WO2016142485A1 - Gleichstromschaltgerät - Google Patents

Gleichstromschaltgerät Download PDF

Info

Publication number
WO2016142485A1
WO2016142485A1 PCT/EP2016/055175 EP2016055175W WO2016142485A1 WO 2016142485 A1 WO2016142485 A1 WO 2016142485A1 EP 2016055175 W EP2016055175 W EP 2016055175W WO 2016142485 A1 WO2016142485 A1 WO 2016142485A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
arc
switching device
switching
quenching
quenching chamber
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/055175
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Laetitia DEPRE
Wolfgang Hauer
Matthias KATZENSTEINER
Stefan Kolm
Raffael Zimmel
Original Assignee
Eaton Industries (Austria) Gmbh
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 Industries (Austria) Gmbh filed Critical Eaton Industries (Austria) Gmbh
Publication of WO2016142485A1 publication Critical patent/WO2016142485A1/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
    • H01H9/346—Details concerning the arc formation chamber
    • 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
    • H01H9/342—Venting arrangements for arc chutes
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a switching device according to the preamble of claim 1.
  • DC currents are provided or formed.
  • effects occur in an amplified manner, which do not have to be considered in the same form when switching alternating currents.
  • the application of direct current for a long time has generally been restricted to the low power range, in which there were hardly any problems in switching the direct currents, or to special applications in which the size of the switching devices is not a limiting factor.
  • DC switchgear Furthermore, it has been found that DC arcs, especially at low currents, tend to remain static at a particular location within the switchgear, rather than following an arc runner.
  • relevant switching device may come in connection with a fire.
  • the object of the invention is therefore to provide a DC switching device of the type mentioned, with which the mentioned disadvantages can be avoided, and with which direct current high power can be switched safely, and which in particular a safe and durable
  • a switching device can be created, with which direct currents of high power can be safely switched. This can be achieved that arcs safely within the arc extinguishing chamber between the
  • Arc quenching chamber are formed.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a subject switching device
  • Fig. 2 shows a splitter holder of a switching device of FIG. 1 in six
  • FIG. 3 shows the splitter holder according to FIG. 2 in an axonometric view.
  • Fig. 1 shows a particularly preferred embodiment of a switching device 1, with at least one electrical input 2 and at least one electrical output 3, as well as with at least a first switching contact 4 and a movable switching bridge 5, wherein the switching device 1 further a
  • Arc quenching assembly 6 having at least one arc quenching chamber 7, wherein in the arc quenching chamber 7 a predetermined plurality of quenching plates 8 are predetermined spaced from one another, wherein in each case at least one Lichtbogenleitelement 10 is arranged with Isolierstoffober inhabit between adjacent quenching plates 8, j, which arc guide element is formed to direct a switching arc towards a center region 20 of the intervening gap 9.
  • a switching device 1 can be created, with which direct currents of high power can be safely switched. It can thereby be achieved that arcs are securely divided within the arc extinguishing chamber 7 between the quenching plates 8 and extinguish. It has been found that in conventional arc extinguishing chambers 7 paths are formed around the quenching plates 8 near or on the side walls of the arc extinguishing chambers 7. By the physical measures can be ensured that the arc is forced away from the side walls in the central region 20 of the quenching plates 8, and not to form conductive paths around the fireplaces 8 comes around. As a result, a switching device 1 with a safe and durable arc quenching chamber 7 can be created.
  • the subject invention relates to switching devices 1, which are provided in particular for the switching of direct currents and specially designed.
  • the invention therefore relates to DC switching devices, which for
  • a representational switching device 1 has an electrical Bngang 2 and an electrical outlet 3, which are preferably designed as screw terminals, as shown in Fig. 1. Furthermore, the switching device 1 a
  • Switchgear housing 14 made of insulating material.
  • the switching device 1 has in the illustrated and preferred embodiment, a single switching path, but a double interruption of this individual switching path is provided. It is preferably provided that the
  • DC switching device 1 next to the first switching contact 4 further comprises a second switching contact, not shown, both fixed to the housing
  • Switching bridge 5 acts to a sudden opening and closing of the switching path to reach. It is preferred and provided as shown
  • Self-switch which one or more triggers, such as an overcurrent release and / or a
  • Short-circuit release 22 has. Furthermore, it is preferably provided that the
  • Switching device 1 has a scarf lock 23, in particular during execution of the
  • the shift lever 21 acts on the scarf lock 23, wherein the position of the switching bridge 5, in a conventional manner, does not have to correspond to the position of the shift lever 21, such as a free trip.
  • switching device 1 from the electrical input 2 to the first switching contact 4, from this via the switching bridge 5 to the second scarf titch, which is not visible in FIG. 1, since this is arranged in a not further functional level of the relevant switching device 1, and from this to the electrical output 3.
  • the switching bridge 5 has two, designed as electrical contacts areas to contact with the first switching contact 4 and the second switching contact, this is referred to in the diction of the subject application only as a switching bridge 5. It can also be provided that also the first switching contact 4 and the second switching contact are designed as movable electrical contacts.
  • the switching device 1 further has an arc extinguishing arrangement 6 to
