EP3084794B1 - Schaltgerät - Google Patents

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EP3084794B1
EP3084794B1 EP14820845.7A EP14820845A EP3084794B1 EP 3084794 B1 EP3084794 B1 EP 3084794B1 EP 14820845 A EP14820845 A EP 14820845A EP 3084794 B1 EP3084794 B1 EP 3084794B1
Authority
EP
European Patent Office
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switchgear
contact
contact plates
switch contacts
current path
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
EP14820845.7A
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English (en)
French (fr)
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EP3084794A1 (de
Inventor
Wolfgang Hauer
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
Application filed by Eaton Intelligent Power Ltd filed Critical Eaton Intelligent Power Ltd
Publication of EP3084794A1 publication Critical patent/EP3084794A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3084794B1 publication Critical patent/EP3084794B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/59—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle
    • H01H33/596—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle for interrupting dc
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/12—Auxiliary contacts on to which the arc is transferred from the main contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/14—Multiple main contacts for the purpose of dividing the current through, or potential drop along, the arc

Definitions

  • the object of the invention is therefore to provide a switching device of the type mentioned, with which the mentioned disadvantages can be avoided, with which high DC currents can be safely switched off, and which has a small size.
  • Plants against damaging effects of electric current can be achieved. This can further also the total burden of be reduced in a short circuit, as there is a reduction in the maximum flowing short-circuit current.
  • the Fig. 1 to 6 each show schematic representations of preferred embodiments of a switching device 1, wherein the switching device 1 has first switching contacts 2, which are in a closed state part of a first current path 3 from a first terminal 4 of the switching device 1 to a second terminal 5 of the switching device 1, wherein the switching device 1 has a switching mechanism 6, which is designed, after actuation by a trigger 7, in a first step to separate the first switching contacts 2, wherein circuitry a second current path 8 is arranged parallel to the first switching contacts 2, wherein the second current path 8 is a predetermined Has a plurality of serially arranged second switch contacts 9, and wherein the switching mechanism 6 is formed in a - the first step - confidenten second step, the second switching contacts 9 each separate from each other.
  • the switching device 1 can be any type of electrical switching device 1, therefore a device for switching electrical currents, trade. It is preferably provided that the switching device 1 is a DC switching device, therefore, a switching device 1, which is provided in particular for switching DC, especially for switching the prevailing for photovoltaic systems voltages of 600 V DC.
  • Fig. 1 to 6 show in each case schematic representations, wherein only the respective first and second switching contacts 2, 9 are shown in more detail.
  • the switching device 1 preferably has a handle, not shown, for opening and closing the first and second switching contacts 2, 9.
  • the switching device 1 is designed as a protective switching device, therefore, as a switching device 1, which automatically causes the occurrence of certain electrical states opening the switching contacts 2, 9, and accordingly has a so-called.
  • the trigger 7 is designed as a short-circuit release, with an overcurrent release can be provided. Such triggers 7 are well known in the field.
  • the trigger is in the Fig. 1 to 6 only schematically shown as a common unit with the rear derailleur 6, which of course structurally separate conversions can also be provided.
  • the switching device 1 has an insulating material housing, on which the Terminals 4, 5 are arranged.
  • the switching device 1 has, in a manner known per se, first switching contacts 2, which in a closed state are part of a first current path 3 from the first terminal 4 of the switching device 1 to the second terminal 5 of the switching device 1. Closed state means that the contact elements of the first switching contacts 2 are in contact, therefore form a conductive connection, which is formed by contact of two solids.
  • the first switching contacts 2 are in the subject Fig. 1 to 6 each formed as a pairing of a movable contact element and a housing-fixed contact element. It can also be provided to connect two housing-fixed contact elements by a movable switching bridge, and to form such a so-called. Double interruption.
  • the switching device 1 has a mechanical switching mechanism 6, which is preferably designed as a switch lock. At least one contact element of the first switching contacts 2 is connected to the rear derailleur 6 or controlled by the switching mechanism 6 or actuated. It is provided that the switching mechanism 6 is formed, after actuation by the trigger 7, to separate the first switching contacts 2 in a first step. It is of course provided that the first switching contacts 2 were previously closed.
