EP3103130A1 - Switching system - Google Patents

Switching system

Info

Publication number
EP3103130A1
EP3103130A1 EP15700952.3A EP15700952A EP3103130A1 EP 3103130 A1 EP3103130 A1 EP 3103130A1 EP 15700952 A EP15700952 A EP 15700952A EP 3103130 A1 EP3103130 A1 EP 3103130A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
switching system
arc
extinguishing element
contacts
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.)
Granted
Application number
EP15700952.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP3103130B1 (en
Inventor
Thorsten SCHRANK
Michael Kurrat
Ernst-Dieter Wilkening
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.)
Ellenberger and Poensgen GmbH
Original Assignee
Ellenberger and Poensgen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ellenberger and Poensgen GmbH filed Critical Ellenberger and Poensgen GmbH
Publication of EP3103130A1 publication Critical patent/EP3103130A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP3103130B1 publication Critical patent/EP3103130B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H73/00—Protective overload circuit-breaking switches in which excess current opens the contacts by automatic release of mechanical energy stored by previous operation of a hand reset mechanism
    • H01H73/02—Details
    • H01H73/18—Means for extinguishing or suppressing arc
    • 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
    • H01H9/302—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts wherein arc-extinguishing gas is evolved from stationary parts
    • 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
    • H01H9/342—Venting arrangements for arc chutes
    • 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
    • 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 switching system with a first contact and with a second contact, which are mutually movable in an opening direction.
  • the switching system is intended in particular for the low-voltage range, preferably for a relay or for a contactor, wherein the voltages to be switched are up to 1500 V in DC operation and 1000 V in AC operation.
  • a circuit breaker for DC and AC with two contact points is known. Between the contact points a contact bridge is arranged, which is spent in a triggering of the circuit breaker in the transverse direction. The resulting arcing at the two contact points are driven by means of a blowing device.
  • One of the two arcs is in this case blown to an edge region of the contact bridge, whereas one of the bases of the other arc is brought by means of baffles substantially in electrical contact with the two contact points.
  • the two contact points are electrically short-circuited by means of the second arc and the second arc assumes the electrical function of the contact bridge in the closed state.
  • the second arc is thus connected in parallel to the contact bridge.
  • the first of the two arcs goes out.
  • the remaining arc is driven by means of another blowing device in a quenching chamber and there extinguished.
  • the invention has for its object to provide a particularly suitable switching system with a first contact, with a second contact, which are movable in an opening direction to each other, and a circuit breaker with the switching system, wherein an arc forming between the two contacts is erased relatively efficiently , and wherein the weight and the size are reduced in particular.
  • the switching system has a first contact and a second contact, which are electrically connected in series and serve to conduct current within the switching system.
  • the two contacts are mutually movable in an opening direction.
  • the first contact is stationary, so it is held stationary by means of further elements of the switching system.
  • the second contact for example, by means of a hinge, such as a film hinge or the like, movably mounted.
  • the first contact is a fixed contact and the second contact is a moving contact.
  • both contacts are movably disposed within the switching system.
  • the first contact is movably supported by means of a hinge.
  • at least one of the contacts can be moved in a transverse direction.
  • the two contacts are preferably mechanically directly to each other and are spaced apart in the non-conductive state.
  • the contacts are spent to each other in the opening direction.
  • the opening direction is understood to be the direction in which the second contact is moved with respect to the first contact in order to transfer the switching system from the conducting to the non-conducting state.
  • the second contact is transversely spent with respect to the first contact.
  • the opening direction denotes the direction parallel to the transverse line.
  • the second contact is rotated with respect to the first contact, in particular by means of a hinge or a fixed axis. In this case, the opening direction is tangential with respect to the rotation axis.
  • the switching system comprises an extinguishing chamber with an extinguishing element, wherein the extinguishing chamber is arranged in particular adjacent to the two contacts.
  • the extinguishing element of the quenching chamber is made of a porous material.
  • the quenching chamber essentially consists of the extinguishing element or merely additionally has a holder for the extinguishing element.
  • the porous material is porous. In other words, the individual pores of the material are interconnected.
  • the extinguishing element is electrically non-conductive, that is, made of an electrically insulating material.
  • the switching system comprises a drive element for driving an arc into the quenching chamber.
  • the quenching chamber, the drive element and the two contacts are arranged such that an arc which forms when the two contacts are opened is driven between them by means of the drive element into the quenching chamber.
  • a plasma is formed between the first contact and the second contact due to a comparatively high electrical voltage and thus an arc is formed, over which an electric current flows.
  • a current flow through the switching system continues even when contacts are open.
  • the driving element the arc is driven into the quenching chamber and spreads in the extinguishing element.
  • a heat exchange takes place between the plasma and the comparatively cool extinguishing element. Due to the large contact area between the plasma and the extinguishing element, the heat exchange is comparatively efficient, so that the plasma is relatively strongly cooled.
  • the cooling of the plasma and the associated depletion of energy cause an increase in the elec- electric field strength of the arc. Between the first and second contact, this leads to a strong and rapid increase in the arc voltage.
  • the arc voltage reaches or exceeds the value of the voltage applied to the switching system electrical voltage, this leads to a limitation and reduction of the current flow up to its interruption.
  • the arc is comparatively efficiently cooled and limited in its cross-sectional area and thus erased relatively quickly, and consequently the switching system is placed in a non-conducting state.
  • the porous material Due to the use of the porous material, it is possible to produce a comparatively lightweight and compact switching system. In addition, the production of a porous material is easier and faster than, for example, the arrangement of quenching plates. As a result, the switching system can be created relatively quickly and inexpensively. Furthermore, the speed of the increase in the arc field strength is comparatively large, so that a comparatively rapid displacement of the switching system into a non-conductive state is made possible.
  • the switching system is used in a motor vehicle or an aircraft, which is possible due to the relatively lightweight and compact design of the switching system.
  • the switching system is intended in particular for high DC voltages, preferably for high-voltage relays or for a contactor.
  • the switching system should, preferably in conjunction with a switch in the form of a relay or contactor, for high DC voltages of z. B. at least 330 V and for carrying and separating a continuous current of z. B. at least 32 A, 100 A, 320 A or 1000 A be suitable.
  • the switching system is suitable for carrying and separating a continuous current of up to several hundred amperes and a continuous voltage of several hundred volts, wherein the voltages to be switched e.g. up to 1500V in DC mode and 1000V in AC mode.
  • the porous material has a pore density, also referred to as cell width, between 20 ppi and 30 ppi (pores per inch).
  • cell width between 20 ppi and 30 ppi (pores per inch).
  • the number of pores per inch is between 20 and 30.
  • the number of pores is between 7.5 and 12 per centimeter.
  • the density is equal to 20 ppi, 25 ppi or 30 ppi.
  • the porous material has a porosity of between 70% and 90%, the porosity being the ratio of the void volume to the total volume.
  • the ratio of the total volume minus the void volume to the total volume referred to as the solid content of the porous material, is in particular equal to 10%, 20% or 30%.
  • porosity on the one hand, a comparatively high structural stability of the extinguishing element is ensured.
  • comparatively many cavities are created, within which the arcs spread.
  • the porous material is a foamed ceramic, which in particular is open-pore.
  • the porous material is Al 2 O 3.
  • the extinguishing element is comparatively resistant to high temperatures resulting from an arc.
  • the burnup of the extinguishing element being comparatively small.
  • an electrical short circuit is excluded by means of the extinguishing element due to the relatively high electrical resistivity of the material.
  • the extinguishing element is designed as a hollow cylinder.
  • the cross section of the extinguishing element is perpendicular to the cylinder axis annular.
  • the second contact is at least partially arranged.
  • the second contact is guided by means of the central recess of the extinguishing element.
  • the quenching chamber surrounds the second contact and an arc propagating between the second contact and the first contact is driven relatively quickly into the quenching chamber.
  • the first contact is substantially annular or disk-shaped and in direct mechanical contact with one of the top surfaces of the hollow cylindrical extinguishing element.
  • the second contact is suitably disposed within the erase element such that the second contact is in direct mechanical contact with the first contact.
  • the second contact in the opening direction which is parallel to the cylinder axis of the extinguishing element, is moved away from the first contact by the extinguishing element. In this way, the arc spreads within a certain range and thermal stress or other damage to any other components of the switching system or other elements is excluded.
  • the switching system has a third contact whose position relative to the first contact is fixed.
  • the first and third contacts are fixed contacts.
  • the second contact is movable with respect to both the first and third contacts.
  • the third contact is connected in the conducting state of the switching system, in particular in series with the first and second contact.
  • the extinguishing element is arranged.