  • Switching contacts 4, 5 wegzu and bring to extinction. This is to prevent the current flowing through the switching device 1 due to so-called “stationary” arcs and, in addition, due to the thermal effect of the arcs, to damage the switching device 1. Such arcs occur, in particular, during a switch-off process.
  • Switching process refers to the separation of the switching bridge 5 of the first and second electrical switching contact 4 to prevent a
  • the arc extinguishing arrangement 6 has at least one arc quenching chamber 7, wherein according to the subject preferred embodiment with two housing-fixed switching contacts 4 and double interruption, it is provided that each housing-fixed switching contact 4 is associated with an arc quenching chamber 7.
  • the subject invention is based on a
  • Arc quenching chamber 7 described, which is not limiting.
  • a predeterminable plurality of quenching plates 8 are predeterminably arranged spaced from one another.
  • the quenching plates 8 are formed of an electrically conductive metal. According to the preferred embodiment using a permanent magnet, as explained below, it is provided that the quenching plates 8 are not magnetically or only very slightly conductive. It is preferably provided that the quenching plates 8 are formed from a small to non-magnetic steel sheet.
  • the quenching plates 8 are also also magnetically conductive.
  • the quenching plates 8 are preferably formed substantially T-shaped, and have a rectangular basic shape, wherein at one end of the longitudinal side of the rectangular basic shape on both sides also rectangular approaches are formed, which are flush with the basic shape.
  • the quenching plates 8 are further formed substantially flat.
  • an envelope of the, the first switching contact 4 and / or the movable switching bridge 5 facing ends of the juxtaposed, quenching plates 8 has substantially the shape of a plane. As a result, a simple structure of the arc quenching chamber 7 is given.
  • an arc extinguishing chamber insert 13 is arranged according to the preferred embodiment, which has a splitter plate holder 24 made of insulating material and the quenching plates 8, wherein the quenching plates 8 in the Sheet metal holder 24 are held.
  • the insulating material is preferably a polymer.
  • Such a splitter holder 24 is shown in FIGS. 2 and 3.
  • the quenching plates 8 are held directly in the switching device housing 14 of the switching device 1, in particular on at least one housing wall of the switching device housing 14. In each case there are intermediate spaces 9 between the adjacent quenching plates 8, which are arranged at a distance from one another.
  • the splitter holder 24 is preferably U-shaped.
  • splitter holder 24 has a first side wall 12, a second side wall 25 and a web 26 connecting the two side walls 12, 25.
  • the quenching plates 8 are substantially normal to one
  • the arc quenching chamber 7 preferably has an arc inlet region 15. This arc inlet region 15 faces a contact point 16 of the first switching contact 4 and the switching bridge 5. At a the
  • a gas outlet opening 17 to allow escape of the ionization gases.
  • gas outlet opening 17 are arranged in the web 26 of the splitter holder 24, wherein further, not shown, openings for the escape of the relevant gases from the switching device 1 in the switching device housing 14 are arranged.
  • the arc extinguishing arrangement 6 preferably has at least one magnet, in particular a permanent magnet, which is arranged in the switching device 1 in such a way that a switching arc directed to the arc extinguishing chamber 7 acts on a switching arc caused by a contact separation process. As a result, a switching arc is forced or forced into the arc quenching chamber 7.
  • At least one arc guide element 10th is arranged.
  • the Lichtbogenleitelement 10 is formed as Isolierstoffbauteil.
  • the Lichtbogenleitelement 10 is formed, a switching arc in Rchtung a center portion 20 to direct the j I ewei strength intermediate space 9.
  • This guiding of the arc takes place by limiting or restricting the space which is available to the arc for its propagation. In this case, this guiding of the arc does not take place by specifying a
  • Arc path through metal rails as is common practice, but by a Isolierstoffbaumaschine of a path is limited, and so the arc is forced to take a certain path.
  • the central region 20 of the intervening gap 9 is preferably a region which essentially corresponds to the center of at least one of the two
  • the center region 20 is preferably the center of the web 26 of the U-shaped splitter holder 24. It can be provided that the arc is conducted beyond this central region. In other words, an arc is led away by the arc guide elements 10 from a side wall 12, 25 of the splitter plate holder 24 or prevented from propagating along just this side wall 12, 25.
  • the arc guide elements 10 are preferably integral with the arc guide elements 10
  • Switching device housing 14 or the splitter holder 24 is formed.
  • Arc guide elements 10 are therefore also part of the first and second side wall 12, 25 of the splitter plate holder 24 in the preferred embodiment.
  • Switching device housing 14 viewed as separate components.
  • the arc guide elements 10 are formed separately from the switching device housing 14 or the splitter holder 24. It is provided that the arc guide elements 10 are formed as a single element or a comb-like composite separately from a switching device housing 14 or the splitter holder 24. The respective arc guide elements 10 are arranged individually, or in the context of the comb-like composite, in corresponding free spaces of the switching device housing 14 or the splitter plate holder 24.
  • the arc guide elements 10 made of ceramic, in particular comprising Al 2 0 3 or aluminum nitride, are formed. As a result, the material erosion in the arc guide elements 10 can be kept low. As a result, the life of a subject switching device 1 can be further increased.
  • the arc guide element 10 is at least partially
  • the wedge-shaped rib 11 is formed.
  • the arc guide elements 10 designed as a rib 11 have a wedge-shaped or triangular part and a rectangular part adjoining this.
  • Stability of the splitter plate holder 24 and a switching device housing 14 can be improved.
  • the arc guide elements 10 arranged in successive intermediate spaces 9 are in each case opposite
  • Switching device housing 14 are arranged. Thereby, the length of an arc within the arc quenching chamber 7 can be extended, whereby the
  • Arc guide elements 10 are arranged.