  • the Fig. 1 and FIG. 4 show an objective switching device in a first state of closed first as well as second switching contacts 2, 9. It can also be provided that the switching mechanism 6 is designed to act in such a way even when switched off manually.
  • a second current path 8 is arranged parallel to the first switching contacts 2.
  • the second current path 8 preferably branches off from the first current path 3 only in the region of the first switching contacts 2.
  • a predeterminable plurality of serially arranged second switching contacts 9 are arranged.
  • the second switching contacts 9 comprise at least one housing-fixed first fixed contact 14, as well as a plurality of movably arranged in the switching device 1 contact plates 12. In the first or switched state of the switching device 1, the second switching contacts 9 are in contact and form a conductive connection within the In this case, a first contact plate 12, 13 of the plurality of contact plates 12 is applied to the first fixed contact 14 of the second switching contacts 9. It is provided that the second current path 8 has a higher resistance, in particular a at least 10 times, preferably at least 100 times higher resistance, than the circuitry parallel to this running portion of the first current path 3, comprising the first switching contacts 2. This can be achieved that in normal operation of the switching device 1, only a very low current flow over the second current path 8 occurs, and only a small leakage line occurs in this area.
  • the contact plates 12 have a ferromagnetic material, in particular steel. Due to the higher specific resistance of ferromagnetic materials compared to copper, a higher resistance of the second switching path can be achieved easily.
  • the preferred embodiment of the contact plates 12 comprising steel also has the advantage of high robustness and thermal resistance.
  • the switching mechanism 6 is further configured to separate the plurality of second switching contacts 9 from one another in a second step, the first step, following.
  • the Fig. 1 and 4 each show a switching device in the first state closed first two second switching contacts 2, 9. After actuation of the switching mechanism 6 by the trigger 7 only the first switching contacts 2 are separated. Since there is still a conductive connection via the second current 8, in this state, the entire current flow shifts to the second current path 8. Due to the considerably higher resistance of the second current path 8 with respect to the first current path 3, the current flowing through the switching device 1 Electricity can be reduced.
  • the second state in question is in the fog. 2 and 5, respectively.
  • the switching mechanism 6 separates the second switching contacts 9 or causes this separation of the second switching contacts 9.
  • the relevant switching device 1 can be adapted in the design to the intended threshold voltage.
  • the contact plates 12 can be made different in terms of their concrete training, such as a circular or rectangular plate. It can be provided that these are designed as composite bodies comprising a plurality of materials. In addition, it can be provided that the contact plates 12 have projecting contact area, which are provided to contact the respectively adjacent contact plate 12.
  • the switching mechanism 6 has a first actuating element 10 for the at least indirect separation of the first switching contacts 2, and that the switching mechanism 6 has a second actuating element 11 for at least indirect separation of the second switching contacts 9.
  • the first as second actuating element 10, 11 are in the Fig. 1 to 6 only symbolized by lines.
  • the specific design of the relevant rear derailleur 6 is strongly dependent on the other requirements for the relevant switching device 1 and is not further explained representational.
  • the Fig. 1 to 3 show a first preferred embodiment of a subject switching device 1, wherein the contact plates 12 are each mounted rotatably movable.
  • the individual contact plates 12 are arranged rotatably mounted in a central region in the switching device 1.
  • the contact plates 12 are connected to each other by means of an actuating rod 20, which actuating rod 20 is at least indirectly in operative connection with the rear derailleur 6.
  • the actuating rod 20 is preferably spaced apart from the central region at the individual contact plates 12 rotatably mounted in order to achieve a good leverage.
  • first fixed contact 14 remote contact plate 15, 12 cooperates with a second fixed contact 19 of the second switching contacts 9 by these in the in the Fig. 1 and 2 shown tilted position of the contact plates 12 makes the conductive contact to the second terminal 5.
  • the contact plates 12 are each together, and form an electrically conductive connection, which forms part of the second current path 8, as shown in the Fig. 1 and 2 is shown.
  • the contact plates 12 are each arranged substantially uniformly spaced from each other, as in Fig. 3 is shown.
  • the 4 to 6 show a second preferred embodiment of an objective switching device 1, wherein the contact plates 12 are mounted to be longitudinally displaceable movable.
