DE1126010B

DE1126010B - Loeschblechordnung for low voltage switchgear

Info

Publication number: DE1126010B
Application number: DEL37059A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Alexander Doerries; Dipl-Ing Wilhelm Benecke
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1960-09-16
Filing date: 1960-09-16
Publication date: 1962-03-22

Description

Löschblechanordnung für Niederspannungsschaltgeräte Die Lichtbogenkammern von Schaltgeräten werden meist mit Löschblechen ausgerüstet, die paketartig in Höhe der Schalterkontakte angeordnet sind. Die vorteilhafte Verwendung eines Löschblechpaketes für sehr schmale Schaltkammern bei Schaltern in Kleinbauweise bereitet aber erhebliche Schwierigkeiten. Die bewährte Schlitzung der Bleche an ihren den Kontakten zugeordneten Stirnseiten ist hierbei nicht durchführbar, da die Blechenden beiderseits des Schlitzes zu schmal werden und daher zu leicht abbrennen würden. Weiterhin lassen sich die Abstände der Bleche nicht beliebig verkleinern, denn um den Lichtbogen zum Einwandern in das Blechpaket zu veranlassen, ist ein Mindestabstand erforderlich. Bei zu kleinem Abstand bleibt der Lichtbogen nach Ausweitung zwischen den Kontakthörnern vor den Stirnkanten der Bleche stehen. Dabei werden die benachbarten Partien der Schaltkammerwände thermisch stark beansprucht, und es besteht die Gefahr, daß es zwischen den Kontakthörnern zu Rückzündungen des Lichtbogens kommt. Bei Schaltern in Kleinbauweise, wo der Abstand der Stirnfront des Stapels von den Kontakten nicht viel größer sein kann als die Querausdehnung des zwischen den engen Schaltkammerwänden flachgedrückten Lichtbogens, ist die Rückzündungsgefahr besonders groß. Zur Erzielung einer stabilen Lichtbogenspannung ist es daher notwendig, daß der Lichtbogen auf den einzelnen Blechen Fuß faßt und unter Aufspaltung in Teillichtbögen in das Blechpaket einwandert. Der zwischen den einzelnen Blechen notwendige Abstand erreicht oder überschreitet bei sehr schmalen Schaltkammern die Kammerbreite. Dies hat den Nachteil, daß der Lichtbogen in seiner räumlichen Ausdehnung großflächig mit den begrenzenden Kammerwänden in Berührung kommt. Preßstoffwände geben dabei Gas ab und können unter dem entstehenden überdruck zu Bruch gehen. Keramikwände neigen zu Glasfuß, der die Seitenkanten der Bleche miteinander leitend verbindet, wenn das Blechpaket nicht beiderseits durch einen ausreichenden Luftspalt zur Kammerwand geschützt werden kann. Die Anordnung eines solchen Luftspaltes steht aber der angestrebten Schmalbauweise hindernd entgegen.Arcing plate arrangement for low-voltage switchgear The arc chambers of switchgear are usually equipped with quenching plates, which are packaged in height the switch contacts are arranged. The advantageous use of a splitter stack for very narrow switching chambers with switches in small construction but prepares considerable Trouble. The tried and tested slotting of the metal sheets at their associated contacts End faces are not feasible here because the sheet metal ends are on both sides of the slot become too narrow and would therefore burn off too easily. Furthermore, the Do not reduce the distances between the sheets arbitrarily, because around the arc to immigrate A minimum distance is required to cause them to enter the laminated core. If it is too small The arc remains after expansion between the contact horns in front of the The front edges of the sheets are standing. The adjacent parts of the switching chamber walls are thereby highly thermally stressed, and there is a risk of it between the contact horns backfires of the arc occur. For switches in small construction, where the distance the front of the stack of the contacts cannot be much larger than that Transverse expansion of the arc flattened between the narrow switching chamber walls, the risk of re-ignition is particularly great. To achieve a stable arc voltage it is therefore necessary that the arc takes root on the individual sheets and immigrates into the laminated core with splitting into partial arcs. The one between the individual sheet metal reaches or exceeds the necessary distance in the case of very narrow ones Switching chambers the chamber width. This has the disadvantage that the arc in his spatial expansion over a large area in contact with the bounding chamber walls comes. Press material walls give off gas and can under the resulting overpressure to break. Ceramic walls tend to have a glass base that covers the side edges of the metal sheets conductively connects to each other if the laminated core is not on both sides by one sufficient air gap to the chamber wall can be protected. The arrangement of a such an air gap is an obstacle to the desired narrow construction.