Landscapes

  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)

Abstract

Bei einem Schaltgerät (1), insbesondere Gleichstromschaltgerät, mit wenigstens einem elektrischen Eingang (2) sowie wenigstens einem elektrischen Ausgang (3), sowie mit wenigstens einem ersten Schaltkontakt (4) und einer beweglichen Schaltbrücke (5), wobei das Schaltgerät (1) weiters eine Lichtbogenlöschanordnung (6) mit wenigstens einer Lichtbogenlöschkammer (7) aufweist, wobei in der Lichtbogenlöschkammer (7) eine vorgebbare Mehrzahl Löschbleche (8) vorgebbar zueinander beabstandet angeordnet sind, wird vorgeschlagen, dass in Zwischenräumen (9) zwischen benachbarten Löschblechen (8), jeweils wenigstens ein Lichtbogenleitelement (10) mit Isolierstoffoberflächen angeordnet ist, welches Lichtbogenleitelement (10) ausgebildet ist, einen Schaltlichtbogen in Richtung eines Mittenbereichs (20) des jeweiligen Zwischenraums (9) zu leiten.

Description

Gleichstromschaltgerät
Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Es sind Schaltgeräte bekannt, welche insbesondere zum Schalten von
Gleichströmen vorgesehen bzw. ausgebildet sind. Beim Schalten von Gleichströmen treten Effekte in verstärkter Weise auf, welche beim Schalten von Wechselströmen nicht in der selben Form berücksichtigt werden müssen. Die Anwendung von Gleichstrom war über lange Zeit in der Regel auf den Kleinleistungsbereich, in welchem kaum Probleme beim Schalten der Gleichströme auftraten, oder auf Sonderanwendungen, bei welchen die Baugröße der Schaltgeräte kein limitierender Faktor ist, beschränkt.
Seit der zunehmenden Verbreitung von Fotovoltaikanwendungen sowie
leistungsstarker Batterie-Back-up-Systeme für EDV-Serveranlagen ist es erforderlich auf einer breiteren Ebene auch Gleichströme höherer Spannung und Leistung zu schalten. Dabei haben sich die bekannten Wechselstromschaltgeräte in vielen Belangen als ungeeignet erwiesen. So kann es etwa beim Schalten von
Gleichströmen mit einem Wechsel st romschalt er selbst bei Spannungen und Strömen weit unter den maximalen Wechselstrom-Leistungsgrenzen des betreffenden Wechselstromschalters zu dessen Totalverlust kommen. Dies kann im Zuge eines einzigen Abschaltvorganges erfolgen, wobei das betreffende Schaltgerät binnen weniger Sekunden zerstört wird. Dies kann in weiterer Folge, neben dem Ausfall einer elektrischen Anlage, auch zu einem Brand führen.
Da Gleichstrom im Gegensatz zu Wechselstrom keinen Nulldurchgang aufweist, erweist sich das Löschen der Schaltlichtbögen als besonderes Problem bei
Gleichstromschaltgeräten. Weiters hat sich gezeigt, dass Gleichstromlichtbögen, vor allem bei geringen Stromstärken, die Neigung haben an einem bestimmten Ort innerhalb des Schaltgeräts statisch zu verharren bzw. „ hängen zu bleiben" , und nicht einer Lichtbogenlaufschiene zu folgen.
Es sind diesbezüglich bereits Maßnahmen bekannt um zu erreichen, dass der Lichtbogen in eine entsprechende Lichtbogenlöscheinrichtung wandert bzw. in diese„gedrückt" wird. Hiezu ist etwa bekannt, in dem Schaltgerät einen Permanentmagneten oder Elektromagneten anzuordnen, um auf den Lichtbogen eine Lorentzkraft auszuüben, welche diesen in die Lichtbogenlöscheinrichtung bewegen soll. Es hat sich dabei gezeigt, dassmit derartigen Maßnahmen ein Lichtbogen zwar in die Lichtbogenlöscheinrichtung gedrückt werden kann, allerdings ist der Lichtbogen bestrebt die Löschbleche zu umgehen. Dabei hat sich gezeigt, dasssich nach einer gewissen Anzahl an Schaltzyklen innerhalb der Lichtbogenlöscheinrichtung leitende Pfade um die Löschbleche herum ausbilden können, was soweit gehen kann, dassein Verlöschen des Lichtbogens nicht mehr gegeben ist, wodurch es wiederum zu einer thermischen Zerstörung des
betreffenden Schaltgeräts in Verbindung mit einem Brand kommen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Gleichstromschaltgerät der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem die genannten Nachteile vermieden werden können, und mit welchem Gleichströme hoher Leistung sicher geschaltet werden können, und welcher insbesondere eine sichere und langlebige
Löschkammer aufweist.
Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht.
Dadurch kann ein Schaltgerät geschaffen werden, mit welchem Gleichströme hoher Leistung sicher geschaltet werden können. Dadurch kann erreicht werden, dass Lichtbögen sicher innerhalb der Lichtbogenlöschkammer zwischen den
Löschblechen aufgeteilt werden und verlöschen. Es hat sich gezeigt, dass bei herkömmlichen Lichtbogenlöschkammern Pfade um die Löschbleche herum nahe bzw. an den Seitenwänden der Lichtbogenlöschkammern gebildet werden. Durch die gegenständlichen Maßnahmen kann sichergestellt werden, dassder Lichtbogen von den Seitenwänden weg in den Mittenbereich der Löschbleche gezwungen wird, und es nicht zu einer Ausbildung leitender Pfade um die Löschbleche herum kommt. Dadurch kann ein Schaltgerät mit einer sicheren und langlebigen
