EP2915175B1 - Gleichstromschaltgerät - Google Patents

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EP2915175B1
EP2915175B1 EP13805278.2A EP13805278A EP2915175B1 EP 2915175 B1 EP2915175 B1 EP 2915175B1 EP 13805278 A EP13805278 A EP 13805278A EP 2915175 B1 EP2915175 B1 EP 2915175B1
Authority
EP
European Patent Office
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switching
arc extinguishing
arc
magnet
switching contact
Prior art date
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Active
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EP13805278.2A
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English (en)
French (fr)
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EP2915175A1 (de
Inventor
Johann Koppensteiner
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 Intelligent Power Ltd
Original Assignee
Eaton Intelligent Power Ltd
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=49765451&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP2915175(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Eaton Intelligent Power Ltd filed Critical Eaton Intelligent Power Ltd
Publication of EP2915175A1 publication Critical patent/EP2915175A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2915175B1 publication Critical patent/EP2915175B1/de
Active legal-status Critical Current
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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
    • H01H9/34—Stationary parts for restricting or subdividing the arc, e.g. barrier plate
    • H01H9/346—Details concerning the arc formation chamber
    • H—ELECTRICITY
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    • 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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    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/12—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
    • H01H1/14—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting
    • H01H1/20—Bridging contacts
    • H01H1/2066—Fork-shaped bridge; Two transversally connected contact arms bridging two fixed contacts
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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
    • H01H9/44—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet
    • H01H9/443—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet using permanent magnets

Definitions

  • the invention relates to a DC switching device according to the preamble of claim 1.
  • the US 2010/0126966 A1 describes switching devices, each with two extinguishing chambers, each of the extinguishing chambers are associated with a pair of connections and a switching path, and wherein further described numerous ways to connect or interconnect corresponding switching devices, depending on the application or circuit environment.
  • the EP 2 061 053 A2 describes a multi-phase switching device with an externally attachable to the housing magnet assembly.
  • the EP 2 463 880 A1 describes a switching device with simple interruption per switching path, as well as three parallel switching paths. Each contact is associated with an arc quenching chamber, which has a partition and a magnet assembly.
  • the EP 2 463 877 A1 describes a DC switching device with multiple arc extinguishing chambers and with a magnet assembly to push arcs in the extinguishing chambers.
  • the design of this switch is such that a number of arc extinguishing chambers are provided in order to ensure polarity-protected operation, and depending on the polarity of the connected DC voltage, a switching arc is driven into one of the extinguishing chambers.
  • the object of the invention is therefore to provide a DC switching device of the type mentioned, with which the mentioned disadvantages can be avoided, and with which DC currents high power can be switched safely.
  • a DC switching device which has a high switching capacity at DC currents, and which is therefore suitable for switching DC currents of high power.
  • Such a DC switching device has a high level of security, in particular against thermal destruction.
  • the Fig. 1 to 3 show a particularly preferred embodiment of a DC switching device 1, and an arc extinguishing arrangement 6 of such a DC switching device 1, wherein the DC switching device 1 has at least one electrical input 2 and at least one electrical output 3, and at least a first switching contact 4, a second switching contact 5 and a movable switching bridge 20, wherein a current path from the input 2 to the output 3 is electrically connected, when the first switching contact 4 and the second switching contact 5 are conductively connected by means of the switching bridge 20, wherein the DC switching device 1 further comprises an arc extinguishing arrangement 6, wherein the arc extinguishing arrangement.
  • a DC switching device 1 which has a high switching capacity at DC currents, and which is therefore suitable for switching DC currents of high power.
  • Such a DC switching device 1 has a high level of security, in particular against thermal destruction.
  • the subject invention relates to switching devices, which are provided for the switching of direct currents and specially designed.
  • the invention relates to DC switching devices 1, which are intended and designed for the intended switching high voltages in the range of several hundred volts, about 600V operating voltage, as well as currents in the two-digit ampere range.
  • An objective DC switching device 1 has an electrical input 2 and an electrical output 3, which are preferably designed as screw terminals, as well as in Fig. 1 shown. Furthermore, the DC switching device 1 has an insulating material housing.