  • the second contact is such that the arc before its deletion propagates between the first and third contact and is driven from there by means of the drive element in the extinguishing element. In other words, unless the arc extinguishes on the way to the quenching chamber, the arc is driven into the quenching chamber.
  • the quenching element is in direct mechanical contact with both the first and third contacts.
  • the extinguishing element is substantially cuboid.
  • the first contact is held by the extinguishing element at a defined distance from the third contact, so that even with a possible detachment of a fastening from the first and / or third contact these two do not come into direct mechanical contact and consequently the switching system is short-circuited.
  • the second contact in the conductive state of the switching system is applied to the first and to the third contact.
  • the second contact is designed essentially cuboid. In the non-conductive state of the switching system, the distance between the second contact and the
  • Extinguishing element suitably increased.
  • the second contact is moved away from the extinguishing element.
  • the two free ends of the second contact are expediently spaced from both the first and the third contact.
  • at least one of the arcs is driven along the second contact until it turns over to the first or third contact.
  • the further arc formed between the second contact and the first and third contacts expires.
  • the second contact no longer carries any current and the arc only forms between the first and the third contact.
  • the arc is driven by means of a driving element into the quenching chamber, which is located between the two contacts, and extinguished there.
  • the opening direction is in such an embodiment of the switching system away from the extinguishing element and in particular perpendicular to the shortest connection between the first and third contact.
  • the driving element is a magnetic element.
  • a magnetic field is generated by means of the driving element.
  • the drive element has a number of magnetic elements, resulting in a comparatively homogeneous magnetic field.
  • the drive element is a permanent magnet, which is preferably made of a ferrite. In this way makes it possible to create the switching system comparatively inexpensive.
  • the permanent magnet is made of NdFeB, which allows comparatively compact dimensions of the switching system.
  • the magnetic element is a coil or has at least one coil, which generates the magnetic field with a suitable current supply.
  • the magnetic drive element is arranged adjacent to the quenching chamber, and preferably, the quenching chamber is relatively strong flows through the magnetic field.
  • the magnetic field within the quenching chamber is at least a quarter of the maximum magnetic field strength of the magnetic drive element.
  • the magnetic field in the region of the first and second contacts is perpendicular to the opening direction. In this way, due to the acting Lorentz force, an arc arising between the first and second contacts is moved comparatively quickly away from its original position and erosion of the first and / or second contact in the region of a mutual mechanical installation is avoided.
  • the driving element for example, a burn-off element in the form of a solid or a gel-like liquid whose boiling point is below the temperature of the arc.
  • the material of the Abbrandelements is electrically non-conductive, so electrically insulating, e.g. Plexiglas.
  • the drive element is arranged in the region of the two contacts in which the arc is formed. In particular, the place of origin of the arc between the drive element and the quenching chamber. Due to the propagation of the arc, the burn-up element is at least partially converted into a gaseous state. As a result of the resulting gas flow of the outgassing Abbrandelements the arc is driven into the quenching chamber.
  • the circuit breaker preferably comprises a switching system having a first contact and a second contact which are movable toward each other in an opening direction. Furthermore, the switching system comprises a quenching chamber and amaschineele- ment for driving an arc in the quenching chamber, for example, a magnetic element that generates a magnetic field, in particular a permanent magnet or an electromagnet.
  • the quenching chamber has an erasing element made of a porous material. Due to the use of the porous material for the erasing element, it is possible to make the circuit breaker comparatively small, compact and easy.
  • the circuit breaker is part of a photovoltaic system or a motor vehicle.
  • the circuit breaker is designed to switch comparatively high voltages, in particular greater than or equal to 450 V, and / or high currents, in particular greater than or equal to 10 A.
  • the rated voltage of the circuit breaker is 330 V and the rated current is 32 A, 100 A or 320 A.
  • the rated current is 1000 A.
  • the circuit breaker for carrying and separating a continuous current of up to several hundred amps and a continuous voltage of several hundred volts suitable, wherein the voltages to be switched, for example, up to 1500V in DC operation and 000V in AC operation amount.
  • the circuit breaker comprises, in particular in addition to the switching system, a monitoring device by means of which the electrical current flowing through the circuit breaker and / or the electrical voltage is monitored.
  • the monitoring device has, for example, or comprises electrical and / or electronic components
  • Bimetallic element that bends when the rated voltage and / or rated current is exceeded.
  • Fig. 1 in an exploded view, a first embodiment of the
  • Fig. 2 is a sectional view of a second embodiment of the circuit breaker.
  • a circuit breaker 2 is shown in fragmentary detail in an exploded view schematically simplified.
  • the axisymmetric circuit breaker 2 comprises a switching system 4 with a first housing part 6 and a second housing part 8.
  • the first housing part 6 has a groove 10 within which a cuboid-shaped quenching chamber 12 is arranged, which consists of an existing of a porous material extinguishing element 14 is.
  • the erasing element 14 is made of Al 2 O 3, and the porosity of the material used for the erasing element 14 is equal to 85% and the pore density is 20ppi.
  • the lateral boundary surfaces of the groove 10 are partially formed by a first contact 16 and a third contact 18, each consisting of a bent into a U-shaped copper strip.
  • the copper strip is in each case with one of the two mutually parallel legs in a recess 20 of the first housing part 6 a.
  • the leg connecting the two mutually parallel legs forms the boundary of the groove 10.
  • the extinguishing element 14 is in direct mechanical contact with the two legs of the copper strips forming the boundary of the groove 10.
  • the extinguishing element 14 is located substantially in the region of the two recesses 20, so that the groove 10 is divided by means of the extinguishing element.
  • an arc space 22 is formed, which extends to the end of the groove 10.
  • a second contact 24 is arranged in the form of a strip of copper in the conductive state.
  • the second housing part 8 has a permanent magnet 26, which in turn covers the arc chamber 22, and whose magnetic field M is substantially perpendicular to the second contact 24 and the groove 10.
  • the first housing part 6 likewise has a permanent magnet, which is arranged on the mirror image of the permanent magnet 26 of the second housing part 8. In this way, the magnetic field M in the region of the groove 10 is comparatively homogeneous.
  • an electrical current flows from the terminal 27 of the first contact 16 to the second contact 24 and via this to the third contact 18.
  • the second contact 24 is moved in an opening direction 28 which is parallel to the groove 10.
  • the opening direction 28 is directed away from the extinguishing element 14.
  • the movement of the second contact 24 by means of a guide and mechanism, not shown here, which is actuated by a monitoring device, also not shown. By means of this, the current flowing across the two terminals 27 is detected and evaluated. If the current exceeds a certain nominal value, which is 320 A, the second contact 24 is moved in the opening direction 28.
  • the arc 34 is by means of the permanent magnet 26 due to
  • the extinguishing element 14 made of Al 2 O 3 is a foamed ceramic and has a pore density of 30 ppm and a porosity of 80%. Furthermore, the extinguishing element 14 is designed as a hollow cylinder and positioned within a first housing 36. At an axial end of the extinguishing element 14 extending in the opening direction 28, the ring-shaped first contact 16 is connected to the extinguishing element 14. In this case, the first contact 16 also delimits a pot-shaped second housing 38, on the pot bottom of which one of the connections 27 is located. The opening of the cup-shaped second housing 38 is aligned with the concentrically aligned first contact 16 and the central recess of the extinguishing element 14th
  • the likewise ring-shaped second contact 24 is supported by a pin 40 with a pen tip 42 made of a non-conductive material, in particular Plexiglas or the like, and a pin shaft 44 made of an electrically conductive material.
  • the second contact 24 is in this case between the pen tip 42 and the pin shaft 44, at the end of the pen 42 opposite end, the second terminal 27 of the switching system 4 is located.
  • the pin 40 is disposed within the first housing 36 and the second housing 38 and is positively in the respective central recesses and is guided by these.
  • the pin 40 is within the first housing 36 and the second housing 38.
  • the pen tip 42 is inserted so far into the second housing 38 until the second contact 24 flush with the first contact 16 is.
  • the penpoint tip 42 is substantially entirely within the second housing 38.
  • the second contact 24 is mechanically abutting directly against the first contact 16.
  • a current flows from the terminal 27 arranged on the second housing 38 via the second housing 38 and the first contact 16 to the second contact 24 and from there via the pin shaft 44 to the terminal 27 arranged there.
  • the pin 40 is moved out of the second housing 38 along the opening direction 28.
  • the second contact 24 in this case moves through the extinguishing element 14 to the end of the first housing 36 facing away from the second housing 38.
  • the arc 34 forms between the first contact 16 and the second contact 24 along the nib 42. Due to the effect of heat on the pen tip 42, the latter partially evaporates, which, because of the increased pressure in this way, leads to a gas flow running perpendicular to the opening direction 28.
  • the flow of particles drives the arc 34 radially outward into the extinguishing element 14. With increasing displacement of the pin 40, the length of the arc 34 is increased.
  • the number of pores of the porous material of the quenching element 14 increases, within which a plasma is formed or in which the plasma is forced, wherein the plasma carries the electric current flow between the two terminals 27.
  • the strength of the interaction between the arc 34 and the extinguishing element 14 and thus the increase of the arc voltage is so great that thereby the current flow between the two terminals 27 is limited and finally prevented ,

