WO2013064629A1 - Schalter für einen mehrpoligen gleichstrombetrieb - Google Patents

Schalter für einen mehrpoligen gleichstrombetrieb Download PDF

Info

Publication number
WO2013064629A1
WO2013064629A1 PCT/EP2012/071718 EP2012071718W WO2013064629A1 WO 2013064629 A1 WO2013064629 A1 WO 2013064629A1 EP 2012071718 W EP2012071718 W EP 2012071718W WO 2013064629 A1 WO2013064629 A1 WO 2013064629A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
switching
bridge
switch according
chambers
contact
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/071718
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Karsten Gerving
Volker Lang
Original Assignee
Eaton Electrical Ip Gmbh & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eaton Electrical Ip Gmbh & Co. Kg filed Critical Eaton Electrical Ip Gmbh & Co. Kg
Priority to EP12780747.7A priority Critical patent/EP2774158B1/de
Publication of WO2013064629A1 publication Critical patent/WO2013064629A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/34—Stationary parts for restricting or subdividing the arc, e.g. barrier plate
    • H01H9/36—Metal parts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/44—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet
    • H01H9/443—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet using permanent magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/12—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
    • H01H1/14—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting
    • H01H1/20—Bridging contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/54—Contact arrangements
    • H01H50/546—Contact arrangements for contactors having bridging contacts

