DE102010053507B4 - Installation switching device with an arc quenching device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Elektrisches Installationsschaltgerät (10) mit einem Gehäuse (11), mit einer Kontaktstelle mit Kontaktstücken, zwischen denen beim Öffnen der Kontaktstelle ein Lichtbogen zündet, der über Lichtbogenleitschienen in eine Lichtbogenlöschkammer (15) läuft, wobei in der Lichtbogenlöschkammer (15) zwischen den Lichtbogenleitschienen ein Löschblechpaket mit parallel zueinander gestapelten Löschblechen (17) angeordnet ist, wobei die Lichtbogenlöschkammer (15) an ihren Längsseiten durch je eine Seitenwand und an der Lichtbogenaustrittsseite durch eine Abschlusswand (33) begrenzt ist, die Entlüftungsöffnungen (34) zur Ableitung von Lichtbogenlöschgasen aus der Lichtbogenlöschkammer aufweist, wobei jede Entlüftungsöffnung (34) einer Löschkammerzone zugeordnet ist. Entlüftungsöffnungen in unterschiedlichen Zonen (Z1, Z1', Z1'', Z1''', Z1'''', Z2, Z2', Z2''', Z2'''', ZM, ZM', ZM'', ZM''', Z3, Z3', Z4, Z4', ZMA, ZMB, ZMC) der Abschlusswand (33a, 33b, 33c, 33d, 33e) sind mit unterschiedlichen Querschnitten versehen, so dass dadurch das Abströmen der Lichtbogenlöschgase zonenweise beeinflussbar ist.The invention relates to an electrical service switching device (10) having a housing (11), with a contact point with contact pieces between which ignites an arc when opening the contact point, which runs over arc guide rails in an arc extinguishing chamber (15), wherein in the arc quenching chamber (15). between the arc guide rails a splitter stack is arranged with mutually parallel quenching plates (17), wherein the arc quenching chamber (15) is bounded at its longitudinal sides by a respective side wall and at the arc exit side by a closure wall (33), the vent openings (34) for the derivation of Arc quenching gases from the arc quenching chamber, each vent opening (34) is associated with a quenching zone. Vents in different zones (Z1, Z1 ', Z1' ', Z1' '', Z1 '' '', Z2, Z2 ', Z2' '', Z2 '' '', ZM, ZM ', ZM' ', ZM '", Z3, Z3', Z4, Z4 ', ZMA, ZMB, ZMC) of the end wall (33a, 33b, 33c, 33d, 33e) are provided with different cross sections, so that the outflow of the arc extinguishing gases can be influenced zone by zone ,
Description
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Installationsschaltgerät mit einem Gehäuse, mit einer Kontaktstelle mit Kontaktstücken, zwischen denen beim Öffnen der Kontaktstelle ein Lichtbogen zündet, der über Lichtbogenleitschienen in eine Lichtbogenlöschkammer läuft, wobei in der Lichtbogenlöschkammer zwischen den Lichtbogenleitschienen ein Löschblechpaket mit parallel zueinander gestapelten Löschblechen angeordnet ist, wobei die Lichtbogenlöschkammer an der Lichtbogenaustrittsseite durch eine Abschlusswand begrenzt ist, die Entlüftungsöffnungen zur Ableitung von Lichtbogenlöschgasen aus der Lichtbogenlöschkammer aufweist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an electrical service switching device having a housing, with a contact point with contact pieces between which ignites an arc when opening the contact point, which runs over arc guide rails in an arc extinguishing chamber, wherein in the arc extinguishing chamber between the arc guide a splitter stack is arranged with parallel stacked splitter plates wherein the arc quenching chamber is delimited at the arc exit side by an end wall having vent openings for discharging arc quenching gases from the arc quenching chamber according to the preamble of claim 1.
Die Erfindung betrifft also elektrische Geräte, bei denen Lichtbögen zwischen voneinander beabstandeten oder beabstandbaren Kontakten auftreten können. Beispielsweise bei einem Leitungsschutzschalter entsteht im Fall eines Kurzschlussbedingten Auslösevorgangs oder eines manuellen Auslösens unter Last gegebenenfalls ein Lichtbogen zwischen zwei sich hierbei trennenden Kontaktstücken, der zu deren Zerstörung oder Beschädigung führen könnte. Aus diesem Grund sieht der Stand der Technik eine Lichtbogen-Löscheinrichtung vor.The invention thus relates to electrical devices in which arcs can occur between spaced or spaced contacts. For example, in the case of a circuit breaker, in the event of a short-circuit-induced tripping operation or a manual tripping under load, an arc may possibly occur between two contact pieces which in this case separate, which could lead to their destruction or damage. For this reason, the prior art provides an arc extinguishing device.