Landscapes

  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
  • Circuit Breakers (AREA)

Abstract

The invention relates to a switching system (4) comprising a first contact (16) and a second contact (24) which can be moved in relation to each other in an opening direction (28). Said switching system (4) comprises a quenching chamber (12) and a drive element (26) for driving an arc (34) into the quenching chamber (12). Said quenching chamber (12) comprising a quenching element (14) made of a porous material. The invention also relates to a circuit breaker (2) comprising said type of switching system (4).

Description

Beschreibung  description
Schaltsystem  switching system
Die Erfindung betrifft ein Schaltsystem mit einem ersten Kontakt und mit einem zweiten Kontakt, die zueinander in eine Öffnungsrichtung beweglich sind. Das Schaltsystem ist insbesondere für den Niederspannungsbereich vorgesehen, vorzugsweise für ein Relais oder für ein Schütz, wobei die zu schaltenden Spannungen bis zu 1500V im Gleichspannungsbetrieb und 1000V im Wechselspannungsbetrieb betragen. The invention relates to a switching system with a first contact and with a second contact, which are mutually movable in an opening direction. The switching system is intended in particular for the low-voltage range, preferably for a relay or for a contactor, wherein the voltages to be switched are up to 1500 V in DC operation and 1000 V in AC operation.
Aus der DE 10 2009 013 337 B4 ist ein Schutzschalter für Gleichstrom- und Wechselstrom mit zwei Kontaktstellen bekannt. Zwischen den Kontaktstellen ist eine Kontaktbrücke angeordnet, die bei einem Auslösen des Schutzschalters in transversaler Richtung verbracht wird. Die an den beiden Kontaktstellen entstehenden Lichtbögen werden mittels einer Blaseinrichtung getrieben. Einer der beiden Lichtbögen wird hierbei bis zu einem Randbereich der Kontaktbrücke geblasen, wohingegen einer der Fußpunkte des anderen Lichtbogens mittels Leitblechen im Wesentlichen in elektrischen Kontakt mit den beiden Kontaktstellen verbracht wird. Mit anderen Worten werden mittels des zweiten Lichtbogens die beiden Kontaktstellen elektrisch kurzgeschlossen und der zweite Lichtbogen übernimmt die elektrische Funktion der Kontaktbrücke im geschlossenen Zustand. Der zweite Lichtbogen ist somit parallel zu der Kontaktbrücke geschaltet. Der erste der beiden Lichtbögen erlischt hierbei. Der verbleibende Lichtbogen wird mittels einer weiteren Blaseinrichtung in eine Löschkammer getrieben und dort zum Erlöschen gebracht. From DE 10 2009 013 337 B4 a circuit breaker for DC and AC with two contact points is known. Between the contact points a contact bridge is arranged, which is spent in a triggering of the circuit breaker in the transverse direction. The resulting arcing at the two contact points are driven by means of a blowing device. One of the two arcs is in this case blown to an edge region of the contact bridge, whereas one of the bases of the other arc is brought by means of baffles substantially in electrical contact with the two contact points. In other words, the two contact points are electrically short-circuited by means of the second arc and the second arc assumes the electrical function of the contact bridge in the closed state. The second arc is thus connected in parallel to the contact bridge. The first of the two arcs goes out. The remaining arc is driven by means of another blowing device in a quenching chamber and there extinguished.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeignetes Schaltsystem mit einem ersten Kontakt, mit einem zweiten Kontakt, die zueinander in eine Öffnungsrichtung beweglich sind, und einen Schutzschalter mit dem Schaltsystem anzugeben, wobei ein sich zwischen den beiden Kontakten bildender Lichtbogen vergleichsweise effizient gelöscht wird, und wobei das Gewicht und die Größe insbesondere reduziert sind. The invention has for its object to provide a particularly suitable switching system with a first contact, with a second contact, which are movable in an opening direction to each other, and a circuit breaker with the switching system, wherein an arc forming between the two contacts is erased relatively efficiently , and wherein the weight and the size are reduced in particular.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Hinsichtlich des Schaltsystems wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Schutzschalters durch die Merkmale des Anspruchs 10 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche. CONFIRMATION COPY With regard to the switching system, the object is achieved by the features of claim 1 and in terms of the circuit breaker by the features of claim 10 according to the invention. Advantageous developments and refinements are the subject of the dependent claims.
Das Schaltsystem weist einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt auf, die elektrisch in Reihe geschaltet sind und zur Stromführung innerhalb des Schaltsystems dienen. Die beiden Kontakte sind zueinander in eine Öffnungsrichtung beweglich. Hierbei ist beispielsweise der erste Kontakt feststehend, also wird mittels weiterer Elemente des Schaltsystems ortsfest gehalten. Der zweite Kontakt ist beispielsweise mittels eines Scharniers, beispielsweise eines Filmscharniers oder dergleichen, beweglich gelagert. Mit anderen Worten ist der erste Kontakt ein Festkontakt und der zweite Kontakt ein Bewegkontakt. Alternativ hierzu sind beide Kontakte beweglich innerhalb des Schaltsystems angeordnet. Insbesondere ist der erste Kontakt mittels eines Scharniers beweglich gelagert. Alternativ oder in Kombination hierzu ist zumindest einer der Kontakte in eine transversale Richtung verbringbar. The switching system has a first contact and a second contact, which are electrically connected in series and serve to conduct current within the switching system. The two contacts are mutually movable in an opening direction. In this case, for example, the first contact is stationary, so it is held stationary by means of further elements of the switching system. The second contact, for example, by means of a hinge, such as a film hinge or the like, movably mounted. In other words, the first contact is a fixed contact and the second contact is a moving contact. Alternatively, both contacts are movably disposed within the switching system. In particular, the first contact is movably supported by means of a hinge. Alternatively or in combination, at least one of the contacts can be moved in a transverse direction.
In dem leitenden Zustand des Schaltsystems liegen die beiden Kontakte vorzugsweise mechanisch direkt aneinander an und sind im nichtleitenden Zustand voneinander beabstandet. Hierbei werden die Kontakte zueinander in die Öffnungsrichtung verbracht. Unter Öffnungsrichtung wird insbesondere die Richtung verstanden, in die der zweite Kontakt bezüglich des ersten Kontakts verbracht wird, um das Schaltsystem von dem leitenden in den nichtleitenden Zustand zu überführen. Beispielsweise wird der zweite Kontakt bezüglich des ersten Kontakts transversal verbracht. Hierbei bezeichnet die Öffnungsrichtung die Richtung, die parallel zur transversalen Geraden ist. Alternativ wird der zweite Kontakt bezüglich des ersten Kontakts rotiert, insbesondere mittels eines Scharniers oder einer feststehenden Achse. In diesem Fall ist die Öffnungsrichtung tangential bezüglich der Rotationsachse. Das Schaltsystem umfasst eine Löschkammer mit einem Löschelement, wobei die Löschkammer insbesondere benachbart zu den beiden Kontakten angeordnet ist. Das Löschelement der Löschkammer besteht aus einem porösen Material. Insbesondere besteht die Löschkammer im Wesentlichen aus dem Löschelement oder weist lediglich zusätzlich eine Halterung für das Löschelement auf. Besonders bevorzugt ist das poröse Material offenporig. Mit anderen Worten sind die einzelnen Poren des Materials miteinander verbunden. Geeigneterweise ist hierbei das Löschelement elektrisch nicht leitend, also aus einem elektrisch isolierenden Material. In the conductive state of the switching system, the two contacts are preferably mechanically directly to each other and are spaced apart in the non-conductive state. Here, the contacts are spent to each other in the opening direction. In particular, the opening direction is understood to be the direction in which the second contact is moved with respect to the first contact in order to transfer the switching system from the conducting to the non-conducting state. For example, the second contact is transversely spent with respect to the first contact. Here, the opening direction denotes the direction parallel to the transverse line. Alternatively, the second contact is rotated with respect to the first contact, in particular by means of a hinge or a fixed axis. In this case, the opening direction is tangential with respect to the rotation axis. The switching system comprises an extinguishing chamber with an extinguishing element, wherein the extinguishing chamber is arranged in particular adjacent to the two contacts. The extinguishing element of the quenching chamber is made of a porous material. In particular, the quenching chamber essentially consists of the extinguishing element or merely additionally has a holder for the extinguishing element. Particularly preferably, the porous material is porous. In other words, the individual pores of the material are interconnected. Suitably, in this case the extinguishing element is electrically non-conductive, that is, made of an electrically insulating material.
Ferner umfasst das Schaltsystem ein Treibelement zum Treiben eines Lichtbogens in die Löschkammer. Die Löschkammer, das Treibelement und die beiden Kontakte sind derart angeordnet, dass ein bei Öffnung der beiden Kontakte entstehender Lichtbogen zwischen diesen mittels des Treibelements in die Löschkammer getrieben wird. Bei einem Überführen des Schaltsystems von dem leitenden in den nichtleitenden Zustand ist es möglich, dass zwischen dem ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt aufgrund einer vergleichsweise hohen elektrischen Spannung ein Plasma gebildet wird und somit ein Lichtbogen entsteht, über den ein elektrischer Strom fließt. In Folge dessen besteht ein Stromfluss durch das Schaltsystem auch bei geöffneten Kontakten fort. Mittels des Treibelements wird der Lichtbogen in die Löschkammer getrieben und breitet sich in dem Löschelement aus. Insbesondere bildet sich im Bereich der Poren ein Plasma, über das der Strom fließt. Mit anderen Worten wird die Länge des zwischen den beiden Kontakten gebildeten Lichtbogens erhöht, da sich der Lichtbogen lediglich innerhalb der Poren ausbreitet. Zudem wird bei einer geeigneten Wahl der Porengröße der Querschnitt des Lichtbogens begrenzt. Dies führt zu einer erhöhten elektrischen Spannung, die zum Erhalt des Lichtbogens erforderlich ist. Furthermore, the switching system comprises a drive element for driving an arc into the quenching chamber. The quenching chamber, the drive element and the two contacts are arranged such that an arc which forms when the two contacts are opened is driven between them by means of the drive element into the quenching chamber. In a transfer of the switching system from the conductive to the non-conductive state, it is possible that a plasma is formed between the first contact and the second contact due to a comparatively high electrical voltage and thus an arc is formed, over which an electric current flows. As a result, a current flow through the switching system continues even when contacts are open. By means of the driving element, the arc is driven into the quenching chamber and spreads in the extinguishing element. In particular, forms in the region of the pores, a plasma over which the current flows. In other words, the length of the arc formed between the two contacts is increased because the arc propagates only within the pores. In addition, with a suitable choice of pore size, the cross section of the arc is limited. This leads to an increased electrical voltage, which is required to obtain the arc.
