EP0028740A1

EP0028740A1 - Switchgear with a contact arrangement

Info

Publication number: EP0028740A1
Application number: EP80106487A
Authority: EP
Inventors: Kiyoshi Kandatsu
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1979-11-01
Filing date: 1980-10-23
Publication date: 1981-05-20
Also published as: ES496470A0; DE8028316U1; ES8201355A1; JPS5665425A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schaltgerät mit einer Kontaktanordnung, die aus einem feststehenden, U-förmig gekröpften Kontaktstück mit Kontaktauflage und mit einem C-förmigen Querschnitt aufweisenden Blechschuh, dessen Arme mit ihren Enden von der der Kontaktauflage abgelegenen Seite des einen Schenkels des Kontaktstückes ausgehend in Richtung auf die Kontaktstelle abgebogen sind, sowie einem beweglichen Kontaktstück mit Kontaktauflage besteht.The invention relates to a switching device with a contact arrangement, which consists of a fixed, U-shaped cranked contact piece with a contact pad and a C-shaped cross-section with a metal shoe, the ends of which arms extend from the side of the contact pad remote from one leg of the contact piece are bent in the direction of the contact point, and there is a movable contact piece with contact pad.

Bei einem bekannten Schaltgerät der obengenannten Art, einem elektromagnetischen Schaltgerät (DE-AS 1 207 027), weisen die Enden der Arme auf die Kontaktauflage hin, so daß der Lichtbogen von den hochgewölbten Rändern des Blechschuhes übernommen und die Kontaktauflage vom Lichtbogen entlastet wird. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine direkte Beeinflussung des Lichtbogens beim Schalten des Gerätes auf einfache und wirkungsvolle Weise zu erreichen. Dies wird auf einfache Weise dadurch erreicht, daß die Arme des C außerhalb des Bereiches der Kontaktauflage des feststehenden Kontaktstückes enden. Damit liegt die eigentliche Kontaktstelle, an der der Lichtbogen auftritt,innerhalb des magnetischen Feldes, so daß der Antrieb des Lichtbogens zur Löschung in der Lichtbogenlöschkammer aufgrund der magnetischen Kräfte beschleunigt wird. Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn die Arme 3 bis 7 mm oberhalb der Kontaktauflage enden. Um mögliche Beeinflussungen zwischen Kontaktträger und Blechschuh zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn der Blechschuh mit einem Isolierüberzug, vorzugsweise aus Polyesterharz, versehen ist. Um die La 2 Syr / 20.10.1980 Wirkung der magnetischen Felder weiter zu vergrößern, ist es vorteilhaft, wenn der Blechschuh als Eisenkern hoher Permeabilität ausgebildet ist. Um das Ablaufen des Lichtbogens auch an der Kontaktauflage des beweglichen Kontaktteiles zu begünstigen, ist es weiterhin vorteilhaft, wenn das bewegliche Kontaktstück mit einem vom feststehenden Kontaktstück wegweisenden Lichtbogenleitende versehen ist. Im Gegensatz zum Stand der Technik ist die erfindungsgemäße Kontaktanordnung mit Vorteil auch anzuwenden, wenn das bewegliche Kontaktstück über einen Träger drehbeweglich gelagert ist, d.h. die erfindungsgemäße Schaltgeräteausführung ist besonders geeignet für Lastschalter, wie Selbstschalter, Motorschutzschalter und dergleichen.In a known switching device of the type mentioned above, an electromagnetic switching device (DE-AS 1 207 027), the ends of the arms point to the contact pad, so that the arc is taken over by the convex edges of the sheet metal shoe and the contact pad is relieved of the arc. The present invention is based on the object of directly influencing the arc when switching the device in a simple and effective manner. This is achieved in a simple manner in that the arms of the C end outside the area of the contact support of the fixed contact piece. The actual contact point at which the arc occurs is thus within the magnetic field, so that the drive of the arc for quenching in the arc quenching chamber is accelerated due to the magnetic forces. It has been found to be particularly advantageous if the arms end 3 to 7 mm above the contact support. In order to avoid possible interference between the contact carrier and the metal shoe, it is advantageous if the metal shoe is provided with an insulating coating, preferably made of polyester resin. Around the La 2 Syr / 10/20/1980 To further increase the effect of the magnetic fields, it is advantageous if the sheet metal shoe is designed as an iron core of high permeability. In order to promote the running of the arc also on the contact support of the movable contact part, it is further advantageous if the movable contact piece is provided with an arc-conducting end pointing away from the fixed contact piece. In contrast to the prior art, the contact arrangement according to the invention can also be used with advantage if the movable contact piece is rotatably supported by a carrier, ie the switching device design according to the invention is particularly suitable for load switches, such as automatic switches, motor protection switches and the like.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung beschrieben und die Wirkung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Aufriß, teilweise im Schnitt, der wesentlichen Teile einschl. der Lichtbogenantriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 stellt einen Querschnitt gemäß der Linie II-II nach Fig. 1 dar,
Fig. 3 und 4 zeigen Querschnitt und Draufsicht auf die erfindungsgemäße Ausbildung des Blasschuhes mit den entsprechenden Wirkungslinien.

