CZ280519B6

CZ280519B6 - Enclosed quenching chamber of an electromagnetic air-break contactor

Info

Publication number: CZ280519B6
Application number: CS903639A
Authority: CZ
Inventors: Milan Ing. Ludvík; Alois Veselý
Original assignee: Schneider Electric A.S.
Priority date: 1990-07-20
Filing date: 1990-07-20
Publication date: 1996-02-14
Also published as: CS363990A3

Abstract

Uzavřená zhášecí komora (5) elektromagnetického vzduchového stykače pro spínání elektrických spotřebičů v kategorii AC3 a DC2 až DC5, jejíž vnitřní čelní a boční stěny (14, 15) jsou alespoň zčásti zakryty chladicí vložkou (16, 34), uvnitř které je uspořádána nejméně jedna deionizační vložka (17, 33) s průchozími otvory (26, 32), uložená izolovaně od chladicí vložky (16, 34), opalovacího růžku (27) a kontaktního systému (7), který je bočními stěnami (18, 19, 36) deionizačních vložek (17, 33) a chladicí vložky (16, 34) zčásti obemknut. Deionizační vložky (17, 33) jsou z magnetického kovu, chladicí vložka (16, 34) z kovu nemagnetického.ŕA closed quenching chamber (5) of an electromagnetic air contactor for switching electrical appliances in category AC3 and DC2 to DC5, the inner end and side walls (14, 15) of which are at least partially covered by a cooling insert (16, 34) within which at least one is arranged a deionization liner (17, 33) with through holes (26, 32) insulated from the cooling liner (16, 34), the tanning corner (27) and the contact system (7) which is the side walls (18, 19, 36) of the deionizing inserts (17, 33) and the cooling inserts (16, 34) partially enclosed. The deionizing inserts (17, 33) are of magnetic metal, the cooling insert (16, 34) of non-magnetic metal.

Description

Vynález se týká uzavřené zhášecí komory elektromagnetického vzduchového stykače střední proudové velikosti, určeného pro spínání elektrických spotřebičů, převážně kategorie AC3, umožňující také spínání elektrických spotřebičů kategorií DC2 až DC5.The invention relates to a closed arc chute of an electromagnetic air contactor of medium current size intended for switching of electrical appliances, mainly of the category AC3, also enabling switching of electrical appliances of the categories DC2 to DC5.

Zhášecí komory známých elektromagnetických vzduchových stykačů jsou zpravidla vybaveny deionizačními destičkami s jedním nebo více zářezy, uloženými izolovaně v keramických, fíbrových nebo plastových držácích. Takto vytvořený zhášecí systém je vložen do zhášecí komory v blízkosti kontaktního systému jednotlivých pólů.The quench chambers of known electromagnetic air contactors are generally provided with deionizing plates with one or more indentations mounted in isolation in ceramic, fiber or plastic holders. The arc suppression system thus formed is inserted into the arc suppression chamber in the vicinity of the contact system of the individual poles.

Pro zvýšení dynamického účinku ovlivňujícího pohyb elektrického oblouku po ploše kontaktů směrem k deionizačnímu a zhášecímu zařízení komory jsou známy uspořádání u nichž jsou pevné kontakty vedle tvarování, podporujícího vytvoření výrazné zhášecí smyčky, opatřeny ferromagnetickými nástavci, podporujícími vytržení elektrického oblouku z prostoru kontaktů. Jiná uspořádání zhášecí komory vytvářejí prodlouženou smyčku vedenou v blízkosti deionizačních hřebenů, čímž zvyšují vypínací účinek zhášecí komory.In order to increase the dynamic effect affecting the movement of the arc across the contact area towards the chamber deionization and arc quenching devices, arrangements are known in which fixed contacts, in addition to shaping to form a distinct arc extinguishing loop, are provided with ferromagnetic extensions supporting the arc. Other arc chute configurations form an elongated loop extending near the deionization ridges, thereby increasing the tripping effect of the arc chute.