Es sind nun allerdings Schalter bekannt, bei denen die Löschblechanordnung so getroffen ist, daß der Löschblechstapel aus verschieden langen Blechen besteht, die so übereinandergeschichtet sind, daß sich jeweils ein langes Blech mit einem kurzen abwechselt. Der so gebildete Stapel ragt mit seinen langen Blechen bis in den Kontaktbereich, und die kurzen Bleche sind so weit zurückgesetzt, daß nur in dem hinteren Teil des Löschblechstapels eine weitere Teilung des durch die langen gebildeten Zwischenraumes erfolgt. Diese Anordnung ist aber insofern nachteilig, als der Lichtbogen beim Einwandern in die schmalen Zwischenräume auf den kurzen Blechen neue Fußpunkte bilden muß. Das ist für die Löschwirkung ungünstig, so daß diese Löschblechanordnung auch nicht befriedigt.However, switches are now known in which the arc splitter arrangement is made so that the stack of extinguishing sheets consists of sheets of different lengths, which are stacked so that each a long sheet with a short alternates. The stack formed in this way protrudes with its long sheets of metal the contact area, and the short sheets are set back so far that only in the rear part of the arc stack another division of the by the long one formed space takes place. This arrangement is disadvantageous insofar as than the arc when migrating into the narrow spaces on the short ones Sheet metal must form new base points. This is unfavorable for the extinguishing effect, so that this arc splitter arrangement is not satisfactory either.

Die Erfindung betrifft eine Löschblechanordnung, mit der die erwähnten Schwierigkeiten vermieden werden. Erfindungsgemäß sind die einzelnen Bleche des Löschblechpaketes in der Weise ausgebildet, daß ihre gegenseitigen Abstände sich auf einem Teil ihrer Länge so verringern, daß sie in dem von den Kontakten entfernten Bereich kleiner als an der den Kontakten zugekehrten Stirnfront sind. Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung der Löschblechanordnung wird erreicht, daß der Lichtbogen in die an der Stirnfront des Blechpaketes weltgehaltenen Blechabstände schnell eindringt und innerhalb oder auch hinter einer Zone geringerer Blechabstände im Inneren des Blechpaketes festgehalten wird. Die gut gekühlten kurzen Teillichtbögen in den Engstellen vermögen nämlich auf die Stirnfrontpartie des Blechpaketes keine ionisierende Wirkung auszuüben. In verstärktem Maße gilt dies für hinter den Engstellen befindliche Lichtbögen. Auf diese Weise wird ein Rückzünden des Bogens vor der Stirnfront des Paketes und die dadurch verursachte Überschlagsgefahr zwischen den geöffneten Kontakten mit Sicherheit vermieden. Die Blechabstände im Inneren des Paketes können sehr klein gewählt werden, d. h., sie können wesentlich kleiner als die Kammerbreite sein, so daß die Kühlung der zwischen den Blechen stehenden kurzen Teillichtbögen vorherrschend durch die Bleche erfolgt und daß die thermische Beanspruchung der benachbarten Schaltkammerwände gering ist. Die Schaltkammerwände in der Nachbarschaft der Stellen geringsten Blechabstandes sind zweckmäßigerweise auch noch mit Vertiefungen versehen.The invention relates to a splitter plate arrangement with which the mentioned Difficulties are avoided. According to the invention, the individual sheets of the Arc stack formed in such a way that their mutual distances reduce on part of their length so that they are in the distant from the contacts Area is smaller than on the front face facing the contacts. With the invention Training the arc splitter assembly is achieved that the arc in the on Front face of the laminated core quickly penetrates the world-held sheet metal spacing and within or behind a zone of smaller sheet metal gaps inside the laminated core is being held. The well-cooled short partial arcs in the narrow passages are capable of doing this namely to exert no ionizing effect on the frontal part of the laminated core. This applies to a greater extent to arcs located behind the constrictions. In this way, a re-ignition of the arc in front of the front of the package and the resulting risk of rollover between the open contacts Avoided security. The sheet metal gaps inside the package can be very small be chosen, d. i.e., they can be much smaller than the chamber width, so that the cooling of the short partial arcs standing between the sheets predominates takes place through the sheets and that the thermal stress on the adjacent switching chamber walls is low. The switching chamber walls in the vicinity of the posts least The sheet metal spacing are expediently also provided with depressions.

An Hand der Zeichnung sei die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is based on several exemplary embodiments with reference to the drawing explained in more detail.