An embodiment according to the invention is described with reference to the drawing and the effect is explained in more detail.

1 is an elevation, partly in section, of the essential parts including the arc drive device according to the present invention;
2 shows a cross section along the line II-II of FIG. 1,
3 and 4 show cross-section and top view of the formation of the puff shoe according to the invention with the corresponding lines of action.

Der Schalter nach F_ig. 1, ein Last- oder Leistungsschalter wie Selbstschalter oder Motorschutzschalter, besitzt ein feststehendes Kontaktstück 1, das im wesentlichen U-förmig gebogen ist. Dieses weist einen Schenkel 1a auf, mit dem die feststehende Kontaktauflage 2 und ein Lichtbogenhorn 3 verbunden sind. Das feststehende Kontaktstück 1 hat weiterhin einen Schenkel 1b mit einem abgebogenen Ende, das als Klemme 1c zum Verbinden der Stromzuführung dient. Ein bewegliches Kontaktstück 4 erstreckt sich im wesentlichen parallel zu dem feststehenden Kontaktstück 1 und hat gegenüberliegend zu der feststehenden Kontaktauflage 2 eine Kontaktauflage 5. Das bewegliche Kontaktstück 4 ist drehbar um den Bolzen 7 gelagert, und zwar über Rahmen 6, der von einem nicht ersichtlichen Schaltmechanismus ausgeht. Das bewegliche Kontaktstück 4 hat ein vom feststehenden Kontaktstück 1 weggebogenes Ende 4a und liegt dem Lichtbogenhorn 3 gegenüber. Mit 8 ist der als Eisenkern ausgebildete Blechschuh bezeichnet, der im wesentlichen C-förmigen Querschnitt hat, wie dies aus Fig. 2 zu ersehen ist.The switch according to F _i g. 1, a load or circuit breaker such as a circuit breaker or motor protection switch, has a fixed contact piece 1, which is bent substantially in a U-shape. This has a leg 1a, with which the fixed contact pad 2 and an arcing horn 3 are connected. The fixed contact piece 1 also has a leg 1b with a bent end, which is used as a clamp 1c for connection serves the power supply. A movable contact piece 4 extends substantially parallel to the fixed contact piece 1 and has a contact pad 5 opposite to the fixed contact pad 2. The movable contact piece 4 is rotatably mounted about the bolt 7, namely via frame 6, by a switching mechanism which cannot be seen going out. The movable contact piece 4 has an end 4 a bent away from the fixed contact piece 1 and lies opposite the arcing horn 3. The sheet metal shoe, which is designed as an iron core, is designated by 8 and has an essentially C-shaped cross section, as can be seen from FIG. 2.