Definitions

  • the invention relates to a multi-pole switch which is suitable in particular for a multirole switch
  • Electrical switches are components in a circuit that establish or disconnect an electrically conductive connection by means of internal, electrically conductive contacts. With a live connection to be cut, current flows through the contacts until they are separated. When an inductive circuit is disconnected by a switch, the current flow does not reduce immediately to zero, so that an arc can form between the contacts.
  • the arc is a gas discharge by a per se non-conductive medium, such as air.
  • Switching chamber leads in the switch and thus reduces the life of the switch.
  • two-pole or multi-pole switches with two or more switching chambers correspondingly higher amounts of heat are released by arcing than in single-pole switches. Therefore, there is a particular need to quickly extinguish the arcs.
  • multi-pole switch If a multi-pole switch is to be equipped accordingly, especially in a non-polarity extinguishing behavior, additional switching chambers for each pole are necessary. As a result, multipole switches can reach a size for which insufficient space, in particular not sufficient depth, is available in common control cabinets, for example.
  • An object of the invention is to provide a multi-pole switch available whose space requirements, at least in depth, based on the installation situation in a cabinet, compared to single-ended switches is not or not much higher.
  • the switch according to the invention is for a multi-pole operation, in particular
  • each pole is a partial switching chamber is provided.
  • the switching chamber has a movable switching bridge extending through both partial switch chambers, wherein in each case one bridge switch piece is provided for each partial switch chamber and the bridge switch pieces are arranged along one
  • Main extension direction of the switching bridge are spaced from each other.
  • the main extension direction of the switching bridge is aligned according to the invention substantially perpendicular to a movement axis of the switching bridge.
  • the bridge switching pieces are advantageously arranged substantially in a plane next to each other.
  • the main extension direction of the switching bridge is that direction in which the switching bridge has its greatest extent, namely in the plane of the bridge contact pieces.
  • Each of the sub-switching chambers accordingly has two fixed contact pieces, which in a plane parallel to the plane of
  • Bridge switching pieces are arranged and which by the perpendicular to the Main extension direction of the bridge bridge movable bridge switching pieces synchronized electrically connected and disconnected.
  • the sub-switching chambers are arranged and formed mirror-symmetrical in particular in one plane. Against the action of arcs of the pole of the other part switching chamber, the sub-switching chambers are preferably electrically sealed off.
  • each partial switching chamber has two switching pieces with a first contact region per switching piece, wherein the switch bridge movable and electrically conductive bridge switching pieces each have two second contact areas for producing an electrically conductive connection between the first and second contact areas and for separating the have first and second contact areas.
  • the switch bridge movable and electrically conductive bridge switching pieces each have two second contact areas for producing an electrically conductive connection between the first and second contact areas and for separating the have first and second contact areas.
  • Bridge switching pieces extend substantially perpendicular to the main extension direction of the switching bridge, wherein the fixed contact pieces are parallel to the
  • At least one of the partial switching chambers at least two extinguishing devices are provided for extinguishing arcs, which can occur when the first and second contact regions are disconnected.
  • at least two extinguishing devices are provided for extinguishing arcs, which can occur when the first and second contact regions are disconnected.
  • Arc conductors extend from the first contact areas and second arc conductors extend from the second contact areas toward the extinguishing devices.
  • Arc conductor of the second arc conductors preferably increases in the direction of the extinguishing devices, whereby the respective arc on the way to
  • Extinguishing device is advantageously stretched.
  • a permanent magnet arrangement is provided to form in the areas between the first and second contact areas and the respective extinguishing devices a substantially homogeneous magnetic field for exerting a magnetic force on the arcs, so that at least one of the arcs, regardless of the current direction in the arc in the direction of one of Extinguishing devices is driven.
  • the permanent magnet arrangement has at least two plate-shaped magnets, wherein the magnets are arranged on longitudinal sides of the partial switching chambers, in each case adjacent to the contact areas. According to a further preferred embodiment, it is provided that the
  • Permanent magnet arrangement comprises two parallel pole plates, wherein the pole plates are interconnected by one or more permanent magnets to a substantially U-shaped profile, whereby a particularly homogeneous magnetic field of high magnetic field strength can be built.
  • FIGS. 1 and 2 an embodiment of the switch according to the invention in various representations;
  • Figure 3 shows a further embodiment of the switch according to the invention;
  • Figure 4 is a switching bridge for one of the embodiments of the switch according to the invention
  • Figure 5 shows a magnet arrangement for one of the embodiments of the switch according to the invention.
  • Arc extinguishing device 61 is moved.
  • the contact and erase arrangements of both poles are housed here in a single switching chamber.
  • the advantage of such a switch consists on the one hand in a relatively simple, easy to assemble construction, on the other hand in a switch of comparatively small installation depth. The embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the switching chamber of the two-pole switch is subdivided in its main extension direction into two equally partitioned partial switching chambers 1, 2 or segments 1, 2 which are sealed off from one another and in which the contact and extinguishing arrangements of each pole are accommodated.
  • a channel 3 which surrounds the switching bridge 35, in each of which a bridge bridge contact piece 30 is installed.
  • the two bridge switching pieces 30 have the same installation depth and are arranged in a region of the center of the respective sub-switching chamber 1, 2, wherein the bridge switching pieces 30 extend in a direction which is rotated by 90 degrees against the main extension direction of the switching chamber.
  • the bridge switching pieces 30 have second contact areas 31 or contact pads 31 for making contact with first contact areas 11 or fixed contacts 11. From the second contact portions 31 at right angles outgoing skid-shaped legs each extend in the direction of a connecting axis of two opposing extinguishing devices 61 and are angled in such a way that second arc conductors 32 are formed whose dropouts in the off state of the switch respectively in the direction of an upper edge 65 of the extinguishing devices 61 show.
  • the fixed contact pieces 20a, 20b of the partial switching chamber 2 enter on the short side or head side of the switching chamber in this. In the area of the fixed contacts 11, the contact pieces 20a, 20b are angled or cranked, whereby the first
  • Arc conductor 12 are provided.
  • the fixed contacts 11 are in one
  • Installation depth arranged, which corresponds approximately to the center of the extinguishing chambers 61. at
  • the part switching chamber 1 with the switching pieces 10 a, 10 b is carried out analogously to the previously described part switching chamber 2.
  • the extinguishing devices 61 are executed in the illustrated embodiment as so-called Deion chambers, which consist of a stack arrangement of mutually electrically insulated sheets, each with an air gap between two adjacent sheets.
  • Deion chambers consist of a stack arrangement of mutually electrically insulated sheets, each with an air gap between two adjacent sheets.
  • Each contact pair consisting of a first contact region 11 and a second contact region 31, two of the extinguishing chambers 61 are assigned, which in the
  • Main extension direction of the switch are housed in oppositely arranged niches.
  • Each pole has, in a double-break contact arrangement, two pairs of opposite extinguishing chambers 61 symmetrical to both sides of the
  • Switching bridge 35 are arranged.
  • the described contact and erase arrangements of both poles are preferably axisymmetric to both sides of a central axis in FIG.
  • the structure of the magnetic blowing field is realized in the illustrated embodiment according to Figures 1 and 2 via a permanent magnetic arrangement.
  • This consists of two plate-shaped magnets 51 for each pole, which are arranged on the longer switching chamber wall in the region of the contact pairs 11, 31.
  • the plate-shaped magnets Be arranged outside of the chamber wall or inside, for example, in accordance with insulating pockets of the inside niche walls.
  • a switching arc arising when the contacts are opened is moved in the direction of one or the other of the two opposing extinguishing devices 61, due to the so-called magnetic blowing effect, caused by the Lorentz force, depending on the current direction.
  • FIG. 3 schematically shows a further embodiment of the switch according to the invention, which differs from the embodiment of FIGS. 1 and 2 by an alternative extinguishing arrangement without deion chambers.
  • the extinguishing arrangement is given by a niche arrangement with walls of insulating material, preferably made of thermosetting plastic or ceramic, wherein the individual niches spatially
  • FIG. 4 shows a switching bridge 35 of a further embodiment of the invention
  • Switch according to the invention which differs from the embodiment of Figures 1 and 2 by an alternative permanent magnet arrangement. Achieving higher magnetic field strengths in the region of the switching contacts can be achieved by adding a further permanent magnet 51c, preferably by integration into the
  • FIG. 5 shows a further variant of a permanent magnet arrangement for a further embodiment of the switch according to the invention.
  • magnetic blast field of great homogeneity can be achieved by an arrangement of two plane-parallel plates 55 of magnetically good conductive material, preferably of soft magnetic iron, form, which are connected by one or more permanent magnets 51 in such a way that they form an approximately U-shaped profile.
  • the polarity of the magnet 51 is indicated by the data north (N) and south (S).
  • the distance between the parallel pole plates 55 is in this case dimensioned so that they extend in close proximity along the lateral outer walls of the quenching chamber.
  • Recesses 58 are provided for the passage of bridge switching pieces 30.
  • two axisymmetric arranged permanent magnet arrangements of the type shown are provided.
  • Shielding plate 56 serves to magnetically shield the switch from the permanent magnet 51.