  • the DC switching device 1 has a single switching path, but with a double interruption of this single switching path is provided. It is preferably provided that the first and the second switching contact 4, 5 are fixed to the housing, and can be electrically connected by a movable switching bridge 20, whereby an electrically conductive current path from the input 2 to the output 3 is formed. It is provided that the position of the switching bridge 20 is manually controlled by the shift lever 19. It is preferably provided that the shift lever 19 acts on the switching bridge 20 via a snap-action switching mechanism in order to achieve a sudden opening and closing of the switching path. It can also be provided to carry out the subject DC switching device 1 as a so-called.
  • Self-switch which has one or more triggers, such as an overcurrent release and / or a short-circuit release. Furthermore, it is preferably provided that the DC switching device 1 has a switching mechanism, in particular when the same is carried out as a self-switch.
  • the current flow through the DC switching device 1 shown is from the electrical input 2 to the first switching contact 4, from this via the switching bridge 20 to the second switching contact 5 and from this to the electrical output 3.
  • the switching bridge 20 in this case two, designed as electrical contacts Has areas to contact with the first switching contact 4 and the second switching contact 5, this is in the diction of the subject application only referred to as a switching bridge 20. It can also be provided that also the first switching contact 4 and the second switching contact 5 are designed as movable electrical contacts.
  • the DC switching device 1 further comprises an arc extinguishing arrangement 6 in order to extinguish arcs 11, which arise in the course of a switching operation, to extinguish. This is to prevent that due to so-called “stationary” arcs 11 continues to flow through the DC switching device 1 and also due to the thermal effect of the arcs 11 damage to the DC switching device 1 takes place. Such arcs 11 occur in particular during a switch-off.
  • Switchching off here refers to the separation of the switching bridge 20 of the first and second electrical switching contact 4, 5 for preventing a current flow through the DC switching device 1.
  • the physical relationships in the ignition of an arc are described in the law of induction.
  • Fig. 2 shows a preferred embodiment of the arc extinguishing arrangement 6.
  • the first switching contact 4 and the second switching contact 5 are shown, but these are shown without any further contacting, only to illustrate their arrangement relative to the respective arc extinguishing chambers 7, 8.
  • the arc extinguishing arrangement 6 has a first arc quenching chamber 7 and a second arc quenching chamber 8. It is preferably provided that the first arc quenching chamber 7 is assigned to the first switching contact 4, and that the second arc quenching chamber 8 is associated with the second switching contact 5.
  • the term "assigned" refers in this context to an arrangement of the relevant arc quenching chamber 7, 8 with respect to the specified switching contact 4, 5 in such a way that an emerging at the switching contact 4, 5 arc 11 its way into or to the relevant arc quenching chamber 7, 8 finds.
  • Fig. 2 shows the two switching contacts 4, 5 in the region of the respective arc quenching chamber 7, 8th
  • the first arc quenching chamber 7 and the second arc quenching chamber 8 are arranged parallel to each other in the DC switching device 1, as in Fig. 2 and 3 shown.
  • each arc guide rail 18 is connected in each case to the first switching contact 4 and to the second switching contact 5, which are arranged opposite the quenching plates 9 in the arc extinguishing arrangement 6, therefore in the respective arc quenching chamber 7, 8.
  • the arc running rail 18 connected to the first switching contact 4 is shown.
  • first arc quenching chamber 7 and the second arc quenching chamber 8 a plurality of quenching plates 9 are arranged in each case.
  • the quenching plates 9 are preferably arranged substantially normal to the arc guide rail 18.
  • at least one quenching plate 9 of the first arc quenching chamber 7 is electrically conductively connected to a quenching plate 9 of the second arc quenching chamber 8.
  • the DC switching device 1 has a magnet assembly 10 which is designed such that on the - caused by a switching process - arcs 11, in the first arc quenching chamber 7 and in the second arc extinguishing chamber 8, each a Lorentz force 12 in the direction of Fire plates 9 acts. Therefore, that acts on the respective occurring arcs 11 a Lorentz force 12 which accelerates the arc 11 in the first arc quenching chamber 7 and the arc 11 in the second arc quenching chamber 8 toward the quenching plates 9 and the arcs 11 formally to the quenching plates 9 and in the spaces between the quenching plates 9 presses.