Nevýhodou zhášecích komor s vkládanými zhášecími systémy je zvýšení počtu dílů zhášecí komory, zvětšení jejího prostoru a zvýšení pracnosti výroby. Zvýšeni vypínací schopnosti zhášecí komory pomocí ferromagnetických nástavců nebo prodloužených zhášecích smyček umožňuje sice vypínání dvanácti až dvacetinásobku pracovního proudu elektrického spotřebiče, ale současně se projevuje ve zvýšení opálu kontaktního materiálu a proto ve zvýšení spotřeby kontaktního materiálu, převážně na bázi stříbra.The disadvantage of arc chambers with interrupted arc systems is an increase in the number of arc chute parts, increased space and increased manufacturing effort. Increasing the breaking capacity of the arc chute by means of ferromagnetic extensions or extended arc loops allows twelve to twenty times the working current of the electrical appliance to be switched off, but at the same time results in increased opal of the contact material and hence increased consumption of contact material, mainly silver.

Snaha po dosažení optimálních poměrů mezi vypínací schopností zhášecí komory a dosažení vysoké elektrické trvanlivosti kontaktního systému se projevila ve vytvoření zhášecích systémů s kovovou zhášecí a chladicí komorou. Avšak i tento zhášecí systém se výrazně projevil pouze při spínání spotřebičů na střídavý elektrický proud, nemá však vhodné vlastnosti pro spínání spotřebičů na stejnosměrný elektrický proud.Efforts to achieve optimum ratios between the breaking capacity of the arc chute and the high electrical durability of the contact system have resulted in the creation of arc quenching systems with a metal arc quenching and cooling chamber. However, this arc quenching system has also had a significant effect only when switching AC appliances, but it does not have the appropriate characteristics for switching DC appliances.

Uvedené nevýhody známých uspořádání elektromagnetických vzduchových stykačů do značné míry odstraňuje uzavřená zhášecí komora podle vynálezu, kde vnitřní čelní a boční stěny zhášecí komory jsou alespoň zčásti zakryty chladicí vložkou, uvnitř které je uspořádána izolovaně od kontaktního systému, opalovacího růžku a chladicí vložky nejméně jedna deionizační vložka, tvarově odpovídající chladicí vložce a kontaktnímu systému, který svými bočními stěnami deionizační vložka a chladicí vložka zčásti obemykají. Stěny chladicí vložky jsou plné, stěny deionizačních vložek mají alespoň na části průchozí kruhové nebo oválné otvory nebo je vložka zhotovena z kovové síťoviny. Spodní strany středních částí chladicí vložky a deionizačních vložek jsou opatřeny ozuby a ohnuty pod úhlem 90 až 120°. Horní strany středních částí chladicí vložky a vložek deionizačních jsou opatřeny upevňovacími prvky pro pevné spojení s horními rameny odnímatelných částí zhášecí komory.The aforementioned disadvantages of the known electromagnetic air contactor arrangements are largely overcome by the closed arc chute according to the invention, wherein the inner front and side walls of the arc chute are at least partially covered by a cooling insert inside which at least one deionizing insert is arranged in isolation from the contact system. , corresponding in shape to the cooling insert and the contact system, which partially surround the deionizing insert and the cooling insert with their side walls. The walls of the cooling insert are solid, the walls of the deionizing inserts have at least a portion of through circular or oval openings, or the insert is made of metal mesh. The undersides of the central parts of the cooling insert and the deionizing inserts are toothed and bent at an angle of 90 to 120 °. The upper sides of the central parts of the cooling insert and the deionizing inserts are provided with fasteners for fixed connection with the upper arms of the removable parts of the arc chute.

Chladicí vložka je zhotovena z nemagnetického kovu nebo vytvořena nashoppováním nemagnetického kovu na vnitřní stěny zhášecí komory nebo na její izolační vložku. Deionizační vložky jsouThe cooling insert is made of non-magnetic metal or formed by spilling the non-magnetic metal onto the internal walls of the arc chute or its insulating insert. Deionizing pads are

-1CZ 280519 B6 zhotoveny z ferromagnetického kovu a opatřeny deionizačním povlakem. Vnější strany odnímatelných částí zhášecí komory jsou uzavřeny .Made of ferromagnetic metal and provided with a deionizing coating. The outer sides of the removable parts of the arc chute are closed.

