ES2291956T3 - DEVICE FOR THE EXTINCTION OF THE VOLTAIC ARC. - Google Patents
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Abstract
Description
Dispositivo para la extinción del arco voltaico.Device for arc extinction voltaic.
La invención se refiere a un dispositivo de extinción del arco voltaico para un aparato de maniobra.The invention relates to a device of extinction of the arc for a maneuvering device.
Un dispositivo de extinción de un arco voltaico como el indicado sirve para interrumpir o bien extinguir un arco voltaico que se forma al abrir un par de piezas de contacto recorridas por la corriente. Al separar las piezas de contacto fluye la corriente a través de zonas que se vuelven cada vez más pequeñas de la correspondiente zona de contacto, y calienta las mismas cada vez más fuertemente. Poco antes de la separación propiamente dicha de las piezas de contacto, se forma un puente fusible, que con corrientes pequeñas finalmente se corta y con corrientes grandes se vaporiza. La corriente puede seguir fluyendo en consecuencia sólo a través de un arco voltaico en forma de una columna de plasma conductora.A device for extinguishing a voltaic arc as indicated it serves to interrupt or extinguish an arc voltaic that forms when opening a couple of contact pieces traveled by the current. When separating the contact pieces current flows through areas that become increasingly small of the corresponding contact area, and heats the themselves more and more strongly. Shortly before separation proper of the contact pieces, a bridge is formed fuse, which with small currents is finally cut and with Large streams vaporize. The current can continue to flow consequently only through a voltaic arc in the form of a conductive plasma column.
La intensidad del arco voltaico viene influida entonces por la magnitud y el tipo de la corriente conectada. En el caso de un cortocircuito en un circuito de corriente asegurado mediante un interruptor de protección de línea, aparecen por ejemplo corrientes de cortocircuito de hasta 15.000 A. El arco voltaico genera entonces en la carcasa del interruptor, mientras dura el quemado del mismo, y en función de que la alimentación sea con corriente continua o alterna, temperaturas de hasta 20.000ºK. Pero la elevada carga térmica produce efectos dañinos para los componentes del interruptor. Por ejemplo, pueden dañarse o ser destruidas partes metálicas y aislantes debido a la acción del arco voltaico. En consecuencia, es necesario llevar el arco voltaico a una extinción lo más rápida posible, para minimizar el volumen de energía térmica.The intensity of the arc is influenced then by the magnitude and type of the connected current. At case of a short circuit in a secured current circuit via a line protection switch, they appear by example short-circuit currents of up to 15,000 A. The arc voltaic then generates in the switch housing, while The burning of the same lasts, and depending on whether the feeding is with direct or alternating current, temperatures up to 20,000ºK. But the high thermal load produces harmful effects for switch components. For example, they can be damaged or be destroyed metal parts and insulators due to the action of the arch voltaic. Consequently, it is necessary to bring the arc to an extinction as quickly as possible, to minimize the volume of thermal energy.
Por la DE 35 01 314 A1 se conoce un interruptor
de protección de línea multipolar que en una acometida de corriente
a un contacto está dotado de un bucle de soplado para transportar el
curso del arco voltaico; el bucle de soplado está formado tal que
una línea de entrada está unida, vista en la dirección del
movimiento de arco voltaico, detrás de una pieza de contacto fija
con una barra de guía del arco voltaico, que presenta la pieza de
contacto fija. El bucle de soplado es recorrido no obstante forma
permanente por la corriente de servicio de un circuito eléctrico,
lo cual da lugar a una elevada potencia de pérdidas y con ello a un
elevado calentamiento del interruptor de protección de línea. Un
calentamiento más fuerte implica por un lado la utilización de
materiales más estables térmicamente y más caros y por otro una
adaptación del disparador térmico tal que éste pueda compensar el
calentamiento propio mediante un dimensionado de la vía de disparo
correspondientemente más
amplio.From DE 35 01 314 A1 a multipolar line protection switch is known which in a current connection to a contact is provided with a blow loop for transporting the course of the arc; The blowing loop is formed such that an inlet line is joined, seen in the direction of the arc movement, behind a fixed contact piece with a voltaic arc guide bar, which presents the fixed contact piece. The blowing loop is nevertheless permanently traversed by the operating current of an electrical circuit, which results in a high loss power and thereby a high heating of the line protection switch. Stronger heating implies, on the one hand, the use of more thermally stable and more expensive materials and, on the other, an adaptation of the thermal trigger such that it can compensate for its own heating by means of a dimensioning of the correspondingly more firing path
large.
