DE60000879T2

DE60000879T2 - Configuration of modular electrical devices for the division of the electric arc

Info

Publication number: DE60000879T2
Application number: DE60000879T
Authority: DE
Inventors: Francis Deckert; Stephane Haessler
Original assignee: Hager Electro SAS
Current assignee: Hager Electro SAS
Priority date: 2000-09-25
Filing date: 2000-09-25
Publication date: 2003-10-09
Anticipated expiration: 2020-09-26
Also published as: EP1191565B1; PT1191565E; DE60000879D1; EP1191565A1; ATE228714T1

Abstract

The modular circuit breaker has a fixed (4) and a moving contact (5). The moving contact has a release lock which when activated separates the contacts, generating an electric arc. The electric arc is divided into a number of paths across conductor strips towards an extinction chamber.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zum Lichtbogenlöschen mit denen elektrische modulare Apparate beispielsweise vom Typ Sicherungsautomat versehen sind.The present invention relates to arc extinguishing devices with which electrical modular apparatuses, for example of the circuit breaker type, are provided.

Diese Apparate umfassen klassischerweise einen festen Kontakt und einen mobilen Kontakt, die eine elektrische Verbindung bilden wenn sie miteinander in Kontakt stehen und denjenigen Kontakt wieder unterbrechen sobald sie voneinander getrennt werden, sei es freiwillig mit Hilfe eines Bedienungshebels oder automatisch durch Umkippen des mechanischen Verschlusses im Falle einer Überspannung oder einer Überlast auf der Leitung. Ein solcher Apparat entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist beispielsweise in der FR-A-2701334 beschrieben.These devices typically comprise a fixed contact and a mobile contact which form an electrical connection when they are in contact with each other and which break that contact again when they are separated, either voluntarily by means of an operating lever or automatically by the mechanical closure being overturned in the event of an overvoltage or overload on the line. Such a device according to the preamble of claim 1 is described, for example, in FR-A-2701334.

Wenn sich der feste Kontakt und der mobile Kontakt voneinander entfernen bildet sich zwischen ihnen ein Lichtbogen. Man löscht diesen traditionellerweise indem man ihn in Richtung auf wenigstens eine Bogenlöschkammer verschiebt, mit der ein solcher modularer elektrischer Apparat versehen ist. Das so verwendete Prinzip besteht in der Verlängerung oder Aufteilung des Bogens bis die zu seiner Aufrechterhaltung notwendige Spannung größer ist als diejenige des Netzes in weichen der Apparat eingesetzt ist, was zu seiner Löschung führt.When the fixed contact and the mobile contact move away from each other, an arc is formed between them. This is traditionally extinguished by moving it towards at least one arc-extinguishing chamber with which such a modular electrical device is provided. The principle used in this way consists in extending or splitting the arc until the voltage necessary to maintain it is greater than that of the network in which the device is inserted, which leads to its extinction.

Um die Bogenlöschung zu vereinfachen ist es im Stand der Technik bereits vorgeschlagen worden, den mobilen Kontakt an rotierenden Kontakten anzuordnen, die mit zwei festen gegenüberstehenden Kontakten zusammenwirken, derart dass man zwei Bogen in Serie erhält. Jeder dieser Bogen wird anschließend auf eine Unterbrecherkammer gerichtet, in der er gelöscht wird. Eine solche Lösung ist beispielsweise in der FR-A-2682531 beschrieben.In order to simplify arc extinguishing, it has already been proposed in the prior art to arrange the mobile contact on rotating contacts which interact with two fixed contacts facing each other, so as to obtain two arcs in series. Each of these arcs is then directed to an interrupter chamber in which it is extinguished. Such a solution is described, for example, in FR-A-2682531.

Die Verwendung von Kammern zum Lichtbogenlöschen in Serie benötigt jedoch ebenso viele Kontakte wie Bogen erzeugt werden sollen. Die mechanischen Konfigurationen, die es gestatten diese Systeme in Betrieb zu nehmen, sind demzufolge im allgemeinen sehr viel komplizierter, nehmen ein größeres Volumen ein und sind sehr ungünstig, da jeder Kontakt eine bedeutende Wärmequelle darstellt. Bei der Konzeption modularer Apparate ist jedoch die Platzgewinnung und die Begrenzung einer Überhitzung von größter Bedeutung.However, the use of arc extinguishing chambers in series requires as many contacts as arcs to be generated. The mechanical configurations that make it possible to put these systems into operation are therefore generally much more complex, take up a larger volume and are very inconvenient, since each contact represents a significant source of heat. However, when designing modular equipment, saving space and limiting overheating are of paramount importance.

Eines der Ziele der vorliegenden Erfindung ist es ein mechanisches System anzugeben, das so einfach wie möglich ist, das heißt welches die Funktionsweise der Kontakte, wie sie in klassischen modularen Apparaten existieren, nicht modifiziert.One of the aims of the present invention is to provide a mechanical system that is as simple as possible, i.e. which does not modify the functioning of the contacts as they exist in classic modular devices.