Příklad uzavřené zhášecí komory vzduchového elektromagnetického stykače podle vynálezu je schematicky znázorněn na připojených výkresech, kde na obr. 1 je řez polovinou jednoho pólu třípólové zhášecí komory, vedený podélnou osou kontaktního systému, na obr. 2 je částečný řez třípólovou zhášecí komorou vedený v podélné ose zhášecí komory, opatřené chladicí a deionizační vložkou, na obr. 3 a 4 jsou řezy vedené ve stejných rovinách zhášecí komory jako na obr. 1, 2, avšak zhášecí komora je opatřena deionizační vložkou s oválnými otvory a na obr. 5 je zhášecí komora se dvěma deionizačními vložkami a chladicí vložkou vytvořenou nashoppováním nemagnetického materiálu na vnitřní čelní a boční stěny zhášecí komory.An example of a closed arc chute of an air electromagnetic contactor according to the invention is schematically shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 is a sectional view of a half pole of a three-pole arc chute taken along the longitudinal axis of a contact system; 3 and 4 are sectional views taken in the same planes of the arc chute as in Figures 1, 2, but the arc chute is provided with an oval aperture deionizing cartridge and in Fig. 5 is a arc chute with two deionizing pads and a cooling pad formed by spilling the non-magnetic material onto the inner front and side walls of the arc chute.

Předností uzavřené zhášecí komory podle vynálezu je vytvoření optimálních podmínek zhášení elektrického oblouku při normálním provozu i při výkonových vypnutích střídavého a stejnosměrného proudu elektrických spotřebičů. Zařazením alespoň jedné deionizační vložky s průchozími otvory dochází k dílčí deionizaci splodin hoření elektrického oblouku na této vložce a ke krátké časové prodlevě hoření oblouku, který se ochlazuje a zhasíná na stěnách chladicí vložky. Tato časová prodleva omezuje napěťové špičky při vypínání stejnosměrného proudu a příznivě zkracuje dobu hoření oblouku. Normální provoz ani výkonové vypínání spotřebičů na střídavý proud není touto úpravou ovlivněno.The advantage of the closed arc chute according to the invention is the creation of optimum arc quenching conditions during normal operation as well as power cut-outs of AC and DC electrical appliances. The inclusion of at least one deionizing insert with through holes results in a partial deionization of the electric arc combustion products on the insert and a short delay in the burning of the arc, which cools and extinguishes on the walls of the cooling insert. This time delay limits the voltage peaks when switching off the DC current and positively shortens the arc burn time. Normal operation and power cut-off of AC consumers are not affected by this adjustment.

Uzavřená zhášecí komora elektromagnetického vzduchového stykače znázorněná na obr. 1 a 2 sestává z nosného rámu 1 ve tvaru ploché desky, opatřené na jedné straně upevňovacími patkami 2 a na druhé straně dělicími příčkami 3 pevné části 4. uzavřené zhášecí komory 5. Pevná část 4 uzavřené zhášecí komory 5 je opatřena odnímatelnou částí 6, vytvořenou ze dvou zrcadlově uspořádaných shodných částí ve tvaru písmene L. Nosný rám 1, tvořící současně pevnou část 4 uzavřené zhášecí komory 5 a části odnímatelné 6. jsou zhotoveny z termosetové nebo samozhášivé termoplastické hmoty.The closed arc chute of the electromagnetic air contactor shown in FIGS. 1 and 2 consists of a flat plate-shaped support frame 1 provided with fastening feet 2 on one side and dividing bars 3 of the fixed part 4 of the closed arc chute 5 on the other side. The quenching chamber 5 is provided with a removable part 6 formed of two mirror-like identical L-shaped parts. The support frame 1, which simultaneously forms a fixed part 4 of the closed quenching chamber 5 and the removable parts 6 are made of thermosetting or flame retardant thermoplastic.