Un interruptor de protección de línea con un bucle de soplado adicional se da conocer en el documento EP 0 009 156 A1. El interruptor de protección de línea está dotado entonces de un sistema de contacto que forma un bucle de soplado y una cámara para el arco voltaico que está equipada con chapas de extinción dispuestas paralelamente y en un ángulo respecto al bucle de soplado, así como barras de guía del arco voltaico. Una de las barras de guía del arco voltaico flanquea el paquete de chapas de extinción por uno de los lados y delante de las chapas de extinción está prevista en la zona de recorrido del arco voltaico, en paralelo al mismo, una pieza conductora que pertenece a un bucle de soplado adicional. El bucle de soplado adicional está alojado no obstante en un espacio libre detrás de la barra de guía del arco voltaico en un circuito de corriente desconectado durante el funcionamiento normal. Además, penetra la parte de la barra de guía del arco voltaico orientada hacia el sistema de contactos, utilizada para la salida del arco voltaico en la zona de la posición de apertura de la pieza de contacto móvil tal que la conexión del bucle de soplado adicional sólo tiene lugar al saltar el arco voltaico desde la pieza de contacto móvil hasta la barra de guía del arco voltaico.A line protection switch with a Additional blowing loop is disclosed in EP 0 009 156 A1. The line protection switch is then equipped of a contact system that forms a blow loop and a chamber for the arc that is equipped with metal plates extinction arranged in parallel and at an angle to the loop of blowing, as well as guide bars of the arc. One of the guide bars of the voltaic arc flank the sheet metal package extinction on one side and in front of the extinguishing plates It is provided in the travel area of the arc, in parallel to it, a conductive piece that belongs to a blowing loop additional. The additional blow loop is housed however in a free space behind the voltaic arc guide bar in a current circuit disconnected during operation normal. In addition, it penetrates the part of the arch guide bar voltaic oriented towards the contact system, used for the output of the arc in the area of the opening position of the moving contact piece such that the connection of the blowing loop additional only takes place by jumping the arc from the moving contact piece to the arc guide bar voltaic.
Por la DE 195 18 051 A1 se conoce un equipo de extinción del arco voltaico en el que el efecto extintor se ve apoyado por un campo magnético de soplado, que puede generarse con ayuda de un equipo de soplado. Un equipo o bobina de soplado como el indicado puede estar dispuesto sobre uno o también sobre ambos lados del conjunto de la zona de la cámara, pero está recorrido continuamente por la corriente del interruptor.From DE 195 18 051 A1 a team of extinction of the arc in which the extinguishing effect is seen supported by a magnetic blowing field, which can be generated with help of a blowing equipment. A blowing device or coil such as the indicated one can be arranged on one or also on both sides of the whole chamber area, but it is traveled continuously by the current of the switch.
Es tarea de la presente invención indicar un dispositivo de extinción del arco voltaico que asegure con medios sencillos una extinción rápida de un arco voltaico con un calentamiento reducido.It is the task of the present invention to indicate a arc extinguishing device that secures with means simple a quick extinction of a voltaic arc with a reduced heating
Esta tarea se resuelve en el marco de la invención mediante las particularidades de la reivindicación 1; ventajosos perfeccionamientos son objeto en cada caso de otras reivindicaciones.This task is solved within the framework of the invention by means of the particularities of claim 1; Advantageous improvements are subject in each case to others claims.
Mediante una vía conductora de la corriente, que presenta una transición eléctricamente conductora hacia la otra barra de guía del arco voltaico para lograr un bucle conductor y que está aislada eléctricamente frente a un par de contactos de conexión, puede conducirse, debido a la disposición libre de contacto del bucle conductor hacia el par de contactos de conexión en la zona de una cámara de conexión, con el arco voltaico conmutado desde uno de los contactos de conexión a la otra barra de guía del arco voltaico, una corriente que arrastra el arco voltaico hasta la cámara de extinción del arco voltaico a través de la vía conductora de la corriente; al respecto se aprovecha un principio activo físico según el cual los conductores recorridos por la corriente en sentido contrario -aquí una primera zona de la vía conductora de la corriente y el arco voltaico- se repelen y los conductores recorridos por la corriente en el mismo sentido -aquí una segunda zona de la vía conductora de la corriente y el arco voltaico- se atraen. Debido a la geometría del bucle y a la evolución del arco voltaico, actúan así conjuntamente fuerzas de repulsión y fuerzas de atracción sobre el arco voltaico y desembocan en una mayor aceleración del arco voltaico en dirección hacia la cámara de extinción del arco voltaico.Through a conductive path of the current, which presents an electrically conductive transition to the other voltaic arc guide bar to achieve a conductive loop and that It is electrically insulated against a pair of contacts connection, can be conducted, due to the free disposition of conductor loop contact to the pair of connection contacts in the area of a connection chamber, with the switched arc from one of the connection contacts to the other guide bar of the voltaic arc, a current that drags the arc to the extinction chamber of the voltaic arc through the conductive path of the current; an active principle is used in this regard physical according to which the conductors traveled by the current in opposite direction - here a first zone of the conductive path of the current and the arc-repel and the conductors traveled by the current in the same direction - here a second area of the conductive path of the current and the arc attract. Due to the geometry of the loop and the evolution of the arc voltaic, thus act together forces of repulsion and forces of attraction over the arc and lead to a greater acceleration of the voltaic arc towards the chamber of extinction of the arc.