Das erfindungsgemäße System zum Bogenlöschen könnte demzufolge bei existierenden Apparaten angewandt werden ohne die Notwendigkeit einer neuen Konzeption der Kontakte der Unterbrecher usw.The arc extinguishing system according to the invention could therefore be applied to existing devices without the need for a new design of the contacts of the interrupters, etc.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Systems, welches einen möglichst kleinen Raum einnimmt.Another object of the present invention is to provide a system that occupies as little space as possible.

Um diese Ziele und andere, die im Rahmen der folgenden Beschreibung noch dargelegt werden sollen, zu erreichen, basiert die gefundene Lösung auf einem Ensemble mit klassischen Einzelkontakten, das demzufolge nur einen einzigen Bogen bei der Trennung erzeugt.In order to achieve these objectives and others that will be explained in the following description, the solution found is based on an ensemble of classic single contacts, which therefore only creates a single arc at separation.

Gemäß einem wesentlichen Merkmal der vorliegenden Erfindung enthält der modulare elektrische Apparat Mittel um den bei der Trennung der Kontakte erzeugten elektrischen Bogen in n Abschnitte zu unterteilen, wobei jeder Abschnitt des Bogens gegen eine Bogenlöschkammer gerichtet ist, die ihm angemessen ist.According to an essential feature of the present invention, the modular electrical apparatus comprises means for dividing the electrical arc generated upon separation of the contacts into n sections, each section of the arc being directed towards an arc extinguishing chamber appropriate to it.

Tatsächlich wird der Bogen in ebenso viele Abschnitte unterteilt wie Trenn- oder Löschkammern im Gerät existieren. Das erfindungsgemäße System verwendet demzufolge zwei Grundfunktionen, eine Funktion der Bogenteilung und eine Funktion der Richtung der so aufgeteilten Bogenabschnitte in ihre entsprechenden Löschkammern.In fact, the arc is divided into as many sections as there are separation or extinguishing chambers in the device. The system according to the invention therefore uses two basic functions, an arc division function and a Function of the direction of the thus divided arc sections into their corresponding extinguishing chambers.

Genau ausgedrückt umfassen die Mittel zum Aufteilen des Bogens ein Zwischenblechs mit freiem Potential, dessen Anordnung bezüglich der Bogenleitungsbleche einerseits und der Geometrie andererseits es erlaubt, den Bogen beim Kontakt mit ihm aufzuteilen.More precisely, the means for splitting the arc comprise an intermediate plate with free potential, the arrangement of which with respect to the arc conducting plates on the one hand and the geometry on the other hand allows the arc to be split upon contact with it.

Ausführungsbeispiele, die dieses Aufteilen ermöglichen werden im Nachfolgenden aufgezeigt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das genannte Zwischenblech einen zentralen Abschnitt auf, auf das der Primärbogen zunächst auftrifft und zwei Abzweigungen, die sich in zwei unterschiedliche Richtungen erstrecken und im Wesentlichen in die gleiche Richtung verlaufen wie jedes Leitungsblech des Initialbogens.Embodiments that enable this division are shown below. According to one embodiment, the intermediate plate mentioned has a central section onto which the primary arch first impinges and two branches that extend in two different directions and run essentially in the same direction as each conducting plate of the initial arch.

Um es schematisch auszudrücken kann man sagen, dass der zentrale Abschnitt hauptsächlich die Funktion der Teilung realisiert und zweitens die Funktion der Orientierung der Bogenabschnitte besitzt, damit die beiden Abzweigungen die genannten Bogenabschnitte zusammen mit den Bogenleitblechen in Richtung der Löschzonen leiten. Der zentrale Abschnitt des Zwischenblechs ist im Wesentlichen senkrecht zum Bogen gerichtet wenn dieser es erreicht. Dieser zentrale Abschnitt ist so angeordnet und orientiert, dass er sich im natürlichen Weg des Bogens befindet und ihn aufteilt, wenn dieser nach seiner Ausbildung infolge von magnetischen Kräften und eventuellen Gasströmen sowie der Konfiguration der Bogenleitbleche fortschreitet.To express it schematically, it can be said that the central section mainly carries out the function of division and secondly has the function of orienting the arc sections so that the two branches guide the said arc sections together with the arc guide plates towards the extinguishing zones. The central section of the intermediate plate is essentially perpendicular to the arc when it reaches it. This central section is arranged and oriented so as to be in the natural path of the arc and to divide it as it advances after its formation as a result of magnetic forces and possible gas flows and the configuration of the arc guide plates.

Nach dem Auftrennen des Lichtbogens in zwei Abschnitte spielt der zentrale Abschnitt dieses Zwischenblechs in der Tat die Rolle eines Spannungsteilpunktes und seine Position bezüglich des Bogens induziert die relativen Potentiale des Bogenabschnitts.Indeed, after splitting the arc into two sections, the central section of this intermediate sheet plays the role of a voltage division point and its position with respect to the arc induces the relative potentials of the arc section.