Landscapes

  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)

Abstract

Schalter für einen mehrpoligen Betrieb, insbesondere Gleichstrom¬ betrieb, mit einer Schaltkammer, wobei je Pol eine Teilschaltkammer (1,2) vorgesehen ist. Die Schaltkammer weist eine durch beide Teil- schaltkammem (1,2) verlaufende, bewegliche Schaltbrücke (35) auf, wobei in der Schaltbrücke (35) jeweils ein Brückenkontaktstück (30) für jede Teilschaltkammer (1,2) vorgesehen ist.

Description

SCHALTER FÜR EINEN MEHRPOLIGEN GLEICHSTROMBETRIEB Die Erfindung betrifft einen mehrpoligen Schalter, der insbesondere für einen
Gleichstrombetrieb vorgesehen ist, mit einer Teilschaltkammer je Pol.
Elektrische Schalter sind Komponenten in einem Stromkreis, die mittels interner, elektrisch leitender Kontakte eine elektrisch leitende Verbindung herstellen oder trennen. Bei einer zu trennenden, stromführenden Verbindung fließt Strom durch die Kontakte, bis diese voreinander getrennt werden. Wenn ein induktiver Stromkreis durch einen Schalter getrennt wird, reduziert sich der Stromfluss nicht unmittelbar auf Null, so dass es zur Bildung eines Lichtbogens zwischen den Kontakten kommen kann. Der Lichtbogen ist eine Gasentladung durch ein an sich nichtleitendes Medium, wie beispielsweise Luft. In Schaltern mit
Wechselstrombetrieb (AC) löschen Lichtbögen in der Regel beim Nulldurchgang des
Wechselstroms. Da ein solcher Nulldurchgang des Stroms in Schaltern mit
Gleichstrombetrieb (DC) fehlt, können beim Trennen der Kontakte stabile Lichtbögen entstehen. Sofern der Stromkreis bei ausreichender Stromstärke und Spannung betrieben wird, beispielsweise bei mehr als etwa ein Ampere und mehr als 50 Volt, verlischt der Lichtbogen nicht selbsttätig. Aus diesem Grund sind bei derartigen Schaltern Löschkammern bekannt, die zum Löschen des Lichtbogens dienen. Die Zeitspanne, während der der Lichtbogen brennt, soll so kurz wie möglich gehalten werden, da der Lichtbogen eine große Wärmemenge freisetzt, die zum Abbrennen der Kontakte und/oder zur thermischen Belastung der
Schaltkammer im Schalter führt und somit die Lebensdauer des Schalters verringert. Bei zwei- oder mehrpoligen Schaltern mit zwei oder mehr Schaltkammern werden entsprechend höhere Wärmemengen durch Lichtbögen freigesetzt als bei einpoligen Schaltern. Hier besteht daher besonderer Bedarf, die Lichtbögen schnell zu löschen.
Es ist weiterhin bekannt, die Löschung des Lichtbogens durch die Verwendung eines magnetischen Felds zu beschleunigen, das so gepolt ist, dass es eine treibende Kraft auf den Lichtbogen in Richtung der Löschkammern ausübt. Zur Erzeugung eines starken Magnetfelds werden in der Regel Permanentmagneten verwendet. Die treibende Kraft des magnetischen Felds in Richtung der Löschkammern ist nur bei einer bestimmten Stromflussrichtung gegeben. Polungsbedingte Einbaufehler von Schaltern werden durch Schalter für beide Stromrichtungen vermieden, die ein von der jeweiligen Polung unabhängiges Löschverhalten für Lichtbögen aufweisen. Ein solcher Schalter ist beispielsweise in der Druckschrift EP 2 061 053 A2 beschrieben.
Wenn ein mehrpoliger Schalter entsprechend ausgerüstet werden soll, insbesondere bei einem von der Polung unabhängigen Löschverhalten, sind zusätzliche Schaltkammern für jeden Pol notwendig. Mehrpolige Schalter können dadurch eine Größe erreichen, für die beispielsweise in gängigen Schaltschränken nicht ausreichend Bauraum, insbesondere nicht ausreichend Tiefe zur Verfügung steht.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen mehrpoligen Schalter zur Verfügung zu stellen, dessen Bauraumbedarf zumindest in der Tiefe, bezogen auf die Einbausituation in einem Schaltschrank, gegenüber einpoligen Schaltern nicht oder nicht wesentlich höher ist.
Die Aufgabe wird durch den Schalter gemäß Patentanspruch 1 gelöst. In den Unteransprüchen sind bevorzugte Ausführungsformen und vorteilhafte Weiterbildungen angegeben.
Der erfindungsgemäße Schalter ist für einen mehrpoligen Betrieb, insbesondere
Gleichstrombetrieb, mit einer Schaltkammer vorgesehen, wobei je Pol eine Teilschaltkammer vorgesehen ist. Die Schaltkammer weist eine durch beide Teilschaltkammern verlaufende, bewegliche Schaltbrücke auf, wobei in der Schaltbrücke jeweils ein Brückenschaltstück für jede Teilschaltkammer vorgesehen ist und die Brückenschaltstücke entlang einer