Zwischen dem Plasma und dem vergleichsweise kühlen Löschelement findet ein Wärmeaustausch statt. Aufgrund der großen Kontaktfläche zwischen dem Plasma und dem Löschelement ist der Wärmeaustausch vergleichsweise effizient, so dass das Plasma vergleichsweise stark gekühlt wird. Das Kühlen des Plasmas und der damit einhergehende Energieentzug sorgen für eine Erhöhung der elekt- rischen Feldstärke des Lichtbogens. Zwischen dem ersten und zweiten Kontakt führt dies zu einem starken und schnellen Anstieg der Lichtbogenspannung. Sobald die Lichtbogenspannung den Wert der an dem Schaltsystem anliegenden elektrischen Spannung erreicht oder diesen übersteigt, führt dies zu einer Begrenzung und Reduzierung des Stromflusses bis hin zu seiner Unterbrechung. Zusammenfassend wird der Lichtbogen vergleichsweise effizient gekühlt und in seiner Querschnittsfläche begrenzt und somit vergleichsweise schnell gelöscht und folglich das Schaltsystem in einen nichtleitenden Zustand versetzt. A heat exchange takes place between the plasma and the comparatively cool extinguishing element. Due to the large contact area between the plasma and the extinguishing element, the heat exchange is comparatively efficient, so that the plasma is relatively strongly cooled. The cooling of the plasma and the associated depletion of energy cause an increase in the elec- electric field strength of the arc. Between the first and second contact, this leads to a strong and rapid increase in the arc voltage. As soon as the arc voltage reaches or exceeds the value of the voltage applied to the switching system electrical voltage, this leads to a limitation and reduction of the current flow up to its interruption. In summary, the arc is comparatively efficiently cooled and limited in its cross-sectional area and thus erased relatively quickly, and consequently the switching system is placed in a non-conducting state.
Aufgrund der Verwendung des porösen Materials ist es ermöglicht, ein vergleichsweise leichtes und kompaktes Schaltsystem zu fertigen. Zudem ist die Fertigung eines porösen Materials einfacher und schneller als beispielsweise die Anordnung von Löschblechen. In Folge dessen kann das Schaltsystem vergleichsweise schnell und kostengünstig erstellt werden. Ferner ist die Geschwindigkeit des Anstiegs der Lichtbogenfeldstärke vergleichsweise groß, sodass ein vergleichsweise schnelles Versetzen des Schaltsystems in einen nichtleitenden Zustand ermöglicht ist. Due to the use of the porous material, it is possible to produce a comparatively lightweight and compact switching system. In addition, the production of a porous material is easier and faster than, for example, the arrangement of quenching plates. As a result, the switching system can be created relatively quickly and inexpensively. Furthermore, the speed of the increase in the arc field strength is comparatively large, so that a comparatively rapid displacement of the switching system into a non-conductive state is made possible.
Zweckmäßigerweise wird das Schaltsystem in einem Kraftfahrzeug oder einem Flugzeug verwendet, was aufgrund der vergleichsweise leichten und kompakten Ausführung des Schaltsystems möglich ist. Das Schaltsystem ist insbesondere für hohe Gleichspannungen, vorzugsweise für Hochvolt-Relais oder für ein Schütz, vorgesehen. Das Schaltsystem soll, vorzugsweise in Verbindung mit einem Schalter in Form eines Relais oder Schützes, für hohe Gleichspannungen von z. B. mindestens 330 V und zum Tragen und Trennen eines Dauerstroms von z. B. mindestens 32 A, 100 A, 320 A oder 1000 A geeignet sein. Insbesondere ist das Schaltsystem zum Tragen und Trennen eines Dauerstromes von bis zu mehreren hundert Ampere und einer Dauerspannung von mehreren hundert Volt geeignet, wobei die zu schaltenden Spannungen z.B. bis zu 1500V im Gleichspannungsbetrieb und 1000V im Wechselspannungsbetrieb betragen. Conveniently, the switching system is used in a motor vehicle or an aircraft, which is possible due to the relatively lightweight and compact design of the switching system. The switching system is intended in particular for high DC voltages, preferably for high-voltage relays or for a contactor. The switching system should, preferably in conjunction with a switch in the form of a relay or contactor, for high DC voltages of z. B. at least 330 V and for carrying and separating a continuous current of z. B. at least 32 A, 100 A, 320 A or 1000 A be suitable. In particular, the switching system is suitable for carrying and separating a continuous current of up to several hundred amperes and a continuous voltage of several hundred volts, wherein the voltages to be switched e.g. up to 1500V in DC mode and 1000V in AC mode.
Vorzugsweise weist das poröse Material eine Porendichte, auch als Zellweite bezeichnet, zwischen 20 ppi und 30 ppi (pores per inch) auf. Mit anderen Worten ist die Anzahl der Poren pro inch zwischen 20 und 30. Mit nochmals anderen Worten ist die Anzahl der Poren zwischen 7,5 und 12 pro Zentimeter. Zweckmäßigerweise ist die Dichte gleich 20 ppi, 25 ppi oder 30 ppi. Mittels einer derartigen Zellweite ist eine vergleichsweise starke Auffächerung des Lichtbogens innerhalb des Löschelements erreichbar. In Folge dessen wird ein Lichtbogen vergleichsweise schnell innerhalb des Löschelements gelöscht. Preferably, the porous material has a pore density, also referred to as cell width, between 20 ppi and 30 ppi (pores per inch). In other words the number of pores per inch is between 20 and 30. In other words, the number of pores is between 7.5 and 12 per centimeter. Conveniently, the density is equal to 20 ppi, 25 ppi or 30 ppi. By means of such a cell width, a comparatively strong fanning out of the arc within the extinguishing element can be achieved. As a result, an arc is erased relatively quickly within the erase element.
Zweckmäßigerweise weist das poröse Material eine Porosität zwischen 70 % und 90 % auf, wobei die Porosität das Verhältnis des Hohlraumvolumens zu dem Gesamtvolumen bezeichnet. Das Verhältnis des Gesamtvolumens abzüglich des Hohlraumvolumens zu dem Gesamtvolumen, als Feststoffanteil des porösen Materials bezeichnet, ist insbesondere gleich 10 %, 20 % oder 30 %. Bei einer derartigen Wahl der Porosität ist einerseits eine vergleichsweise hohe strukturelle Stabilität des Löschelements gewährleistet. Andererseits sind vergleichsweise viele Hohlräume geschaffen, innerhalb derer sich die Lichtbögen ausbreiten. Conveniently, the porous material has a porosity of between 70% and 90%, the porosity being the ratio of the void volume to the total volume. The ratio of the total volume minus the void volume to the total volume, referred to as the solid content of the porous material, is in particular equal to 10%, 20% or 30%. In such a choice of porosity, on the one hand, a comparatively high structural stability of the extinguishing element is ensured. On the other hand, comparatively many cavities are created, within which the arcs spread.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das poröse Material eine Schaumkeramik, die insbesondere offenporig ist. Auf diese Weise ist ein vergleichsweise stabiles Löschelement bereitgestellt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das poröse Material AI2O3. Bei einer derartigen Materialwahl ist das Löschelement vergleichsweise resistent gegen hohe Temperaturen, die sich aufgrund eines Lichtbogens ergeben. In Folge dessen können vergleichsweise viele Schaltvorgänge mittels des Schaltsystems durchgeführt werden, wobei der Abbrand des Löschelements vergleichsweise gering ist. Zudem ist ein elektrischer Kurzschluss mittels des Löschelements aufgrund des vergleichsweise hohen spezifischen elektrischen Widerstands des Werkstoffs ausgeschlossen. In a particularly preferred embodiment, the porous material is a foamed ceramic, which in particular is open-pore. In this way, a comparatively stable extinguishing element is provided. In a particularly preferred embodiment of the invention, the porous material is Al 2 O 3. With such a choice of material, the extinguishing element is comparatively resistant to high temperatures resulting from an arc. As a result, comparatively many switching operations can be carried out by means of the switching system, the burnup of the extinguishing element being comparatively small. In addition, an electrical short circuit is excluded by means of the extinguishing element due to the relatively high electrical resistivity of the material.
Beispielsweise ist das Löschelement hohlzylindrisch ausgestaltet. Insbesondere ist der Querschnitt des Löschelements senkrecht zu dessen Zylinderachse ringförmig. Innerhalb des Löschelements ist der zweite Kontakt zumindest teilweise angeordnet. Beispielsweise wird der zweite Kontakt mittels der zentralen Aussparung des Löschelements geführt. Auf diese Weise umgibt die Löschkammer den zweiten Kontakt und ein sich zwischen dem zweiten Kontakt und dem ersten Kontakt ausbreitender Lichtbogen wird vergleichsweise schnell in die Löschkammer getrieben. Insbesondere ist der erste Kontakt im Wesentlichen ring- oder scheibenförmig ausgestaltet und in direktem mechanischen Kontakt mit einer der Deckflächen des hohlzylindrischen Löschelements. Im leitendem Zustand ist der zweite Kontakt geeigneterweise derart innerhalb des Löschelements angeordnet, dass der zweite Kontakt in direktem mechanischen Kontakt mit dem ersten Kontakt ist. Zur Überführung des Schaltsystems in einen nichtleitenden Zustand wird der zweite Kontakt in Öffnungsrichtung, die parallel zur Zylinderachse des Löschelements ist, durch das Löschelement von dem ersten Kontakt weg bewegt. Auf diese Weise breitet sich der Lichtbogen innerhalb eines bestimmten Bereichs aus und eine thermische Belastung oder sonstige Beschädigung von etwaigen weiteren Bestandteilen des Schaltsystems oder sonstiger Elemente ist ausgeschlossen. For example, the extinguishing element is designed as a hollow cylinder. In particular, the cross section of the extinguishing element is perpendicular to the cylinder axis annular. Within the extinguishing element, the second contact is at least partially arranged. For example, the second contact is guided by means of the central recess of the extinguishing element. In this way, the quenching chamber surrounds the second contact and an arc propagating between the second contact and the first contact is driven relatively quickly into the quenching chamber. In particular, the first contact is substantially annular or disk-shaped and in direct mechanical contact with one of the top surfaces of the hollow cylindrical extinguishing element. In the conductive state, the second contact is suitably disposed within the erase element such that the second contact is in direct mechanical contact with the first contact. To transfer the switching system into a non-conductive state, the second contact in the opening direction, which is parallel to the cylinder axis of the extinguishing element, is moved away from the first contact by the extinguishing element. In this way, the arc spreads within a certain range and thermal stress or other damage to any other components of the switching system or other elements is excluded.