnitt (86) aufweist, der senkrecht zu Löschblechen (51) der Lichtbogenlöschkammer (50) ausgerichtet ist und in dem der zu unterbrechende Strom (C) beim Einlaufen des Schaltlichtbogens (L') in die Lichtbogenlöschkammer (50) den gleichen Richtungssinn aufweist wie der Schaltlichtbogen (L').
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