Der Eisenkern 8 ist an seiner Oberfläche mit Polyesterharz isoliert und hat ein Grundteil 8a, das zwischen den Schenkeln des U-förmig geformten Festkontaktstückes 1 liegt. Im einzelnen ist der Eisenkern 8 so angeordnet, daß er den Schenkel 1a, der auf der Seite des Festkontaktstückes 1 liegt, umgreift, und die die Öffnung bestimmenden Enden sind vorzugsweise 3 bis 7 mm oberhalb der Kontaktauflage 2 angeordnet. Auf diese Weise ist der Kontakt 2, 5 der entsprechenden Kontaktstücke 1, 4 innerhalb einer Umhüllung angeordnet, die durch das magnetische Feld bestimmt wird, das durch den Eisenkern 8 erzeugt wird, und er liegt auch zwischen dessen magnetischen Polen, so daß ein Lichtbogen, der zwischen den Kontakten 2, 5 erzeugt wird, das magnetische Feld im wesentlichen in einem Winkel von 90° durchqueren kann. Die vorbeschriebenen Teile sind in einem Gehäuse 11 untergebracht, das eine Lichtbogenlöschkammer beinhaltet, die Gitter 9 und ein Lichtbogengasauslaßnetz 10 aufweist. Das bewegliche Kontaktstück 4 bewegt sich durch das Gitter 9, sobald es vom feststehenden Kontaktstück 1 getrennt wird.The iron core 8 is insulated on its surface with polyester resin and has a base part 8a which lies between the legs of the U-shaped fixed contact piece 1. In particular, the iron core 8 is arranged so that it encompasses the leg 1a, which lies on the side of the fixed contact piece 1, and the ends defining the opening are preferably arranged 3 to 7 mm above the contact pad 2. In this way, the contact 2, 5 of the corresponding contact pieces 1, 4 is arranged within an envelope, which is determined by the magnetic field generated by the iron core 8, and also lies between the magnetic poles thereof, so that an arc, which is generated between the contacts 2, 5, can cross the magnetic field essentially at an angle of 90 °. The above-described parts are accommodated in a housing 11 which contains an arc quenching chamber which has grids 9 and an arc gas outlet network 10. The movable contact piece 4 moves through the grid 9 as soon as it is separated from the fixed contact piece 1.

Sobald ein anormaler Strom von der Klemme 1c durch das feststehende Kontaktstück 1, die feststehende Kontaktauflage 2, die bewegliche Kontaktauflage 5, das bewegliche Kontaktstück 4, Trägerrahmen 6 und eine nicht dargestellte elektrische Ableitung des Kreises, zur Last (eine elektromagnetische Spule, ein thermodynamisches Element und ähnliches als Zwischenschaltung) fließt, wird bei Trennung des beweglichen Kontaktstückes 4 vom feststehenden Kontaktstück ein Lichtbogen Ia hervorgerufen. Der anormale Strom fließt nun durch die Kontaktstücke 1, 4, angedeutet durch die Stromrichtungspfeile, und erzeugt hierdurch magnetische Felder, die durch die gestrichelten Linien in Fig. 3 angedeutet sind. Der Lichtbogen Ia verläuft im wesentlichen in einem Winkel von 90° zu den magnetischen Feldern. Daher wird der Lichtbogen Ia in Richtung des aus Fig. 4 ersichtlichen Pfeils F abgetrieben. Da der Eisenkern 8 eine hohe Permeabilität hat, ist dort ein starkes magnetisches Feld zwischen den magnetischen Polen des Eisenkerns vorhanden, wobei die Fußpunkte des Lichtbogens Ia zum Lichtbogenhorn hingetrieben werden, bis der Lichtbogen Ia in die Lichtbogenlöschkammer getrieben wird, wo der Lichtbogen gelöscht wird, und zwar während der Anfangsperiode der Trennung des beweglichen Kontaktstückes 4 vom feststehenden Kontaktstück 1, d.h. in der Zeit, in der der Spalt zwischen den Kontaktteilen noch relativ klein ist. Das magnetische Feld, das durch den Stromfluß durch den Schenkel 1b des feststehenden Kontaktstückes 1 erzeugt wird, würde auf den Lichtbogen Ia in einer zur Richtung F entgegengesetzten Richtung wirken und versuchen, einer Antriebskraft am Schenkel 1a, verursacht durch das magnetische Feld, entgegenzuwirken. Jedoch wird ein derartiges magnetisches Feld durch die Abschirmung des Eisenkerns 8 vom Lichtbogen Ia ferngehalten, so daß eine Beeinflussung der Antriebskraft nicht eintritt.As soon as an abnormal current from the terminal 1c through the fixed contact piece 1, the fixed contact pad 2, the movable contact pad 5, the move Liche contact piece 4, support frame 6 and an electrical lead of the circuit, not shown, flows to the load (an electromagnetic coil, a thermodynamic element and the like as an intermediate circuit), an arc Ia is caused when the movable contact piece 4 is separated from the fixed contact piece. The abnormal current now flows through the contact pieces 1, 4, indicated by the current direction arrows, and thereby generates magnetic fields, which are indicated by the dashed lines in FIG. 3. The arc Ia runs essentially at an angle of 90 ° to the magnetic fields. The arc 1a is therefore driven off in the direction of the arrow F shown in FIG. 4. Since the iron core 8 has a high permeability, there is a strong magnetic field between the magnetic poles of the iron core, the base points of the arc Ia being driven towards the arc horn until the arc Ia is driven into the arc quenching chamber, where the arc is quenched, namely during the initial period of separation of the movable contact piece 4 from the fixed contact piece 1, ie during the time in which the gap between the contact parts is still relatively small. The magnetic field, which is generated by the current flow through the leg 1b of the fixed contact piece 1, would act on the arc Ia in a direction opposite to the direction F and would try to counteract a driving force on the leg 1a caused by the magnetic field. However, such a magnetic field is kept away from the arc Ia by the shielding of the iron core 8, so that the driving force is not influenced.