Haupterstreckungsrichtung der Schaltbrücke beabstandet zueinander angeordnet sind. Die Haupterstreckungsrichtung der Schaltbrücke ist dabei erfindungsgemäß im Wesentlichen senkrecht zu einer Bewegungsachse der Schaltbrücke ausgerichtet. Bezogen auf die
Einbautiefe in einem Schaltschrank oder einer vergleichbaren Einrichtung mit begrenzter Einbautiefe ausgedrückt, sind die Brückenschaltstücke vorteilhaft im Wesentlichen in einer Ebene nebeneinander angeordnet. Die Haupterstreckungsrichtung der Schaltbrücke ist diejenige Richtung, in der die Schaltbrücke ihre größte Ausdehnung aufweist, nämlich in der Ebene der Brückenschaltstücke. Jede der Teilschaltkammern weist dementsprechend zwei feststehende Schaltstücke auf, welche in einer Ebene parallel zu der Ebene der
Brückenschaltstücke angeordnet sind und welche durch die senkrecht zu der Haupterstreckungsrichtung der Schaltbrücke bewegbaren Brückenschaltstücke synchronisiert elektrisch leitend verbunden und getrennt werden.
Die Teilschaltkammern sind insbesondere in einer Ebene spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet und ausgebildet. Gegen das Einwirken von Lichtbögen des Pols der jeweils anderen Teilschaltkammer sind die Teilschaltkammern bevorzugt elektrisch abgeschottet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass jede Teilschaltkammer zwei Schaltstücke mit einem ersten Kontaktbereich je Schaltstück aufweist, wobei die mit der Schaltbrücke bewegbaren und elektrisch leitfähigen Brückenschaltstücke jeweils zwei zweite Kontaktbereiche zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen den ersten und zweiten Kontaktbereichen und zum Trennen der ersten und zweiten Kontaktbereiche aufweisen. Dadurch ergibt sich ein mehrpoliger Schalter mit Doppelunterbrechung je Pol. Alternativ könnte auch ein Kontaktpaar aus erstem und zweitem Kontaktbereich je Pol untrennbar, beispielsweise durch eine Litze, verbunden sein, so dass eine
Einfachunterbrechung realisiert werden kann.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die
Brückenschaltstücke sich im Wesentlichen rechtwinklig zu der Haupterstreckungsrichtung der Schaltbrücke erstrecken, wobei die feststehenden Schaltstücke sich parallel zu der
Haupterstreckungsrichtung der Schaltbrücke erstrecken.
Für mindestens eine der Teilschaltkammern sind mindestens zwei Löschvorrichtungen zum Löschen von Lichtbögen, welche beim Trennen der ersten und zweiten Kontaktbereiche auftreten können, vorgesehen. Um einen polaritätsunabhängigen Gleichstrombetrieb zu gewährleisten, ist vorgesehen, dass für mindestens eine der Teilschaltkammern vier
Löschvorrichtungen zum polaritätsunabhängigen Löschen von Lichtbögen, welche beim Trennen der ersten und zweiten Kontaktbereiche auftreten können, vorgesehen sind. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass erste
Lichtbogenleiter sich von den ersten Kontaktbereichen und zweite Lichtbogenleiter sich von den zweiten Kontaktbereichen aus in Richtung zu den Löschvorrichtungen erstrecken.
Dadurch wird vorteilhaft verhindert, dass ein Lichtbogen sich entlang der Brückenschaltstücke in Richtung der Schaltbrücke bewegt. Ein Abstand der ersten
Lichtbogenleiter von den zweiten Lichtbogenleitern vergrößert sich vorzugsweise in Richtung der Löschvorrichtungen, wodurch der jeweilige Lichtbogen auf dem Weg zur
Löschvorrichtung vorteilhaft gestreckt wird.
Vorzugsweise ist eine Permanentmagnetanordnung vorgesehen, um in den Bereichen zwischen den ersten und zweiten Kontaktbereichen und den jeweiligen Löschvorrichtungen ein weitgehend homogenes Magnetfeld zur Ausübung einer magnetischen Kraft auf die Lichtbögen auszubilden, so dass mindestens einer der Lichtbögen unabhängig von der Stromrichtung im Lichtbogen in Richtung einer der Löschvorrichtungen getrieben wird. Die Permanentmagnetanordnung weist mindestens zwei plattenförmige Magnete auf, wobei die Magnete an Längsseiten der Teilschaltkammern, jeweils benachbart zu den Kontaktbereichen, angeordnet sind. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die
Permanentmagnetanordnung zwei parallele Polplatten aufweist, wobei die Polplatten miteinander durch einen oder mehrere Permanentmagnete zu einem im Wesentlichen U- förmigen Profil verbunden sind, wodurch sich ein besonders homogenes Magnetfeld von hoher Magnetfeldstärke aufbauen lässt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Die Ausführungen sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein. Es zeigen
Figuren 1 und 2 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters in verschiedenen Darstellungen; Figur 3 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters;