Lichtbogenlöschkammer gebildet werden.
Die Unteransprüche betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung. Ausdrücklich wird hiermit auf den Wortlaut der Patentansprüche Bezug genommen, wodurch die Ansprüche an dieser Stelle durch Bezugnahme in die Beschreibung eingefügt sind und als wörtlich wiedergegeben gelten.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen, in welchen eine lediglich bevorzugte Ausführungsform beispielhaft dargestellt ist, näher beschrieben. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Ausführungsform eines gegenständlichen Schaltgeräts mit
abgenommener Gehäusehälfte;
Fig. 2 einen Löschblechhalter eines Schaltgeräts gemäß Fig. 1 in sechs
Normalproj ektions-Ansichten; und Fig. 3 den Löschblechhalter gemäß Fig. 2 in axonometrischer Darstellung.
Die Fig. 1 zeigt eine besonders bevorzugte Ausführungsform eines Schaltgeräts 1 , mit wenigstens einem elektrischen Eingang 2 sowie wenigstens einem elektrischen Ausgang 3, sowie mit wenigstens einem ersten Schaltkontakt 4 und einer beweglichen Schaltbrücke 5, wobei das Schaltgerät 1 weiters eine
Lichtbogenlöschanordnung 6 mit wenigstens einer Lichtbogenlöschkammer 7 aufweist, wobei in der Lichtbogenlöschkammer 7 eine vorgebbare Mehrzahl Löschbleche 8 vorgebbar zueinander beabstandet angeordnet sind, wobei in Zwischenräumen 9 zwischen benachbarten Löschblechen 8, j eweils wenigstens ein Lichtbogenleitelement 10 mit Isolierstoffoberflächen angeordnet ist, welches Lichtbogenleitelement ausgebildet ist, einen Schaltlichtbogen in Richtung eines Mittenbereichs 20 des j eweiligen Zwischenraums 9 zu leiten.
Dadurch kann ein Schaltgerät 1 geschaffen werden, mit welchem Gleichströme hoher Leistung sicher geschaltet werden können. Dadurch kann erreicht werden, dass Lichtbögen sicher innerhalb der Lichtbogenlöschkammer 7 zwischen den Löschblechen 8 aufgeteilt werden und verlöschen. Es hat sich gezeigt, dass bei herkömmlichen Lichtbogenlöschkammern 7 Pfade um die Löschbleche 8 herum nahe bzw. an den Seitenwänden der Lichtbogenlöschkammern 7 gebildet werden. Durch die gegenständlichen Maßnahmen kann sichergestellt werden, dass der Lichtbogen von den Seitenwänden weg in den Mittenbereich 20 der Löschbleche 8 gezwungen wird, und es nicht zu einer Ausbildung leitender Pfade um die Löschbleche 8 herum kommt. Dadurch kann ein Schaltgerät 1 mit einer sicheren und langlebigen Lichtbogenlöschkammer 7 geschaffen werden.
Die gegenständliche Erfindung betrifft Schaltgeräte 1, welche insbesondere für das Schalten von Gleichströmen vorgesehen und speziell ausgebildet sind. Insbesondere betrifft die Erfindung daher Gleichstromschaltgeräte, welche zum
bestimmungsgemäßen Schalten hoher Spannungen im Bereich mehrerer Hundert Volt, etwa 600V Betriebsspannung, sowie von Strömen im zweistelligen bis dreistelligen Amperebereich, etwa 125 A oder 500 A, vorgesehen bzw. ausgebildet sind. Bei Ausbildung des gegenständlichen Schaltgeräts als Wechselstromschaltgerät sind entsprechend Ausführungsformen zum Schalten von Strömen im Bereich mehrerer tausend Ampere möglich und vorgesehen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform eines Schaltgeräts 1 mit einer einzelnen Schaltstrecke näher beschrieben. Es können aber auch Ausführungen mit mehreren parallelen Schalt st recken, daher schaltbaren Strompfaden, vorgesehen sein.
Ein gegenständliches Schaltgerät 1 weist einen elektrischen Bngang 2 sowie einen elektrischen Ausgang 3 auf, welche bevorzugt als Schraubklemmen ausgebildet sind, wie auch in Fig. 1 dargestellt. Weiters weist das Schaltgerät 1 ein
Schaltgerätegehäuse 14 aus Isolierstoff auf. Das Schalt gerät 1 weist in dessen dargestellten und bevorzugten Ausführungsform eine einzelne Schaltstrecke auf, wobei jedoch eine doppelte Unterbrechung dieser einzelnen Schaltstrecke vorgesehen ist. Bevorzugt ist vorgesehen, dassdas
Gleichstromschaltgerät 1 neben dem ersten Schaltkontakt 4 weiters einen nicht dargestellten zweiten Schaltkontakt aufweist, welche beide gehäusefest
angeordnet sind, und durch eine bewegliche Schaltbrücke 5 elektrisch leitend verbunden werden können, wodurch ein elektrisch leitender Strompfad vom
Bngang 2 zum Ausgang 3 gebildet wird. Dabei ist vorgesehen, dassder Schaltbrücke 5 durch den Schalthebel 21 manuell mit dem ersten und zweiten Schaltkontakt 4 in Kontakt gebracht, und auch wieder von diesen getrennt werden kann. Bevorzugt ist vorgesehen, dassder Schalthebel 21 über ein Sprungeinschaltwerk auf die
Schaltbrücke 5 wirkt, um ein sprunghaftes Öffnen und Schließen der Schaltstrecke zu erreichen. Es ist bevorzugt, und wie dargestellt, vorgesehen, das
gegenständliche Schaltgerät 1 als sog. Selbstschalter auszuführen, welches einen oder mehrere Auslöser, etwa einen Überstromauslöser und/ oder einen
Kurzschlussauslöser 22 aufweist. Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass das