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung weist das Schaltsystem einen dritten Kontakt auf, dessen Position bezüglich des ersten Kontakts fest ist. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem ersten und dem dritten Kontakt um Festkontakte. In Folge dessen ist der zweite Kontakt bezüglich sowohl des ersten als auch des dritten Kontakts beweglich. Der dritte Kontakt ist im leitenden Zustand des Schaltsystems insbesondere in Reihe zu dem ersten und zweiten Kontakt geschalten. Zwischen dem ersten Kontakt und dem dritten Kontakt ist das Löschelement angeordnet. Zweckmäßigerweise ist der zweite Kontakt derart beschaffen, dass sich der Lichtbogen vor dessen Löschung zwischen dem ersten und dritten Kontakt ausbreitet und von dort mittels des Treibelements in das Löschelement getrieben wird. Mit anderen Worten wird der Lichtbogen, sofern er nicht bereits auf dem Weg zur Löschkammer erlischt, in die Löschkammer getrieben. Insbesondere ist das Löschelement in direktem mechanischem Kontakt mit sowohl dem ersten als auch dem dritten Kontakt. Auf diese Weise ist eine Ausbreitung des Lichtbogens außerhalb des Löschelements ab einem bestimmten Zeitpunkt nicht mehr möglich. Eine Ausbreitung um das Löschelement herum ist wegen des direkten mechanischen Kontakts nicht möglich. Zweckmäßigerweise ist das Löschelement im Wesentlichen quaderförmig. Mittels einer derartigen Ausgestaltung ist eine vergleichsweise einfache Fertigung des Schaltsystems ermöglicht. Ferner wird mittels des Löschelements der erste Kontakt in einem definierten Abstand zu dem dritten Kontakt gehalten, so dass auch bei einem etwaigen Ablösen einer Befestigung von dem ersten und/oder dritten Kontakt diese beiden nicht in direkten mechanischen Kontakt gelangen und folglich das Schaltsystem kurzgeschlossen wird. In an alternative embodiment of the invention, the switching system has a third contact whose position relative to the first contact is fixed. In other words, the first and third contacts are fixed contacts. As a result, the second contact is movable with respect to both the first and third contacts. The third contact is connected in the conducting state of the switching system, in particular in series with the first and second contact. Between the first contact and the third contact, the extinguishing element is arranged. Conveniently, the second contact is such that the arc before its deletion propagates between the first and third contact and is driven from there by means of the drive element in the extinguishing element. In other words, unless the arc extinguishes on the way to the quenching chamber, the arc is driven into the quenching chamber. In particular, the quenching element is in direct mechanical contact with both the first and third contacts. In this way, a propagation of the arc outside the extinguishing element at a certain time is no longer possible. Propagation around the extinguishing element is not possible because of the direct mechanical contact. Appropriately, the extinguishing element is substantially cuboid. By means of such a configuration, a comparatively simple production of the switching system is made possible. Furthermore, the first contact is held by the extinguishing element at a defined distance from the third contact, so that even with a possible detachment of a fastening from the first and / or third contact these two do not come into direct mechanical contact and consequently the switching system is short-circuited.
Beispielsweise liegt der zweite Kontakt im leitenden Zustand des Schaltsystems an dem ersten und an dem dritten Kontakt an. Zweckmäßigerweise ist der zweite Kontakt im Wesentlichen quaderförmig ausgestaltet. Im nichtleitenden Zustand des Schaltsystems ist der Abstand zwischen dem zweiten Kontakt und dem For example, the second contact in the conductive state of the switching system is applied to the first and to the third contact. Conveniently, the second contact is designed essentially cuboid. In the non-conductive state of the switching system, the distance between the second contact and the
Löschelement geeigneterweise vergrößert. Mit anderen Worten wird zur Überführung des Schaltsystems von dem leitenden in den nichtleitenden Zustand der zweite Kontakt von dem Löschelement weg bewegt. Hierbei werden zweckmäßigerweise die beiden Freienden des zweiten Kontakts sowohl von dem ersten als auch von dem dritten Kontakt beabstandet. In Folge dessen bildet sich zunächst ein Lichtbogen zwischen dem ersten und dem zweiten Kontakt und einer zwischen dem zweiten und dem dritten Kontakt aus. Mittels des Treibelements wird zumindest einer der Lichtbögen entlang des zweiten Kontakts getrieben, bis dieser auf den ersten bzw. dritten Kontakt überschlägt. In Folge dessen erlischt der weitere Lichtbogen, der zwischen dem zweiten Kontakt und dem ersten bzw. dritten kon- takt gebildet ist. Mit anderen Worten führt der zweite Kontakt keinen Strom mehr und der Lichtbogen bildet sich lediglich zwischen dem ersten und dem dritten Kontakt aus. Von dort wird der Lichtbogen mittels Treibelements in die Löschkammer, die sich zwischen den beiden Kontakten befindet, getrieben und erlischt dort. Die Öffnungsrichtung ist bei einer derartigen Ausgestaltung des Schaltsystems von dem Löschelement weg und insbesondere senkrecht zur kürzesten Verbindung zwischen dem ersten und dritten Kontakt. Extinguishing element suitably increased. In other words, to transfer the switching system from the conducting to the non-conducting state, the second contact is moved away from the extinguishing element. In this case, the two free ends of the second contact are expediently spaced from both the first and the third contact. As a result, initially forms an arc between the first and the second contact and one between the second and the third contact. By means of the drive element, at least one of the arcs is driven along the second contact until it turns over to the first or third contact. As a result, the further arc formed between the second contact and the first and third contacts expires. In other words, the second contact no longer carries any current and the arc only forms between the first and the third contact. From there, the arc is driven by means of a driving element into the quenching chamber, which is located between the two contacts, and extinguished there. The opening direction is in such an embodiment of the switching system away from the extinguishing element and in particular perpendicular to the shortest connection between the first and third contact.
Geeigneterweise ist das Treibelement ein magnetisches Element. Mit anderen Worten wird mittels des Treibelements ein Magnetfeld erzeugt. Alternativ weist das Treibelement eine Anzahl magnetischer Elemente auf, was zu einem vergleichsweise homogenen Magnetfeld führt. Insbesondere ist das Treibelement ein Permanentmagnet, der vorzugsweise aus einem Ferrit erstellt ist. Auf diese Weise ist es ermöglicht, das Schaltsystem vergleichsweise kostengünstig zu erstellen. Alternativ ist der Permanentmagnet aus NdFeB gefertigt, was vergleichsweise kompakte Abmessungen des Schaltsystems ermöglicht. In einer weiteren Ausführungsform ist das magnetische Element eine Spule oder weist zumindest eine Spule auf, die bei einer geeigneten Bestromung das Magnetfeld erzeugt. Suitably, the driving element is a magnetic element. In other words, a magnetic field is generated by means of the driving element. Alternatively, the drive element has a number of magnetic elements, resulting in a comparatively homogeneous magnetic field. In particular, the drive element is a permanent magnet, which is preferably made of a ferrite. In this way makes it possible to create the switching system comparatively inexpensive. Alternatively, the permanent magnet is made of NdFeB, which allows comparatively compact dimensions of the switching system. In a further embodiment, the magnetic element is a coil or has at least one coil, which generates the magnetic field with a suitable current supply.
Zweckmäßigerweise ist das magnetische Treibelement benachbart zur Löschkammer angeordnet, und vorzugsweise ist die Löschkammer vergleichsweise stark von dem Magnetfeld durchflössen. Insbesondere beträgt das Magnetfeld innerhalb der Löschkammer zumindest ein Viertel der maximalen Magnetfeldstärke des magnetischen Treibelements. Geeigneterweise ist das Magnetfeld im Bereich des ersten und zweiten Kontakts senkrecht zur Öffnungsrichtung. Auf diese Weise wird ein sich zwischen dem ersten und zweiten Kontakt entstehender Lichtbogen aufgrund der wirkenden Lorentzkraft vergleichsweise schnell von seiner ursprünglichen Position weg bewegt und ein Abbrand des ersten und/oder zweiten Kontakts im Bereich einer gegenseitigen mechanischen Anlage vermieden. Conveniently, the magnetic drive element is arranged adjacent to the quenching chamber, and preferably, the quenching chamber is relatively strong flows through the magnetic field. In particular, the magnetic field within the quenching chamber is at least a quarter of the maximum magnetic field strength of the magnetic drive element. Suitably, the magnetic field in the region of the first and second contacts is perpendicular to the opening direction. In this way, due to the acting Lorentz force, an arc arising between the first and second contacts is moved comparatively quickly away from its original position and erosion of the first and / or second contact in the region of a mutual mechanical installation is avoided.
Alternativ hierzu ist das Treibelement beispielsweise ein Abbrandelement in Form eines Festkörpers oder einer gelartigen Flüssigkeit, dessen Siedetemperatur unterhalb der Temperatur des Lichtbogens liegt. Zweckmäßigerweise ist das Material des Abbrandelements elektrisch nicht leitend, also elektrisch isolierend, z.B. Plexiglas. Insbesondere ist das Treibelement hierbei im Bereich der beiden Kontakte angeordnet, in dem der Lichtbogen entsteht. Insbesondere ist der Entstehungsort des Lichtbogens zwischen dem Treibelement und der Löschkammer. Aufgrund der Ausbreitung des Lichtbogens wird das Abbrandelement zumindest teilweise in einen gasförmigen Zustand überführt. In Folge der entstehenden Gasströmung des ausgasenden Abbrandelements wird der Lichtbogen in die Löschkammer getrieben. Alternatively, the driving element, for example, a burn-off element in the form of a solid or a gel-like liquid whose boiling point is below the temperature of the arc. Conveniently, the material of the Abbrandelements is electrically non-conductive, so electrically insulating, e.g. Plexiglas. In particular, the drive element is arranged in the region of the two contacts in which the arc is formed. In particular, the place of origin of the arc between the drive element and the quenching chamber. Due to the propagation of the arc, the burn-up element is at least partially converted into a gaseous state. As a result of the resulting gas flow of the outgassing Abbrandelements the arc is driven into the quenching chamber.