  • longitudinally displaceable means in particular that the displacement takes place along a straight line, therefore as a translatory movement. It is preferably provided that the displacement direction is arranged substantially normal to a flat extension of the contact plates 12.
  • the outer, the first fixed contact 14 remote from the contact plate 15, 12 is preferably connected by means of a flexible conductor 16 with the first current path 3 circuitry.
  • the Fig. 1 and 2 each show the second switching contacts 9 in the closed position.
  • At least one spring 17 is arranged between the individual contact plates 12, which are under bias in the closed position of the second switching contacts 9.
  • the springs 17 are preferably formed as helical springs, through whose central passage opening a guide rod 22 is guided, which also passes through the contact plates 12.
  • the contact plates 12 are preferably in accordance with a locking device 18 of the derailleur 6 in the closed position Fig. 1 to 2 held, against the bias of the springs 17.
  • the switching mechanism 6 is formed such that in the second step, the locking device 18 is actuated or unlocked, resulting in the sudden opening of the second switching contacts 9.

Description

  • In mechanischen Schaltgeräten tritt bei jedem Abschaltvorgang ein Lichtbogen auf. Dies ist aufgrund der im Induktionsgesetzt beschriebenen physikalischen Gegebenheiten unvermeidbar. Beim Abschalten sehr hoher Ströme, wie diese etwa bei Kurzschlüssen auftreten, stellt der dabei entstehende Lichtbogen eine ernsthafte Gefahr für das betreffende Schaltgerät, aber auch die schaltungstechnische Umgebung dar. Zum Einen kann der Lichtbogen das Schaltgerät selbst zerstören, zum anderen bildet dieser weiterhin eine leitende elektrische Verbindung, weshalb in dem betreffenden Schaltkreis weiterhin Strom fließt, und dadurch weiterhin eine erheblichen Gefahr für Menschen und Anlagen besteht. Insbesondere beim Schalten von Gleichströmen besteht eine zusätzliche Gefahr durch Lichtbögen, da diese in Ermangelung eines Nulldurchganges kaum ohne weiteres Einwirken verlöschen.
  • Aus der DE 1 590 167 ist ein Schalter bekannt, welcher zwei parallele Stromstrecken aufweist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Schaltgerät der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem die genannten Nachteile vermieden werden können, mit welchem hohe Gleichströme sicher abgeschaltet werden können, und welches eine geringe Baugröße aufweist.
  • Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht.
  • Dadurch können hohe Gleichströme sicher abgeschaltet werden. Dadurch kann ein beim Abschalten hoher Gleichströme auftretender Lichtbogen schnell zum Verlöschen gebracht werden, und derart der Stromfluss durch das Schaltgerät unterbrochen werden. Dadurch kann auf eine zusätzliche bzw. separate Lichtbogenlöschkammer verzichtet werden, wodurch eine - im Vergleich zu Schaltgeräten mit gleicher Schaltfähigkeit - geringere Baugröße erzielt werden kann, bei zusätzlicher Sicherheit der Abschaltfähigkeit. Dadurch kann die Sicherheit in elektrischen Anlagen, insbesondere in elektrischen Gleichstromanlagen, erhöht werden, und ein verbesserter Schutz von Menschen und
  • Anlagen gegen schädigende Wirkungen des elektrischen Stromes erzielt werden. Dadurch kann weiters auch die Gesamtbelastung der
    elektrischen Anlagen bei einem Kurzschluss gesenkt werden, da eine Verringerung des maximal fließenden Kurzschlussstromes erfolgt.
  • 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 schematische Darstellung einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines gegenständlichen Schaltgeräts in einem ersten Zustand;
    • Fig. 2 eine schematische Darstellung des Schaltgeräts gemäß Fig. 1 in einem zweiten Zustand;
    • Fig. 3 eine schematische Darstellung des Schaltgeräts gemäß Fig. 1 in einem dritten Zustand;
    • Fig. 4 eine schematische Darstellung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform eines gegenständlichen Schaltgeräts in einem ersten Zustand;
    • Fig. 5 eine schematische Darstellung des Schaltgeräts gemäß Fig. 4 in einem zweiten Zustand; und
    • Fig. 6 eine schematische Darstellung des Schaltgeräts gemäß Fig. 5 in einem dritten Zustand.