Die
Die
Die
Das rückwärtige Wandteil wird auch als Abschlusswand oder als Abluftmaske bezeichnet.The rear wall part is also called end wall or exhaust mask.
Bei herkömmlichen, bisher bekannten Abluftmasken der Löschkammern kann der Lichtbogen ungleichmäßig einlaufen. Die Lichtbogensäule kann dabei insbesondere im mittleren Bereich schneller in die Löschkammer einlaufen als im Bereich der Lichtbogenleitschienen; die Fußpunkte an den Laufschienen laufen langsamer und bleiben zum Teil außerhalb der Löschkammer. Dadurch baut sich die Lichtbogenspannung nicht Optimal auf.In conventional, previously known exhaust masks of the extinguishing chambers, the arc can shrink unevenly. The arc column can run into the quenching chamber faster, in particular in the central region, than in the region of the arc guide rails; the foot points on the rails run slower and remain partly outside the quenching chamber. As a result, the arc voltage does not build up optimally.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrisches Installationsschaltgerät zu schaffen, bei dem die Lichtbogenbewegung in die Löschkammer hinein und innerhalb der Löschkammer optimiert ist und dadurch der Aufbau der Lichtbogenspannung verbessert wird.It is therefore an object of the present invention to provide an electrical service switching device in which the arc movement in the quenching chamber and within the quenching chamber is optimized and thereby the structure of the arc voltage is improved.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Installationsschaltgerät mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.The object is achieved by an installation switching device with the characterizing features of claim 1.
Erfindungsgemäß also sind Entlüftungsöffnungen in unterschiedlichen Zonen der Abschlusswand mit unterschiedlichen Querschnitten versehen, so dass dadurch das Abströmen der Lichtbogenlöschgase zonenweise beeinflussbar ist. According to the invention, vents in different zones of the end wall are provided with different cross sections, so that thereby the outflow of the arc extinguishing gases can be influenced zone by zone.
In vorteilhafter Ausführungsform sind die Entlüftungsöffnungen in Zonen der Abschlusswand, die Löschkammerzonen zugeordnet sind, in denen der Lichtbogen langsamer einläuft als in benachbarten Löschkammerzonen, mit einem größeren Öffnungsquerschnitt versehen als in den benachbarten Löschkammerzonen.In an advantageous embodiment, the ventilation openings in zones of the end wall, which are associated with extinguishing chamber zones in which the arc enters at a slower rate than in adjacent extinguishing chamber zones, are provided with a larger opening cross-section than in the adjacent extinguishing chamber zones.
Durch unterschiedlich große Querschnitte der Entlüftungsöffnungen in der Abschlusswand der Löschkammer kann die Lichtbogenbewegung optimiert werden. So kann beispielsweise in Zonen, in denen der Lichtbogen langsamer läuft als in anderen Zonen, der Querschnitt der Entlüftungsöffnungen vergrößert sein, wodurch dort die Lichtbogenlöschgase schneller abströmen können und somit ein die Geschwindigkeit des Lichtbogenlaufs befördernder Effekt erzielt wird. Somit kann dadurch das Geschwindigkeitsprofil des Lichtbogenlaufs innerhalb der Löschkammer vereinheitlicht werden. Die Lichtbogenbewegung in die Löschkammer hinein und innerhalb der Löschkammer ist dann insgesamt schneller und gleichmäßiger und dadurch wird der Aufbau der Lichtbogenspannung verbessert.By varying the cross sections of the vents in the end wall of the quenching chamber, the arc motion can be optimized. Thus, for example, in zones where the arc is slower than in other zones, the cross section of the vents may be increased, whereby there the arc extinguishing gases can flow faster and thus a speed of the arc run promoting effect is achieved. Thus, the speed profile of the arc run within the quenching chamber can be unified. The arc movement into the quenching chamber and within the quenching chamber is then faster and more uniform overall and thereby the structure of the arc voltage is improved.