Spojením nosného rámu 1 a odnímatelné části 6. uzavřené zhášecí komory 5 jsou vytvořeny uzavřené prostory jednotlivých pólů kontaktního systému 7. Na nosném rámu 1 jsou uloženy pevné kontakty 8 se šroubovými svorkami 9. Pohyblivý kontaktní můstek 10 je uložen spolu s tlačnou pružinou 11 v držáku 12 izolační kontaktní příčky 13 , oddělující kontaktní systém 7. ^a uzavřenou zhášecí komoru 5 od pohonného systému stykače na obr. 1 a 2 neznázorněného.By connecting the support frame 1 and the removable part 6 of the closed arc chute 5, the enclosed spaces of the individual poles of the contact system 7 are formed. 12, the insulating contact bars 13 separating the contact system 7 ^{and the} closed arc chute 5 from the contactor drive system of FIGS. 1 and 2, not shown.

Vnitřní čelní a boční stěny 14 , 15 uzavřené zhášecí komory 5 jsou zčásti kryty chladicí vložkou .16, uvnitř které je izolovaně od kontaktního systému 7, opalovacího růžku 27 a chladicí vložky 16 uspořádána deionizační vložka 17, tvarově odpovídající chladicí vložce 16 a kontaktnímu systému 2, který svými bočními stěnami 18, 19 zčásti obemykají. Chladicí vložka 16 je vytvořena například ve tvaru písmene C nebo U z nemagnetického materiálu a její střední část 20 je na horním okraji opatřena upevňovacími prvky 21 ve tvaru písmene I, které jsou po založení chladicíThe inner front and side walls 14, 15 of the closed arc chute 5 are partially covered by a cooling insert 16, inside which a deionization insert 17, corresponding to the cooling insert 16 and the contact system 2, is arranged in isolation from the contact system 7, the sunscreen 27 and the cooling insert 16. which partially surround the side walls 18, 19. The cooling insert 16 is formed, for example, in a C or U shape from a non-magnetic material and its central part 20 is provided at its upper edge with I-shaped fastening elements 21 which are

-2CZ 280519 B6 vložky 16 do odpovídajících otvorů 22 horní ramene 23 odnímatelné části 6 uzavřené zhášecí komory 5 upraveny zahnutím, například podle obr. 2.The insert 16 into the corresponding openings 22 of the upper arm 23 of the removable part 6 of the closed arc chute 5 is bent, for example according to FIG. 2.

Střední část 20 chladicí vložky 16 je na spodním okraji ohnuta pod úhlem 90 až 120° a opatřena ozuby 24 přivrácenými ke kontaktnímu systému ]_. Deionizační vložka 17 je shodně jako vložka chladicí 16 vytvořena ve tvaru písmene C nebo U, ale z ferromagnetického materiálu, opatřeného deionizačním povlakem, například poměděním nebo pozinkováním. Pro upevnění v odpovídajících otvorech 22 horního ramene 23 odnímatelné části 6 uzavřené zhášecí komory 5 je deionizační vložka 17 ve střední části 25 opatřena upevňovacími prvky 21, které jsou po jejím založení do odnímatelné části 6 uzavřené zhášecí komory 5 upraveny zahnutím, například podle obr. 2.The central portion 20 of the cooling insert 16 is bent at the lower edge at an angle of 90 to 120 ° and has teeth 24 facing the contact system 11. The deionizing insert 17 is, like the cooling insert 16, formed in a C or U shape, but made of a ferromagnetic material provided with a deionizing coating, for example copper or galvanized. For mounting in the corresponding openings 22 of the upper arm 23 of the removable part 6 of the closed arc chute 5, the deionization insert 17 in the central part 25 is provided with fastening elements 21 which are bent after insertion into the removable part 6 of the closed arc chute 5. .