Figur 4 eine Schaltbrücke für eine der Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schalters; Figur 5 eine Magnetanordnung für eine der Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schalters.
Die erfindungsgemäße Ausführungsform gemäß der Figuren 1 und 2 zeigt einen mehrpoligen, von der Stromrichtung unabhängiger Kompaktschalter mit effizientem Löschverhalten.
Hierbei ist für jeden Pol ein doppelunterbrechendes Kontaktsystem realisiert, bei dem jeder der beim Öffnen der Kontakte entstehenden Schaltlichtbögen unabhängig von der
Stromrichtung mit Hilfe permanentmagnetischen Blasfelder immer in Richtung einer
Lichtbogenlöschvorrichtung 61 bewegt wird. Die Kontakt- und Löschanordnungen beider Pole sind hierbei in einer einzigen Schaltkammer untergebracht. Der Vorteil eines solchen Schalters besteht zum einen in einem relativ einfachen, montagefreundlichen Aufbau, zum anderen in einem Schalter von vergleichsweise geringen Einbautiefe. Die Ausführungsform wird nachfolgen mit Bezug auf die Figuren 1 und 2 beschrieben.
Die Schaltkammer des zweipoligen Schalters ist in ihrer Haupterstreckungsrichtung in zwei gegeneinander abgeschottete gleichgroße Teilschaltkammern 1 , 2 oder Segmente 1 , 2 unterteilt, in denen die Kontakt- und Löschanordnungen jeweils eines Pols untergebracht sind. Als einzige räumliche Verbindung zwischen den beiden Schaltkammerhälften 1, 2 verläuft mittig in der Haupterstreckungsrichtung der Schaltkammer ein Kanal 3, der die Schaltbrücke 35 umgibt, in die für jeden Pol jeweils ein Brückenschaltstück 30 eingebaut ist. Die beiden Brückenschaltstücke 30 weisen die gleiche Einbautiefe auf und sind in einem Bereich der Mitte der jeweiligen Teilschaltkammer 1, 2 angeordnet, wobei die Brückenschaltstücke 30 sich in einer Richtung erstrecken, die um 90 Grad gegen die Haupterstreckungsrichtung der Schaltkammer gedreht ist. Die Brückenschaltstücke 30 weisen zweite Kontaktbereiche 31 oder auch Kontaktplättchen 31 zur Herstellung des Kontakts zu ersten Kontaktbereichen 11 oder Festkontakten 11 auf. Von den zweiten Kontaktbereichen 31 rechtwinklig abgehende kufenförmige Schenkel verlaufen jeweils in Richtung einer Verbindungsachse zweier gegenüberliegender Löschvorrichtungen 61 und sind in der Weise abgewinkelt, dass dadurch zweite Lichtbogenleiter 32 gebildet sind, deren Ausfallenden im ausgeschalteten Zustand des Schalters jeweils in Richtung einer Oberkante 65 einer der Löschvorrichtungen 61 weisen. Die feststehenden Schaltstücke 20a, 20b der Teilschaltkammer 2 treten an der kurzen Seite oder Kopfseite der Schaltkammer in diese ein. Im Bereich der Festkontakte 11 sind die Schaltstücke 20a, 20b schräg abgewinkelt bzw. gekröpft ausgebildet, wodurch erste
Lichtbogenleiter 12 zur Verfügung gestellt werden. Die Festkontakte 11 sind in einer
Einbautiefe angeordnet, die etwa der Mitte der Löschkammern 61 entspricht. Bei
geschlossenen Kontakten 11, 31 bilden die parallel angeordneten Schaltstücke 20a, 20b zusammen mit dem quer dazu verlaufenden Brückenschaltstück 30 einen U- förmigen
Strompfad. Durch die Geometrie der Schaltstücke 20a, 20b mit den ersten Kontaktbereichen 11 und den Brückenschaltstücken 30 mit den zweiten Kontaktbereichen 31 wird eine
Lichtbogenlaufschienenanordnung aus den ersten Lichtbogenleitern 12 und den zweiten
Lichtbogenleitern 32 gebildet, die sich in Richtung zu den Löschkammern 61 hin aufweitet, so dass ein beim Öffnen der Kontakte, also beim Trennen der zweiten Kontaktbereiche 31 von den ersten Kontaktbereichen 11 , entstehender Schaltlichtbogen unter dem Einfluss einer magnetischen Blaswirkung schnell in Richtung einer der Löschvorrichtungen 61 bewegt wird und sich dabei kontinuierlich aufweitet. Die Teilschaltkammer 1 mit den Schaltstücken 10 a, 10b ist analog zu der zuvor beschriebenen Teilschaltkammer 2 ausgeführt.
Die Löschvorrichtungen 61 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als sogenannte Deion-Kammern ausgeführt, die aus einer Stapelanordnung von gegeneinander elektrisch isolierten Blechen mit jeweils einem Luftspalt zwischen zwei benachbarten Blechen bestehen. Jedem Kontaktpaar, bestehend aus einem ersten Kontaktbereich 11 und einem zweiten Kontaktbereich 31, sind zwei der Löschkammern 61 zugeordnet, welche in der
Haupterstreckungsrichtung des Schalters in gegenüberliegend angeordneten Nischen untergebracht sind. Jeder Pol weist bei einer doppelunterbrechenden Kontaktanordnung zwei Paare gegenüberliegender Löschkammern 61, die symmetrisch zu beiden Seiten der