  • Fig. 3 shows a particularly preferred embodiment of the subject invention.
  • the two arcs 11 as vectors, which are arranged projecting on the cutting plane, and the respective acting Lorentz forces 12 and F.
  • the areas in which arcs 11 occur and their direction, are predetermined by the design of the DC switching device 1 or can the design of the DC switching device 1 are affected.
  • any type of arrangement of magnets in the magnet assembly 10 suitable for achieving the stated function may be provided. It is preferably provided that the magnet arrangement 10 has at least one first magnet 13 and one second magnet 14, in particular that the magnet arrangement 10 has exactly one first and one second magnet 13, 14. As a result, in the arrangement with two separate arc extinguishing chambers 7, 8 a very good effect can be achieved with little design effort.
  • first magnet 13 and the second magnet 14 are arranged with mutually facing poles of the same polarity in the DC switching device 1. Therefore, for example, the first magnet 13 and the second magnet 14 are respectively arranged such that their north poles face each other, therefore, the two magnets 13, 14 repel each other.
  • the first magnet 13 and the second magnet 14 in each case as flat or planar magnets, with a very small thickness, whose poles are respectively formed on the cover surfaces. Therefore, one of the two surfaces is a south pole and the other surface is a north pole.
  • the magnets used are each permanent magnets.
  • the arrangement of the first magnet 13 has laterally on the first arc quenching chamber 7 and the second magnet 14 laterally to the second arc quenching chamber 8 proved, creating a very uniform B-field distribution in the two arc extinguishing chambers 7, 8 can be achieved.
  • first magnet 13 and the second magnet 14 are arranged between the first arc quenching chamber 7 and the second arc quenching chamber 8.
  • the two magnets 13, 14 are arranged in a web 15 between the two arc extinguishing chambers 7, 8, as in Fig. 3 is shown.
  • Fig. 2 is the web 15 thus formed clearly visible. Through this web 15 also results in a distance between the two arc extinguishing chambers 7, 8, which increases the thermal capacity of the entire arc extinguishing assembly 6.
  • each partially a U-shaped yoke 16, 17 is arranged outside the first arc quenching chamber 7 and the second arc extinguishing chamber 8 . It is in particular, and as in Fig. 3 provided that mutually facing legs of the two yokes 16, 17 are arranged adjacent to each other in the region of the web 15, and in each case directly adjacent to these legs of the first and the second magnet are arranged.
  • the two yokes 16, 17 are formed of ferromagnetic material.

Landscapes

  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Gleichstromschaltgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Es sind Schaltgeräte zum Schalten von Gleichströmen an sich bekannt. Jedoch war die Anwendung von Gleichstrom über lange Zeit in der Regel auf den Kleinleistungsbereich beschränkt, in welchem kaum Probleme beim Schalten der Gleichströme auftraten.
  • Seit der Verbreitung von Fotovoltaikanwendungen sowie leistungsstarker Batterie-Back-up-Systeme für EDV-Serveranlagen ist es erforderlich auch Gleichströme höherer Spannung und Leistung zu Schalten. Dabei haben sich die bekannten Wechselstromschaltgeräte als in vielen Belangen ungeeignet erwiesen. So kann es etwa beim Schalten von Gleichströmen mit einem Wechselstromschalter selbst bei Spannungen und Strömen weit unter den maximalen Wechselstrom-Leistungsgrenzen des betreffenden Wechselstromschalters zu dessen Totalverlust kommen. Dies kann in weiterer Folge, neben dem Ausfall einer elektrischen Anlage, auch zu einem Brand führen.
  • Die US 2010/0126966 A1 beschreibt Schaltgeräte mit jeweils zwei Löschkammern, wobei jeder der Löschkammern ein Paar Anschlüsse sowie eine Schaltstrecke zugeordnet sind, und wobei weiters zahlreiche Möglichkeiten beschieben sind, entsprechende Schaltgeräte anzuschließen bzw. miteinander zu verschalten, je nach Anwendungsfall bzw. schaltungstechnischer Umgebung.
  • Die EP 2 061 053 A2 beschreibt ein mehrphasiges Schaltgerät mit einer außen an dem Gehäuse befestigbaren Magnetanordnung.