In Fig.1 ist eine Löschblechanordnung mit U-förmigen Löschblechen dargestellt, während Fig.2 eine Anordnung zeigt, bei der abwechselnd mittig gefaltete und an den Enden U-förmig auseinandergebogene Bleche und ebene Bleche vorgesehen sind; Fig. 3 zeigt eine Löschblechanordnung, bei der die Bleche ausgescherte Wölbungen besitzen, und in Fig. 4 ist ein Blechschnitt mit flossenähnlichen Ansätzen dargestellt, die abwinkelbar sind.In Fig.1 is a quenching plate arrangement with U-shaped quenching plates shown, while Figure 2 shows an arrangement in which alternately folded in the middle and sheets and flat sheets bent apart in a U-shape are provided at the ends are; Fig. 3 shows a quenching plate arrangement in which the plates sheared arches have, and in Fig. 4 is a sheet metal section with fin-like approaches, which can be angled.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind die Löschbleche 1 etwa U-förmig ausgebildet und in Parallelanordnung mit ihren abgerundeten Stegteilen den Kontakten 4 und 5 zugekehrt. Sie befinden sich zwischen Lichtbogenleitblechen 2 und 3, die ihrerseits mit den Kontakten 4 bzw. 5 in leitender Verbindung stehen. Der Schenkelabstand der Bleche untereinander ist dabei wesentlich kleiner als der gegenseitige Abstand der eigenen Schenkel. Durch die abgerundeten Stegteile der Löschbleche und durch die schräge Abwinkelung des einen Schenkels der Bleche wird von den Kontakten aus gesehen eine kontinuierliche Verringerung des Blechabstandes bewirkt. Der an der Stirnfront der Bleche bestehende Abstand a ist so groß gehalten, daß ein Einlaufen des bei der Kontakttrennung entstehenden Lichtbogens leicht erfolgen kann. Der Blechabstand verringert sich dann bis auf ein Maß b, das wesentlich kleiner als das Maß a ist. Der beim Öffnen der Kontakte entstehende Lichtbogen, dessen Lauf an den Löschblechen durch die Leitbleche 2, 3 beschleunigt wird, eilt nach Fußfassung auf den Blechen in Form von Teillichtbögen 6 in die Engstellen zwischen den Blechen hinein und kommt dort schließlich zum Erlöschen. Durch die fortschreitende Verringerung des Abstandes zwischen den Blechen wird das Einlaufen der Teillichtbögen wesentlich erleichtert, denn die Brennspannung der Lichtbögen ist an den Engstellen geringer als an der Stirnfront, d. h.; die Lichtbögen bewegen sich in Richtung abnehmenden Energiebedarfs.In the embodiment of FIG. 1, the quenching plates 1 are approximately U-shaped and arranged in parallel with their rounded web parts facing contacts 4 and 5. They are located between the arc guide plates 2 and 3, which in turn are in conductive connection with contacts 4 and 5, respectively. The distance between the legs of the metal sheets is significantly smaller than that mutual distance of one's own thighs. Due to the rounded web parts of the Quenching sheets and by the oblique angling of one leg of the sheet seen from the contacts, a continuous reduction in the sheet metal spacing causes. The distance a at the front of the sheets is kept so large that that the arc produced during contact separation can easily run in can. The sheet metal spacing is then reduced to a dimension b, which is much smaller than the dimension a is. The arc that occurs when the contacts are opened, its course is accelerated on the quenching plates by the baffles 2, 3, rushes to foot mount on the sheets in the form of partial arcs 6 in the narrow points between the sheets in and finally comes to extinction there. Due to the progressive reduction the distance between the sheets, the entry of the partial arcs is essential facilitated, because the voltage of the arcs is lower at the narrow points than on the forehead front, d. H.; the arcs move in a decreasing direction Energy requirements.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.2 sind die dem Beispiel nach Fig. 1 entsprechenden Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Hierbei ist ein Löschblechpaket verwendet, das aus ebenen Blechen 7 und aus zusammengefalteten, an den Enden aufgespreizten Blechen 8 besteht. Die Bleche 8 sind auch durch Zusammenpunkten von Einzelblechen an den Stellen 9 darstellbar. Sie sind in abwechselnder Reihenfolge mit den ebenen Blechen den Kontakten 4 und 5 gegenüber angeordnet. Bei dieser Anordnung ist zwar eine größere Unterteilung des Lichtbogens möglich, denn es lassen sich mehr Zwischenräume als bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 einrichten, jedoch ist die Eigenblasung nicht so stark wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, bei dem durch die magnetische Wirkung der schleifenförmigen Stromführung in den U-förmigen Blechen eine starke Blasung des Lichtbogens erzielt wird. Die Anordnung nach Fig. 2 wird daher zweckmäßigerweise bei Schaltern verwendet, bei denen eine ausreichende Fremdblasung vorhanden ist. Anderenfalls müßten die stirnseitigen Blechabstände relativ groß gemacht werden. Die Anordnung nach Fig.2 kann auch noch dadurch abgeändert werden, daß die ebenen Bleche weggelassen werden. Die Löschblechpaketanordnung nach Fig. 3 besitzt ebene Bleche 10, die ausgescherte Wölbungen 11 aufweisen. Die Ausscherung nimmt den größten Teil der Blechbreite ein, während der Steg 12 nur sehr schmal gehalten ist. Der Steg dient lediglich dazu, ein ungehindertes Durchlaufen des Lichtbogens 6 bis zur Engstelle zu ermöglichen. Die Ausscherungen sind in einer Hälfte der Bleche vorgesehen, und die Bleche sind so angeordnet, daß abwechselnd einmal die Wölbungen an dem kontaktseitigen Ende des Stapels und zum anderen Male an dem anderen Ende angeordnet sind. Durch genügend scharfes Abknicken der den Kontakten abgewandten Kanten der Wölbungen kann erreicht werden, daß die Lichtbögen an den Engstellen in der dargestellten Weise bis zum Verlöschen stehenbleiben.In the embodiment according to FIG. 2, they are according to the example Parts corresponding to FIG. 1 are provided with the same reference numerals. Here is a Extinguishing sheet stack is used, which consists of flat sheets 7 and folded, sheets 8 spread open at the ends. The sheets 8 are also by points together of individual sheets at the points 9 can be displayed. They are in alternating order with the flat metal sheets the contacts 4 and 5 are arranged opposite. With this arrangement a larger subdivision of the arc is possible because it can be set up more gaps than in the embodiment of FIG. 1, however the self-blowing is not as strong as in the first embodiment due to the magnetic effect of the loop-shaped current conduction in the U-shaped Sheet metal a strong blowing of the arc is achieved. The arrangement according to Fig. 2 is therefore expediently used for switches for which a sufficient External blowing is present. Otherwise the sheet metal spacings at the end would have to be can be made relatively large. The arrangement according to FIG. 2 can also be modified thereby be that the flat sheets are omitted. The arc stack arrangement according to 3 has flat metal sheets 10 which have sheared arches 11. The pull-out takes up most of the sheet metal width, while the web 12 is only very narrow is held. The web only serves to ensure an unhindered passage of the arc 6 up to the bottleneck. The swings are in one half of the sheets provided, and the sheets are arranged so that the bulges alternate once at the contact-side end of the stack and at the other time at the other end are arranged. By bending the contacts away from the contacts sharply enough Edges of the bulges can be achieved that the arcs at the narrow points Remain in the manner shown until it is extinguished.