Wie vorerwähnt, hat der erfindungsgemäße Leistungsschalter ein ferromagnetisches Teil hoher magnetischer Permeabilität mit entgegengesetzten magnetischen Polen, die in der Nähe des feststehenden Kontaktstückes angeordnet sind, und zwar derart, daß sich ein Lichtbogen quer zu dem starken magnetischen Feld, im wesentlichen in einem Winkel von 90°, bewegen wird. Es ist so möglich, eine starke Antriebskraft zu erhalten und den Lichtbogen bereits bei kleinem Spalt zwischen den Kontaktstücken zu löschen, wozu eine einfache Konstruktion bei geringem Materialaufwand dient. Gemäß der Erfindung kann der Leistungsschalter in kleiner Größe bei geringen Herstellungskosten und guter Leistung erstellt werden.As mentioned above, the circuit breaker according to the invention has a ferromagnetic part of high magnetic permeability with opposite magnetic poles, which in are arranged in the vicinity of the fixed contact piece, in such a way that an arc will move transversely to the strong magnetic field, essentially at an angle of 90 °. It is thus possible to obtain a strong driving force and to extinguish the arc even in the case of a small gap between the contact pieces, for which purpose a simple construction with little material expenditure is used. According to the invention, the circuit breaker can be made small in size with low manufacturing cost and good performance.

Claims

1. Switching device with a contact arrangement, consisting of a fixed U-shaped cranked contact piece with contact pad and with a C-shaped cross-section sheet metal shoe, the ends of whose arms starting from the side of the contact pad remote from one leg of the contact piece in the direction of the contact point are bent, and there is a movable contact piece with contact pad, characterized in that the arms of the C (8) end outside the area of the contact pad (2) of the fixed contact piece (1).

2. Switching device according to claim 1, characterized in that the arms end 3 to 7 mm above the contact support (2).

3. Switching device according to claim 1 or 2, characterized in that the sheet metal shoe (8) is preferably provided with an insulating coating made of polyester resin.

4. Switching device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the sheet metal shoe is designed as an iron core (8) of high permeability.

5. Switching device according to one of the preceding claims, characterized in that the movable contact piece (4) is provided with an arc-conducting end (4a) pointing away from the fixed contact piece (1).

6. Switching device according to one of the preceding claims, characterized in that the movable contact piece (4) via a carrier (frame 6) is rotatably mounted.