  • Die EP 2 463 880 A1 beschreibt ein Schaltgerät mit einfacher Unterbrechung je Schaltstrecke, sowie drei parallelen Schaltstrecken. Jedem Kontakt ist eine Lichtbogenlöschkammer zugeordnet, welche eine Trennwand sowie eine Magnetanordnung aufweist.
  • Die EP 2 463 877 A1 beschreibt ein Gleichstromschaltgerät mit mehreren Lichtbogenlöschkammern sowie mit einer Magnetanordnung um Lichtbögen in die Löschkammern zu drücken. Der Aufbau dieses Schalters ist derart, dass um einen verpolungssicheren Betrieb zu gewährleisten eine Vielzahl an Lichtbogenlöschkammern vorgesehen sind, und je nach Polung der angeschlossenen Gleichspannung ein Schaltlichtbogen in eine der Löschkammern getrieben wird.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Gleichstromschaltgerät der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem die genannten Nachteile vermieden werden können, und mit welchem Gleichströme hoher Leistung sicher geschaltet werden können.
  • Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht.
  • Dadurch kann ein Gleichstromschaltgerät geschaffen werden, welches ein hohes Schaltvermögen bei Gleichströmen aufweist, und welches daher dazu geeignet ist, Gleichströme hoher Leistung zu schalten. Ein derartiges Gleichstromschaltgerät weist eine hohe Sicherheit, insbesondere gegen thermische Zerstörung auf.
  • Die Unteransprüche betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
  • Ausdrücklich wird hiermit auf den Wortlaut der Patentansprüche Bezug genommen, wodurch die Ansprüche an dieser Stelle durch Bezugnahme in die Beschreibung eingefügt sind und als wörtlich wiedergegeben gelten.
  • Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen, in welchen lediglich bevorzugte Ausführungsformen beispielhaft dargestellt sind, näher beschrieben. Dabei zeigt:
    • Fig. 1 eine besonders bevorzugte Ausführungsform eines gegenständlichen Gleichstromschaltgeräts in teilweise geschnittener Ansicht im Aufriss;
    • Fig. 2 die Lichtbogenlöschanordnung des Gleichstromschaltgeräts gemäß Fig. 1 in axonometrischer Darstellung; und
    • Fig. 3 die Lichtbogenlöschanordnung gemäß Fig. 2 in geschnittener Ansicht im Aufriss.
  • Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine besonders bevorzugte Ausführungsform eines Gleichstromschaltgeräts 1, bzw. eine Lichtbogenlöschanordnung 6 eines solchen Gleichstromschaltgeräts 1, wobei das Gleichstromschaltgerät 1 wenigstens einen elektrischen Eingang 2 sowie wenigstens einen elektrischen Ausgang 3 aufweist, sowie mit wenigstens einem ersten Schaltkontakt 4, einem zweiten Schaltkontakt 5 und einer beweglichen Schaltbrücke 20, wobei ein Strompfad vom Eingang 2 zum Ausgang 3 elektrisch leitend verbunden ist, wenn der erste Schaltkontakt 4 und der zweite Schaltkontakt 5 mittels der Schaltbrücke 20 leitend verbunden sind, wobei das Gleichstromschaltgerät 1 weiters eine Lichtbogenlöschanordnung 6 aufweist, wobei die Lichtbogenlöschanordnung 6 eine erste Lichtbogenlöschkammer 7 und eine zweite Lichtbogenlöschkammer 8 aufweist, jeweils umfassend eine Mehrzahl an Löschblechen 9, und wobei das Gleichstromschaltgerät 1 eine Magnetanordnung 10 aufweist, welche derart ausgebildet ist, dass auf - durch einen Schaltvorgang verursachte - Lichtbögen 11, in der ersten Lichtbogenlöschkammer 7 und in der zweiten Lichtbogenlöschkammer 8, jeweils eine Lorentzkraft 12 in Richtung der Löschbleche 9 wirkt.
  • Dadurch kann ein Gleichstromschaltgerät 1 geschaffen werden, welches ein hohes Schaltvermögen bei Gleichströmen aufweist, und welches daher dazu geeignet ist, Gleichströme hoher Leistung zu schalten. Ein derartiges Gleichstromschaltgerät 1 weist eine hohe Sicherheit, insbesondere gegen thermische Zerstörung auf.