Schaltbrücke 35 angeordnet sind. Die beschriebenen Kontakt- und Löschanordnungen beider Pole sind vorzugsweise achsensymmetrisch zu beiden Seiten einer Mittelachse in
Haupterstreckungsrichtung der Schaltkammer angeordnet. Der Aufbau des magnetischen Blasfelds wird bei der dargestellten Ausführungsform gemäß Figuren 1 und 2 über eine permanentmagnetische Anordnung realisiert. Diese besteht aus zwei plattenförmigen Magneten 51 für jeden Pol, die an der längeren Schaltkammerwand im Bereich der Kontaktpaare 11, 31 angeordnet sind. Dabei können die plattenförmigen Magnete 51 außen an der Kammerwand angeordnet sein oder innen, beispielsweise in entsprechend isolierenden Taschen der innenseitigen Nischenwände. Ein beim Öffnen der Kontakte entstehender Schaltlichtbogen wird auf Grund der sogenannten magnetischen Blaswirkung, hervorgerufen durch die Lorentzkraft, abhängig von der Stromrichtung in Richtung der einen oder der anderen der beiden gegenüberliegenden Löschvorrichtungen 61 bewegt. Die
Permanentmagneten bestehen vorzugsweise entweder aus ferritischem Material oder aus einem Material mit Anteilen seltener Erden z.B. Nd-Fe-B oder Sa-Co oder aus Materialien in Form kunststoffgebundener Formteile. In der Figur 3 ist schematisch eine weitere Ausführungsform des erfmdungsgemäßenen Schalters dargestellt, der sich von der Ausführungsform der Figuren 1 und 2 durch eine alternative Löschanordnung ohne Deion- Kammern unterscheidet. Die Löschanordnung ist durch eine Nischenanordnung mit Wänden aus Isolierstoff gegeben, vorzugsweise aus duroplastischem Kunststoff oder Keramik, wobei die einzelnen Nischen räumlich
voneinander hinreichend abgeschottet sind und an außenseitigen Wänden Ausblasöffnungen angeordnet sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen die in der
Haupterstreckungsrichtung der Schaltkammer verlaufenden Nischenwände 45 aus Kunststoff, während die quer dazu verlaufenden Schottwände 46 zwischen den Teilschaltkammern 1, 2 beider Pole im Hinblick auf eine hohe thermische Beständigkeit gegen Lichtbogeneinwirkung aus keramischem Material bestehen.
In der Figur 4 ist eine Schaltbrücke 35 einer weiteren Ausführungsform des
erfmdungsgemäßenen Schalters dargestellt, der sich von der Ausführungsform der Figuren 1 und 2 durch eine alternative Permanentmagnetanordnung unterscheidet. Eine Erzielung höherer Magnetfeldstärken im Bereich der Schaltkontakte läßt sich durch Hinzufügen eines weiteren Permanentmagneten 51c erzielen, vorzugsweise durch Integration in die
Schaltbrücke 35 oder auch durch Anbringung an den innenseitigen Nischenwänden für die Löschvorrichtungen. Dabei können die Zusatzmagnete 51s innen beispielsweise in
entsprechend isolierenden Taschen der innenseitigen Nischenwände angeordnet sein.
In der Figur 5 ist eine weitere Variante einer Permanentmagnetanordnung für eine weitere Ausführungsform des erfmdungsgemäßenen Schalters dargestellt. Ein effizientes
magnetisches Blasfeld von großer Homogenität lässt sich durch eine Anordnung aus zwei planparallelen Platten 55 aus magnetisch gut leitendem Material, vorzugsweise aus weichmagnetischem Eisen, bilden, die durch einen oder mehrere Permanentmagnete 51 in der Weise verbunden sind, dass sie ein etwa U-förmiges Profil bilden. Die Polung des Magneten 51 ist durch die Angaben Nord (N) und Süd (S) bezeichnet. Der Abstand der parallelen Polplatten 55 ist hierbei so bemessen, dass diese in unmittelbarer Nähe längs der seitlichen Außenwände der Löschkammer verlaufen. Ausnehmungen 58 sind für den Durchtritt der Brückenschaltstücke 30 vorgesehen. Je Teilschaltkammer 1, 2 sind zwei achssymmetrisch angeordnete Permanentmagnetanordnungen der dargestellten Art vorgesehen. Die
Abschirmplatte 56 dient der magnetischen Abschirmung des Schalters gegenüber dem Permanentmagneten 51.
Bezugszeichenliste
1 , 2 Teilschaltkammern
3 Kanal
10a, 10b Feststehende Schaltstücke der ersten Teilschaltkammer
20a, 20b Feststehende Schaltstücke der zweiten Teilschaltkammer
11 Erster Kontaktbereich, Festkontakt
12 Erster Lichtbogenleiter
30 Brückenschaltstück
31 Zweiter Kontaktbereich
32 Zweiter Lichtbogenleiter
35 Schaltbrücke
45 Nischenwände
46 Schottwände
51 Magnete
51c Zusatzmagnet
55 Polplatten
56 Abschirmplatte
57 Permanentmagnet
58 Ausnehmung
61 Löschvorrichtung
65 Oberkante der Löschvorrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Schalter für einen zweipoligen Betrieb mit einer Schaltkammer, wobei je Pol eine
