EP0231733A2 - Arc quenching chamber - Google Patents
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- EP0231733A2 EP0231733A2 EP86890308A EP86890308A EP0231733A2 EP 0231733 A2 EP0231733 A2 EP 0231733A2 EP 86890308 A EP86890308 A EP 86890308A EP 86890308 A EP86890308 A EP 86890308A EP 0231733 A2 EP0231733 A2 EP 0231733A2
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- 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
Definitions
- the invention relates to an arc quenching chamber, in particular for circuit breakers, consisting of parallel or fan-shaped quenching plates which are fixed in their position in their area opposite the arc entry by a U-shaped holder made of insulating material, the holder having gas outlet openings and the holder having the gaps are closed between the quenching plates on the area opposite the arc entry.
- quenching plate packages have been proposed (cf. DE-AS 26 16 825, AT-PS 279 718, AT-PS 355 664).
- the quenching plates usually consist of a few millimeter thick iron sheets that are insulated from each other, parallel or fan-shaped are arranged. In the case of miniature circuit breakers, these sheets are either inserted directly into corresponding housing recesses or the packages are held together by suitable punched-out insulating material plates or molded parts and inserted as a component in the switch housing. The function of the chamber is therefore to divide and cool the arc.
- the arc formed between the opening contact pieces is blown towards the quenching plates, partly by the magnetic field of the switching elements, but partly by the suction effect of the quenching plate package. Due to the large-area contact of the arch pillar with the front edges of the metal cooling plates and immersion in the partition walls, the subdivision and heat removal takes place. The hot exhaust gases leave the quenching chamber through the gaps between the metal sheets, are further cooled and are then led through suitable ducts into the blow-out openings of the switch.
- FR-PS 1 060 926 describes a U-shaped arc quenching chamber in which the gas outlet openings in the area opposite the arc inlet are arranged in a zigzag shape, whereas the two side surfaces of the arc chamber are closed and only serve to position the quenching plates.
- AT-PS 343 212 includes an arc quenching chamber consisting of parallel or fan-shaped quenching plates, which are separated by a * in their area opposite the arc entry U-shaped, gas outlet openings in zigzag-shaped arrangement having molded part made of insulating material have been fixed in their position, in which the gaps between the quenching plates on the side opposite the arc inlet slot are closed and the molded part on the two side surfaces, one opening for each Gap has and the openings located on each side surface are arranged in two rows in a zigzag shape. As a result, the openings of not immediately adjacent gaps come to lie in a row.
- the invention has for its object to further improve an arc quenching chamber of the type mentioned and to reduce the risk of reignition of the arc with good cooling effect on the exhaust gases.
- this is achieved in that a gas outlet opening is provided on the side surfaces for each gap between two adjacent extinguishing plates in the holder for the extinguishing plates, the gas outlet openings of adjacent columns being provided on opposite sides of the holder.
- the arrangement of the gas outlet openings in the holder according to the invention Due to the arrangement of the gas outlet openings in the holder according to the invention, the arc gases of adjacent gaps between the quenching plates are blown out on different sides, so that a short circuit between hot exhaust gases emerging from different chambers is avoided.
- the arrangement of the gas outlet openings according to the invention allows the To make the cross section of these openings larger than in the arrangement of zigzag openings according to AT-PS 343 212.
- the gas outlet openings are designed as elongated slots.
- the arc quenching chamber 1 shown in FIG. 1 has several quenching plates 2 which are arranged parallel to one another.
- a fan-shaped arrangement of quenching plates as is known per se from FIG. 3 of AT-PS 343 212, is also possible.
- the quenching plates 2 are fixed in their position by a holder 3.
- the extinguishing plates 2 have lugs on opposite side edges which engage in holes 4 in the side surfaces of the holder 3.
- the extinguishing plates 2 fixing projections can be provided on the web of the substantially U-shaped profiled holder 3, each projection engaging between two extinguishing plates 2.
- the gaps between the individual quenching plates 2 are on the arc occurs opposite side closed by the web part of the bracket 3.
- Outlet openings 5 and 6 are provided in the side surfaces of the holder 3, respectively. are arranged in such a way that adjacent gaps arranged between the quenching plates 2 are open to opposite sides of the arc quenching chamber 1.