  • Die gegenständliche Erfindung betrifft Schaltgeräte, welche für das Schalten von Gleichströmen vorgesehen und speziell ausgebildet sind. Insbesondere betrifft die Erfindung Gleichstromschaltgeräte 1, welche zum bestimmungsgemäßen Schalten hoher Spannungen im Bereich mehrerer Hundert Volt, etwa 600V Betriebsspannung, sowie von Strömen im zweistelligen Amperebereich vorgesehen und ausgebildet sind.
  • Nachfolgend wir die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform eines Gleichstromschaltgeräts 1 mit einer einzelnen Schaltstrecke näher beschrieben. Es können aber auch Ausführungen mit mehreren parallelen Schaltstrecken vorgesehen sein.
  • Ein gegenständliches Gleichstromschaltgerät 1 weist einen elektrischen Eingang 2 sowie einen elektrischen Ausgang 3 auf, welche bevorzugt als Schraubklemmen ausgebildet sind, wie auch in Fig. 1 dargestellt. Weiters weist das Gleichstromschaltgerät 1 ein Isolierstoffgehäuse auf.
  • Das Gleichstromschaltgerät 1 weist eine einzelne Schaltstrecke auf, wobei jedoch eine doppelte Unterbrechung dieser einzelnen Schaltstrecke vorgesehen ist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der erste und der zweite Schaltkontakt 4, 5 gehäusefest angeordnet sind, und durch eine bewegliche Schaltbrücke 20 elektrisch leitend verbunden werden können, wodurch ein elektrisch leitender Strompfad vom Eingang 2 zum Ausgang 3 gebildet wird. Dabei ist vorgesehen, dass die Stellung der Schaltbrücke 20 durch den Schalthebel 19 manuell steuerbar ist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Schalthebel 19 über ein Sprungeinschaltwerk auf die Schaltbrücke 20 wirkt, um ein sprunghaftes Öffnen und Schließen der Schaltstrecke zu erreichen. Es kann auch vorgesehen sein, das gegenständliche Gleichstromschaltgerät 1 als sog. Selbstschalter auszuführen, welches einen oder mehrere Auslöser, etwa einen Überstromauslöser und/oder einen Kurzschlussauslöser aufweist. Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass das Gleichstromschaltgerät 1 ein Schaltschloss aufweist, insbesondere bei Ausführung des Selbigen als Selbstschalter.
  • Bei geschlossenen Schaltkontakten erfolgt der Stromfluss durch das dargestellte Gleichstromschaltgerät 1 vom elektrischen Eingang 2 zum ersten Schaltkontakt 4, von diesem über die Schaltbrücke 20 zum zweiten Schaltkontakt 5 und von diesem weiter zum elektrischen Ausgang 3. Wenngleich die Schaltbrücke 20 dabei zwei, als elektrische Kontakte ausgebildete Bereiche aufweist, um mit dem ersten Schaltkontakt 4 und dem zweiten Schaltkontakt 5 zu kontaktieren, wird diese in der Diktion der gegenständlichen Anmeldung lediglich als Schaltbrücke 20 bezeichnet. Es kann auch vorgesehen sein, dass auch der erste Schaltkontakt 4 und der zweite Schaltkontakt 5 als bewegliche elektrische Kontakte ausgebildet sind.
  • Das Gleichstromschaltgerät 1 weist weiters eine Lichtbogenlöschanordnung 6 auf, um Lichtbögen 11, welche im Zuge eines Schaltvorgangs entstehen, zum Verlöschen zu bringen. Dadurch soll verhindert werden, dass aufgrund sog. "stehender" Lichtbögen 11 weiterhin ein Stromfluss über das Gleichstromschaltgerät 1 erfolgt und zudem aufgrund der thermischen Wirkung der Lichtbögen 11 eine Beschädigung des Gleichstromschaltgeräts 1 erfolgt. Derartige Lichtbögen 11 treten insbesondere bei einem Ausschaltvorgang auf. "Ausschaltvorgang" bezeichnet dabei das Trennen der Schaltbrücke 20 von dem ersten und zweiten elektrischen Schaltkontakt 4, 5 zum Unterbinden eines Stromflusses durch das Gleichstromschaltgerät 1. Die physikalischen Zusammenhänge beim Zünden eines Lichtbogens sind im Induktionsgesetz beschriebenen.
  • Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführung der Lichtbogenlöschanordnung 6. Bei der Darstellung gemäß Fig. 2 sind der erste Schaltkontakt 4 und der zweite Schaltkontakt 5 dargestellt, wobei diese jedoch ohne jede weitere Kontaktierung dargestellt sind, um lediglich deren Anordnung relativ zu den jeweiligen Lichtbogenlöschkammern 7, 8 zu veranschaulichen. Selbiges trifft auf die ebenfalls in Fig. 2 dargestellte Schaltbrücke 20 zu.
  • Die Lichtbogenlöschanordnung 6 weist eine erste Lichtbogenlöschkammer 7 und eine zweite Lichtbogenlöschkammer 8 auf. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass die erste Lichtbogenlöschkammer 7 dem ersten Schaltkontakt 4 zugeordnet ist, und dass die zweite Lichtbogenlöschkammer 8 dem zweiten Schaltkontakt 5 zugeordnet ist. Der Begriff "zugeordnet" bezeichnet in diesem Zusammenhang eine Anordnung der betreffenden Lichtbogenlöschkammer 7, 8 gegenüber dem angegebenen Schaltkontakt 4, 5 in der Art, dass ein an dem Schaltkontakt 4, 5 entstehender Lichtbogen 11 seinen Weg in bzw. an die betreffende Lichtbogenlöschkammer 7, 8 findet. Fig. 2 zeigt die beiden Schaltkontakte 4, 5 im Bereich der jeweiligen Lichtbogenlöschkammer 7, 8.
  • Bevorzugt ist, wie bei der dargestellten Ausführungsform, vorgesehen, dass die erste Lichtbogenlöschkammer 7 und die zweite Lichtbogenlöschkammer 8 in dem Gleichstromschaltgerät 1 parallel nebeneinander angeordnet sind, wie in Fig. 2 und 3 dargestellt.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass je eine Lichtbogenlaufschiene 18 mit dem ersten Schaltkontakt 4 sowie mit dem zweiten Schaltkontakt 5 jeweils leitend verbunden ist, welche gegenüber den Löschblechen 9 in der Lichtbogenlöschanordnung 6, daher in der jeweiligen Lichtbogenlöschkammer 7, 8, angeordnet sind. In den Fig. 1 bis 3 ist lediglich die mit dem ersten Schaltkontakt 4 verbundene Lichtbogenlaufschiene 18 dargestellt.
  • In der ersten Lichtbogenlöschkammer 7 und der zweiten Lichtbogenlöschkammer 8 sind jeweils eine Mehrzahl an Löschblechen 9 angeordnet. Die Löschbleche 9 sind dabei bevorzugt im Wesentlichen Normal auf die Lichtbogenlaufschiene 18 angeordnet. Jeweils wenigstens ein Löschblech 9 der ersten Lichtbogenlöschkammer 7 ist dabei mit einem Löschblech 9 der zweiten Lichtbogenlöschkammer 8 elektrisch leitend verbunden.
  • Wird - bei einem Stromfluss über das Gleichstromschaltgerät 1 - die Schaltbrücke 20 von dem ersten Schaltkontakt 4 und dem zweiten Schaltkontakt 5 weg bewegt, entsteht ein Lichtbogen 11 vom ersten Schaltkontakt 4 zur Schaltbrücke 20, sowie ein weiterer Lichtbogen 11 von der Schaltbrücke 20 zum zweiten Schaltkontakt 5. Bei einer gewissen Länge der durch die Lichtbögen 11 zu überbrückenden Luftstrecke springen diese zu den Löschblechen 9 der Lichtbogenlöschkammern 7, 8 über. Es hat sich dabei gezeigt, dass die zu diesem Zeitpunkt bestehenden Lichtbögen 11 eine erstaunliche Stabilität aufweisen, und es sein kann, dass diese Lichtbögen 11 an den betreffenden Löschblechen 9, an denen sie Kontaktieren, bestehen bleiben, bis es zur thermischen Zerstörung des Gleichstromschaltgeräts 1 kommt. Dieses Problem ist in der Wechselstromtechnik in der Art nicht bekannt, da es aufgrund der ständig erfolgenden Nulldurchgänge der anliegenden Spannung schnell zu einem Verlöschen auftretender Wechselstromlichtbögen kommt.