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens eine Entlüftungsöffnung in einer Zone, die einer Lichtbogenleitschiene benachbart ist, mit einem größeren Öffnungsquerschnitt versehen als Entlüftungsöffnungen, die sich in einer mittleren Zone zwischen den beiden Lichtbogenleitschienen befinden. Dadurch wird das Abströmen der Luft aus dem Schaltkammerbereich vor der Lichtbogensäule in der Nähe dieser Lichtbogenleitschiene begünstigt, daher bewegen sich die Lichtbogenfußpunkte im Bereich dieser Lichtbogenleitschiene schneller in die Löschkammer, als sie es ohne die erfindungsgemäß gestalteten Entlüftungsöffnungen täten, und es baut sich daher schneller eine hohe Lichtbogenspannung auf.According to an advantageous embodiment of the invention, at least one vent opening in a zone adjacent to an arc guide rail is provided with a larger opening cross-section than vent openings located in a central zone between the two arc guide rails. As a result, the outflow of air from the switching chamber area in front of the arc column in the vicinity of this arc guide rail is favored, therefore, the arc base move in the arc faster in the arc chamber than they would do without inventively designed vents, and it therefore builds faster high arc voltage on.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind wenigstens eine erste Entlüftungsöffnung in einer ersten Zone, die einer ersten Lichtbogenleitschiene benachbart ist, und wenigstens eine zweite Entlüftungsöffnung in einer zweiten Zone, die einer zweiten Lichtbogenleitschiene benachbart ist, mit einem größeren Öffnungsquerschnitt versehen als Entlüftungsöffnungen, die sich in einer mittleren Zone zwischen den beiden Lichtbogenleitschienen befinden. Dadurch wird das Abströmen der Luft aus dem Schaltkammerbereich vor der Lichtbogensäule in der Nähe der Lichtbogenleitschienen begünstigt, daher bewegen sich die Lichtbogenfußpunkte im Bereich der Lichtbogenleitschienen schneller in die Löschkammer, als sie es ohne die erfindungsgemäß gestalteten Entlüftungsöffnungen täten, der Lichtbogen läuft im Bereich der Lichtbogenleitschienen und im Bereich zwischen den Leitschienen in etwa mit derselben Geschwindigkeit, und es baut sich daher schneller eine hohe Lichtbogenspannung auf.According to an advantageous embodiment of the invention, at least one first vent opening in a first zone adjacent to a first arc guide rail and at least one second vent opening in a second zone adjacent to a second arc runner are provided with a larger opening cross-section than vent openings which extend located in a central zone between the two arc guide rails. As a result, the outflow of air from the switching chamber area in front of the arc column is favored in the vicinity of the arc guide rails, therefore, the arc base move in the arc guide faster in the quenching chamber, as they would do without inventively designed vents, the arc runs in the arc guide rails and in the area between the guide rails at about the same speed, and therefore a high arc voltage builds up faster.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind wenigstens eine erste Entlüftungsöffnung in einer ersten Zone, die einer ersten Lichtbogenleitschiene benachbart ist, und wenigstens eine zweite Entlüftungsöffnung in einer zweiten Zone, die einer zweiten Lichtbogenleitschiene benachbart ist, und wenigstens eine dritte Entlüftungsöffnung in einer mittleren Zone zwischen den beiden Lichtbogenleitschienen mit jeweils einem größeren Öffnungsquerschnitt versehen sind als Entlüftungsöffnungen, die sich in einer vierten Zone zwischen der ersten und der mittleren Zone befinden, und mit einem größeren Öffnungsquerschnitt versehen sind als Entlüftungsöffnungen, die sich in einer fünften Zone zwischen der zweiten und der mittleren Zone befinden. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, wenn der Lichtbogenlauf auch in einem mittleren Bereich zwischen den beiden Lichtbogenleitschienen verzögert wäre, denn dann kann auch in diesem Bereich durch Vergrößern des Öffnungsquerschnitts der Entlüftungsöffnungen lokal eine Beschleunigung des Lichtbogenlaufs erreicht werden.According to a further advantageous embodiment of the invention, at least one first vent opening in a first zone which is adjacent to a first arc guide rail and at least one second vent opening in a second zone adjacent to a second arc guide rail and at least one third vent opening in a central zone are provided between the two arc guide rails each having a larger opening cross-section than vents, which are located in a fourth zone between the first and the central zone, and provided with a larger opening cross-section as vents, extending in a fifth zone between the second and the middle zone. This embodiment is advantageous if the arc run would be delayed even in a central region between the two arc guide rails, because then can be achieved locally in this area by increasing the opening cross-section of the vents an acceleration of the arc run.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung und weitere Vorteile sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous embodiments and improvements of the invention and further advantages can be taken from the subclaims.