- gas outlet openings 5 and 6 are designed as elongated slots in the exemplary embodiment shown, circular openings, or several openings on each side of the holder 3, can also be provided. It is only essential for the invention that adjacent gaps between the quenching plates 2 are open towards opposite sides of the arc quenching chamber 1.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Lichtbogenlöschkammer, insbesondere für Leitungsschutzschalter, bestehend aus parallel oder fächerförmig angeordneten Löschblechen, die in ihrem dem Lichtbogeneintritt gegenüberliegenden Bereich durch eine U-förmige Halterung aus Isolierstoff in ihrer Lage fixiert sind, wobei die Halterung Gasaustrittsöffnungen aufweist und durch die Halterung die Spalte zwischen den Löschblechen auf dem dem Lichtbogeneintritt gegenüberliegenden Bereich verschlossen sind.The invention relates to an arc quenching chamber, in particular for circuit breakers, consisting of parallel or fan-shaped quenching plates which are fixed in their position in their area opposite the arc entry by a U-shaped holder made of insulating material, the holder having gas outlet openings and the holder having the gaps are closed between the quenching plates on the area opposite the arc entry.
Bei modernen Leitungsschutzschaltern werden sehr hohe Anforderungen an das Schaltvermögen gestellt. Dabei sollen die Abmessungen klein bleiben, eine Forderung, die nicht nur aus Wirtschaftlichkeitsgründen gestellt wird, sondern sogar in nationale und internationale Normen aufgenommen wurde.Modern circuit breakers place very high demands on the switching capacity. The dimensions should remain small, a requirement that is not only made for reasons of economy, but has even been incorporated into national and international standards.
Um die verlangten Werte zu erreichen ist es notwendig, nach dem Auftreten des Kurzschlusses die Kontakttrennung so schnell als möglich durchzuführen, wobei der entstehende Lichtbogen rasch von den Kontaktstücken weggeführt werden muß. Dadurch vermeidet man einerseits eine unzulässige Erwärmung der Kontaktstücke, anderseits wird durch Verlängerung und Unterteilung des Lichtbogens schnellstens die Lichtbogenspannung aufgebaut und dadurch der Kurzschlußstrom begrenzt. Vom Lichtbogenlöschsystem eines Leitungsschutzschalters hängt es also weitgehend ab, ob der Leitungsschutzschalter das verlangte Schaltvermögen erreicht.In order to achieve the required values, it is necessary to carry out the contact separation as quickly as possible after the short circuit has occurred, the resulting arc having to be led away quickly from the contact pieces. This avoids inadmissible heating of the contact pieces on the one hand, and on the other hand the arc voltage is quickly built up by lengthening and dividing the arc, thereby limiting the short-circuit current. The arc extinguishing system of a circuit breaker largely depends on whether the circuit breaker achieves the required switching capacity.
Es sind die verschiedensten Formen von Löschblechpaketen vorgeschlagen worden (vgl. DE-AS 26 16 825, AT-PS 279 718, AT-PS 355 664). Die Löschbleche bestehen in der Regel aus einigen Millimeter starken Eisenblechen, die gegeneinander isoliert, parallel oder fächerförmig angeordnet sind. Bei Leitungsschutzschaltern werden diese Bleche entweder direkt in entsprechende Gehäuseausnehmungen eingesetzt oder die Pakete werden durch geeignete ausgestanzte Isolierstoffplatten oder Formteile zusammengehalten und als Bauelement in die Schaltergehäuse eingesetzt. Die Funktion der Kammer besteht also darin, den Lichtbogen zu unterteilen und zu kühlen. Während des Ausschaltvorganges wird der sich zwischen den öffnenden Kontaktstükken bildende Lichtbogen, teils durch das magnetische Feld der Schaltglieder, teils aber auch durch die Saugwirkung des Löschblechpaketes, zu den Löschblechen hingeblasen. Durch die großflächige Berührung der Bogensäule mit den Stirnkanten der metallischen Kühlbleche und Eintauchen in die Zwischenwände erfolgt die Unterteilung und ein Wärmeentzug. Die heißen Abgase verlassen die Löschkammer durch die Spalte zwischen den Blechen, werden dabei weiter gekühlt und durch geeignete Kanäle schließlich in die Ausblasöffnungen des Schalters geführt.Various forms of quenching plate packages have been proposed (cf. DE-AS 26 16 825, AT-PS 279 718, AT-PS 355 664). The quenching plates usually consist of a few millimeter thick iron sheets that are insulated from each other, parallel or fan-shaped are arranged. In the case of miniature circuit breakers, these sheets are either inserted directly into corresponding housing recesses or the packages are held together by suitable punched-out insulating material plates or molded parts and inserted as a component in the switch housing. The function of the chamber is therefore to divide and cool the arc. During the switch-off process, the arc formed between the opening contact pieces is blown towards the quenching plates, partly by the magnetic field of the switching elements, but partly by the suction effect of the quenching plate package. Due to the large-area contact of the arch pillar with the front edges of the metal cooling plates and immersion in the partition walls, the subdivision and heat removal takes place. The hot exhaust gases leave the quenching chamber through the gaps between the metal sheets, are further cooled and are then led through suitable ducts into the blow-out openings of the switch.