Ein Ausführungsbeispiel für Löschbleche, bei denen die Fixierung der Fußpunkte der Lichtbögen leicht erreicht werden kann, ist in Fig. 4 dargestellt. Das ebene Blech besitzt fiossenförmige seitliche Ansätze, die im spitzen Winkel zum Blech hin abgebogen werden können. Es werden so Spitzen gebildet, an denen bei Parallelanordnung der so geformten Bleche die Lichtbögen festgehalten werden.An embodiment for quenching plates in which the fixation of the The base points of the arcs can easily be reached is shown in FIG. 4. The flat sheet has fiosse-shaped lateral approaches that are at an acute angle can be bent towards the sheet metal. In this way peaks are formed where at Parallel arrangement of the sheets formed in this way, the arcs are held.

Die Fixierung der Lichtbögen ist zweckmäßigerweise dann anzuwenden, wenn eine gute Ausnutzung der kühlenden Wirkung der Bleche auf die Abgase erwünscht ist. Eine solche Fixierung ist besonders bei Blechpaketen nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 9. angebracht, da durch die schleifenförmige Stromführung eine starke Eigenblasung auftritt. Die Fixierung der Lichtbögen kann auch dadurch erfolgen, daß die Bleche an den Stellen einfach abgeschnitten werden. Bei dem Beispiel nach Fig.1 würde dies bedeuten, daß die Schenkel der Bleche ungleich lang ausgeführt sind. Die benachbarten Schaltkammerwände an den Fixierungspunkten sind mit Vertiefungen versehen, damit Überbeanspruchungen der Wände vermieden werden.The fixation of the arcs is best then used, if a good utilization of the cooling effect of the metal sheets on the exhaust gases is desired is. Such a fixation is particularly useful in the case of laminated cores according to the exemplary embodiment 9, because the loop-shaped current conduction creates a strong self-blowing occurs. The arcs can also be fixed in that the metal sheets simply cut off at the points. In the example according to FIG. 1, this would be mean that the legs of the metal sheets are of unequal length. The neighboring Switching chamber walls at the fixing points are provided with recesses so Overstressing of the walls can be avoided.