  • Die Fig. 1 bis 6 zeigen jeweils schematische Darstellungen bevorzugter Ausführungsformen eines Schaltgeräts 1, wobei das Schaltgerät 1 erste Schaltkontakte 2 aufweist, welche in einem geschlossenen Zustand Teil eines ersten Strompfades 3 von einer ersten Anschlussklemme 4 des Schaltgeräts 1 zu einer zweiten Anschlussklemme 5 des Schaltgeräts 1 sind, wobei das Schaltgerät 1 ein Schaltwerk 6 aufweist, welches ausgebildet ist, nach Betätigung durch einen Auslöser 7, in einem ersten Schritt die ersten Schaltkontakte 2 zu trennen, wobei schaltungstechnisch parallel zu den ersten Schaltkontakten 2 ein zweiter Strompfad 8 angeordnet ist, wobei der zweite Strompfad 8 eine vorgebbare Mehrzahl seriell angeordneter zweiter Schaltkontakte 9 aufweist, und wobei das Schaltwerk 6 ausgebildet ist, in einem - dem ersten Schritt -nachfolgenden zweiten Schritt, die zweiten Schaltkontakte 9 jeweils voneinander zu trennen.
  • Dadurch können hohe Gleichströme sicher abgeschaltet werden. Dadurch kann ein beim Abschalten hoher Gleichströme auftretender Lichtbogen schnell zum Verlöschen gebracht werden, und derart der Stromfluss durch das Schaltgerät 1 unterbrochen werden. Dadurch kann auf eine zusätzliche bzw. separate Lichtbogenlöschkammer verzichtet werden, wodurch eine - im Vergleich zu herkömmlichen Schaltgeräten mit gleicher Schaltfähigkeit - geringere Baugröße erzielt werden kann, bei zusätzlicher Sicherheit der Abschaltfähigkeit. Dadurch kann die Sicherheit in elektrischen Anlagen, insbesondere in elektrischen Gleichstromanlagen, erhöht werden, und ein verbesserter Schutz von Menschen und Anlagen gegen schädigende Wirkungen des elektrischen Stromes erzielt werden. Dadurch kann weiters auch die Gesamtbelastung der elektrischen Anlagen bei einem Kurzschluss gesenkt werden, da eine Verringerung des maximal fließenden Kurzschlussstromes erfolgt.
  • Bei dem Schaltgerät 1 kann es sich um jede Art eines elektrischen Schaltgeräts 1, daher einer Vorrichtung zum Schalten elektrischer Ströme, handel. Bevorzugt ist vorgesehen, dass es sich bei dem Schaltgerät 1 um ein Gleichspannungsschaltgerät handelt, daher ein Schaltgerät 1, welches insbesondere zum Schalten von Gleichstrom vorgesehen ist, vor allem zum Schalten der beispielsweise bei Fotovoltaikanlagen vorherrschenden Spannungen von 600 V DC.
  • Die Fig. 1 bis 6 zeigen jeweils schematische Darstellungen, wobei lediglich die jeweiligen ersten bzw. zweiten Schaltkontakte 2, 9 genauer dargestellt sind.
  • Das Schaltgerät 1 weist bevorzugt einen nicht dargestellten Handgriff auf, zum Öffnen und Schließen der ersten bzw. zweiten Schaltkontakte 2, 9. Bevorzugt, sowie wie in den Fig. 1 bis 6 dargestellt, ist vorgesehen, dass das Schaltgerät 1 als Schutzschaltgerät ausgebildet ist, daher als Schaltgerät 1, welches beim Auftreten bestimmter elektrischer Zustände selbsttätig ein Öffnen der Schaltkontakte 2, 9 veranlasst, und entsprechend einen sog. Auslöser 7 aufweist. Bevorzugt ist der Auslöser 7 als Kurzschlussauslöser ausgebildet, wobei auch ein Überstromauslöser vorgesehen sein kann. Derartige Auslöser 7 sind auf dem betreffenden Gebiet hinlänglich bekannt. der Auslöser ist in den Fig. 1 bis 6 lediglich schematisch als gemeinsame Baueinheit mit dem Schaltwerk 6 dargestellt, wobei selbstverständlich baulich separate Umsetzungen ebenso vorgesehen sein können.