  • Es ist daher vorgesehen, dass das Gleichstromschaltgerät 1 eine Magnetanordnung 10 aufweist, welche derart ausgebildet ist, dass auf die - durch einen Schaltvorgang verursachten - Lichtbögen 11, in der ersten Lichtbogenlöschkammer 7 und in der zweiten Lichtbogenlöschkammer 8, jeweils eine Lorentzkraft 12 in Richtung der Löschbleche 9 wirkt. Daher, dass auf die jeweils auftretenden Lichtbögen 11 eine Lorentzkraft 12 wirkt, welche den Lichtbogen 11 in der ersten Lichtbogenlöschkammer 7 und den Lichtbogen 11 in der zweiten Lichtbogenlöschkammer 8 jeweils hin zu den Löschblechen 9 beschleunigt und die Lichtbögen 11 förmlich an die Löschbleche 9 bzw. in die Zwischenräume zwischen den Löschblechen 9 drückt.
  • Da es sich bei einem Lichtbogen 11 um bewegte elektrische Ladungen handelt, wirken auf diesen in einem Magnetfeld auch entsprechende Kräfte. Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass die Magnetanordnung 10 ein B-Feld erzeugt, welches im Bereich der Lichtbögen 11 normal zur Längserstreckung der Lichtbögen 11 ist. Dies ist etwa in Fig. 3, welche eine besonders bevorzugte Ausführungsform der gegenständlichen Erfindung zeigt dargestellt. Dabei sind in Fig. 3 die beiden Lichtbögen 11 als Vektoren, welche projizierende auf die Schnittebene angeordnet sind, dargestellt, sowie die jeweils wirkenden Lorentzkräfte 12 bzw. F. Die Bereiche in denen Lichtbögen 11 auftreten sowie deren Richtung, sind durch die Konstruktion des Gleichstromschaltgerät 1 vorgegeben bzw. können durch die Konstruktion des Gleichstromschaltgerät 1 beeinflusst werden.
  • Es kann jede Art der Anordnung von Magneten in der Magnetanordnung 10 vorgesehen sein, welche geeignet ist, die angeführte Funktion zu erzielen. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Magnetanordnung 10 wenigstens einen ersten Magnet 13 und einen zweiten Magnet 14 aufweist, insbesondere, dass die Magnetanordnung 10 genau einen ersten und einen zweiten Magnet 13, 14 aufweist. Dadurch ist bei der Anordnung mit zwei getrennten Lichtbogenlöschkammern 7, 8 eine sehr gute Wirkung erzielbar mit geringem konstruktiven Aufwand.
  • Es hat sich als besonders einfach zu implementierende Ausführung der gegenständlichen Erfindung erwiesen, dass der erste Magnet 13 und der zweite Magnet 14 mit aufeinander zuweisenden Polen gleicher Polarität in dem Gleichstromschaltgerät 1 angeordnet sind. Daher, dass der erste Magnet 13 und der zweite Magnet 14 beispielsweise jeweils derart angeordnet sind, dass deren Nordpole aufeinander hin gerichtet sind, daher dass sich die beiden Magnete 13, 14 abstoßen.
  • Es hat sich dabei als Vorteilhaft erwiesen, den ersten Magnet 13 und den zweiten Magnet 14 jeweils als flache bzw. flächenförmige Magnete, mit sehr geringer Dicke, auszuführen, deren Pole jeweils an den Deckflächen ausgebildet sind. Daher eine der beiden Flächen ist vollflächig ein Südpol und die andere Fläche ein Nordpol. Bevorzugt handelt es sich bei den verwendeten Magneten jeweils um Permanentmagneten.
  • Als besonders vorteilhaft hat sich die Anordnung des ersten Magneten 13 seitlich an der ersten Lichtbogenlöschkammer 7 sowie des zweiten Magneten 14 seitlich an der zweiten Lichtbogenlöschkammer 8 erwiesen, wodurch eine sehr gleichmäßige B-Feld-Verteilung in den beiden Lichtbogenlöschkammern 7, 8 erreicht werden kann.