Der Schutzschalter umfasst vorzugsweise ein Schaltsystem mit einem ersten Kontakt und einem zweiten Kontakt, die zueinander in eine Öffnungsrichtung beweglich sind. Ferner umfasst das Schaltsystem eine Löschkammer und ein Treibele- ment zum Treiben eines Lichtbogens in die Löschkammer, beispielsweise ein magnetisches Element, das ein Magnetfeld erzeugt, insbesondere einen Permanentmagneten oder einen Elektromagneten. Die Löschkammer weist mit einem Löschelement aus einem porösen Material auf. Aufgrund der Verwendung des porösen Materials für das Löschelement ist es ermöglicht, den Schutzschalter vergleichsweise klein, kompakt und leicht zu bauen. Insbesondere ist der Schutzschalter Bestandteil einer Photovoltaikanlage oder eines Kraftfahrzeugs. Insbesondere ist der Schutzschalter ausgelegt, vergleichsweise hohe Spannungen, insbesondere größer oder gleich 450 V, und/oder hohe Ströme, insbesondere größer oder gleich 10 A zu schalten. Insbesondere ist die Nennspannung des Schutzschalters 330 V und der Nennstrom 32 A, 100 A oder 320 A. Beispielsweise beträgt der Nennstrom 1000 A. Zweckmäßigerweise ist der Schutzschalter zum Tragen und Trennen eines Dauerstromes von bis zu mehreren hundert Ampere und einer Dauerspannung von mehreren hundert Volt geeignet, wobei die zu schaltenden Spannungen z.B. bis zu 1500V im Gleichspannungsbetrieb und 000V im Wechselspannungsbetrieb betragen. Der Schutzschalter umfasst insbesondere zusätzlich zu dem Schaltsystem eine Überwachungsvorrichtung, mittels derer der durch den Schutzschalter fließende elektrische Strom und/oder die elektrische Spannung überwacht wird. Die Überwachungsvorrichtung weist beispielsweise elektrische und/oder elektronische Komponenten auf oder umfasst ein The circuit breaker preferably comprises a switching system having a first contact and a second contact which are movable toward each other in an opening direction. Furthermore, the switching system comprises a quenching chamber and a Treibele- ment for driving an arc in the quenching chamber, for example, a magnetic element that generates a magnetic field, in particular a permanent magnet or an electromagnet. The quenching chamber has an erasing element made of a porous material. Due to the use of the porous material for the erasing element, it is possible to make the circuit breaker comparatively small, compact and easy. In particular, the circuit breaker is part of a photovoltaic system or a motor vehicle. In particular, the circuit breaker is designed to switch comparatively high voltages, in particular greater than or equal to 450 V, and / or high currents, in particular greater than or equal to 10 A. In particular, the rated voltage of the circuit breaker is 330 V and the rated current is 32 A, 100 A or 320 A. For example, the rated current is 1000 A. Conveniently, the circuit breaker for carrying and separating a continuous current of up to several hundred amps and a continuous voltage of several hundred volts suitable, wherein the voltages to be switched, for example, up to 1500V in DC operation and 000V in AC operation amount. The circuit breaker comprises, in particular in addition to the switching system, a monitoring device by means of which the electrical current flowing through the circuit breaker and / or the electrical voltage is monitored. The monitoring device has, for example, or comprises electrical and / or electronic components
Bimetallelement, das sich bei Überschreiten der Nennspannung und/oder des Nennstroms verbiegt. Bimetallic element that bends when the rated voltage and / or rated current is exceeded.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen: Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Show:
Fig. 1 in einer Explosionszeichnung eine erste Ausführungsform des Fig. 1 in an exploded view, a first embodiment of the
Schutzschalters mit einem Schaltsystem ,  Circuit breaker with a switching system,
Fig. 2 in einer Schnittdarstellung eine zweite Ausführungsform des Schutzschalters.  Fig. 2 is a sectional view of a second embodiment of the circuit breaker.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In Fig. 1 ist in einer Explosionsdarstellung schematisch vereinfacht ein Schutzschalter 2 ausschnittsweise dargestellt. Der achsensymmetrische Schutzschalter 2 umfasst ein Schaltsystem 4 mit einem ersten Gehäuseteil 6 und einem zweiten Gehäuseteil 8. Der erste Gehäuseteil 6 weist eine Nut 10 auf, innerhalb derer eine quaderförmig gestaltete Löschkammer 12 angeordnet ist, die von einem aus einem porösen Material bestehenden Löschelement 14 gebildet ist. Das Löschelement 14 ist aus AI2O3 gefertigt, und die Porosität des für das Löschelements 14 verwendeten Materials ist gleich 85% und die Porendichte beträgt 20ppi. Die seitlichen Begrenzungsflächen der Nut 10 sind teilweise von einem ersten Kontakt 16 und einem dritten Kontakt 18 gebildet, die jeweils aus einem in eine in U-Form gebogenen Kupferstreifen bestehen. Die Kupferstreifen liegt hierbei jeweils mit einem der beiden zueinander parallelen Schenkel in einer Aussparung 20 des ersten Gehäuseteils 6 ein. Der die beiden zueinander parallelen Schenkel verbindende Schenkel bildet die Begrenzung der Nut 10. Das Löschelement 14 ist mit den beiden die Begrenzung der Nut 10 bildenden Schenkeln der Kupferstreifen in direktem mechanischem Kontakt. Hierbei befindet sich das Löschelement 14 im Wesentlichen im Bereich der beiden Aussparungen 20, so dass die Nut 10 mittels des Löschelements unterteilt ist. Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals. In Fig. 1, a circuit breaker 2 is shown in fragmentary detail in an exploded view schematically simplified. The axisymmetric circuit breaker 2 comprises a switching system 4 with a first housing part 6 and a second housing part 8. The first housing part 6 has a groove 10 within which a cuboid-shaped quenching chamber 12 is arranged, which consists of an existing of a porous material extinguishing element 14 is. The erasing element 14 is made of Al 2 O 3, and the porosity of the material used for the erasing element 14 is equal to 85% and the pore density is 20ppi. The lateral boundary surfaces of the groove 10 are partially formed by a first contact 16 and a third contact 18, each consisting of a bent into a U-shaped copper strip. The copper strip is in each case with one of the two mutually parallel legs in a recess 20 of the first housing part 6 a. The leg connecting the two mutually parallel legs forms the boundary of the groove 10. The extinguishing element 14 is in direct mechanical contact with the two legs of the copper strips forming the boundary of the groove 10. Here, the extinguishing element 14 is located substantially in the region of the two recesses 20, so that the groove 10 is divided by means of the extinguishing element.
Von dem ersten Kontakt 16, dem dritten Kontakt 18 und dem Löschelement 14 wird ein Lichtbogenraum 22 gebildet, der bis zu dem Ende der Nut 10 reicht. Dort ist im leitenden Zustand ein zweiter Kontakt 24 in Form eines Streifens aus Kupfer angeordnet. Der zweite Gehäuseteil 8 weist einen Permanentmagneten 26 auf, der den Lichtbogenraum 22 seinerseits abdeckt, und dessen Magnetfeld M im Wesentlichen senkrecht zu dem zweiten Kontakt 24 und der Nut 10 ist. In einer hier nicht dargestellten Variante weist das erste Gehäuseteil 6 ebenfalls einen Permanentmagneten auf, der an der spiegelbildlich zu dem Permanentmagneten 26 des zweiten Gehäuseteils 8 angeordnet ist. Auf diese Weise ist das Magnetfeld M im Bereich der Nut 10 vergleichsweise homogen. Of the first contact 16, the third contact 18 and the extinguishing element 14, an arc space 22 is formed, which extends to the end of the groove 10. There, a second contact 24 is arranged in the form of a strip of copper in the conductive state. The second housing part 8 has a permanent magnet 26, which in turn covers the arc chamber 22, and whose magnetic field M is substantially perpendicular to the second contact 24 and the groove 10. In a variant not shown here, the first housing part 6 likewise has a permanent magnet, which is arranged on the mirror image of the permanent magnet 26 of the second housing part 8. In this way, the magnetic field M in the region of the groove 10 is comparatively homogeneous.
Die beiden Schenkel des ersten Kontakts 16 und des dritten Kontakts 18, an denen der zweite Kontakt 14 im leitenden Zustand anliegt, weisen freiendseitig einen Anschluss 27 auf. Im Betrieb fließt ein elektrischer Strom von dem Anschluss 27 des ersten Kontakts 16 zu dem zweiten Kontakt 24 und über diesen zu dem dritten Kontakt 18. An dem Anschluss 27 des dritten Kontakts sind weitere Bestandteile eines Stromkreises angebunden, der mittels des Schutzschalters 2 abgesichert ist. Zur Überführung des Schaltsystems in den nichtleitenden Zustand wird der zweite Kontakt 24 in eine Öffnungsrichtung 28 bewegt, die parallel zu der Nut 10 ist. Die Öffnungsrichtung 28 ist dabei von dem Löschelement 14 weggerichtet. Die Bewegung des zweiten Kontakts 24 erfolgt mittels einer hier nicht dargestellten Führung und Mechanik, die von einer ebenfalls nicht gezeigten Überwachungseinrichtung betätigt wird. Mittels dieser wird der über die beiden Anschlüsse 27 fließende Strom erfasst und ausgewertet. Überschreitet der Strom einen bestimmten Nennwert, der 320 A beträgt, so wird der zweite Kontakt 24 in Öffnungsrichtung 28 verbracht. The two limbs of the first contact 16 and the third contact 18, on which the second contact 14 rests in the conducting state, have a free-end side Connection 27 on. In operation, an electrical current flows from the terminal 27 of the first contact 16 to the second contact 24 and via this to the third contact 18. At the terminal 27 of the third contact further components of a circuit are connected, which is protected by means of the circuit breaker 2. For the transfer of the switching system in the non-conductive state, the second contact 24 is moved in an opening direction 28 which is parallel to the groove 10. The opening direction 28 is directed away from the extinguishing element 14. The movement of the second contact 24 by means of a guide and mechanism, not shown here, which is actuated by a monitoring device, also not shown. By means of this, the current flowing across the two terminals 27 is detected and evaluated. If the current exceeds a certain nominal value, which is 320 A, the second contact 24 is moved in the opening direction 28.
