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EP3428942B1 - Gleichstrom-lichtbogenlöschvorrichtung und elektromechanisches gleichstrom-schaltgerät - Google Patents

Gleichstrom-lichtbogenlöschvorrichtung und elektromechanisches gleichstrom-schaltgerät Download PDF

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Publication number
EP3428942B1
EP3428942B1 EP18172922.9A EP18172922A EP3428942B1 EP 3428942 B1 EP3428942 B1 EP 3428942B1 EP 18172922 A EP18172922 A EP 18172922A EP 3428942 B1 EP3428942 B1 EP 3428942B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
arc
chamber
quenching
switching
switching device
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
EP18172922.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3428942A1 (de
Inventor
Sebastian Vogl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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 Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP3428942A1 publication Critical patent/EP3428942A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3428942B1 publication Critical patent/EP3428942B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/44—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet
    • H01H9/443—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet using permanent magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/59—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle
    • H01H33/596—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle for interrupting dc
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a direct current arc extinguishing device for an electromechanical direct current switching device, having an arc extinguishing chamber, having a plurality of spaced-apart and parallel to each other arranged quenching plates, as well as an arc formation chamber arranged directly in front of the arc extinguishing chamber, which has permanent magnets arranged on both sides of a longitudinal center plane. Furthermore, the invention relates to an electromechanical direct current switching device, in particular a direct current circuit breaker, with such a direct current arc extinguishing device.
  • switching device is understood to mean both protective switching devices, for example circuit breakers, line circuit breakers or residual current circuit breakers, and switching devices without their own protective function, such as, for example, load switches, disconnectors or switch disconnectors.
  • circuit breakers are specially designed for high currents.
  • a miniature circuit breaker (so-called circuit breaker) is an overcurrent protection device used in electrical installations and is used in particular in the area of low-voltage networks.
  • Circuit breakers and miniature circuit breakers guarantee safe disconnection in the event of a short circuit and protect consumers and electrical systems against overload, for example against damage to the electrical lines due to excessive heating due to excessive electrical current. They are designed to automatically switch off a circuit to be monitored in the event of a short circuit or in the event of an overload and thus to separate it from the rest of the line network. Circuit breakers and miniature circuit breakers are therefore particularly used as switching and safety elements for monitoring and securing an electrical circuit in electrical power supply networks.
  • Miniature circuit breakers are from the publications DE 10 2015 217 704 A1 , EP 2 980 822 A1 , DE 10 2015 213 375 A1 , DE 10 2013 211 539 A1 or EP 2 685 482 B1 known in principle.
  • a residual current circuit breaker These are switching devices which, in the event of a fault in electrical devices and systems, switch off these devices and systems within a very short time and thus disconnect them from the rest of the power grid if electrical current is "in the wrong way", for example through the body of a person, to earth flows.
  • the residual current circuit breaker compares the current intensity of the current flowing to an electrical consumer with the intensity of the current flowing back from the consumer.
  • Residual current circuit breakers are, for example, from the publications EP 0 957 558 A2 , DE 10 2014 208 036 A1 or DE 10 2014 202 485 A1 previously known.
  • Switching devices without their own protective function are also known from the prior art. This includes, for example, the so-called load switches, disconnectors or switch disconnectors.
  • the latter are understood to mean switching devices which, in terms of their functionality, meet the requirements for a load switch - switching under electrical load - as well as the requirements for a disconnector - the almost powerless disconnection of electrical system parts.
  • Switch-disconnectors are suitable for switching off large electrical currents, but their switching capacity is usually smaller than that of the circuit breakers.
  • load break switches are used, for example, to interrupt main circuits in the area of the main distribution, the switching capacity usually being in the range between 40 and 63 kA.
  • DIN EN 60947-3 both switch disconnectors, as well as load and disconnect switches depending on their respective performance in so-called usage categories, in which different requirements are defined depending on the application.
  • the above-mentioned switching devices are usually electrically conductively connected to an electrical line of the circuit to be monitored via two connecting terminals in order to interrupt the electrical current in the respective line if necessary.
  • the switching device has a switching contact with a fixed contact element - the so-called fixed contact - and a contact element which can be moved relative thereto - the so-called moving contact.
  • the moving contact contacts the fixed contact in order to conduct an electrical current. To separate the current flow, the moving contact is moved away from the fixed contact.
  • the moving contact can be actuated, for example, via a switching mechanism of the switching device, so that the switching contact can be opened and closed.
  • a protective switching device when a predefined state occurs, for example a short circuit or an overload, the switch contact can be opened in order to separate the monitored circuit from the electrical line network.
  • Switching devices of this type are also known in the field of low-voltage technology as modular installation devices.
  • the interruption of the current flow by opening the switching contact leads at least briefly to a voltage flashover between the fixed and the movable contact element, since the distance during the separation process of the contact elements for insulation is not sufficient. If there is a gas between the two switch contacts, this is ionized by the flashover if the voltage difference between the contact elements is correspondingly high, an arc forming due to the gas discharge.
  • conventional switching devices have an arc extinguishing device, for example a so-called Quenching chamber with a plurality of quenching plates arranged next to one another and spaced apart from one another.
  • the arc quenching device can also consist of only a plurality of quenching or cooling plates aligned parallel to one another.