Man kann diese Position in Funktion der Konfiguration der Trennkammern auch gezielt verändern, beispielsweise um den Kammern eine unterschiedliche Löschkapazität entsprechend unterschiedlichen Längen der Bogenabschnitte zu geben.This position can also be specifically changed depending on the configuration of the separation chambers, for example to give the chambers a different extinguishing capacity according to different lengths of the arc sections.

Umgekehrt kann man auch daran interessiert sein, ein Gleichgewicht bei der Teilung des Bogens zu bewahren, um beispielsweise eine Symmetrie des Aufbaus des elektrischen Apparats zu respektieren.Conversely, one may also be interested in maintaining a balance in the division of the arc, for example to respect a symmetry of the structure of the electrical apparatus.

Darüber hinaus kann das Zwischenblech eine Symmetrie bezüglich einer Ebene, die durch seinen zentralen Abschnitt verläuft und parallel zur allgemeinen Richtung des Fortschritts des Bogens vor der Teilung verläuft, aufweisen.Furthermore, the intermediate sheet may have symmetry with respect to a plane passing through its central portion and parallel to the general direction of advance of the sheet prior to division.

In einer generellen Symmetriebetrachtung kann der genannte zentrale Abschnitt des Zwischenblechs also bezüglich der Bleche zur Bogenleitung derart positioniert sein, dass der Bogen eine im Wesentlichen in seiner Mitte erfolgende Teilung erfährt.In a general symmetry consideration, the central section of the intermediate sheet can be positioned in relation to the sheets for arch guidance in such a way that the arch undergoes a division essentially in its middle.

In diesem Fall enthält der zentrale Abschnitt, der so angeordnet ist, dass er sich in einer natürlichen Trajektorie des Bogens befindet die Achse, in der der Bogen fortschreitet oder ist dieser benachbart.In this case, the central section, arranged to be in a natural trajectory of the arch, contains or is adjacent to the axis in which the arch progresses .

Genauer ausgedrückt begrenzt jede Abzweigung des Zwischenblechs und das ihm gegenüberliegende Blech zur Bogenleitung eine Bogenlöschkammer.More precisely, each branch of the intermediate plate and the opposite plate for arc conduction defines an arc extinguishing chamber.

Die Bogenabschnitte nach der Teilung werden somit natürlicherweise in diese Bogenlöschkammern geleitet.The arc sections after division are thus naturally guided into these arc extinguishing chambers.

Gemäß einer speziellen Konfiguration der vorliegenden Erfindung umfasst das Zwischenblech einen zentralen Abschnitt der gegen die Bleche zur Bogenleitung gerichtet ist und zwei seitliche Abzweigungen, die im Wesentlichen senkrecht zur Achse des zentralen Abschnitts gerichtet sind, wobei diese im Wesentlichen äquidistant zu den genannten Blechen zur Bogenleitung angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform erstrecken sich der zentrale Abschnitt und die seitlichen Abzweigungen im Wesentlichen in der gleichen Mittelebene.According to a specific configuration of the present invention, the intermediate plate comprises a central portion directed towards the arc guide plates and two lateral branches directed substantially perpendicular to the axis of the central portion, which are arranged substantially equidistant from said arc guide plates. In this In this embodiment, the central section and the lateral branches extend substantially in the same central plane.

Der Gipfel dieses zentralen Abschnitts trifft als Erstes am Bogen an, wenn dieser in seiner natürlichen Richtung fortschreitet, die ihm von den Charakteristika des Gerätes her erteilt wird.The peak of this central section is the first to reach the bow as it progresses in its natural direction given to it by the characteristics of the instrument.

Bei dieser Variante ist der Gipfel des zentralen Abschnitts abgerundet und mit den seitlichen Abzweigungen durch gebogene Abschnitte verbunden, die im Wesentlichen parallel zu denen der Bleche zur Bogenleitung im Bereich ihrer Einmündung in den zentralen Gipfelabschnitt verlaufen, dem Bereich, in dem der Abstand zwischen den genannten Blechen zur Bogenleitung minimal ist, und der den Eingang der Bogenlöschkammer definiert.In this variant, the top of the central section is rounded and connected to the lateral branches by curved sections which are substantially parallel to those of the arc-conducting sheets in the area of their junction with the central top section, the area in which the distance between the said arc-conducting sheets is minimal and which defines the entrance to the arc-extinguishing chamber.

Dieser Parallelismus ist quasi punktuell, da diese Bleche kontinuierlich ihre Richtung ändern und ihre jeweilige Entfernung auf wenigstens einem Teil der genannten Kammern anwächst.This parallelism is quasi punctual, since these sheets continuously change their direction and their respective distance increases in at least part of the chambers mentioned.