Puesto que el bucle conductor sólo es recorrido por corriente por causa de una falta debida a una sobrecarga o un cortocircuito en el curso del proceso de conmutación, resulta el funcionamiento normal, además de una ruta corta de la corriente también una reducida resistencia interna y una baja potencia de pérdidas en el aparato de maniobra. En caso de falta es beneficiosa entonces una ruta de corriente más larga, una mayor resistencia interna y la correspondiente limitación de la corriente, con lo que se logra una extinción del arco voltaico fiable y rápida. Además, se logra una duración comparativamente alta del aparato de maniobra que presenta el dispositivo de extinción del arco voltaico utilizando elementos sencillos y que ocupan poco espacio.Since the conductive loop is only traveled by current due to a fault due to an overload or a short circuit in the course of the switching process, the normal operation, in addition to a short flow path also a reduced internal resistance and a low power of Losses in the maneuvering device. In case of failure it is beneficial then a longer current path, greater resistance internal and the corresponding current limitation, which Reliable and rapid extinction of the arc is achieved. Further, a comparatively high duration of the maneuvering apparatus is achieved presenting the arc extinguishing device using simple elements that take up little space.
Ventajosamente está dispuesta a ambos lados del par de contactos de maniobra una vía conductora de la corriente en la otra barra de guía del arco voltaico, con lo que utilizando poco material se refuerza el efecto de arrastre debido a la corriente sobre el arco voltaico. Correspondientemente puede también disponerse a ambos lados del par de contactos de maniobra un respectivo bucle conductor, que está unido de manera eléctricamente conductora al menos en un extremo del bucle.Advantageously it is arranged on both sides of the pair of contacts maneuver a conductive path of the current in the other guide bar of the voltaic arc, thereby using little material reinforces the drag effect due to the current over the voltaic arc. Correspondingly it can also be arranged on both sides of the pair of maneuver contacts a respective conductor loop, which is electrically connected conductive at least at one end of the loop.
Ventajosamente el bucle conductor está adaptado en forma y posición a una cámara de conexión, con lo que queda asegurada una buena utilización del espacio para lograr una longitud conductora efectiva mayor.Advantageously the conductive loop is adapted in shape and position to a connection chamber, with what remains ensured a good use of space to achieve a length Senior effective driver.
Ventajosamente llega el bucle conductor hasta una zona del par de contactos de conexión, con lo que igualmente aumenta la longitud conductora efectiva, en particular de una primera y de una segunda zona parcial del bucle conductor. Ambas zonas conductoras presentan entonces de por sí una posición esencialmente paralela al arco voltaico, con lo que resulta una acción óptima de las fuerzas de los campos magnéticos que se influyen mutuamente.Advantageously the conductive loop arrives until an area of the pair of connection contacts, which also increases the effective conductive length, in particular of a first and a second partial zone of the conductive loop. Both conductive areas then present themselves in a position essentially parallel to the voltaic arc, resulting in a optimal action of the forces of the magnetic fields that They influence each other.
Ventajosamente llega el bucle conductor hasta una zona de la cámara de extinción del arco voltaico, con lo que las fuerzas de atracción que influyen sobre el arco voltaico son efectivas hasta dentro de la cámara de extinción del arco voltaico.Advantageously the conductive loop arrives until an area of the extinction chamber of the voltaic arc, thereby the forces of attraction that influence the arc are effective even inside the arc extinguishing chamber voltaic.
Ventajosamente presenta la segunda zona parcial del bucle conductor una longitud que se corresponde con la distancia entre ambas barras de guía del arco voltaico en la zona de la cámara de extinción del arco voltaico; de esta manera se favorece la fuerza de atracción que actúa sobre el arco voltaico hasta la entrada del arco voltaico en la cámara de extinción del arco voltaico.Advantageously it presents the second partial zone of the conductive loop a length that corresponds to the distance between both guide bars of the arc in the area of the extinction chamber of the voltaic arc; this way it favors the force of attraction that acts on the arc to the entrance of the voltaic arc in the extinguishing chamber of the electric arc.