Boční stěny 19 a střední část 25 deionizační vložky 17 jsou alespoň zčásti opatřeny průchozími otvory 26, na obr. 1 a 2 kruhovými. Deionizační vložka 17 však může být zhotovena i z hrubého kovového pletiva. Střední část 25 deionizační vložky 17 je na spodním okraji ohnuta pod úhlem 90 až 120° a opatřena ozuby 24 přivrácenými ke kontaktnímu systému 7. Chladicí a deionizační vložka 16, 17 může být v horním ramenu 23 upevněna také přímým zalisováním.The side walls 19 and the central portion 25 of the deionization insert 17 are at least partially provided with through holes 26, circular in Figs. 1 and 2. However, the deionizing insert 17 can also be made of coarse metal mesh. The middle part 25 of the deionization insert 17 is bent at the lower edge at an angle of 90 to 120 ° and provided with teeth 24 facing the contact system 7. The cooling and deionization insert 16, 17 can also be fixed in the upper arm 23 by direct pressing.

Pevný kontakt 8 je opatřen opalovacím růžkem 27., který spolu se šroubem 28 slouží k uložení pevného kontaktu 8 na nosném rámuThe fixed contact 8 is provided with a tanning corner 27 which, together with the screw 28, serves to receive the fixed contact 8 on the support frame.

1. Opalovací růžek 27 může být na pevném kontaktu 8 uložen izolovaně .1. The tanning corner 27 may be insulated on the fixed contact 8.

Uzavřená zhášecí komora schematicky znázorněná na obr. 3 a 4 má uspořádání obdobné jako na obr. 1 a 2, avšak chladicí vložka 16 a deionizační vložka 17 jsou ve středních částech 20, 25 opatřeny upevňovacími prvky 29 s rameny 30, které jsou po založení chladicí a deionizační vložky 16., 17 do upevňovacích otvorů 31 horního ramene 23 odnímatelné části 6 uzavřené zhášecí komory 5 upevněny trvalou deformací ramen 30 prvků 29, jak je znázorněno na obr. 4.The closed arc chute shown schematically in Figs. 3 and 4 has an arrangement similar to Figs. 1 and 2, but the cooling insert 16 and the deionization insert 17 are provided in the central portions 20, 25 with fastening elements 29 with arms 30 which are and deionization inserts 16, 17 into the fastening holes 31 of the upper arm 23 of the removable portion 6 of the closed arc chute 5 fixed by permanent deformation of the arms 30 of the elements 29 as shown in Fig. 4.

Uzavřená zhášecí komora podle obr. 5 je alternativním uspořádáním se dvěma deionizačními vložkami 17, 33 a chladicí vložkou 34 zakrývající zčásti vnitřní čelní a boční stěny 14., 15, vytvořenou nashoppováním nemagnetického, kovového materiálu, například měděné nebo zinkové vrstvy. Chladicí vložka 34 může být vytvořena i nashoppováním kovové vrstvy na izolační, například keramickou podložku 35, která po vložení zakrývá vnitřní čelní stěny 14. a boční stěny 15 uzavřené zhášecí komory 5 bočními stěnami 36.The closed arc chute of FIG. 5 is an alternative arrangement with two deionizing inserts 17, 33 and a cooling insert 34 partially covering the inner front and side walls 14, 15 formed by the impaction of a non-magnetic, metallic material such as a copper or zinc layer. The cooling liner 34 may also be formed by sweeping the metal layer onto an insulating, for example ceramic, mat 35 which, after insertion, covers the inner end walls 14 and the side walls 15 of the closed arc chute 5 by the side walls 36.

Uzavřená zhášecí komora podle vynálezu může být aplikována i u mechanických spínačů a stykačů v oblasti trakčního pohonu, kde může nahrazovat otevřené zhášecí komory a vyfukovací cívky.The closed arc chute according to the invention can also be applied to mechanical switches and contactors in the region of the traction drive, where it can replace open arc chambers and blow coils.