In dieser Konfiguration, die man "eben" nennen könnte ist die Geometrie des genannten Zwischenblechs also dazu vorgesehen, um den Bogen zu einem ersten Zeitpunkt zu zerschneiden und sich dann der wechselnden Orientierung der Bleche zur Bogenleitung derart anzupassen, dass eine Führung der Bogenabschnitte in der gleichen Ebene in Richtung auf die Bogenlöschzonen erfolgt.In this configuration, which could be called "flat", the geometry of the intermediate sheet is designed to cut the arc at a first point in time and then to adapt to the changing orientation of the sheets to the arc guide in such a way that the arc sections are guided in the same plane in the direction of the arc extinguishing zones.

Gemäß einer anderen möglichen Konfiguration verläuft der zentrale Abschnitt des Zwischenblechs parallel zu den Blechen zur Bogenleitung und teilt sich axial in zwei Abzweigungen, die jeweils einem der Bleche zur Bogenleitung gegenüberliegen und sich fortlaufend von diesen entfernen. In diesem Fall werden die Bogenabschnitte, die durch die Teilung gebildet worden sind und die jeweils von dem genannten zentralen Abschnitt des Zwischenblechs fortschreiten, jeweils in Richtung einer der Abzweigungen geführt, die durch die axiale Teilung des zentralen Abschnittes gebildet worden sind, zum einen durch Zwischenwände, die zwischen diesen angeordnet sind und jeweils gegen die eine und die andere dieser Abzweigungen gerichtet sind und zum anderen durch die Form der Bleche zur Bogenführung geführt.According to another possible configuration, the central portion of the intermediate sheet runs parallel to the sheets for the curved line and divides axially into two branches, each facing one of the sheets for the curved line and progressively moving away from them. In this case, the curved sections formed by the division and each advancing from said central portion of the intermediate sheet are each guided towards one of the branches formed by the axial division of the central portion, on the one hand by partitions arranged between them and respectively against one and the other of these branches and on the other hand, the shape of the sheets guides the arc.

Bei dieser zweiten Variante bewegen sich die beiden Bogenabschnitte nicht in der gleichen Ebene weiter, und zwar in entgegengesetzten Richtungen, sondern im Gegenteil Seite an Seite in der gleichen Richtung.In this second variant, the two arch sections do not move in the same plane, in opposite directions, but on the contrary, side by side in the same direction.

Gemäß einer Ausführungsform bilden die vom zentralen Abschnitt des Zwischenblechs ausgehenden Abzweigungen jeweils eine geneigte Ebene, die zwei Winkel mit umgekehrten Vorzeichen folgend geneigt sind und die jeweils in einem Endabschnitt enden, der parallel zum genannten zentralen Abschnitt verläuft. Die Bleche zur Bogenleitung, die anfangs bezüglich des zentralen Abschnitts zentriert waren, weisen jeweils eine Barriere auf, angrenzend an einen Abschnitt, der dem genannten Endabschnitt gegenüberliegt.According to one embodiment, the branches starting from the central portion of the intermediate sheet each form an inclined plane inclined at two angles of opposite sign and each terminating in an end portion parallel to said central portion. The sheets for arc conduction, initially centered with respect to the central portion, each have a barrier adjacent to a portion opposite said end portion.

In diesem Fall sind die beiden so definierten Bogenlöschkammern Seite an Seite angeordnet und durch eine isolierende Wand voneinander getrennt und entwickeln sich ab der Trennung des zentralen Abschnitts in zwei unterschiedliche Abzweigungen.In this case, the two arc-quenching chambers thus defined are arranged side by side and separated from each other by an insulating wall and develop into two different branches from the separation of the central section.

Die Erfindung soll nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden, in denen:The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which:

die Fig. 1 den elektrischen Kreis eines erfindungsgemäßen Unterbrechers zeigt;Figure 1 shows the electrical circuit of a breaker according to the invention;

die Fig. 2a-2e eine erstes Ausführungsbeispiel dieses elektrischen Kreises zeigen, wobei jede Figur ein anderes Stadium des Fortschreitens des elektrisches Bogens zeigt;Figures 2a-2e show a first embodiment of this electrical circuit, each figure showing a different stage of the progression of the electrical arc;

die Fig. 3a-3c eine zweite mögliche Ausführungsform für die Bogenteilung zeigen,Fig. 3a-3c show a second possible embodiment for the arc division,

Fig. 4 die Modelisierung des entsprechenden magnetischen Systems zeigt und,Fig. 4 shows the modelling of the corresponding magnetic system and,

die Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des Eingangsbereichs einer Bogenlöschkammer entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.Fig. 5 shows a perspective view of the entrance area of an arc extinguishing chamber according to the second embodiment.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 enthält der elektrische Kreis des modularen elektrischen Apparats in sehr klassischer Weise zwei seitliche elektrische Anschlussklemmen 1 und 2, eine Spule B, zwei Kontakte, einmal fest 4 und mobil 5, und ein thermisches Organ T vom Typ Bimetall.With reference to Fig. 1, the electrical circuit of the modular electrical apparatus comprises, in a very classic manner, two lateral electrical terminals 1 and 2, a coil B, two contacts, one fixed 4 and one mobile 5, and a thermal element T of the bimetallic type.