Ventajosamente el bucle conductor está realizado de una sola pieza, con lo que se puede sacar provecho de una fabricación racional; el bucle conductor puede realizarse entonces como pieza doblada estampada o como pieza doblada de fleje o como pieza conformada de alambre.Advantageously the conductive loop is made in one piece, so you can take advantage of a rational manufacturing; the conductive loop can then be performed as a stamped folded piece or as a folded strap part or as shaped piece of wire.
Ventajosamente llega un extremo del bucle conductor hasta dentro de la zona de la cámara de extinción del arco voltaico, con lo que se favorece la permanencia del arco voltaico en la cámara de extinción del arco voltaico.Advantageously one end of the loop arrives conductor into the zone of the extinguishing chamber of the voltaic arc, which favors the permanence of the arc voltaic in the extinction chamber of the voltaic arc.
Ventajosamente se encuentra el bucle conductor con su otro extremo de bucle en unión eléctricamente conductora con una borna de conexión, en particular también con un disparador térmico, con lo que puede realizarse un flujo de salida suficiente de la corriente.Advantageously is the conductive loop with its other loop end in electrically conductive junction with a connection terminal, in particular also with a trigger thermal, so that a sufficient outflow can be performed of the current.
Ventajosamente la barra de guía del arco voltaico está dispuesta con forma de embudo hacia la otra barra de guía del arco voltaico, tal que una prolongación del arco voltaico en dirección hacia la cámara de extinción del arco voltaico trae como consecuencia un aumento de la tensión del arco voltaico.Advantageously the arch guide bar voltaic is arranged funnel-shaped towards the other bar of guidance of the voltaic arc, such that an extension of the arc towards the extinction chamber of the voltaic arc brings as a consequence an increase in the voltage of the arc.
La invención, así como ventajosos perfeccionamientos según las particularidades de las otras reivindicaciones, se describirán a continuación más en detalle en base a ejemplos de ejecución representados en el dibujo, sin que tenga lugar por este concepto una limitación de la invención; se muestra en:The invention, as well as advantageous improvements according to the particularities of the others claims, will be described in more detail below in based on examples of execution represented in the drawing, without a limitation of the invention takes place by this concept; be shows in:
Figura 1 un detalle de un aparato de maniobra con un par de contactos de conexión cerrados y una cámara de extinción del arco voltaico, según la reivindicación 1 yFigure 1 a detail of a maneuvering device with a pair of closed connection contacts and a camera extinction of the arc according to claim 1 and
Figura 2 un detalle del aparato de maniobra según la figura 1 con un par de contactos de conexión abiertos.Figure 2 a detail of the maneuvering apparatus according to figure 1 with a pair of open connection contacts.
En la figura 1 se muestra un detalle de un aparato de maniobra 1 con un dispositivo de extinción del arco voltaico, que presenta una carcasa 2 representada esquemáticamente. El aparato de maniobra 1 está realizado entonces como interruptor de protección de línea e incluye entre otros, además de un disparador electromagnético 3, un disparador térmico 4 y un par de contactos de conexión con un contacto fijo 5 y un contacto móvil 6. El contacto fijo 5 está colocado sobre una barra de guía del arco voltaico 7 que sirve como portacontactos, que a la vez está unida eléctricamente con una bobina del disparador electromagnético 3. La bobina conduce por su parte a una borna de conexión representada esquemáticamente. Por el lado del extremo libre conduce la barra de guía del arco voltaico 7 a través de un yugo que sigue a la misma hasta el interior de una cámara de extinción del arco voltaico 8. La barra de guía del arco voltaico 7 está configurada con forma de oreja en la zona tras el contacto fijo 5 hasta la cámara de extinción del arco voltaico 8. El contacto móvil 6 está fijado a un brazo de contacto móvil 9, que se apoya tal que puede girar alrededor de un eje no representado aquí. Tanto el disparador electromagnético 3 como también el disparador térmico 4 -aquí un bimetal- pueden provocar, en función de la falta que se presente, una basculación del brazo de contacto móvil 9.Figure 1 shows a detail of a maneuvering apparatus 1 with an arc extinguishing device voltaic, which has a housing 2 schematically represented. The maneuvering apparatus 1 is then made as a switch line protection and includes among others, in addition to a electromagnetic trigger 3, a thermal trigger 4 and a pair of connection contacts with a fixed contact 5 and a mobile contact 6. The fixed contact 5 is placed on an arc guide bar voltaic 7 that serves as a contact holder, which is also attached electrically with an electromagnetic trigger coil 3. The coil leads on the other hand to a connection terminal represented schematically On the side of the free end leads the bar guide of the arc 7 through a yoke that follows it to the interior of an arc extinction chamber 8. The guide bar of the arc 7 is configured in the form of ear in the area after the fixed contact 5 to the chamber of extinction of the arc 8. The mobile contact 6 is fixed to a mobile contact arm 9, which is supported such that it can rotate around an axis not represented here. Both the trigger electromagnetic 3 as well as thermal trigger 4 - here a bimetal- can cause, depending on the fault that occurs, a tilting of the mobile contact arm 9.