Claims

1. Uzavřená zhášecí komora elektromagnetického vzduchového stykače s můstkovým kontaktním systémem, opatřená zhášecími, deionizačními a chladicími prvky uspořádanými v blízkosti kontaktního systému, vyznačující se tím, že vnitřní čelní a boční stěny (14, 15) zhášecí komory (5) jsou alespoň zčásti zakryty chladicí vložkou (16, 34), uvnitř které je uspořádána izolovaně od kontaktního systému (7), opalovacího růžku (27) a chladicí vložky (16, 34) nejméně jedna deionizační vložka (17, 33) s průchozími otvory (26, 32), tvarově odpovídající chladicí vložce (16, 34) a kontaktnímu systému (7), který svými bočními stěnami (18, 19, 36) zčásti obemykají·A closed quenching chamber of an electromagnetic air contactor with a bridge contact system, having quenching, deionizing and cooling elements arranged close to the contact system, characterized in that the internal front and side walls (14, 15) of the quenching chamber (5) are at least partially covered a cooling insert (16, 34) inside which at least one deionizing insert (17, 33) with through holes (26, 32) is arranged in isolation from the contact system (7), the tanning plug (27) and the cooling insert (16, 34) , corresponding in shape to the cooling insert (16, 34) and the contact system (7), which partially enclose their side walls (18, 19, 36).

2. Uzavřená zhášecí komora podle nároku 1, vyznačující se tím, že střední části (20, 25), chladicí vložky (16) a deionizačních vložek (17, 33) jsou na spodní straně ohnuty pod úhlem 90 až 120° a opatřeny ozuby (24).The closed arc chute as claimed in claim 1, characterized in that the central parts (20, 25), the cooling inserts (16) and the deionizing inserts (17, 33) are bent at an angle of 90 to 120 ° on the underside and provided with cogs ( 24).

3. Uzavřená zhášecí komora podle nároku 1, vyznačující se tím, že chladicí vložka (16) a deionizační vložky (17, 33) jsou pevně uloženy v horním ramenu (23) odnímatelné části (6) zhášecí komory (5).The closed arc chute as claimed in claim 1, characterized in that the cooling insert (16) and the deionization inserts (17, 33) are fixedly mounted in the upper arm (23) of the removable part (6) of the arc chute (5).

4. Uzavřená zhášecí komora podle nároku 1, vyznačující se tím, že střední části (20, 25) chladicí vložky (16) a deionizačních vložek (17, 33) jsou na horní straně opatřeny upevňovacími prvky (21, 29) a horní rameno (23) je opatřeno odpovídajícími upevňovacími otvory (22, 31).A closed arc chute according to claim 1, characterized in that the central parts (20, 25) of the cooling insert (16) and the deionizing inserts (17, 33) are provided on the upper side with fastening elements (21, 29) and an upper arm (20). 23) is provided with corresponding mounting holes (22, 31).

5. Uzavřená zhášecí komora podle nároku 1, vyznačující se tím, že chladicí vložky (16, 34) jsou zhotoveny z nemagnetického kovu, například mědi, mosazi, zinku.A closed arc chute according to claim 1, characterized in that the cooling inserts (16, 34) are made of non-magnetic metal, for example copper, brass, zinc.

6. Uzavřená zhášecí komora podle nároku 1, vyznačující se tím, že deionizační vložky (17, 33) jsou zhotoveny z ferromagnetického kovu a opatřeny deionizační vrstvou, například galvanickým poměděním, pozinkováním.The closed arc quenching chamber according to claim 1, characterized in that the deionization inserts (17, 33) are made of ferromagnetic metal and provided with a deionization layer, for example by galvanic copper plating, zinc coating.

7. Uzavřená zhášecí komora podle nároku 1, vyznačující se tím, že chladicí vložka (34) je vytvořena nashoppováním nemagnetického kovu na vnitřní čelní a boční stěny (14, 15) zhášecí komory (5).A closed arc chute according to claim 1, characterized in that the cooling insert (34) is formed by sweeping non-magnetic metal onto the inner front and side walls (14, 15) of the arc chute (5).

8. Uzavřená zhášecí komora podle nároku 1, vyznačující se tím, že chladicí vložka (34) je vytvořena nashoppováním nemagnetického kovu na izolační, například keramickou podložku (35), která po vložení do zhášecí komory (5) zakrývá vnitřní čelní a boční stěny (14, 15).The closed arc quenching chamber according to claim 1, characterized in that the cooling insert (34) is formed by sweeping non-magnetic metal onto an insulating, for example ceramic backing (35) which, when inserted into the arc quenching chamber (5), covers the inner front and side walls (34). 14, 15).