Der feste Kontakt 4 ist mittels eines Bogenleitblechs 7 am Rande einer ersten Bogenlöschkammer verlängert.The fixed contact 4 is extended by means of an arc guide plate 7 at the edge of a first arc extinguishing chamber.

Gleicherweise ist der mobile Kontakt 5 über ein Leitungsband 8 mit einem Blech 9 verbunden, das einerseits mit der Kontaktklemme 2 verbunden ist und sich andererseits in ein Bogenleitblech 10 verlängert, welches die zweite der Bogenlöschkammern begrenzt.Likewise, the mobile contact 5 is connected via a conduction band 8 to a sheet 9, which is connected on the one hand to the contact terminal 2 and on the other hand extends into an arc guide sheet 10, which delimits the second of the arc extinguishing chambers.

Das in Fig. 2a gezeigte Produkt ist ein Unterbrecher, der sich aus den klassischen Komponenten eines solchen Unterbrechers zusammensetzt, das heißt einen thermischen Aktionator, einem magnetischen Aktionator usw., die an dieser Steile nicht im Einzelnen beschrieben zu werden brauchen, das sie nicht selbst Teil der vorliegenden Erfindung sind. Erfindungsgemäß sind zwei Bogenlöschkammern vorgesehen, die im Wesentlichen zwischen den Bogenleitblechen 7 und 10 und einem Zwischenblech 11 angeordnet sind. In dieser Konfiguration ist jede Kammer mit einem Blechpaket zur Deionisation 12, 13 versehen, in dem der Bogen gelöscht wird. Wie im Einzelnen anhand der folgenden Figuren noch dargestellt werden wird, wird der in Fig. 2a sichtbare einzelne Bogen anschließend in zwei Abschnitte unterteilt, die jeweils in Richtung der Bogenlöschkammern bewegt werden, die durch die Blechpakete 12 und 13 begrenzt sind. Die Kammern liegen in diesem Ausführungsbeispiel in der gleichen mittleren Ebene.The product shown in Fig. 2a is an interrupter that is made up of the classic components of such an interrupter, i.e. a thermal actuator, a magnetic actuator, etc., which do not need to be described in detail at this point, as they are not themselves part of the present invention. According to the invention, two arc extinguishing chambers are provided, which are arranged essentially between the arc guide plates 7 and 10 and an intermediate plate 11. In this configuration, each chamber is provided with a sheet stack for deionization 12, 13, in which the arc is extinguished. As will be shown in detail in the following figures, the single arc visible in Fig. 2a is then divided into two sections, each of which is moved in the direction of the arc extinguishing chambers, which are delimited by the sheet stacks 12 and 13. In this embodiment, the chambers are located in the same central plane.

Das Zwischenblech ist ein Hybridblech, einmal als Blech zur Deionisierung mit freiem Potential, die die Funktion hat, den Bogen aufzutrennen und zum anderen als Bogenleitblech, das die Funktion hat, den Bogen in die Löschkammern zu leiten. Dieses Zwischenblech 11 umfasst einen zentralen Abschnitt 14, der gegen die festen bzw. mobilen Kontakte 4, 5 gerichtet ist und zwei seitliche Abzweigungen 15 und 16, die im Wesentlichen den beiden Bogenleitblechen 7 bzw. 10 gegenüberliegen.The intermediate plate is a hybrid plate, firstly as a plate for deionization with free potential, which has the function of separating the arc, and secondly as an arc guide plate, which has the function of guiding the arc into the arcing chambers. This intermediate plate 11 comprises a central section 14, which is directed towards the fixed and mobile contacts 4, 5, respectively, and two lateral branches 15 and 16, which are essentially opposite the two arc guide plates 7 and 10, respectively.

Die Fig. 2a-2e zeigen das Entstehen des Bogens im Moment, in dem der bewegliche Kontakt 5 sich vom festen Kontakt 4 löst. Der elektrische Bogen bewegt sich weiter, hauptsächlich unter dem Einfluss magnetischer Kräfte, und kommutiert den mobilen Kontakt 5 über das Bogenleitblech 10 im Bereich einer Schlaufe, die das Bogenleitblech 10 mit dem Blech 9 verbindet. Diese Kommutierung erscheint in Fig. 2b. Beim natürlichen Weiterbewegen nähert sich der Bogen dementsprechend dem Gipfelpunkt 14 des Zwischenblechs 11. Diesen erreicht er in Fig. 2c.Fig. 2a-2e show the formation of the arc at the moment when the moving contact 5 separates from the fixed contact 4. The electric arc continues to move, mainly under the influence of magnetic forces, and commutates the mobile contact 5 via the arc guide plate 10 in the area of a loop that connects the arc guide plate 10 to the plate 9. This commutation appears in Fig. 2b. As it continues to move naturally, the arc correspondingly approaches the apex 14 of the intermediate plate 11. It reaches this in Fig. 2c.