Además de la barra de guía del arco voltaico 7, está prevista otra barra de guía del arco voltaico 10 distanciada de la misma, presentando en su zona del lado del extremo libre la cámara de extinción del arco voltaico 8. Ambas barras de guía del arco voltaico 7, 10 dispuestas con forma de embudo sirven juntamente para la conducción orientada de un arco voltaico 11 según la figura 2 a la cámara de extinción del arco voltaico 8 que aloja el arco voltaico 11. La zona definida por el par de contactos de conexión 5, 6 y ambas barras de guía del arco voltaico 7, 10, así como dado el caso por una zona de entrada del arco voltaico de la cámara de extinción del arco voltaico 8, se denomina cámara de conexión o antecámara 12. La cámara de conexión 12 presenta entre otros una vía conductora de corriente 13 que está dotada de una primera, segunda y tercera zona parcial 13a, 13b y 13c. La vía conductora de la corriente 13 presenta en su primera zona parcial 13a una transición eléctricamente conductora hacia la otra barra de guía del arco voltaico 10 para formar un bucle conductor 10, 13. El bucle conductor 10, 13 está adaptado al respecto en forma y posición a los perímetros de la cámara de conexión 12 y puede dado el caso estar llevado con la segunda zona parcial 13b en parte detrás de la cámara de extinción del arco voltaico 8. Además de los materiales usuales como cobre, aluminio o acero para el bucle conductor 10, 13, puede realizarse el mismo como pieza doblada estampada o como pieza doblada de fleje o como pieza moldeada de alambre.In addition to the guide bar of the arc 7, another spaced arc guide bar 10 is provided of the same, presenting in its area of the side of the free end the arc extinction chamber 8. Both guide rods of the 7, 10 voltaic arc arranged funnel-shaped together for the oriented conduction of a voltage arc 11 according to the figure 2 to the extinction chamber of the arc 8 that houses the arc voltaic 11. The zone defined by the pair of connection contacts 5, 6 and both guide bars of the arc 7, 10, as well as given the case by an input area of the arc of the chamber of extinction of the arc 8, is called the connection chamber or antechamber 12. The connection chamber 12 has among others a conductive current path 13 which is provided with a first, second and third partial zone 13a, 13b and 13c. The conductive path of stream 13 has in its first partial zone 13a a electrically conductive transition to the other guide bar of the arc 10 to form a conducting loop 10, 13. The loop conductor 10, 13 is adapted in this respect in shape and position to the perimeters of the connection chamber 12 and may be the case be carried with the second partial zone 13b partly behind the 8 arc extinction chamber. In addition to the materials Usual like copper, aluminum or steel for conductor loop 10, 13, it can be made as stamped bent piece or as bent piece of strap or as molded piece of wire.
El bucle conductor 10, 13 está unido en la transición según la figura 1 mediante un procedimiento de ensamblado de varios usuales, aún cuando la transición puede realizarse también en una sola pieza. El bucle conductor 10, 13 penetra libre de unión, es decir, sin tocar la barra de guía del arco voltaico 7 o el brazo de contacto móvil 9, inclusive sus contactos 5 y 6 respectivamente, hasta la zona del par de contactos de conexión 5, 6. Tampoco se da una toma de contacto del bucle conductor 10, 13 en su punto de intersección. La vía conductora de la corriente 13 como parte del bucle conductor 10, 13 discurre en consecuencia, con referencia al plano de dibujo de la figura 1, retraída detrás del par de contactos de conexión 5, 6. Evidentemente puede disponerse también a ambos lados del par de contactos de conexión 5, 6 una vía conductora de corriente como la indicada 13 en la otra barra de guía del arco voltaico 10. Según la disposición representada con línea discontinua en la figura 1, discurre la vía conductora de corriente adicional respecto al plano del dibujo por encima del par de contactos de conexión 5, 6. Además, es posible otra variante de ejecución en la que a ambos lados del par de contactos de conexión 5, 6 resulta en cada caso un bucle conductor completo 10, 13. Ambos bucles conductores 10, 13 está entonces unidos eléctricamente en un extremo del bucle que conduce a otra borna de conexión.The conductor loop 10, 13 is connected in the transition according to figure 1 by an assembly procedure of several usual ones, even when the transition can be made also in one piece. Driver loop 10, 13 penetrates free of union, that is, without touching the guide bar of the arc 7 or the mobile contact arm 9, including its contacts 5 and 6 respectively, to the zone of the connection contact pair 5, 6. There is also no contact of the conductor loop 10, 13 in Your point of intersection. The conductive path of current 13 as part of the conductor loop 10, 13 runs accordingly, with reference to the drawing plane of figure 1, retracted behind the pair of connection contacts 5, 6. Obviously it can be arranged also on both sides of the pair of connection contacts 5, 6 one way current conductor as indicated 13 on the other bar guide of the arc 10. According to the arrangement represented with dashed line in figure 1, runs the conductive path of additional current with respect to the drawing plane above the torque of connection contacts 5, 6. In addition, another variant of execution in which on both sides of the pair of connection contacts 5, 6 results in each case a complete conductor loop 10, 13. Both conductive loops 10, 13 is then electrically connected in a end of the loop leading to another connection terminal.