Bei Leitungsschutzschaltern ist aber außerdem zu beachten, daß das Ausblasen des Schalters bei schweren Kurzschlußabschaltungen Personen oder Sachwerte nicht gefährden darf. Man sollte deshalb die Ausblasöffnungen des Schalters so anordnen, daß der freie Austritt der heißen Lichtbogengase weitgehend verhindert wird. Die FR-PS 1 060 926 beschreibt eine U-förmige Lichtbogenlöschkammer, bei der die Gasaustrittsöffnungen im dem Lichtbogeneintritt gegenüberliegenden Bereich zick-zack-förmig angeordnet sind, wogegen die beiden Seitenflächen der Lichtbogenkammer geschlossen sind und nur der Positionierung der Löschbleche dienen. Eine solche Lösung ist wohl bei größeren Schaltgeräten vorteilhaft, bei denen außerhalb derartig angeordneter Austrittsöffnungen genügend Raum zur Verfügung steht, um die Gesamtheit der Lichtbogengase in einem hinreichend großen Kanal nach außen zu führen, bei kleinen Leitungsschutzschaltern ist dies aber oft mit Schwierigkeiten verbunden.In the case of miniature circuit breakers, it should also be noted that blowing out the switch in the event of severe short-circuit cut-offs must not endanger people or property. The blow-out openings of the switch should therefore be arranged so that the free escape of the hot arc gases is largely prevented. FR-PS 1 060 926 describes a U-shaped arc quenching chamber in which the gas outlet openings in the area opposite the arc inlet are arranged in a zigzag shape, whereas the two side surfaces of the arc chamber are closed and only serve to position the quenching plates. Such a solution is probably advantageous in the case of larger switching devices in which there is sufficient space outside the outlet openings arranged in this way to lead the entirety of the arc gases to the outside in a sufficiently large duct, but this is often associated with difficulties in the case of small circuit breakers.
Um bei kleinen Abmessungen einerseits eine gute Kühlwirkung auf die Abgase zu erreichen und Kurzschlüsse von Teillichtbögen zu verhindern, ist in der AT-PS 343 212 eine Lichtbogenlöschkammer, bestehend aus parallel oder fächerförmig angeordneten Löschblechen, die in ihrem,*dem Lichtbogeneintritt gegenüberliegenden Bereich durch einen U-förmigen, Gasaustrittsöffnungen in zickzack-förmiger Anordnung aufweisenden Formteil aus Isolierstoff in ihrer Lage fixiert sind, vorgeschlagen worden, bei welcher die Spalte zwischen den Löschblechen auf der dem Lichtbogeneintrittsschlitz gegenüberliegenden Seite geschlossen sind und der Formteil auf den beiden Seitenflächen je eine Öffnung für jeden Spalt besitzt und die auf jeder Seitenfläche befindliche Öffnungen in zwei Reihen zick- zack-förmig angeordnet sind. Dadurch kommen jeweils in einer Reihe die Öffnungen nicht unmittelbar benachbarter Spalte zu liegen.In order to achieve a good cooling effect on the exhaust gases with small dimensions and to prevent short-circuits from partial arcs, AT-PS 343 212 includes an arc quenching chamber consisting of parallel or fan-shaped quenching plates, which are separated by a * in their area opposite the arc entry U-shaped, gas outlet openings in zigzag-shaped arrangement having molded part made of insulating material have been fixed in their position, in which the gaps between the quenching plates on the side opposite the arc inlet slot are closed and the molded part on the two side surfaces, one opening for each Gap has and the openings located on each side surface are arranged in two rows in a zigzag shape. As a result, the openings of not immediately adjacent gaps come to lie in a row.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Lichtbogenlöschkammer der eingangs genannten Gattung weiter zu verbessern und bei guter Kühlwirkung auf die Abgase die Gefahr von Rückzündungen des Lichtbogens zu verringern.The invention has for its object to further improve an arc quenching chamber of the type mentioned and to reduce the risk of reignition of the arc with good cooling effect on the exhaust gases.