Zwischen den Freienden 32 des zweiten Kontakts 24 und dem jeweils benachbarten ersten Kontakt 16 bzw. dem dritten Kontakt 18 bildet sich jeweils ein Lichtbogen aus, der trotz der geöffneten Kontakte 16, 18, 24 zu einem weiteren Strom- fluss zwischen den beiden Anschlüssen 27 führt. Diese beiden Lichtbögen werden aufgrund des mittels des Permanentmagneten 26 erzeugten Magnetfelds M bewegt, das senkrecht zur Öffnungsrichtung 28 ist. Hierbei wird ein Ende eines der Lichtbögen von einem der Freienden 32 zum anderen Freiende 32 des zweiten Kontakts 24 getrieben, von wo dieses Ende des Lichtbogens auf den ersten bzw. dritten Kontakt 16, 18 überschlägt. In Folge dessen ist ein Lichtbogen 34 zwischen dem ersten Kontakt 16 und dem dritten Kontakt 18 innerhalb des Lichtbogenraums 22 gebildet und der verbleibende Lichtbogen erlischt. Somit fließt ein Strom von dem ersten Kontakt 16 über den Lichtbogen 34 zu dem dritten Kontakt 18 und der Schutzschalter ist weiterhin stromführend. Between the free ends 32 of the second contact 24 and the respectively adjacent first contact 16 and the third contact 18, in each case an arc is formed which, despite the opened contacts 16, 18, 24 leads to a further current flow between the two terminals 27 , These two arcs are moved due to the magnetic field M generated by the permanent magnet 26, which is perpendicular to the opening direction 28. Here, an end of one of the arcs is driven from one of the free ends 32 to the other free end 32 of the second contact 24, from where this end of the arc on the first and third contact 16, 18 rolls over. As a result, an arc 34 is formed between the first contact 16 and the third contact 18 within the arc space 22, and the remaining arc extinguishes. Thus, a current flows from the first contact 16 via the arc 34 to the third contact 18 and the circuit breaker is still energized.
Der Lichtbogen 34 wird mittels des Permanentmagneten 26 aufgrund der The arc 34 is by means of the permanent magnet 26 due to
Lorentzkraft entgegen der Öffnungsrichtung 28 in die Löschkammer 12 getrieben. Sobald der Lichtbogen 34 das Ende des Lichtbogenraums 22 erreicht, tritt der Lichtbogen 34 in das Löschelement 14 ein. Dort wird der Lichtbogen 34 in die Poren des Löschelements14 gedrängt, was zu einer Begrenzung des Querschnitts des Lichtbogens 34 und einer Vergrößerung von dessen Länge führt. Aufgrund des vergleichsweise großflächigen Kontakts zwischen dem Lichtbogen 34 und dem Löschelement 14 wird eine vergleichsweise effiziente Kühlung des Lichtbogens 34 hervorgerufen. Die Lichtbogenspannung steigt vergleichsweise stark an, was in einer Unterbindung des Stromflusses zwischen den beiden Anschlüssen 27 resultiert. Lorentz force against the opening direction 28 driven into the quenching chamber 12. As soon as the arc 34 reaches the end of the arc chamber 22, the arc 34 enters the extinguishing element 14. There, the arc 34 is forced into the pores of the quenching element 14, resulting in a boundary of the cross section of the arc 34 and an increase in the length thereof. Due to the comparatively large-area contact between the arc 34 and the extinguishing element 14, a comparatively efficient cooling of the arc 34 is caused. The arc voltage increases comparatively strongly, which results in an inhibition of the current flow between the two terminals 27.
In Fig. 2 ist in einer Schnittdarstellung entlang der Öffnungsrichtung 28 eine weitere Ausgestaltungsform des Schaltsystems 4 gezeigt. Das aus AI2O3 gefertigte Löschelement 14 ist eine Schaumkeramik und weist eine Porendichte von 30ppi und eine Porosität von 80% auf. Ferner ist das Löschelement 14 hohlzylindrisch ausgestaltet und innerhalb eines ersten Gehäuses 36 positioniert. An einem axialen Ende des sich in Öffnungsrichtung 28 erstreckenden Löschelements 14 ist der ringförmig ausgestaltete erste Kontakt 16 an dem Löschelement 14 angebunden. Der erste Kontakt 16 begrenzt hierbei zudem ein topfförmig ausgestaltetes zweites Gehäuse 38, an dessen Topfboden sich einer der Anschlüsse 27 befindet. Die Öffnung des topfförmigen zweiten Gehäuses 38 fluchtet mit dem hierzu konzentrisch ausgerichteten ersten Kontakt 16 und der zentralen Aussparung des Löschelements 14. 2, a further embodiment of the switching system 4 is shown in a sectional view along the opening direction 28. The extinguishing element 14 made of Al 2 O 3 is a foamed ceramic and has a pore density of 30 ppm and a porosity of 80%. Furthermore, the extinguishing element 14 is designed as a hollow cylinder and positioned within a first housing 36. At an axial end of the extinguishing element 14 extending in the opening direction 28, the ring-shaped first contact 16 is connected to the extinguishing element 14. In this case, the first contact 16 also delimits a pot-shaped second housing 38, on the pot bottom of which one of the connections 27 is located. The opening of the cup-shaped second housing 38 is aligned with the concentrically aligned first contact 16 and the central recess of the extinguishing element 14th
Der ebenfalls ringförmig ausgestaltete zweite Kontakt 24 wird von einem Stift 40 mit einer Stiftspitze 42 aus einem nichtleitenden Material, insbesondere Plexiglas oder dergleichen, und einem Stiftschaft 44 aus einem elektrisch leitenden Material getragen. Der zweite Kontakt 24 befindet sich hierbei zwischen der Stiftspitze 42 und dem Stiftschaft 44, an dessen der Stiftspitze 42 gegenüber liegenden Ende sich der zweite Anschluss 27 des Schaltsystems 4 befindet. Der Stift 40 ist innerhalb des ersten Gehäuses 36 und des zweiten Gehäuses 38 angeordnet und liegt formschlüssig in den jeweiligen zentralen Aussparungen ein und wird von diesen geführt. The likewise ring-shaped second contact 24 is supported by a pin 40 with a pen tip 42 made of a non-conductive material, in particular Plexiglas or the like, and a pin shaft 44 made of an electrically conductive material. The second contact 24 is in this case between the pen tip 42 and the pin shaft 44, at the end of the pen 42 opposite end, the second terminal 27 of the switching system 4 is located. The pin 40 is disposed within the first housing 36 and the second housing 38 and is positively in the respective central recesses and is guided by these.
Im leitenden Zustand des Schaltsystems 4 befindet sich der Stift 40 innerhalb des ersten Gehäuses 36 und des zweiten Gehäuses 38. Hierbei ist die Stiftspitze 42 so weit in das zweite Gehäuse 38 eingeführt, bis der zweite Kontakt 24 bündig zu dem ersten Kontakt 16 ist. Mit anderen Worten befindet sich die Stiftspitze 42 im Wesentlichen vollständig innerhalb des zweiten Gehäuses 38. Der zweite Kontakt 24 liegt mechanisch direkt an dem ersten Kontakt 16 an. In Folge dessen fließt ein Strom von dem an dem zweiten Gehäuse 38 angeordneten Anschluss 27 über das zweite Gehäuse 38 und den ersten Kontakt 16 zu dem zweiten Kontakt 24 und von dort über den Stiftschaft 44 zu dem dort angeordneten Anschluss 27. In the conductive state of the switching system 4, the pin 40 is within the first housing 36 and the second housing 38. In this case, the pen tip 42 is inserted so far into the second housing 38 until the second contact 24 flush with the first contact 16 is. In other words, the penpoint tip 42 is substantially entirely within the second housing 38. The second contact 24 is mechanically abutting directly against the first contact 16. As a result, a current flows from the terminal 27 arranged on the second housing 38 via the second housing 38 and the first contact 16 to the second contact 24 and from there via the pin shaft 44 to the terminal 27 arranged there.
Zur Unterbrechung des Stromflusses wird der Stift 40 entlang der Öffnungsrichtung 28 aus dem zweiten Gehäuse 38 heraus bewegt. Der zweite Kontakt 24 bewegt sich hierbei durch das Löschelement 14 hindurch zu dem dem zweiten Gehäuse 38 abgewandten Ende des ersten Gehäuses 36. In Folge dessen bildet sich der Lichtbogen 34 zwischen dem ersten Kontakt 16 und dem zweiten Kontakt 24 entlang der Stiftspitze 42 aus. Aufgrund der Hitzeeinwirkung auf die Stiftspitze 42 verdampft diese partiell, was wegen des auf diese Weise erhöhten Drucks zu einer senkrecht zur Öffnungsrichtung 28 verlaufenden Gasströmung führt. Die Partikelströmung treibt den Lichtbogen 34 radial nach außen in das Löschelement 14. Mit zunehmender Verbringung des Stifts 40 wird die Länge des Lichtbogens 34 vergrößert. In Folge dessen nimmt die Anzahl der Poren des porösen Materials des Löschelements 14 zu, innerhalb derer ein Plasma gebildet ist oder in die das Plasma gedrängt ist, wobei das Plasma den elektrischen Stromfluss zwischen den beiden Anschlüssen 27 trägt. Ab einem bestimmten Abstand zwischen dem ersten Kontakt 16 und dem zweiten Kontakt 24 ist die Stärke der Wechselwirkung zwischen dem Lichtbogens 34 und dem Löschelement 14 und somit die Erhöhung der Lichtbogenspannung so groß, dass hierdurch der Stromfluss zwischen den beiden Anschlüssen 27 begrenzt und schließlich unterbunden wird. To interrupt the flow of current, the pin 40 is moved out of the second housing 38 along the opening direction 28. The second contact 24 in this case moves through the extinguishing element 14 to the end of the first housing 36 facing away from the second housing 38. As a result, the arc 34 forms between the first contact 16 and the second contact 24 along the nib 42. Due to the effect of heat on the pen tip 42, the latter partially evaporates, which, because of the increased pressure in this way, leads to a gas flow running perpendicular to the opening direction 28. The flow of particles drives the arc 34 radially outward into the extinguishing element 14. With increasing displacement of the pin 40, the length of the arc 34 is increased. As a result, the number of pores of the porous material of the quenching element 14 increases, within which a plasma is formed or in which the plasma is forced, wherein the plasma carries the electric current flow between the two terminals 27. From a certain distance between the first contact 16 and the second contact 24, the strength of the interaction between the arc 34 and the extinguishing element 14 and thus the increase of the arc voltage is so great that thereby the current flow between the two terminals 27 is limited and finally prevented ,
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Bezugszeichenliste The invention is not limited to the embodiments described above. Rather, other variants of the invention can be derived therefrom by the person skilled in the art without departing from the subject matter of the invention. In particular, all the individual features described in connection with the exemplary embodiments can also be combined with one another in other ways, without departing from the subject matter of the invention. LIST OF REFERENCE NUMBERS
2 Schutzschalter2 circuit breaker
4 Schaltsystem 4 switching system
6 erstes Gehäuseteil 6 first housing part
8 zweites Gehäuseteil8 second housing part
10 Nut 10 groove
12 Löschkammer 12 extinguishing chamber
14 Löschelement14 extinguishing element
16 erster Kontakt16 first contact
18 dritter Kontakt18 third contact
20 Aussparung 20 recess
22 Lichtbogenraum 22 arc room
24 zweiter Kontakt24 second contact
26 Permanentmagnet26 permanent magnet
27 Anschluss 27 connection
28 Öffnungsrichtung 32 Freiende  28 Opening direction 32 Freeing
34 Lichtbogen  34 arc
36 erstes Gehäuse 36 first housing
38 zweites Gehäuse38 second housing
40 Stift 40 pen
42 Stiftspitze  42 pen tip
44 Stiftschaft  44 pen shaft
M Magnetfeld M magnetic field