Der Bogen teilt sich dann in zwei Abschnitte (siehe Fig. 2d) in der gleichen Ebene, wobei die beiden jeweiligen Abschnitte sich anschließend zum einen Teil zwischen dem Bogenleitblech 7 und der seitlichen Abzweigung 15 des Zwischenblechs 11 und andererseits zwischen dem Bogenleitblech 10 und der seitlichen Abzweigung 16 des Zwischenblechs 11 erstrecken.The sheet then divides into two sections (see Fig. 2d) in the same plane, whereby the two respective sections then extend on the one hand between the sheet guide plate 7 and the lateral branch 15 of the intermediate plate 11 and on the other hand between the sheet guide plate 10 and the lateral branch 16 of the intermediate plate 11.

Der Gipfelabschnitt 14 befindet sich exakt auf dem Weg des Bogens. Auf seine Gipfelabrundung folgen zwei gleichermaßen gerundete Abschnitte, die den Anfang der seitlichen Abzweigungen 15 und 16 bilden und am Eingang der Bogenlöschkammern und den Blechen 7 und 10 am Nähesten benachbart angeordnet sind. Die Fortschreitrichtung der Bogenabschnitte folgt der Winkelhalbierenden des Winkels zwischen jeder Abzweigung und dem gegenüberliegenden Blech. Diese Richtungen konvergieren mit fortschreitendem Eindringen in die genannten Kammern. Die beiden Bogenabschnitte bewegen sich in umgekehrter Richtung voneinander weg. Diese Ausbildung ist sehr vorteilhaft, da diese antagonistische Situation eine gegenseitige Auslöschung der beiden Bogen begünstigt, indem es sie in Richtung auf ihre jeweiligen Löschkammern drückt.The summit section 14 is located exactly on the path of the arch. Its summit rounding is followed by two equally rounded sections, which form the beginning of the lateral branches 15 and 16 and are located at the entrance of the arc extinguishing chambers and the sheets 7 and 10 closest to each other. The direction of progression of the arch sections follows the bisector of the angle between each branch and the opposite sheet. These directions converge as the penetration into the said chambers progresses. The two arch sections move away from each other in the opposite direction. This formation is very advantageous because this antagonistic situation promotes mutual extinction of the two arcs by pushing them towards their respective extinguishing chambers.

Bezug nehmend auf Fig. 2e erkennt man, dass die beiden Bogenabschnitte im Bereich des Pakets der Deionisationsbleche 12 und 13 angeordnet sind, wo die Bogen derart aufgeteilt werden, dass sie noch leichter gelöscht werden können.Referring to Fig. 2e, it can be seen that the two sheet sections are arranged in the area of the package of deionization sheets 12 and 13, where the sheets are divided in such a way that they can be extinguished even more easily.

Die spezielle Konfiguration der Kammern wie sie in den Fig. 2a - 2e gezeigt ist, zeigt also die Zerteilung des Bogens in zwei Abschnitte, deren Auslöschung sehr viel einfacher ist als die des einen elektrischen Bogens unter der Netzspannung.The special configuration of the chambers as shown in Fig. 2a - 2e, shows the division of the arc into two sections, the extinction of which is much easier than that of the single electric arc under the mains voltage.

Die Existenz der beiden Pakete von beabstandeten Deionisationsblechen gibt dem Gerät eine viel größere geometrische Flexibilität was die Anzahl der Bleche anlangt.The existence of the two sets of spaced deionization plates gives the device much greater geometric flexibility in terms of the number of plates.

Es ist darüber hinaus einfacher, wegen der Teilung, die Anzahl der Bleche zu erhöhen und so das Zerschneiden des Bogens durch Längung und zusätzliche Erhöhung der Spannung beschleunigen. Man kann in gleicher Weise die Symmetrie des Produkts verändern, indem man eine Anzahl von Deionisationsblechen vorsieht, die den relativen Potentialen der beiden Bogenabschnitte nach der Teilung entspricht.Moreover, because of the division, it is easier to increase the number of sheets and thus accelerate the cutting of the sheet by elongation and additional increase in tension. The symmetry of the product can be changed in the same way by providing a number of deionization sheets that corresponds to the relative potentials of the two sections of the sheet after division.

Die Fig. 3a-3c zeigen das Prinzip eines anderen Systems zur Bogenteilung, bei welchem die beiden geteilten Abschnitte in gleicher Richtung in zwei getrennte Bogenlöschkammern bewegt werden. Obgleich die Figuren dieses System unabhängig von jedem speziellen modularen elektrischen Apparat zeigen, versteht es sich von selbst, dass dieses System beispielsweise auch in einen Unterbrecher integriert werden kann, wie er in den vorherstehenden Figuren beschrieben ist oder auch in einen konventionellen Unterbrecher.Figures 3a-3c show the principle of another arc splitting system, in which the two split sections are moved in the same direction into two separate arc extinguishing chambers. Although the figures show this system independently of any specific modular electrical apparatus, it goes without saying that this system can also be integrated, for example, into a breaker as described in the previous figures or into a conventional breaker.