Schaltgerät 1 ein Schal tschloss 23 aufweist, insbesondere bei Ausführung des
Selbigen als Selbstschalter. Dabei wirkt der Schalthebel 21 auf das Schal tschloss 23, wobei die Stellung der Schaltbrücke 5, in an sich bekannter Weise, nicht mit der Stellung des Schalthebels 21 korrespondieren muss, etwa bei einer Freiauslösung.
Es sind auch -nicht dargestellte -Ausführungen gegenständlicher Schaltgeräte 1 vorgesehen, welche neben dem ersten Schaltkontakt 4 lediglich die bewegliche Schaltbrücke 5 aufweisen, welche -etwa durch einen flexiblen Leiter -mit dem Ausgang 3 verbunden ist, um derart einen Strompfad durch das Schaltgerät 1 zu bilden.
Bei geschlossenen Schalt kontakten 4, 5 erfolgt der Stromfluss durch das
dargestellte Schaltgerät 1 vom elektrischen Eingang 2 zum ersten Schaltkontakt 4, von diesem über die Schaltbrücke 5 zum zweiten Schal tkontakt, welcher in der Fig. 1 nicht sichtbar ist, da dieser in einer nicht dargestellten weiteren funktionalen Ebene des betreffenden Schaltgeräts 1 angeordnet ist, und von diesem weiter zum elektrischen Ausgang 3. Wenngleich die Schaltbrücke 5 dabei zwei, als elektrische Kontakte ausgebildete Bereiche aufweist, um mit dem ersten Schaltkontakt 4 und dem zweiten Schaltkontakt zu kontaktieren, wird diese in der Diktion der gegenständlichen Anmeldung lediglich als Schaltbrücke 5 bezeichnet. Es kann auch vorgesehen sein, dass auch der erste Schaltkontakt 4 und der zweite Schaltkontakt als bewegliche elektrische Kontakte ausgebildet sind. Das Schalt gerät 1 weist weiters eine Lichtbogenlöschanordnung 6 auf , um
Lichtbögen, welche im Zuge eines Schaltvorgangs entstehen, von den
Schalt kontakten 4, 5 wegzuleiten und zum Verlöschen zu bringen. Dadurch soll verhindert werden, dass aufgrund sog. „stehender" Lichtbögen weiterhin ein Stromfluss über das Schaltgerät 1 erfolgt und zudem aufgrund der thermischen Wirkung der Lichtbögen eine Beschädigung des Schaltgeräts 1 erfolgt. Derartige Lichtbögen treten insbesondere bei einem Ausschalt Vorgang auf. „Ausschalt Vorgang" bezeichnet dabei das Trennen der Schaltbrücke 5 von dem ersten und zweiten elektrischen Schaltkontakt 4 zum Unterbinden eines
Strömt lusses durch das Schaltgerät 1.
Die Lichtbogenlöschanordnung 6 weist wenigstens eine Lichtbogenlöschkammer 7 auf, wobei gemäß der gegenständlichen bevorzugten Ausführungsform mit zwei gehäusefesten Schaltkontakten 4 und Doppelunterbrechung, vorgesehen ist, dass jedem gehäusefesten Schaltkontakt 4 eine Lichtbogenlöschkammer 7 zugeordnet ist. In weiterer Folge wird die gegenständliche Erfindung anhand einer
Lichtbogenlöschkammer 7 beschrieben, was keine Einschränkung darstellt. In der Lichtbogenlöschkammer 7 sind eine vorgebbare Mehrzahl Löschbleche 8 vorgebbar zueinander beabstandet angeordnet. Die Löschbleche 8 sind aus einem elektrisch leitfähigem Metall gebildet. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform unter Verwendung eines Permanentmagneten, wie nachfolgend noch erläutert, ist vorgesehen, dassdie Löschbleche 8 magnetisch nicht bzw. nur sehr gering leitfähig sind. Bevorzugt ist vorgesehen, dassdie Löschbleche 8 aus einem nur gering bis nicht magnetischen Stahlblech gebildet sind. Bei Ausführungsformen ohne
Permanentmagneten ist bevorzugt vorgesehen, dassdie Löschbleche 8 weiters auch magnetisch leitfähig sind.
Weiters sind die Löschbleche 8 bevorzugt im Wesentlichen T-förmig ausgebildet, und weisen eine rechteckige Grundform auf, wobei an einem Ende der Längsseite der rechteckigen Grundform beidseitig ebenfalls rechteckige Ansätze angeformt sind, welche mit der Grundform bündig abschließen. Die Löschbleche 8 sind weiters im Wesentlichen plan ausgebildet.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass eine Einhüllende der, dem ersten Schaltkontakt 4 und/ oder der beweglichen Schaltbrücke 5 zugewandten Enden der nebeneinander angeordneten, Löschbleche 8 im Wesentlichen die Form einer Ebene aufweist. Dadurch ist ein einfacher Aufbau der Lichtbogenlöschkammer 7 gegeben.
In der Lichtbogenlöschkammer 7 ist gemäß der bevorzugten Ausführungsform ein Lichtbogenlöschkammereinsatz 13 angeordnet, welcher einen Löschblechhalter 24 aus Isolierstoff sowie die Löschbleche 8 aufweist, wobei die Löschbleche 8 in dem Löschblechhalter 24 gehalten sind. Bei dem Isolierstoff handelt es sich bevorzugt um ein Polymer. Ein derartiger Löschblechhalter 24 ist in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Es kann alternativ auch vorgesehen sein, dass die Löschbleche 8 direkt in dem Schaltgerätegehäuse 14 des Schaltgeräts 1 , insbesondere an wenigstens einer Gehäusewand des Schaltgerätgehäuses 14, gehalten sind. Zwischen den zueinander beabstandet angeordneten benachbarten Löschblechen 8 bestehen j eweils Zwischenräume 9.
Der Löschblechhalter 24 ist bevorzugt U-förmig ausgebildet. Der U-förmige