Die Verkürzung der Teillichtbögen in den erfindungsgemäßen Engstellen des Blechstapels bringt eine gewisse Verringerung der Lichtbogenspannung mit sich. Diese ist jedoch für Niederspannungsschaltgeräte durchaus tragbar, da die Anoden- und Kathodenfälle von der Bogenlänge praktisch unabhängig sind, also konstante Größen darstellen; deren Summe schon bei wenigen Blechen die Größenordnung der Netzspannung erreicht. Derartige kurze Teillichtbögen haben zudem den Vorzug, relativ ruhig zu brennen und somit bis zum Verlöschen eine außerordentlich gleichmäßige Lichtbogenspannung zu liefern. Längere Lichtbögen neigen insbesondere in gasabgebenden Schaltkammern zu starkem Flattern, wobei unerwünschte Spannungsspitzen auftreten, welche die Rückzündungsgefahr erhöhen. Davon abgesehen, besteht bei höherem Spannungsbedarf des Löschvorganges die Möglichkeit, durch allmähliche Erweiterung der Blechdistanz hinter den Engstellen den ablaufenden Lichtbogen wieder zu verlängern; damit wird allerdings auch die thermische Beanspruchung der seitlich begrenzenden Kammerwände vergrößert. Eine solche Erweiterung kann beispielsweise durch strahlenförmige Spreizung des Blechpaketes erfolgen.The shortening of the partial arcs in the bottlenecks according to the invention the stack of sheets brings about a certain reduction in the arc voltage. However, this is quite acceptable for low-voltage switchgear, since the anode and cathode falls are practically independent of the arc length, i.e. constant sizes represent; the sum of which is the order of magnitude of the mains voltage even with just a few sheets of metal achieved. Such short partial arcs also have the advantage of being relatively quiet burn and thus an extremely even arc voltage until it is extinguished to deliver. Longer arcs tend particularly in gas-emitting switching chambers Too much flutter, with undesired voltage peaks occurring, which increase the risk of re-ignition raise. Apart from that, the extinguishing process occurs when there is a higher voltage requirement the possibility of gradually increasing the sheet metal distance behind the narrow passages to lengthen the running arc again; however, this also means that the thermal stress on the laterally delimiting chamber walls increased. One Such an expansion can be achieved, for example, by radially expanding the laminated core take place.

Claims

PATENT CLAIMS; 1. Arcing plate arrangement for low-voltage switchgear, in particular installation switch, characterized by the design of the individual sheets in such a way that their mutual Distances yourself reduce on part of their length so that they are in the distant from the contacts Area is smaller than on the front face facing the contacts.

2. Arcing plate arrangement according to claim 1, characterized in that the quenching plates are approximately U-shaped are formed, the leg spacing of two adjacent sheets in from the Contact distant area is smaller than the distance between your own legs.

3. Extinguishing plate arrangement according to Claim 2, characterized in that the U-shape of the The quenching plate is asymmetrical with legs that are sloping on one side.

4. Arcing plate arrangement according to claim 1, characterized in that the package of folded in the middle and sheet metal bent apart at the ends is built up, between which also each flat sheet metal can be arranged.

5. arcing plate arrangement according to claim 1, characterized in that the quenching plates arranged in one half, have bulges that have been sheared out on one side and offset against each other with the bulges are combined into a package.

6. arcing plate arrangement according to claim 1 to 5, characterized characterized in that the sheets are fin-like on one or both sides, in the pointed Have angles bent towards the sheet metal approaches.

7. quenching plate arrangement according to claim 1 to 5, characterized in that the switching chamber walls have depressions in the vicinity of the points of the smallest plate spacing. Publications considered: German utility model No. 1769 490; SSW publication "The new technology in low-voltage switchgear", SSW 440/211 105 320 TS 72, p. 9; Electrical Review, March 6, 1959, p. 447; AEG list SgN 5528 c, April 1956, p. 3.