Anhand der Zeichnungen, in denen fünf Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.Reference to the drawings, in which five embodiments of the invention are shown, the invention and further advantageous embodiments and improvements of the invention will be explained and described in detail.
Es zeigen:Show it:
In den Figuren werden gleiche oder gleichwirkende Bauteile oder Elemente mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.In the figures, identical or equivalent components or elements are designated by the same reference numerals.
Es werde zunächst die
In der Darstellung gemäß
Man erkennt weiter an der Gehäuseinnenwand hervorstehende, parallel zueinander im Abstand der Löschbleche verlaufende Leisten
In der
In der zweiten Gehäusehalbschale, die zum Montieren des Installationsschaltgerätes auf die in der
Eine Aufsicht auf die so entstandene Abschlusswand zeigt
Die Abschlusswand
Die vorliegende Erfindung ist dabei unabhängig davon anwendbar, auf welche Weise die Abschlusswand der Lichtbogenlöschkammer realisiert ist. Die in den
Die Abschlusswand gemäß
In der Ausführungsform nach
Es werde nun die
Die dritten Entlüftungsöffnungen
Die erste und die zweite Entlüftungsöffnung
In der mittleren Zone ZM sieht man den dritten Entlüftungsöffnungen
Erfindungsgemäß kann aufgrund des größeren Öffnungsquerschnitts der ersten und zweiten Entlüftungsöffnung
Es werde nun die
Es werde nun die
Es werde nun die
In der Übergangszone Z3 befinden sich zwei weitere Entlüftungsöffnungen
Das hat weitere strömungstechnische Vorteile bei der Ableitung der Lichtbogengase aus der Lichtbogenlöschkammer heraus, denn das Profil der Strömungsgeschwindigkeit ändert sich nicht mehr abrupt zwischen der ersten Zone und der mittleren Zone, sondern allmählich. So ist die Querschnittsfläche der Entlüftungsöffnung
Eine entsprechend gestaltete Übergangszone Z4 befindet sich auch zwischen der mittleren Zone ZM''' und der zweiten Zone Z2''' nahe der unteren Lichtbogenleitschiene mit einer vierten Entlüftungsöffnung
In der zweiten Zone Z2''' befinden sich eine sechste Entlüftungsöffnung
Damit ist das Ausströmverhalten des Schaltgases aus der Lichtbogenlöschkammer heraus im Bereich der unteren Lichtbogenleitschiene individuell anders einstellbar als an der oberen Lichtbogenleitschiene. Wie genau die Verhältnisse der Querschnittsöffnungen der einzelnen Entlüftungsöffnungen gewählt werden, hängt ab von dem Laufverhalten des Lichtbogens in den verschiedenen Zonen innerhalb der Lichtbogenlöschkammer. Durch entsprechende zonenangepasste Gestaltung der unterschiedlichen Querschnittsöffnungen unterschiedlicher Entlüftungsöffnungen kann erfindungsgemäß jedes Laufverhalten eines Lichtbogens innerhalb der Löschkammer optimiert werden.Thus, the outflow behavior of the switching gas out of the arc extinguishing chamber in the lower arc guide individually adjustable differently than on the upper arc guide rail. How exactly the ratios of the cross-sectional openings of the individual vents are chosen, depends on the behavior of the arc in the various zones within the arc extinguishing chamber. By appropriate zonal adaptation of the different cross-sectional openings of different vents, any running behavior of an arc within the arcing chamber can be optimized according to the invention.
Ein weiteres Beispiel hierfür ist die Ausführungsform nach
In der zweiten Zone Z2'''' nahe der unteren Lichtbogenleitschiene sind zweite Entlüftungsöffnungen
Somit ergibt sich in der Ausführungsform nach
Die vorliegende Erfindung ist dabei nicht beschränkt auf die gezeigten Ausführungsbeispiele, sondern umfasst auch beliebige Kombinationen der gezeigten bevorzugten Ausführungsformen sowie einzelner Ausgestaltungsmerkmale oder Weiterbildungen, sofern sich diese nicht gegenseitig ausschließen. Bezugszeichenliste
Claims (5)
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