Según la figura 1 se introduce la corriente I simbolizada mediante una flecha en la borna de conexión. La corriente I fluye a través de la bobina del disparador electromagnético 3 a través de una zona parcial de la barra de guía del arco voltaico 7 hasta la zona de contacto del par de contactos de maniobra 5, 6 y desde allí sigue a través del brazo de contacto móvil 9 pasando por un cordón hasta el disparador térmico 4 y finalmente hasta la otra borna de conexión, a la que puede conectarse un consumidor. En funcionamiento normal del aparato de maniobra 1, es decir, cuando el par de contactos de conexión 5, 6 está cerrado, no discurre el flujo de corriente a través del bucle conductor 10, 13, con lo que además de un corto trayecto de la corriente también se saca provecho de una reducida resistencia interna y de una baja potencia de pérdidas del aparato de maniobra 1. El aparato de maniobra 1 puede realizarse, además de la ejecución como interruptor de protección de línea, por ejemplo también como interruptor de potencia o como contactor.According to figure 1 the current I is introduced symbolized by an arrow on the connection terminal. The current I flows through the trigger coil electromagnetic 3 through a partial area of the guide bar from the arc 7 to the contact area of the pair of contacts of maneuver 5, 6 and from there follow through the contact arm mobile 9 through a cord to thermal trigger 4 and finally to the other connection terminal, to which you can connect a consumer In normal operation of the device maneuver 1, that is, when the pair of connection contacts 5, 6 is closed, the flow of current through the loop does not run driver 10, 13, which in addition to a short journey from the current also takes advantage of reduced resistance internal and low power loss of the maneuvering device 1. The maneuvering apparatus 1 can be carried out, in addition to the execution as a line protection switch, for example also as power switch or as a contactor.
En la figura 2 se muestra un detalle del aparato de maniobra 1 según la figura 1 con par de contactos de conexión 5, 6 abiertos. La posición de contacto aquí mostrada se corresponde con un caso de disparo o también de falta, en el que fluye una corriente de cortocircuito de sobrecarga. El flujo de corriente corresponde primeramente, hasta el par de contactos de conexión 5, 6, a la evolución según la figura 1. Al separar las piezas de contacto 5, 6 fluye la corriente a través de zonas que se vuelven cada vez más pequeñas de la correspondiente zona de contacto y calienta las mismas cada vez más fuertemente. Poco antes de la separación propiamente dicha de las piezas de contacto 5, 6, aparece un puente fusible, que con pequeñas corrientes finalmente se corta y que para grandes corrientes se vaporiza. La corriente I sigue fluyendo por lo tanto a través del arco voltaico 11 en forma de una columna de plasma conductora.Figure 2 shows a detail of the device of maneuver 1 according to figure 1 with pair of connection contacts 5, 6 open. The contact position shown here corresponds to a case of firing or lack, in which a short circuit current overload. Current flow corresponds first, to the pair of connection contacts 5, 6, to the evolution according to figure 1. When separating the pieces of contact 5, 6 flows the current through areas that become smaller and smaller of the corresponding contact area and heats them more and more strongly. Shortly before proper separation of the contact pieces 5, 6, a fuse bridge appears, which with small currents finally It cuts and that for large currents it vaporizes. Current I continues to flow therefore through the arc 11 in form of a conductive plasma column.