Bezug nehmend auf Fig. 3a erkennt man, dass der Bogen zwischen den beiden einander gegenüberstehenden Bogenleitblechen 21 und 22 in Richtung auf ein Zwischenblech 23 geführt wird, das wiederum mit einem zentralen Abschnitt 24 versehen ist, von wo aus zwei Abzweigungen 25, 26 ausgehen, die sich voneinander entfernen.Referring to Fig. 3a, it can be seen that the sheet is guided between the two opposing sheet guide plates 21 and 22 in the direction of an intermediate plate 23, which in turn is provided with a central section 24 from where two branches 25, 26 originate, moving away from each other.

Jeder der Bogenleitbleche 21, 22 umfasst einen ersten Abschnitt, in dem sie zueinander parallel verlaufen und übereinander liegen. Die Orientierung dieser Bleche divergiert anschließend. Das Blech 21 orientiert sich nach vorwärts in der Figur, während das Blech 22 nach rückwärts abgewinkelt verläuft. Diese Änderung der Richtung dient zur Platzierung des Bogenleitblechs 21 im Wesentlichen in Gegenüberstellung zur Abzweigung 26 des Zwischenblechs 23 und umgekehrt zur Anordnung des Bogenleitblechs 22 in Gegenüberstellung zur Abzweigung 25. Diese Positionierung in Gegenüberstellung wird im Bereich des Pakets der Deionisationsbleche 27, 28 erreicht, die in zwei Bogenkammern integriert sind, die Seite an Seite angeordnet sind.Each of the sheet guide plates 21, 22 comprises a first section in which they are parallel to one another and superimposed. The orientation of these plates then diverges. The plate 21 is oriented forwards in the figure, while the plate 22 is angled backwards. This change of direction serves to position the sheet guide plate 21 essentially in opposition to the branch 26 of the intermediate plate 23 and vice versa to position the sheet guide plate 22 in opposition to the branch 25. This positioning in opposition is achieved in the area of the package of deionization plates 27, 28 which are integrated in two sheet chambers arranged side by side.

Die Abzweigungen 25, 26 des Zwischenblechs 23 bilden in Wirklichkeit geneigte Ebenen, die sich voneinander entfernen, wobei sich diese beiden Abzweigungen jeweils auch von einem der anfänglichen Bogenleitbleche 21, 22 entfernen.The branches 25, 26 of the intermediate plate 23 actually form inclined planes that move away from each other, with these two branches also moving away from one of the initial arc guide plates 21, 22.

Die beiden so definierten Bogenlöschkammern umfassen jeweils Stapel von Deionisationsblechen 27 und 28 und sind durch eine Isolierwand 29 voneinander getrennt. Andere Wände, ebenfalls isolierend, dienen zum Führen der Bogenabschnitt wie dies im nachfolgenden im Detail gezeigt wird.The two arc quenching chambers defined in this way each comprise stacks of deionization sheets 27 and 28 and are separated from each other by an insulating wall 29. Other walls, also insulating, serve to guide the arc sections, as shown in detail below.

Bezug nehmend auf Fig. 3b wird der elektrische Bogen in zwei Abschnitte unterteilt, nachdem er auf den zentralen Abschnitt 24 des Zwischenblechs 23 aufgetroffen ist. Wie bei der vorhergehenden Konfiguration ist dieser zentrale Abschnitt 24 im natürlichen Bewegungsweg des elektrischen Bogens zwischen den Leitblechen 21 und 22 angeordnet. Der obere Abschnitt des elektrischen Bogens wird zwischen dem Bogenleitblech 21 und dem zentralen Abschnitt 24 des Zwischenblechs 23 in Richtung auf die geneigte Ebene der Abzweigung 26 geführt, wobei diese Führung durch die Existenz einer schiefen isolierenden Wand verstärkt wird. Der untere Bogenabschnitt wird in Richtung auf die geneigte Ebene verschoben, welche zur Abzweigung 25 des Zwischenblechs 23 gehört.Referring to Fig. 3b, the electric arc is divided into two sections after it has encountered the central section 24 of the intermediate plate 23. As in the previous configuration, this central section 24 is located in the natural path of movement of the electric arc between the guide plates 21 and 22. The upper section of the electric arc is guided between the arc guide plate 21 and the central section 24 of the intermediate plate 23 towards the inclined plane of the branch 26, this guidance being reinforced by the existence of an inclined insulating wall. The lower arc section is displaced towards the inclined plane belonging to the branch 25 of the intermediate plate 23.