  • Es hat sich als besonders vorteilhaft, insbesondere hinsichtlich der Fertigung erwiesen, dass der erste Magnet 13 und der zweite Magnet 14 zwischen der ersten Lichtbogenlöschkammer 7 und der zweiten Lichtbogenlöschkammer 8 angeordnet sind. Die beiden Magnete 13, 14 sind dabei in einem Steg 15 zwischen den beiden Lichtbogenlöschkammern 7, 8 angeordnet, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. In Fig. 2 ist der derart gebildete Steg 15 deutlich zu erkennen. Durch diesen Steg 15 ergibt sich zudem ein Abstand zwischen den beiden Lichtbogenlöschkammern 7, 8, welcher die thermische Belastbarkeit der gesamten Lichtbogenlöschanordnung 6 erhöht.
  • Zum Erzielen eines gleichmäßigen Magnetfeldes B in den beiden Lichtbogenlöschkammern 7, 8 ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass außen um die erste Lichtbogenlöschkammer 7 und die zweite Lichtbogenlöschkammer 8 jeweils bereichsweise ein U-förmiges Joch 16, 17 angeordnet ist. Dabei ist insbesondere, und wie in Fig. 3 dargestellt vorgesehen, dass einander zugewandte Schenkel der beiden Joche 16, 17 im Bereich des Stegs 15 aneinander anliegend angeordnet sind, und jeweils unmittelbar an diese Schenkel anliegend der erste bzw. der zweite Magnet angeordnet sind. Die beiden Joche 16, 17 sind aus ferromagnetischem Werkstoff gebildet.

Claims (3)

  1. Gleichstromschaltgerät (1) mit wenigstens einem elektrischen Eingang (2) sowie wenigstens einem elektrischen Ausgang (3), sowie mit wenigstens einem ersten Schaltkontakt (4), einem zweiten Schaltkontakt (5) und einer beweglichen Schaltbrücke (20), wobei ein Strompfad vom Eingang (2) zum Ausgang (3) elektrisch leitend ist, wenn der erste Schaltkontakt (4) und der zweite Schaltkontakt (5) mittels der Schaltbrücke (20) leitend verbunden sind, wobei das Gleichstromschaltgerät (1) weiters eine Lichtbogenlöschanordnung (6) aufweist, wobei die Lichtbogenlöschanordnung (6) eine erste Lichtbogenlöschkammer (7) und eine zweite Lichtbogenlöschkammer (8) aufweist, jeweils umfassend eine Mehrzahl an Löschblechen (9), wobei die erste Lichtbogenlöschkammer (7) dem ersten Schaltkontakt (4) zugeordnet ist, wobei die zweite Lichtbogenlöschkammer (8) dem zweiten Schaltkontakt (4) zugeordnet ist, wobei die erste Lichtbogenlöschkammer (7) und die zweite Lichtbogenlöschkammer (8) in dem Gleichstromschaltgerät (1) parallel nebeneinander angeordnet sind, wobei das Gleichstromschaltgerät (1) eine Magnetanordnung (10) aufweist, und wobei die Magnetanordnung (10) wenigstens einen ersten Magnet (13) und einen zweiten Magnet (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Magnet (13) und der zweite Magnet (14) zwischen der ersten Lichtbogenlöschkammer (7) und der zweiten Lichtbogenlöschkammer (8) angeordnet sind, und dass der erste Magnet (13) und der zweite Magnet (14) mit aufeinander zuweisenden Polen gleicher Polarität in dem Gleichstromschaltgerät (1) angeordnet sind.
  2. Gleichstromschaltgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass außen um die erste Lichtbogenlöschkammer (7) und die zweite Lichtbogenlöschkammer (8) jeweils bereichsweise ein U-förmiges Joch (16, 17) angeordnet ist.
  3. Gleichstromschaltgerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass je eine Lichtbogenlaufschiene (18) mit dem ersten Schaltkontakt (4) sowie mit dem zweiten Schaltkontakt (5) jeweils leitend verbunden ist, welche gegenüber den Löschblechen (9) in der Lichtbogenlöschanordnung (6) angeordnet sind.
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