Puesto que el brazo de contacto móvil 9 con su contacto móvil 6 se aleja del contacto fijo 5 y el arco voltaico no obstante, para no cortarse, se esfuerza en sentido contrario en una prolongación debido a su propiedad de quemado, tiene lugar una conmutación del arco voltaico 11 -tal como se simboliza mediante la flecha curvada- desde el contacto móvil 6 hasta el bucle conductor 10, 13, en particular hacia la otra barra de guía del arco voltaico 10. Entonces sigue el arco voltaico el principio físico de elegir la vía de la menor resistencia y salta al potencial del bucle conductor 10, 13. La vía conductora de corriente 13 está equipada con un elemento aislante, como por ejemplo una placa de aislamiento 14 según la figura 1 y 2, o con una pieza de carcasa aislante frente a la conmutación del arco voltaico 12 desde el contacto móvil 6 hasta la vía conductora de corriente 13. La placa aislante 14 se extiende esencialmente por la primera y la segunda zona parcial 13a y 13b de la vía conductora de la corriente 13. Dado el caso, puede estar conducida la placa de aislamiento 14 hasta por encima de la tercera zona parcial 13c de la vía conductora de la corriente 13. También puede preverse un cubrimiento de la transición desde la primera barra de guía del arco voltaico 10 hasta la vía conductora de la corriente 13 para desviar el arco voltaico 11 junto a la transición hasta la otra barra de guía del arco voltaico 10. Los elementos de aislamiento pueden preverse en el sentido correspondiente también para la vía conductora de la corriente adicional.Since the mobile contact arm 9 with its moving contact 6 moves away from the fixed contact 5 and the arc does not However, in order not to cut yourself, you strive in the opposite direction in a prolongation due to its burn property, a 11 arc switching - as symbolized by the curved arrow - from the moving contact 6 to the conducting loop 10, 13, in particular towards the other guide bar of the voltaic arc 10. Then the voltaic arc follows the physical principle of choosing the path of least resistance and jumps to the potential of the loop conductor 10, 13. The conductive current path 13 is equipped with an insulating element, such as an insulation plate 14 according to figures 1 and 2, or with an insulating housing part against switching of the arc 12 from the mobile contact 6 to the conductive current path 13. The insulating plate 14 is extends essentially through the first and second partial zone 13a and 13b of the conductive path of current 13. If necessary, it may the insulation plate 14 is driven to the top of the third partial zone 13c of the conductive path of the current 13. A transition coverage can also be provided from the first guide bar of the arc 10 to the conductive path of current 13 to deflect the arc 11 next to the transition to the other voltaic arc guide bar 10. The insulation elements can be provided in the sense corresponding also for the conductive path of the current additional.
El bucle conductor 10, 13 se encuentra, tras realizarse la conmutación del arco voltaico 11 y durante su quemado, a lo largo de varios milisegundos en serie entre ambas bornas de conexión en el circuito de corriente. Toda la corriente I debida a una sobrecarga o a un cortocircuito, fluye en consecuencia sólo tras la conmutación a través del bucle conductor 10, 13. Así se logra una reducción significativa del calentamiento del aparato de maniobra 1, con lo que al disparador térmico 4 pueden formulársele inferiores exigencias relativas a la compensación del calentamiento propio. También ahorra costes en este contexto la utilización de materiales más favorables menos conductores, como por ejemplo acero en lugar de cobre para el bucle conductor 10, 13.The conductor loop 10, 13 is located, after the switching of the arc 11 and during burning, over several milliseconds in series between both terminals of connection in the current circuit. All current I due to an overload or a short circuit, flows accordingly only after switching through conductor loop 10, 13. This is achieved a significant reduction of the heating of the apparatus of maneuver 1, so that the thermal trigger 4 can be formulated lower requirements regarding heating compensation own. It also saves costs in this context the use of more favorable materials less conductive, such as steel instead of copper for the conductor loop 10, 13.
Mediante la disposición del bucle conductor 10, 13 esencialmente en la zona de la cámara de conexión 12, se ve influido magnéticamente el arco voltaico 11 hacia una concentración o bien desviación del campo magnético. La dirección del flujo de corriente en la primera zona parcial 13a del bucle conductor 10, 13 está opuesta al arco voltaico 11. Los conductores recorridos por la corriente en sentido contrario -aquí el arco voltaico 11 y la primera zona parcial 13a- presentan campos magnéticos que se repelen entre sí, con lo que el arco voltaico 11 se ve impulsado entre ambas barras de guía del arco voltaico 7, 10 en dirección hacia la cámara de extinción del arco voltaico 8, ya que el bucle conductor 10, 13 está realizado fijo y resistente al doblado. Además la dirección del flujo de corriente en la segunda zona parcial 13b del bucle conductor 10, 13 es igual a la del arco voltaico 11. Los conductores recorridos por la corriente en el mismo sentido -aquí el arco voltaico 11 y la segunda zona parcial 13b- presentan campos magnéticos que se atraen entre sí, con lo que el arco voltaico 11 es llevado entre ambas barras de guía del arco voltaico 7, 10 en la dirección de la cámara de extinción del arco voltaico 8, debido al bucle conductor fijo y resistente al doblado 10, 13.By the arrangement of the conductor loop 10, 13 essentially in the area of the connection chamber 12, it looks magnetically influenced the arc 11 towards a concentration or deviation from the magnetic field. The flow direction of current in the first partial zone 13a of the conductor loop 10, 13 it is opposite to the arc 11. The conductors traveled by the current in the opposite direction - here the arc 11 and the first partial zone 13a- have magnetic fields that repel each other, so that the arc 11 is driven between both guide bars of the arc 7, 10 towards the Voltaic arc extinction chamber 8, as the conductor loop 10, 13 is made fixed and resistant to bending. Besides, the current flow direction in the second partial zone 13b of the conductor loop 10, 13 is equal to that of the arc 11. conductors traveled by the current in the same direction - here the voltaic arc 11 and the second partial zone 13b- present fields magnetic that attract each other, bringing the arc 11 it is carried between both guide bars of the arc 7, 10 in the direction of the arc extinction chamber 8, due to the fixed and bending resistant conductor loop 10, 13.