  • Weiters weist das Schaltgerät 1 ein Isolierstoffgehäuse auf, an welchem die Anschlussklemmen 4, 5 angeordnet sind.
  • Das Schaltgerät 1 weist in an sich bekannter Weise erste Schaltkontakte 2 auf, welche in einem geschlossenen Zustand Teil eines ersten Strompfades 3 von der ersten Anschlussklemme 4 des Schaltgeräts 1 zur zweiten Anschlussklemme 5 des Schaltgeräts 1 sind. Geschlossener Zustand bedeutet dabei, dass die Kontaktelemente der ersten Schaltkontakte 2 in Anlage sind, daher eine leitende Verbindung bilden, welche durch Kontakt zweier Festkörper gebildet ist.
  • Die ersten Schaltkontakte 2 sind in den gegenständlichen Fig. 1 bis 6 jeweils als Paarung eines beweglichen Kontaktelements und eines gehäusefesten Kontaktelements ausgebildet. Es kann auch vorgesehen sein, zwei gehäusefeste Kontaktelemente durch eine bewegliche Schalbrücke zu verbinden, und derart eine sog. Doppelunterbrechung zu bilden.
  • Das Schaltgerät 1 weist ein mechanisches Schaltwerk 6 auf, welches bevorzugt als Schaltschloss ausgebildet ist. Zumindest ein Kontaktelement der ersten Schaltkontakte 2 ist mit dem Schaltwerk 6 verbunden bzw. durch das Schaltwerk 6 ansteuerbar oder betätigbar. Dabei ist vorgesehen, dass das Schaltwerk 6 ausgebildet ist, nach Betätigung durch den Auslöser 7, in einem ersten Schritt die ersten Schaltkontakte 2 zu trennen. Dabei ist selbstverständlich vorgesehen, dass die ersten Schaltkontakte 2 zuvor geschlossen waren. Die Fig. 1 bzw. 4 zeigen ein gegenständliche Schaltgerät in einem ersten Zustand geschlossener erster wie auch zweiter Schaltkontakte 2, 9. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Schaltwerk 6 entsprechend ausgebildet ist, auch bei manueller Abschaltung derart zu wirken.
  • Es ist vorgesehen, dass schaltungstechnisch parallel zu den ersten Schaltkontakten 2 ein zweiter Strompfad 8 angeordnet ist. Der zweite Strompfad 8 zweigt dabei bevorzugt lediglich im Bereich der ersten Schaltkontakte 2 vom ersten Strompfad 3 ab. In dem zweiten Strompfad 8 sind eine vorgebbare Mehrzahl seriell angeordneter zweiter Schaltkontakte 9 angeordnet.
  • Die zweiten Schaltkontakte 9 umfassen dabei zumindest einen gehäusefesten ersten Festkontakt 14, sowie weiters eine Mehrzahl beweglich in dem Schaltgerät 1 angeordneter Kontaktplatten 12. Im ersten bzw. durchgeschalteten Zustand des Schaltgerätes 1 befinden sich die zweiten Schaltkontakte 9 in Anlage und bilden eine leitende Verbindung innerhalb des zweiten Strompfades 8. Dabei liegt eine erste Kontaktplatte 12, 13 der Mehrzahl an Kontaktplatten 12 an dem ersten Festkontakt 14 der zweiten Schaltkontakte 9 an. Dabei ist vorgesehen, dass der zweite Strompfad 8 einen höheren Widerstand, insbesondere einen wenigstens 10 mal, vorzugsweise einen wenigstens 100 mal höheren Widerstand, aufweist, als das zu diesem schaltungstechnisch parallel verlaufende Teilstück des ersten Strompfades 3, umfassend die ersten Schaltkontakte 2. Dadurch kann erreicht werden, dass im Normalbetrieb des Schaltgerätes 1 lediglich ein sehr geringer Stromfluss über den zweiten Strompfad 8 auftritt, und lediglich eine geringe Verlustleitung in diesem Bereich auftritt.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Kontaktplatten 12 einen ferromagnetischen Werkstoff, insbesondere Stahl, aufweisen. Durch den höheren spezifischen Widerstand ferromagnetischer Werkstoffe gegenüber Kupfer kann einfach ein höherer Widerstand der zweiten Schaltstrecke erreicht werden. Die bevorzugte Ausbildung der Kontaktplatten 12 umfassend Stahl hat zudem den Vorteil hoher Robustheit und thermischer Widerstandsfähigkeit.