Claims

Ansprüche  claims
Schaltsystem (4) mit einem ersten und einem zweiten Kontakt (16, 24), die zueinander in eine Öffnungsrichtung (28) beweglich sind, und mit einer Löschkammer (12) sowie mit einem Treibelement (26) zum Treiben eines Lichtbogens (34) in die Löschkammer (12), wobei die Löschkammer (12) ein Löschelement (14) aus einem porösen Material umfasst. A switching system (4) having first and second contacts (16, 24) movable toward each other in an opening direction (28), and a quenching chamber (12) and a driving element (26) for driving an arc (34) the quenching chamber (12), wherein the quenching chamber (12) comprises a quenching element (14) made of a porous material.
Schaltsystem (4) nach Anspruch 1 , Switching system (4) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das poröse Material eine Porendichte zwischen 20ppi und 30ppi aufweist. the porous material has a pore density between 20ppi and 30ppi.
Schaltsystem (4) nach Anspruch 1 oder 2, Switching system (4) according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das poröse Material eine Porosität zwischen 70% und 90% aufweist. the porous material has a porosity between 70% and 90%.
Schaltsystem (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, Switching system (4) according to one of claims 1 to 3,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das poröse Material eine Schaumkeramik ist, insbesondere AI2O3. that the porous material is a foamed ceramic, in particular Al 2 O 3.
Schaltsystem (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, Switching system (4) according to one of claims 1 to 4,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das Löschelement (14) hohlzylindrisch geformt und der zweite Kontakt (24) zumindest teilweise innerhalb des Löschelements (14) angeordnet ist. in that the extinguishing element (14) is hollow-cylindrical in shape and the second contact (24) is arranged at least partially within the extinguishing element (14).
Schaltsystem (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, Switching system (4) according to one of claims 1 to 4,
gekennzeichnet durch einen dritten Kontakt (18), dessen Position bezüglich des ersten Kontakts (16) fest ist, wobei das Löschelement (14) zwischen dem ersten und dem dritten Kontakt (16, 18) angeordnet ist, und insbesondere in direktem mechanischen Kontakt mit diesen steht. marked by a third contact (18) having its position fixed with respect to the first contact (16), the cancellation element (14) being interposed between the first and third contacts (16, 18) and in particular in direct mechanical contact therewith.
7. Schaltsystem (4) nach Anspruch 6, 7. Switching system (4) according to claim 6,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der zweite Kontakt (24) im leitenden Zustand jeweils freiendseitig an dem ersten und an dem dritten Kontakt (16, 18) anliegt, wobei im nichtleitenden Zustand der Abstand zwischen dem zweiten Kontakt (24) und dem Löschelement (14) insbesondere vergrößert ist.  that the second contact (24) in the conducting state in each case bears against the first and the third contact (16, 18) on the free end side, wherein in the non-conducting state the distance between the second contact (24) and the extinguishing element (14) is in particular increased.
8. Schaltsystem (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 8. Switching system (4) according to one of claims 1 to 7,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das Treibelement (26) magnetisch ist.  that the drive element (26) is magnetic.
9. Schaltsystem (4) nach Anspruch 8, 9. Switching system (4) according to claim 8,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das Magnetfeld (M) des magnetischen Treibelements (26) im Bereich der beiden Kontakte (16, 24) senkrecht zur Öffnungsrichtung (28) ist.  the magnetic field (M) of the magnetic drive element (26) in the region of the two contacts (16, 24) is perpendicular to the opening direction (28).
10. Schutzschalter (2) mit einem Schaltsystem (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 9. 10. Circuit breaker (2) with a switching system (4) according to one of claims 1 to 9.
EP15700952.3A 2014-02-08 2015-01-15 Switching system Active EP3103130B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014001730.3A DE102014001730A1 (en) 2014-02-08 2014-02-08 switching system
PCT/EP2015/000061 WO2015117723A1 (en) 2014-02-08 2015-01-15 Switching system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP3103130A1 true EP3103130A1 (en) 2016-12-14
EP3103130B1 EP3103130B1 (en) 2022-03-09

Family

ID=52395035

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP15700952.3A Active EP3103130B1 (en) 2014-02-08 2015-01-15 Switching system

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20160343530A1 (en)
EP (1) EP3103130B1 (en)
CN (1) CN105981123B (en)
CA (1) CA2938707A1 (en)
DE (2) DE102014001730A1 (en)
WO (1) WO2015117723A1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2237280A1 (en) * 1972-07-28 1974-02-14 Siemens Ag CONTACT ARRANGEMENT FOR INTERRUPTION OF ELECTRICAL CIRCUITS AND PROCESS FOR PRODUCING A CONTACT PIECE FOR THE CONTACT ARRANGEMENT

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3698920A (en) * 1967-08-30 1972-10-17 Gen Electric Porous ceramic insulating material and method of making employing wax
DE2224082A1 (en) * 1972-05-17 1973-12-06 Siemens Ag PROCEDURE FOR EXTINGUISHING AN ARC AND ARRANGEMENT FOR CARRYING OUT THE PROCEDURE
US4516003A (en) * 1982-06-15 1985-05-07 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Circuit breaker with arc light absorber
EP0179912B1 (en) * 1984-05-01 1990-10-24 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Switch
JPH07192988A (en) * 1993-12-27 1995-07-28 Nikon Corp Illumination optical apparatus
TW293130B (en) * 1994-03-10 1996-12-11 Mitsubishi Electric Corp
DE10164975B4 (en) * 2001-05-11 2009-08-20 Shw Casting Technologies Gmbh Machining body with cast hard body
US7176771B2 (en) * 2001-08-24 2007-02-13 Square D Company Circuit breaker filter assembly
DE10221576B4 (en) * 2002-05-08 2006-06-01 Siemens Ag Electrical switching device with a cooling device
DE102006035844B4 (en) * 2006-08-01 2008-06-19 Schaltbau Gmbh Contactor for DC and AC operation
US7488915B2 (en) * 2006-09-20 2009-02-10 Eaton Corporation ARC baffle, and ARC chute assembly and electrical switching apparatus employing the same
DE102007028204A1 (en) * 2007-06-15 2008-12-18 Siemens Ag Circuit breaker with switching gas cooling
US7705263B2 (en) * 2008-04-15 2010-04-27 General Electric Company Arc chute assembly for a circuit breaker
DE102009013337B4 (en) 2009-03-16 2011-01-27 Schaltbau Gmbh Arc-resistant contactor
DE102010031907B9 (en) * 2010-07-22 2013-01-17 Schaltbau Gmbh Unidirectional switching DC contactor
CN101908442A (en) * 2010-08-05 2010-12-08 无锡新宏泰电器科技股份有限公司 Novel breaker arc extinguishing structure
CN102129924B (en) * 2011-04-02 2013-01-02 常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂） Arc extinguish chamber structure of breaker

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2237280A1 (en) * 1972-07-28 1974-02-14 Siemens Ag CONTACT ARRANGEMENT FOR INTERRUPTION OF ELECTRICAL CIRCUITS AND PROCESS FOR PRODUCING A CONTACT PIECE FOR THE CONTACT ARRANGEMENT

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO2015117723A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN105981123B (en) 2019-03-05
DE202015000155U1 (en) 2015-05-11
EP3103130B1 (en) 2022-03-09
WO2015117723A1 (en) 2015-08-13
CA2938707A1 (en) 2015-08-13
US20160343530A1 (en) 2016-11-24
DE102014001730A1 (en) 2015-08-13
CN105981123A (en) 2016-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2689445B1 (en) Single- or multi-pole switching device, in particular for dc applications
DE102009013337B4 (en) Arc-resistant contactor
EP0450104B1 (en) High-speed circuit breaker
DE102013114260A1 (en) Double contact switch with vacuum interrupters
DE266745C (en)
EP2774158B1 (en) Switch for multi-pole direct current operation
DE3302884A1 (en) ELECTRIC CIRCUIT BREAKER
EP0793318A1 (en) Overvoltage arrester device
EP2936530B1 (en) Power circuit breaker
DE3318226A1 (en) Vacuum switch with double interruption
EP3074998B1 (en) Earthing switch for traction power supply systems and method for earthing a part of a traction power supply system using an earthing switch
DE2508299A1 (en) Contact assembly for switches - has auxiliary contact between stationary contact and moving contact for arc screening
EP3103130B1 (en) Switching system
DE102015119352A1 (en) ELECTROMECHANIC PROTECTION SWITCH
DE19519900B4 (en) Low-voltage AC contactor with increased reconsolidation voltage
EP3959734B1 (en) Electrical switch
EP3561846B1 (en) Vacuum circuit breaker
EP2859570B1 (en) Switchgear for direct current
EP1039495A2 (en) Method for limiting current in low voltage networks, its associated arrangement and special use of this arrangement
DE102016213073A1 (en) switching system
EP3025361A1 (en) Switching device comprising an electromagnetic arc driving mechanism
EP2642500A1 (en) DC circuit without arcing chambers
DE1765051C3 (en) Electrical contact arrangement for rapid discharge of arcs on a fixed path
EP3221876B1 (en) Switching device
AT205103B (en) Power switchgear for direct and alternating current

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20160803

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20190712

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20211022

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

Ref country code: AT

Ref legal event code: REF

Ref document number: 1474842

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20220315

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502015015686

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REG Reference to a national code

Ref country code: LT

Ref legal event code: MG9D

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: MP

Effective date: 20220309

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220309

Ref country code: RS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220309

Ref country code: NO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220609

Ref country code: LT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220309

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220309

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220609

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LV

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220309

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220610

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220309

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220309

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SM

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220309

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220309

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220309

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220711

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220309

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220309

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220309

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220309

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220709

Ref country code: AL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220309

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 502015015686

Country of ref document: DE

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220309

26N No opposition filed

Effective date: 20221212

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220309

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Payment date: 20230130

Year of fee payment: 9

Ref country code: AT

Payment date: 20230118

Year of fee payment: 9

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220309

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20230115

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20230115

REG Reference to a national code

Ref country code: BE

Ref legal event code: MM

Effective date: 20230131

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20230115

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20230131

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20230131

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20230115

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20240131

Year of fee payment: 10

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220309