Estos efectos condicionados por la fuerza F,
debido a que las zonas parciales 13a y 13b están dispuestas con
forma de arco, tienen lugar bruscamente tras la conmutación del arco
voltaico. Entonces actúan, además de las fuerzas de repulsión,
también fuerzas de atracción sobre el arco voltaico 11, que fuerza
el mismo también debido a su propia dinámica que surge entonces en
dirección hacia la cámara de extinción del arco voltaico y así
apoya una rápida entrada en el interior y una rápida extinción. El
arco voltaico 11 se ve fuertemente acelerado en su movimiento, ya
que toda la corriente de sobrecarga o cortocircuito fluye a través
del bucle conductor 10, 13 antes de que en definitiva llegue a
través de la tercera zona parcial 13c a la otra borna de conexión
hasta un consumidor aquí no representado. Cuanto mayor sea la
corriente que se presenta en caso de falta, tanto más fuerte es la
fuerza que arrastra el arco voltaico. La trayectoria
comparativamente larga que resulta entonces para la corriente,
implica una elevada resistencia interna y debido a ello una fuerte
limitación a la corriente; la capacidad de conexión del aparato de
maniobra 1, en particular apa-
rato de maniobra de
protección, aumenta entonces.These effects conditioned by the force F, because the partial zones 13a and 13b are arranged in an arc, take place abruptly after the switching of the voltaic arc. Then, in addition to the repulsive forces, they also attract attractive forces on the voltaic arc 11, which forces it also due to its own dynamics that then arises towards the extinction chamber of the voltaic arc and thus supports a rapid entry into the interior and a rapid extinction. The arc 11 is strongly accelerated in its movement, since all the overload or short-circuit current flows through the conducting loop 10, 13 before it finally reaches through the third partial zone 13c to the other connection terminal even a consumer not represented here. The higher the current that occurs in case of failure, the stronger is the force that drags the arc. The comparatively long path that results then for the current implies a high internal resistance and due to this a strong limitation to the current; the connection capacity of the maneuvering apparatus 1, in particular
protection maneuver time, then increases.
La invención que se ha descrito puede resumirse como sigue:The invention described can be summarized. as follows:
Para indicar un dispositivo de extinción del arco voltaico para un aparato de maniobra 1 que con elementos sencillos garantice una rápida extinción de un arco voltaico con un reducido calentamiento propio, se prevé una vía conductora de la corriente 13, que presenta una transición eléctricamente conductora con la otra barra de guía del arco voltaico 10, formando un bucle conductor 10, 13 y estando aislado eléctricamente frente a un par de contactos de conexión 5, 6, estando dispuesto el bucle conductor 10, 13 libre de unión respecto al par de contactos de conexión 5, 6 y estando dispuesto en la zona de una cámara de conexión 12 tal que cuando se ha conmutado el arco voltaico 11 desde uno de los contactos de conexión 5; 6 a la otra barra de guía del arco voltaico 10, se conduce la corriente I que arrastra el arco voltaico 11 hasta la cámara de extinción del arco voltaico 8 a través de la vía conductora de la corriente 13.To indicate an extinguishing device of the voltaic arc for a maneuvering apparatus 1 that with elements simple guarantee a rapid extinction of an arc with a reduced own heating, a conductive path of the current 13, which presents an electrically conductive transition with the other guide bar of the arc 10, forming a loop conductor 10, 13 and being electrically insulated in front of a pair of connection contacts 5, 6, the conductor loop being arranged 10, 13 free of connection with respect to the pair of connection contacts 5, 6 and being arranged in the area of a connection chamber 12 such that when the arc 11 has been switched from one of the connection contacts 5; 6 to the other arch guide bar voltaic 10, the current I that drives the arc is conducted 11 to the extinction chamber of the arc 8 through the conductive path of current 13.
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