  • Das Schaltwerk 6 ist weiters ausgebildet, in einem - dem ersten Schritt -nachfolgenden zweiten Schritt, die Mehrzahl zweiter Schaltkontakte 9 jeweils voneinander zu trennen. Die Fig. 1 und 4 zeigen jeweils ein Schaltgerät im ersten Zustand geschlossener erster zwei zweiter Schaltkontakte 2, 9. Nach Betätigung des Schaltwerks 6 durch den Auslöser 7 werden erst die ersten Schaltkontakte 2 getrennt. Da nach wie vor eine leitende Verbindung über den zweiten Strompfand 8 besteht verlagert sich in diesem Zustand der gesamte Stromfluss auf den zweiten Strompfad 8. Aufgrund des erheblich höheren Widerstandes des zweiten Strompfades 8 gegenüber dem ersten Strompfad 3 kann bereits dadurch der über das Schaltgerät 1 fließende Strom reduziert werden. Der betreffende zweite Zustand ist in den Fog. 2 bzw. 5 dargestellt. Im nun nachfolgenden zweiten Schritt trennt das Schaltwerk 6 die zweiten Schaltkontakte 9 bzw. verursacht diese Trennung der zweiten Schaltkontakte 9. Da nunmehr keine weitere leitungsgebundene Verbindung innerhalb des Schaltgeräts 1 besteht, kommt es zur Bildung von Lichtbögen zwischen benachbarten Kontaktplatten 12. Im Gegensatz zu herkömmlichen Schaltgeräten, bei welchen das Erreichen einer hohen Lichtbogenspannung eine längere Zeit benötigt, da der entstehende Lichtbogen von den Schaltkontakten in den, bei solchen herkömmlichen Schaltgeräten üblichen Löschblechstapel wandern muss und dort erst in Teillichtbögen aufgeteilt wird, werden bei gegenständlichem Schaltgerät 1 die Kontaktplatten 12 im Wesentlichen simultan geöffnet, wodurch beim Abschalten des Schaltgeräts 1 bzw. bei Kontaktöffnung schnell eine hohe Lichtbogenspannung erreicht wird, welche einer treibenden Quellenspannung entgegenwirkt und somit den Strom durch das Schaltgerät 1 schneller begrenzt als bei herkömmlichen Schaltgeräten. Die Lichtbogenspannung ist dabei sie Summe der Spannungen der Teillichtbögen. Zudem werden die einzelnen Lichtbögen durch die Vielzahl an Kontaktplatten 12 effektiv gekühlt.
  • Durch die Auswahl der konkreten Anzahl der verwendeten Kontaktplatten 12 kann das betreffende Schaltgerät 1 bei der Konzeption an die beabsichtige Einsatzspannung angepasst werden.
  • Die Kontaktplatten 12 können hinsichtlich deren konkreter Ausbildung unterschiedlich ausgeführt werden, etwa als kreisrunde oder rechteckige Platte. Es kann vorgesehen sein, dass diese als Verbundkörper, umfassend mehrere Werkstoffe, ausgebildet sind. Zudem kann vorgesehen sein, dass die Kontaktplatten 12 vorstehende Kontaktbereich aufweisen, welche dazu vorgesehen sind, die jeweils benachbarte Kontaktplatte 12 zu kontaktieren.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Schaltwerk 6 ein erstes Betätigungselement 10 aufweist, zur wenigstens mittelbaren Trennung der ersten Schaltkontakte 2, und dass das Schaltwerk 6 ein zweites Betätigungselement 11 aufweist, zur wenigstens mittelbaren Trennung der zweiten Schaltkontakte 9. Das erste wie zweite Betätigungselement 10, 11 sind in den Fig. 1 bis 6 lediglich durch Linien versinnbildlicht. Die konkrete Ausgestaltung des betreffenden Schaltwerks 6 ist dabei stark von den sonstigen Anforderungen an das betreffende Schaltgerät 1 abhängig und wird gegenständlich nicht weiter ausgeführt.
  • Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine erste bevorzugte Ausführungsform eines gegenständlichen Schaltgeräts 1, wobei die Kontaktplatten 12 jeweils rotatorisch beweglich gelagert sind. Die einzelnen Kontaktplatten 12 sind dabei in einem Mittenbereich drehbar gelagert in dem Schaltgerät 1 angeordnet. Die Kontaktplatten 12 sind mittels einer Betätigungsstange 20 miteinander verbunden, welche Betätigungsstange 20 mit dem Schaltwerk 6 wenigstens mittelbar in Wirkverbindung steht. Die Betätigungsstange 20 ist dabei vorzugsweise vom Mittenbereich beabstandet an den einzelnen Kontaktplatten 12 drehbeweglich befestigt, um eine gute Hebelwirkung zu erzielen.
  • Eine äußere, dem ersten Festkontakt 14 abgewandte Kontaktplatte 15, 12 wirkt mit einem zweiten Fixkontakt 19 der zweiten Schaltkontakte 9 zusammen, indem diese in der in den Fig. 1 und 2 dargestellten verkippten Position der Kontaktplatten 12 den leitenden Kontakt zur zweiten Anschlussklemme 5 herstellt.
  • In einer ersten Stellung der Betätigungsstange 20 sind die Kontaktplatten 12 jeweils miteinander in Anlage, und bilden eine elektrisch leitende Verbindung, welche einen Teil des zweiten Strompfades 8 darstellt, wie dies in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. In einer zweiten Stellung der Betätigungsstange 20 sind die Kontaktplatten 12 jeweils im Wesentlichen gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.
  • Die Fig. 4 bis 6 zeigen eine zweite bevorzugte Ausführungsform eines gegenständlichen Schaltgeräts 1, wobei die Kontaktplatten 12 längsverschiebbar beweglich gelagert sind. Der Begriff längsverschiebbar bedeutet dabei insbesondere, dass die Verschiebung entlang einer Geraden erfolgt, daher als translatorische Bewegung. Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass die Verschieberichtung im Wesentlichen normal auf eine flächige Ausdehnung der Kontaktplatten 12 angeordnet ist.
  • Die äußere, dem ersten Festkontakt 14 abgewandte Kontaktplatte 15, 12 ist bevorzugt mittels eines flexiblen Leiters 16 mit dem ersten Strompfad 3 schaltungstechnisch verbunden. Die Fig. 1 und 2 zeigen jeweils die zweiten Schaltkontakte 9 in geschlossener Position.
  • Gemäß der dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass zwischen den einzelnen Kontaktplatten 12 jeweils wenigstens eine Feder 17 angeordnet ist, welche in geschlossener Position der zweiten Schaltkontakte 9 unter Vorspannung stehen. Die Federn 17 sind dabei vorzugsweise als Schraubfedern ausgebildet, durch deren zentrale Durchgangsöffnung eine Führungsstange 22 geführt ist, welche auch die Kontaktplatten 12 durchgreift.
  • Die Kontaktplatten 12 werden bevorzugt durch eine Verriegelungsvorrichtung 18 des Schaltwerks 6 in der geschlossenen Position gemäß Fig. 1 bis 2 gehalten, gegen die Vorspannung der Federn 17. Dabei ist das Schaltwerk 6 derart ausgebildet, dass im zweiten Schritt der Verriegelungsvorrichtung 18 betätigt bzw. entriegelt wird, was zum sprungartigen Öffnen der zweiten Schaltkontakte 9 führt.
  • Nicht dargestellt ist eine weitere bevorzugte Vorrichtung des betreffenden Schaltgeräts 1, welche beim, insbesondere manuellen, Schließen der Schaltkontakte 2, 9 des Schaltgerätes 1 die Kontaktplatten 12 wieder miteinander in Anlage bringt und dabei die Vorspannung der Federn 17 aufbringt, sowie die Verriegelungsvorrichtung 18 in die entsprechende Position bringt.