Löschblechhalter 24 weist dabei eine erste Seitenwand 12, eine zweite Seitenwand 25 und einen, die beiden Seitenwände 12, 25 verbindenden Steg 26 auf.
Bevorzugt sind die Löschbleche 8 im Wesentlichen normal auf eine
Längserstreckung des U-förmig ausgebildeten Löschblechhalters 24, und
insbesondere j eweils im Wesentlichen parallel zueinander, angeordnet.
Die Lichtbogenlöschkammer 7 weist bevorzugt einen Lichtbogeneintrittsbereich 15 auf. Dieser Lichtbogeneintrittsbereich 15 ist einer Kontaktstelle 16 des ersten Schaltkontakts 4 und der Schaltbrücke 5 zugewandt. An einer dem
Lichtbogeneintrittsbereich 15 abgewandten Seite weist die Lichtbogenlöschkammer 7 eine Gasaustrittsöffnung 17 auf, um ein Entweichen der lonisationsgase zu ermöglichen. Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform sind derartige Gasaustrittsöffnung 17 im Steg 26 des Löschblechhalter 24 angeordnet, wobei weitere, nicht dargestellte, Öffnungen zum Entweichen der betreffenden Gase aus dem Schaltgerät 1 im Schaltgerätgehäuse 14 angeordnet sind.
Weiters weist die Lichtbogenlöschanordnung 6 vorzugsweise wenigstens einen Magneten, insbesondere einen Permanentmagneten, auf, welcher derart in dem Schaltgerät 1 angeordnet ist, dass auf einen, durch einen Kontakttrennungsvorgang verursachten, Schaltlichtbogen eine zur Lichtbogenlöschkammer 7 gerichtet Kraft wirkt. Dadurch wird ein Schaltlichtbogen in die Lichtbogenlöschkammer 7 gedrückt bzw. gezwungen.
Es ist vorgesehen, dass in, vorzugsweise sämtlichen, Zwischenräumen 9 zwischen benachbarten Löschblechen 8 jeweils wenigstens ein Lichtbogenleitelement 10 angeordnet ist. Dieses wenigstens eine Lichtbogenleitelement "lOweist, bevorzugt allseitig, Isolierstoffoberflächen auf. Bevorzugt ist das Lichtbogenleitelement 10 als Isolierstoffbauteil ausgebildet. Das Lichtbogenleitelement 10 ist ausgebildet, einen Schalt licht bogen in Rchtung eines Mittenbereichs 20 des j ewei I igen Zwischenraums 9 zu leiten.
Dieses Leiten des Lichtbogens erfolgt dabei durch Begrenzung bzw. Einschränkung des Raums, welcher dem Lichtbogen zu dessen Ausbreitung zur Verfügung steht. Dabei erfolgt dieses Leiten des Lichtbogens nicht durch Vorgabe eines
Lichtbogenpfades durch Metallschienen, wie gemeinhin üblich, sondern indem durch Isolierstoffbauteile der ein Pfad begrenzt wird, und derart der Lichtbogen gezwungen wird einen bestimmten Weg zu nehmen.
Als Mittenbereich 20 des j eweiligen Zwischenraums 9 wird bevorzugt ein Bereich bezeichnet, welcher im Wesentlichen die Mitte wenigstens eines der beiden
Löschbleche 8 ist, welche den betreffenden Zwischenraum 9 begrenzenden. Bei der bevorzugten Anordnung der Löschbleche 8 in einem Löschblechhalter 24 ist der Mittenbereich 20 bevorzugt die Mitte des Stegs 26 des U-förmig ausgebildeten Löschblechhalters 24. Dabei kann vorgesehen sein, dassder Lichtbogen über diesen Mittenbereich hinaus geleitet wird. Mit anderen Worten wird ein Lichtbogen durch die Lichtbogenleitelemente 10 von einer Seitenwand 12, 25 des Löschblechhalters 24 weggeleitet bzw. daran gehindert sich entlang eben dieser Seitenwand 12, 25 auszubreiten.
Die Lichtbogenleitelemente 10 sind bevorzugt einstückig mit dem
Schaltgerätgehäuse 14 oder dem Löschblechhalter 24 ausgebildet. Die
Lichtbogenleitelemente 10 sind folglich bei der bevorzugten Ausführungsform auch Teil der ersten bzw. zweiten Seitenwand 12, 25 des Löschblechhalters 24.
Allerdings werden für die beschriebenen geometrischen Zusammenhänge die erste bzw. zweite Seitenwand 12, 25 des Löschblechhalters 24 und die
Schaltgerätgehäuses 14 als separate Bauteile angesehen.
Alternativ hiezu kann gemäß einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Lichtbogenleitelemente 10 separate vom Schaltgerätgehäuse 14 oder dem Löschblechhalter 24 ausgebildet sind. Dabei ist vorgesehen, dass die Lichtbogenleitelemente 10 als Einzelelemente oder als kammartiger Verbund separat von einem Schaltgerätgehäuse 14 oder dem Löschblechhalter 24 ausgebildet sind. Die jeweiligen Lichtbogenleitelemente 10 sind dabei einzeln, oder im Rahmen des kammartigen Verbunds, in entsprechenden Freiräumen des Schaltgerätgehäuses 14 oder des Löschblechhalters 24 angeordnet. Durch diese Art der Ausbildung der Lichtbogenleitelemente 10 besteht größere Freiheit hinsichtlich der verwendbaren Werkstoffe. Dadurch können die Lichtbogenleitelemente 10 aus Keramik, insbesondere umfassend Al203 oder Aluminiumnitrid, gebildet werden. Dadurch kann der Materialabbrand bei den Lichtbogenleitelementen 10 gering gehalten werden. Dadurch kann die Lebensdauer eines gegenständlichen Schaltgeräts 1 noch weiter erhöht werden.
Bevorzugt ist das Lichtbogenleitelement 10 als wenigstens bereichsweise
keilförmige Rippe 11 ausgebildet ist. Gemäß den Fig. 2 und 3 ist vorgesehen, dass die als Rippe 11 ausgebildeten Lichtbogenleitelemente 10 einen keilförmigen bzw. dreieckigen Teil und einen an diesen anschließenden rechteckigen Teil aufweisen. Dadurch kann neben der Leitung eines Lichtbogens weiters die mechanische