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß in der Halterung für die Löschbleche auf ihren Seitenflächen für jeden Spalt zwischen zwei benachbarten Löschblechen eine Gasaustrittsöffnung vorgesehen ist, wobei die Gasaustrittsöffnungen benachbarter Spalte auf gegenüberliegenden Seiten der Halterung vorgesehen sind.According to the invention, this is achieved in that a gas outlet opening is provided on the side surfaces for each gap between two adjacent extinguishing plates in the holder for the extinguishing plates, the gas outlet openings of adjacent columns being provided on opposite sides of the holder.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Gasaustrittsöffnungen in der Halterung werden die Lichtbogengase benachbarter Spalte zwischen den Löschblechen nach unterschiedlichen Seiten ausgeblasen, so daß ein Kurzschluß zwischen aus verschiedenen Kammern austretenden heißen Abgasen vermieden ist. Darüber hinaus gestattet es die erfindungsgemäße Anordnung der Gasaustrittsöffnungen, den Querschnitt dieser Öffnungen größer zu gestalten als bei der Anordnung zick-zack-förmiger Öffnungen gemäß der AT-PS 343 212.Due to the arrangement of the gas outlet openings in the holder according to the invention, the arc gases of adjacent gaps between the quenching plates are blown out on different sides, so that a short circuit between hot exhaust gases emerging from different chambers is avoided. In addition, the arrangement of the gas outlet openings according to the invention allows the To make the cross section of these openings larger than in the arrangement of zigzag openings according to AT-PS 343 212.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Gasaustrittsöffnungen als Langschlitze ausgebildet sind.In a preferred embodiment of the invention it is provided that the gas outlet openings are designed as elongated slots.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, in welcher auf die Zeichnung Bezug genommen wird. Es zeigt
- Fig. 1 in Seitenansicht eine Lichtbogenlöschkammer,
- Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. l,
- Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. l und
- Fig. 4 in schaubildlicher Darstellung eine bei der erfindungsgemäßen Lichtbogenlöschkammer verwendete Halterung.
- 1 is a side view of an arc quenching chamber,
- 2 shows a section along the line II-II in FIG. 1,
- Fig. 3 shows a section along the line III-III in Fig. L and
- Fig. 4 is a diagram used a holder used in the arc quenching chamber according to the invention.
Die in Fig. 1 gezeigte Lichtbogenlöschkammer 1 besitzt mehrere Löschbleche 2, die parallel zueinander angeordnet sind. Neben der parallelen Anordnung der Löschbleche 2 ist auch eine fächerförmige Anordnung von Löschblechen, wie sie aus Fig. 3 der AT-PS 343 212 für sich bekannt ist, möglich. Die Löschbleche 2 werden durch eine Halterung 3 in ihrer Lage fixiert. Hiezu besitzen die Löschbleche 2 an gegenüberliegenden Seitenrändern Ansätze, welche in Löcher 4 in den Seitenflächen der Halterung 3 eingreifen. Zusätzlich können am Steg der im wesentlichen U-förmig profilierten Halterung 3 die Löschbleche 2 fixierende Vorsprünge vorgesehen sein, wobei jeder Vorsprung zwischen zwei Löschbleche 2 eingreift. Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, sind die Spalte zwischen den einzelnen Löschblechen 2 auf der dem Lichtbogeneintritt gegenüberliegenden Seite durch den Stegteil der Halterung 3 geschlossen.The arc quenching chamber 1 shown in FIG. 1 has
In den Seitenflächen der Halterung 3 sind Austrittsöffnungen 5 bzw. 6 vorgesehen, die so. angeordnet sind, daß einander benachbarte, zwischen den Löschblechen 2 angeordnete Spalte nach gegenüberliegenden Seiten der Lichtbogenlöschkammer 1 offen sind.
Obwohl im gezeigten Ausführungsbeispiel die Gasaustrittsöffnungen 5 und 6 als Langschlitze ausgebildet sind, können auch kreisrunde Öffnungen, oder je Spalt mehrere Öffnungen auf einer Seite der Halterung 3, vorgesehen sein. Wesentlich für die Erfindung ist lediglich, daß benachbarte Spalte zwischen den Löschblechen 2 nach gegenüberliegenden Seiten der Lichtbogenlöschkammer 1 hin offen sind.Although the
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Family Applications (1)
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