Die Fig. 3c zeigt die Bogen im Bereich dieser genannten geneigten Ebenen 25 und 26. Die Bogenabschnitte wandern anschließend parallel zueinander weiter und erfahren eine progressive Verlängerung bis sie eine Länge erreichen, die äquivalent dem Eingang des Pakets der Deionisationsbleche 27 und 28 ist.Fig. 3c shows the arches in the area of these inclined planes 25 and 26. The arch sections then continue to move parallel to each other and experience a progressive extension until they reach a length that is equivalent to the entrance of the package of deionization sheets 27 and 28.

Wenn man das Schema der Fig. 3c in Form von Stromschleifen darstellt erhält man ein Schema wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Man erhält dadurch einen vortreibenden magnetischen Effekt. Nach der Teilung des Bogens begünstigt das Magnetfeld, das sich in dieser schematischen Windung nach Fig. 4 ausbildet den Vortrieb der beiden Bogenabschnitte in Richtung auf ihre jeweilige Löschkammer.If the diagram in Fig. 3c is represented in the form of current loops, one obtains a diagram as shown in Fig. 4. This produces a propulsive magnetic effect. After the arc is divided, the magnetic field that forms in this schematic winding according to Fig. 4 promotes the propulsion of the two arc sections in the direction of their respective arc chambers.

Die Fig. 5 zeigt die zweite Konfiguration gemäß den Fig. 3a-4 in einer perspektivischen Ansicht auf den Eingang der doppelten Löschkammer. Diese Ansicht zeigt die perfekte Symmetrie der Führung der beiden Bogenabschnitte mit einer Führungswand 31, der im unteren Abschnitt die vorerwähnte Führungswand 30 entspricht.Fig. 5 shows the second configuration according to Figs. 3a-4 in a perspective view of the entrance to the double arc chamber. This view shows the perfect symmetry of the guidance of the two arc sections with a guide wall 31, which corresponds to the aforementioned guide wall 30 in the lower section.

Diese zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung kann zusammen mit dem ersten Ausführungsbeispiel (Gegenstand der Fig. 2a-2e) verwendet werden. Es kann in gleicher Weise auch verwendet werden ohne das Paket der Deionisationsbleche mit einer alternativen Auslöschlösung und kann auch verwendet werden als Substitution für ein Standard-Ionisationsblechpaket.This second embodiment of the invention can be used together with the first embodiment (subject of Fig. 2a-2e). It can also be used in the same way without the package of deionization plates with an alternative quenching solution and can also be used as a substitution for a standard ionization plate package.

An dieser Stelle ist es wesentlich nochmals zu betonen, dass die beiden oben beschriebenen Konfigurationen nur Ausführungsbeispiele der Erfindung sind und diese Erfindung nicht beschränken sollen.At this point, it is important to emphasize again that the two configurations described above are only embodiments of the invention and are not intended to limit this invention.

Claims

1. Modular electrical device comprising at least one fixed contact and one movable contact, the latter being connected to a release lock actuated by release means causing the contacts to be separated, and to arc guide plates which guide an arc generated between the contacts to a potential-free intermediate plate, the location of which in relation to the arc guide plates to which it leads, on the one hand, and the geometry of which, on the other hand, allow a natural deflection of the arc towards the plate as it spreads, immediately followed by a division of the arc, characterized in that the intermediate plate has a central portion which the arc reaches first and which is oriented substantially perpendicular to the arc when it changes, and two legs which extend in two different orientations substantially opposite and in the same general direction as each arc guide plate.

2. Modular electrical device according to the preceding claim, characterized in that the intermediate plate has a central section facing the arc guide plates and two lateral legs with a course perpendicular to the axis of the central section, the central section being at substantially the same distance from the guide plates and the lateral legs run in the same median plane.

3. Modular electrical device according to the preceding claim, characterized in that the apex of the central portion is rounded and is connected to the two lateral legs by curved portions, the orientation of which is parallel to that of the arc guide plates at the level of their connection to the apex of the central portion, at which he distance from the arc guide plates is minimal and defines the entrance of the arc extinction chambers.

4. Modular electrical device according to claim 1, characterized in that the central section of the intermediate plate has a course that is parallel to the arc guide plates and divides axially into two legs, which are each oriented opposite one of the arc guide plates and gradually move away from each other.

5. Modular electrical device according to the preceding claim, characterized in that the arc sections which originate from the division and extend on both sides of the central section of the intermediate plate are each guided to one of the two legs which originate from the axial division of the central section, on the one hand by partitions which are arranged on both sides of the central section and are directed towards one or the other of these legs, and on the other hand by the shape of the arc guide plates.

6. Modular electrical device according to one of claims 4 and 5, characterized in that that the legs extending from the central section of the intermediate plate each form an inclined plane extending at two angles of opposite sign and terminating in an end section which has a course parallel to the central section, the arc guide plates, which are initially centred with respect to the central section, then each have an obstacle leading to an offset section located opposite the end section of each leg extending from the central section.

7. Modular electrical device according to one of claims 2 to 6, characterized in that the intermediate plate has a symmetry with respect to a plane passing through its central portion and has a course which is parallel to the general direction of propagation of the arc before the division.