Claims (14)

  1. Schaltgerät (1), insbesondere Gleichstromschaltgerät, wobei das Schaltgerät (1) erste Schaltkontakte (2) aufweist, welche in einem geschlossenen Zustand Teil eines ersten Strompfades (3) von einer ersten Anschlussklemme (4) des Schaltgeräts (1) zu einer zweiten Anschlussklemme (5) des Schaltgeräts (1) sind, wobei schaltungstechnisch parallel zu den ersten Schaltkontakten (2) ein zweiter Strompfad (8) angeordnet ist, wobei der zweite Strompfad (8) eine vorgebbare Mehrzahl seriell angeordneter zweiter Schaltkontakte (9) umfassend zumindest einen gehäusefesten ersten Festkontakt (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Schaltkontakte (9) eine Mehrzahl beweglich in dem Schaltgerät (1) angeordneter Kontaktplatten (12) umfassen, welche sich im durchgeschalteten Zustand des Schaltgerätes (1) jeweils miteinander in Anlage befinden und eine leitende Verbindung innerhalb des zweiten Strompfades (8) bilden, wobei eine erste Kontaktplatte (12, 13) der Mehrzahl an Kontaktplatten 12) an dem ersten Festkontakt (14) der zweiten Schaltkontakte (9) anliegt, dass das Schaltgerät (1) ein Schaltwerk (6) aufweist, welches ausgebildet ist, nach Betätigung durch einen Auslöser (7), in einem ersten Schritt die ersten Schaltkontakte (2) zu trennen, und dass das Schaltwerk (6) ausgebildet ist, in einem - dem ersten Schritt - nachfolgenden zweiten Schritt, die zweiten Schaltkontakte (9) - unter Bildung von Lichtbögen zwischen benachbarten Kontaktplatten (12) - jeweils voneinander zu trennen.
  2. Schaltgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltwerk (6) ein erstes Betätigungselement (10) aufweist, zur wenigstens mittelbaren Trennung der ersten Schaltkontakte (2), und dass das Schaltwerk (6) ein zweites Betätigungselement (11) aufweist, zur wenigstens mittelbaren Trennung der zweiten Schaltkontakte (9).
  3. Schaltgerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Strompfad (8) einen höheren Widerstand, insbesondere einen wenigstens 10 mal, vorzugsweise einen wenigstens 100 mal höheren Widerstand, aufweist, als das zu diesem schaltungstechnisch parallel verlaufende Teilstück des ersten Strompfades (3), umfassend die ersten Schaltkontakte (2).
  4. Schaltgerät (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktplatten (12) einen ferromagnetischen Werkstoff, insbesondere Stahl, aufweisen.
  5. Schaltgerät (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktplatten (12) längsverschiebbar beweglich gelagert sind.
  6. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine äußere, dem ersten Festkontakt (14) abgewandte Kontaktplatte (15, 12) der Mehrzahl an Kontaktplatten (12) mittels eines flexiblen Leiters (16) mit dem ersten Strompfad (3) schaltungstechnisch verbunden ist.
  7. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den einzelnen Kontaktplatten (12) jeweils wenigstens eine Feder (17) angeordnet ist, welche in geschlossener Position der zweiten Schaltkontakte (9) unter Vorspannung stehen.
  8. Schaltgerät (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltwerk (6) eine Verriegelungsvorrichtung (18) aufweist, welche die zweiten Schaltkontakte (9) gegen die Federkraft der vorgespannten Federn (17) in Kontakt hält, und welche vorgebbar entriegelbar ist.
  9. Schaltgerät (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktplatten (12) jeweils rotatorisch beweglich gelagert sind.
  10. Schaltgerät (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine äußere, dem ersten Festkontakt (14) abgewandte Kontaktplatte (15, 12) mit einem zweiten Fixkontakt (19) der zweiten Schaltkontakte (9) zusammenwirkt.
  11. Schaltgerät (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktplatten (12) mittels einer Betätigungsstange (20) miteinander verbunden sind, und dass die Betätigungsstange (20) mit dem Schaltwerk (6) wenigstens mittelbar in Wirkverbindung steht.
  12. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktplatten (12) in einer ersten Stellung der Betätigungsstange (20) jeweils miteinander in Anlage sind, und eine elektrisch leitende Verbindung bilden, und dass die Kontaktplatten (12) in einer zweiten Stellung der Betätigungsstange (20) jeweils im Wesentlichen gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet sind.
  13. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslöser (7) als Kurzschlussauslöser ausgebildet ist.
  14. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktplatten (12) im Wesentlichen simultan geöffnet werden.
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