Teilschaltkammer (1, 2) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkammer eine durch beide Teilschaltkammern (1, 2) verlaufende, bewegliche Schaltbrücke (35) aufweist, wobei in der Schaltbrücke jeweils ein Brückenkontaktstück (30) für jede Teilschaltkammer (1, 2) vorgesehen ist und die Brückenschaltstücke entlang einer Haupterstreckungsrichtung der Schaltbrücke (35) beabstandet zueinander angeordnet sind und wobei die
Haupterstreckungsrichtung der Schaltbrücke (35) im Wesentlichen senkrecht zu einer Bewegungsachse der Schaltbrücke (35) ausgerichtet ist, wobei die Brückenschaltstücke (30) sich im Wesentlichen rechtwinklig zu der Haupterstreckungsrichtung der Schaltbrücke (35) erstrecken, wobei feststehende Schaltstücke (10a, 10b, 20a, 20b) sich parallel zu der
Haupterstreckungsrichtung der Schaltbrücke erstrecken. 2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilschaltkammern (1,
2) spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet sind.
3. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilschaltkammern (1, 2) gegen das Einwirken von Lichtbögen des Pols der jeweils anderen Teilschaltkammer elektrisch abgeschottet sind.
4. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Teilschaltkammer (1, 2) zwei feststehende Schaltstücke (10a, 10b, 20a, 20b) mit einem ersten Kontaktbereich (11) je Schaltstück aufweist, wobei die mit der Schaltbrücke (35) bewegbaren und elektrisch leitfähigen Brückenschaltstücke (30) jeweils zwei zweite Kontaktbereiche (31) zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen den ersten und zweiten Kontaktbereichen (11, 31) und zum Trennen der ersten und zweiten Kontaktbereiche (11, 31) aufweist.
5. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für mindestens eine der Teilschaltkammern (1, 2) mindestens zwei Löschvorrichtungen (61) zum Löschen von Lichtbögen, welche beim Trennen der ersten und zweiten Kontaktbereiche (11, 31) auftreten können, vorgesehen sind.
6. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für mindestens eine der Teilschaltkammern (1, 2) vier Löschvorrichtungen (61) zum
polaritätsunabhängigen Löschen von Lichtbögen, welche beim Trennen der ersten und zweiten Kontaktbereiche (11, 31) auftreten können, vorgesehen sind.
7. Schalter nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass erste
Lichtbogenleiter (12) sich von den ersten Kontaktbereichen (11) und zweite Lichtbogenleiter (32) sich von den zweiten Kontaktbereichen (31) aus in Richtung zu den Löschvorrichtungen (61, 62) erstrecken.
8. Schalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand der ersten
Lichtbogenleiter (12) von den zweiten Lichtbogenleitern (32) sich in Richtung der jeweiligen Löschvorrichtungen (61) vergrößert.
9. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Permanentmagnetanordnung vorgesehen ist, um in den Bereichen zwischen den ersten und zweiten Kontaktbereichen (11, 31) und den jeweiligen Löschvorrichtungen (61) ein weitgehend homogenes Magnetfeld auszubilden.
10. Schalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnetanordnung mindestens zwei plattenförmige Magnete (51) aufweist, wobei die Magnete (51) an
Längsseiten der Teilschaltkammern (1, 2), jeweils benachbart zu den Kontaktbereichen (11, 31), angeordnet sind.
11. Schalter nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die
Permanentmagnetanordnung zwei parallele Polplatten (55) aufweist, wobei die Polplatten (55) miteinander durch einen oder mehrere Permanentmagnete (57) zu einem im
Wesentlichen U- förmigen Profil verbunden sind.
12. Schalter nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die
Löschvorrichtungen (61) als Deion- Kammern ausgebildet sind, mit einer Stapelanordnung gegeneinander elektrisch isolierter Bleche mit jeweils einem Luftspalt zwischen zwei benachbarten Blechen.
13. Schalter nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die
Löschvorrichtungen durch eine Nischenanordnung mit Wänden aus Isolierstoff gebildet sind, wobei einzelne Nischen durch Nischenwände (45) und/oder Schottwände (46) weitgehend voneinander abgeschottet sind und wobei an einer außenseitigen Wand jeweils
Ausblasöffnungen angeordnet sind
PCT/EP2012/071718 2011-11-02 2012-11-02 Schalter für einen mehrpoligen gleichstrombetrieb WO2013064629A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12780747.7A EP2774158B1 (de) 2011-11-02 2012-11-02 Schalter für einen mehrpoligen gleichstrombetrieb