Stabilität des Löschblechhalters 24 bzw. eines Schaltgerät gehäuses 14 verbessert werden.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die in aufeinander folgenden Zwischenräumen 9 angeordneten Lichtbogenleitelemente 10 an j eweils gegenüberliegenden
Seitenwänden 12 des Löschblechhalters 24 bzw. Gehäusewänden des
Schaltgerätgehäuses 14 angeordnet sind. Dadurch kann der Länge eines Lichtbogens innerhalb der Lichtbogenlöschkammer 7 verlängert werden, wodurch der
Lichtbogen schneller zum Verlöschen gebracht werden kann. Es kann auch vorgesehen sein, dass in wenigstens einem Zwischenraum 9 zwei
Lichtbogenleitelemente 10 angeordnet sind.
Gemäß der dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Lichtbogenleitelemente 10 -vom Lichtbogeneintrittsbereich 15 zur
Gasaustrittsöffnung 17 hin -eine zunehmende Breite aufweisen. Dadurch nimmt der freie Querschnitt innerhalb der Lichtbogenlöschkammer 7 bzw. des
Löschblechhalters 24 zur Gasaustrittsöffnung 17 hin ab.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Schaltgerät (1), insbesondere Gleichstromschaltgerät, mit wenigstens einem elektrischen Eingang (2) sowie wenigstens einem elektrischen Ausgang (3), sowie mit wenigstens einem ersten Schaltkontakt (4) und einer beweglichen
Schaltbrücke (5), wobei das Schaltgerät (1) weiters eine Lichtbogenlöschanordnung (6) mit wenigstens einer Lichtbogenlöschkammer (7) aufweist, wobei in der
Lichtbogenlöschkammer (7) eine vorgebbare Mehrzahl Löschbleche (8) vorgebbar zueinander beabstandet angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dassin
Zwischenräumen (9) zwischen benachbarten Löschblechen (8), j eweils wenigstens ein Lichtbogenleitelement (10) mit Isolierstoff Oberflächen angeordnet ist, welches Lichtbogenleitelement (10) ausgebildet ist, einen Schaltlichtbogen in Rchtung eines Mittenbereichs (20) des j eweiligen Zwischenraums (9) zu leiten.
2. Schaltgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dassdas Lichtbogenleitelement (10) als wenigstens bereichsweise keilförmige Rppe (11) ausgebildet ist.
3. Schaltgerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dassin sämtlichen Zwischenräumen (9) wenigstens ein Lichtbogenleitelement (10) angeordnet ist.
4. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dassdas Lichtbogenleitelement (10) als Isolierstoffbauteil ausgebildet ist.
5. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dassin der Lichtbogenlöschkammer (7) ein
Lichtbogenlöschkammereinsatz (13) angeordnet ist, welcher einen Löschblechhalter (24) aufweist, in welchem die Löschbleche (8) gehalten sind, und dassdie
Lichtbogenleitelemente (10) an wenigstens einer ersten Seitenwand (12) des Löschblechhalters (24) angeformt sind.
6. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die Lichtbogenleitelemente (10) an wenigstens einer
Gehäusewand eines Schaltgerätgehäuses (14) des Schaltgeräts (1) angeformt sind.
7. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die Lichtbogenleitelemente (10) als Einzelelemente oder als kammartiger Verbund separat von einem Schaltgerät gehäuse (14) oder dem
Löschblechhalter (24) ausgebildet sind.
8. Schaltgerät (1) nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die in aufeinander folgenden Zwischenräumen (9) angeordneten
Lichtbogenleitelemente (10) an j eweils gegenüberliegenden Seitenwänden (12, 25) des Löschblechhalters (24) bzw. Gehäusewänden des Schaltgerätgehäuses (14) angeordnet sind.
9. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, dass die Lichtbogenlöschanordnung (6) wenigstens einen
Permanentmagneten aufweist, welcher derart in dem Schaltgerät (1) angeordnet ist, dass auf einen, durch einen Kontakttrennungsvorgang verursachten, Schaltlichtbogen eine zur Lichtbogenlöschkammer (7) gerichtet Kraft wirkt.
10. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, dass die Lichtbogenlöschkammer (7) einen
Lichtbogeneintrittsbereich (15) aufweist, welcher einer Kontaktstelle (16) des ersten Schalt kontakts (4) und der Schaltbrücke (5) zugewandt ist, dass die
Lichtbogenlöschkammer (7) an einer dem Lichtbogeneintrittsbereich (15)
abgewandten Seite wenigstens eine Gasaustrittsöffnung (17) aufweist, und dass die Lichtbogenleitelemente (10) -vom Lichtbogeneintrittsbereich (15) zur
Gasaustrittsöffnung (17) hin -eine zunehmende Breite aufweisen.
11. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dasseine Einhüllende der, dem ersten Schaltkontakt (4) und/ oder der beweglichen Schaltbrücke (5) zugewandten Enden der nebeneinander angeordneten, Löschbleche (8) im Wesentlichen die Form einer Ebene aufweist.
PCT/EP2016/055175 2015-03-11 2016-03-10 Gleichstromschaltgerät WO2016142485A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015103576.6 2015-03-11
DE102015103576 2015-03-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016142485A1 true WO2016142485A1 (de) 2016-09-15