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11187497.0A EP2590192A1 (de) 2011-11-02 2011-11-02 Schalter für einen mehrpoligen Gleichstrombetrieb
EP11187497.0 2011-11-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013064629A1 true WO2013064629A1 (de) 2013-05-10

Family

ID=47115993

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2012/071718 WO2013064629A1 (de) 2011-11-02 2012-11-02 Schalter für einen mehrpoligen gleichstrombetrieb

Country Status (3)

Country Link
EP (2) EP2590192A1 (de)
PL (1) PL2774158T3 (de)
WO (1) WO2013064629A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9129761B2 (en) 2012-12-20 2015-09-08 Eaton Electrical Ip Gmbh & Co. Kg Switching device suitable for direct current operation
CN112219253A (zh) * 2018-03-16 2021-01-12 埃伦贝格尔及珀恩斯根有限公司 用于分离电流回路的保护开关

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9406465B1 (en) * 2015-07-30 2016-08-02 Carling Technologies, Inc. Polarity insensitive arc quench
GB2575684A (en) 2018-07-20 2020-01-22 Eaton Intelligent Power Ltd Switching device and switching arrangement
GB2579848A (en) 2018-12-18 2020-07-08 Eaton Intelligent Power Ltd Electromagnetic drive unit for a switching device and switching device
GB201820594D0 (en) 2018-12-18 2019-01-30 Eaton Intelligent Power Ltd Contact unit for a switching device and switching device
FR3134224B1 (fr) * 2022-03-29 2024-05-03 Safran Electrical & Power Contacteur bidirectionnel double pole à double coupure à champs magnétiques inversés

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1640804A1 (de) * 1966-04-09 1970-12-17 Licentia Gmbh Elektrisches Schaltgeraet
EP2061053A2 (de) 2007-11-17 2009-05-20 Moeller GmbH Schaltgerät für Gleichstrom-Anwendungen
EP2133898A1 (de) * 2008-06-05 2009-12-16 General Electric Company Werkzeugloser Kontaktblock
EP2463877A1 (de) * 2010-12-07 2012-06-13 Eaton Industries GmbH Schalter mit Löschkammer

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1640804A1 (de) * 1966-04-09 1970-12-17 Licentia Gmbh Elektrisches Schaltgeraet
EP2061053A2 (de) 2007-11-17 2009-05-20 Moeller GmbH Schaltgerät für Gleichstrom-Anwendungen
EP2133898A1 (de) * 2008-06-05 2009-12-16 General Electric Company Werkzeugloser Kontaktblock
EP2463877A1 (de) * 2010-12-07 2012-06-13 Eaton Industries GmbH Schalter mit Löschkammer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9129761B2 (en) 2012-12-20 2015-09-08 Eaton Electrical Ip Gmbh & Co. Kg Switching device suitable for direct current operation
CN112219253A (zh) * 2018-03-16 2021-01-12 埃伦贝格尔及珀恩斯根有限公司 用于分离电流回路的保护开关

Also Published As

Publication number Publication date
EP2774158B1 (de) 2017-04-19
EP2774158A1 (de) 2014-09-10
PL2774158T3 (pl) 2017-08-31
EP2590192A1 (de) 2013-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2649628B1 (de) Schalter mit loeschkammer
EP2774158B1 (de) Schalter für einen mehrpoligen gleichstrombetrieb
EP3048626B1 (de) Schaltgerät mit permanentmagnetischer lichtbogenlöschung
DE102014015061B4 (de) Bidirektionale elektrische Gleichstromschaltvorrichtungen einschließlich kleiner Permanentmagnete an ferromagnetischen Seitenbauteilen und eines Satzes von Lichtbogenlöschplatten
WO2012076606A1 (de) Schalter mit loeschkammer
EP2649630A1 (de) Schalter mit loeschkammer
EP2743950B1 (de) Polaritätsunabhängiges Schaltgerät zum führen und trennen von Gleichströmen
EP2786385B1 (de) Schaltgeraet fuer gleichstromanwendungen
EP2795644B1 (de) Fuer einen gleichstrombetrieb geeignetes schaltgeraet
EP2783379B1 (de) Schalter fuer gleichstrombetrieb mit mindestens einer schaltkammer
EP2783378B1 (de) Schaltanordnung fuer gleichstrombetrieb mit mindestens einer schaltkammer
DE102012000285A1 (de) Magnetische Schaltvorrichtung
WO2012076605A1 (de) Schalter mit loeschkammer
EP2795643B1 (de) Schaltgeraet geeignet fuer einen gleichstrombetrieb
EP2631928A1 (de) Permanentmagnetanordnung für eine Lichtbogentreiberanordnung und Schaltgerät
EP2747108A2 (de) Schaltgeraet geeignet fuer einen Gleichstrombetrieb
EP2747107A1 (de) Elektrisches Schaltgerät
WO2013076303A1 (de) Schalter fuer gleichstrombetrieb mit mindestens einer schaltkammer
EP2377715A2 (de) Streckentrenner für Fahrleitungen elektrischer Bahnen
DE102014101687A1 (de) Schaltgerät zum polaritätsunabhängigen Schalten von Gleichstrom

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12780747

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2012780747

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012780747

Country of ref document: EP