Family

ID=55521737

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2016/055175 WO2016142485A1 (de) 2015-03-11 2016-03-10 Gleichstromschaltgerät

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2016142485A1 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1124125B (de) * 1956-12-24 1962-02-22 Westinghouse Electric Corp Elektrischer Schalter mit Lichtbogenloeschanordnung
US3139503A (en) * 1960-07-21 1964-06-30 Merlin Gerin Extinguishing device for electrical arcs
DE602005003908T2 (de) * 2004-11-09 2008-12-11 Eaton Corp., Cleveland Lichtbogenkammer und elektromagnetischer Schalter mit solchen Lichtbogenkammer
EP2278599A2 (de) * 2009-07-22 2011-01-26 Eaton Corporation Elektrische Schaltvorrichtung und mit Lichtbogenkammeranordnung
DE102010032715A1 (de) * 2010-07-29 2012-02-02 Abb Ag Lichtbogenlöscheinrichtung und Installationsschaltgerät mit einer Lichtbogenlöscheinrichtung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1124125B (de) * 1956-12-24 1962-02-22 Westinghouse Electric Corp Elektrischer Schalter mit Lichtbogenloeschanordnung
US3139503A (en) * 1960-07-21 1964-06-30 Merlin Gerin Extinguishing device for electrical arcs
DE602005003908T2 (de) * 2004-11-09 2008-12-11 Eaton Corp., Cleveland Lichtbogenkammer und elektromagnetischer Schalter mit solchen Lichtbogenkammer
EP2278599A2 (de) * 2009-07-22 2011-01-26 Eaton Corporation Elektrische Schaltvorrichtung und mit Lichtbogenkammeranordnung
DE102010032715A1 (de) * 2010-07-29 2012-02-02 Abb Ag Lichtbogenlöscheinrichtung und Installationsschaltgerät mit einer Lichtbogenlöscheinrichtung

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3048626B1 (de) Schaltgerät mit permanentmagnetischer lichtbogenlöschung
EP2786385B1 (de) Schaltgeraet fuer gleichstromanwendungen
DE102014004455B4 (de) Elektrische Schaltvorrichtung mit verbesserter Lichtbogenlöscheinrichtung und Verfahren zur Herstellung derartiger Schaltvorrichtung
DE102012112202A1 (de) Polaritätsunabhängiges Schaltgerät zum Führen und Trennen von Gleichströmen
EP2783378B1 (de) Schaltanordnung fuer gleichstrombetrieb mit mindestens einer schaltkammer
EP2783379B1 (de) Schalter fuer gleichstrombetrieb mit mindestens einer schaltkammer
DE102012223168A1 (de) Elektromechanisches Schaltgerät
DE102013111953A1 (de) Schaltgerät
EP2915175B1 (de) Gleichstromschaltgerät
WO2016142485A1 (de) Gleichstromschaltgerät
DE102013114402A1 (de) Schaltgerät
EP2631928A1 (de) Permanentmagnetanordnung für eine Lichtbogentreiberanordnung und Schaltgerät
DE1220008B (de) Widerstandsloeschkammer fuer Gleichstromschalter
EP2915174B1 (de) Gleichstromschaltgerät
WO2014068055A1 (de) Gleichstromschaltgerät
EP3084798B1 (de) Schaltgerät
DE102018108137B4 (de) Schutzschaltgerät
EP3221876B1 (de) Schaltgeraet
EP3238223B1 (de) Löschblechanordnung für ein schaltgerät
DE1912313C (de) Elektrischer Trenn und Lasttrenn schalter
EP3146550B1 (de) Schaltgerät
WO2013076303A1 (de) Schalter fuer gleichstrombetrieb mit mindestens einer schaltkammer
DE102006049811A1 (de) Schutzschalter, insbesondere Leistungsschutzschalter

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: 16709087

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16709087

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1