  • the arc If the arc is driven in the direction of the arc quenching device, it splits into several partial arcs when it strikes the quenching plates, which then burn in series between the individual quenching plates.
  • the multiple partial arcs which are electrically connected in series, lead to a higher arc voltage, which in turn leads to a faster extinguishing of the arc.
  • Rapid extinguishing is essential in order to keep the energy input associated with the arc into the switchgear housing as low as possible in order to avoid damage to the switchgear and the electrical installation.
  • switching devices in particular those which are intended for use in AC networks, often have a so-called blow loop.
  • This is a conductor loop, which is arranged in the area of the switch contact and acts like an electrical coil. This can be permanently energized, but is sensibly electrically connected so that it is only energized when an arc occurs by opening the switching contact.
  • the electromagnetic field resulting from the energized blow loop is oriented such that it exerts a Lorentz force on the arc, which forces the arc away from the switching contact in the direction of the arc quenching device.
  • Corresponding switching devices are, for example, from the patent DE 2 841 004 B1 or from the published application DE 3 333 792 A1 known. Blow loops, however, have the disadvantage that they generate only a small electromagnetic field at low currents, so that the resulting electromagnetic force on the arc is comparatively small. Your full They therefore only have an effect at high currents, such as occur in the event of a short circuit.
  • a comparatively high magnetic field strength can be achieved by means of a permanent magnet, however, the magnetic field generated by a permanent magnet is constant over time with regard to its orientation direction, which is why care must be taken when mounting the permanent magnet to ensure the correct magnetic polarity for the respective direction of electrical current flow in order to apply a corresponding force to the To produce an arc in the desired direction.
  • permanent magnets for influencing the arc in switching devices are therefore generally not used due to the constantly changing polarity of the arc current.
  • the magnetic field generated by the permanent magnets is usually symmetrical and oriented so that the arc - with correct polarity - is driven straight away from the switch contact into the arc quenching chamber. It can happen that the magnetic field in the area of the V-shaped incision of the quenching plates, which is common for arc quenching chambers, is only weakly pronounced due to the distance to the permanent magnets, so that the force acting on the arc is low in the area immediately before entering the arc quenching chamber . In these cases it can happen that the arc enters the Arc quenching chamber enters, which results in a higher energy input, or in the worst case even stops in front of the arc quenching chamber and does not extinguish.
  • the US 2009/120908 A1 and the US 2008/290068 A1 each describe a switching chamber for a circuit breaker with an arc quenching chamber and an arcing chamber which is delimited by a first cheek and a second cheek.
  • the switching chamber also includes permanent magnets, at least some of the permanent magnets being arranged behind the first cheek.
  • the switching chamber can have a reinforced induction area in which the arc is pressed in the direction of the arc quenching chamber by the magnetic field generated by a first part of the permanent magnets.
  • the switching chamber can comprise a deflection region in which the arc is deflected in the direction of the first cheek with respect to a longitudinal axis of an arcing chamber.
  • the direct current arc extinguishing device for an electromechanical switching device, in particular for a direct current circuit breaker, has an arc extinguishing chamber which in turn has a plurality of mutually spaced and parallel arranged quenching plates. Furthermore, the arc quenching device has an arc formation chamber which is arranged directly in front of the arc quenching chamber and which in turn has a longitudinal center plane facing the arc quenching chamber and permanent magnets arranged on both sides of the longitudinal center plane. According to the invention, the quenching device has an odd number of permanent magnets with the same magnetic properties, which are arranged in a first direction orthogonal to the longitudinal center plane on both sides of the arcing chamber, whereby an asymmetrical magnetic field is formed.
  • An asymmetrical magnetic field is formed by using an odd number of identical permanent magnets, which are arranged asymmetrically on both sides of the arcing chamber. Since the permanent magnets used are identical in terms of both their magnetic and their geometric properties, the number of parts can be reduced. This common parts strategy leads to lower warehousing and logistics costs and thus contributes to lower manufacturing costs.
  • circuit breakers circuit breakers or residual current circuit breakers, but also switching devices without a protective function, such as load switches, disconnectors or switch disconnectors, are mentioned as examples.
  • the longitudinal center plane is aligned parallel to the broad sides of the switching device and runs in a plan view from one narrow side to the other.
  • the direct-current arc extinguishing device can also be used in double-interrupting switching devices, so-called double-breakers.
  • double interrupters two switching points are arranged electrically in series for each electrical line to be interrupted, with each of the two switching points being assigned its own arc quenching chamber.
  • the two arc quenching chambers can also be arranged opposite one another in the longitudinal direction, ie in the direction of the longitudinal center plane. In this arrangement, the two switching contacts are then between the two arc quenching chambers.
  • two permanent magnets are arranged on a first side of the arcing chamber and only one permanent magnet is arranged on a second side of the arcing chamber opposite the first side.
  • the use of three permanent magnets represents a passable compromise between the size on the one hand and the strength of the magnetic field on the other.
  • an arc guide rail extending to the quenching chamber is arranged in the arcing chamber.
  • the guardrail is used to guide the arc that arises when the energized switch contact is opened in the direction of the arc quenching chamber.
  • the moving contact is moved away from the fixed contact.
  • the arc voltage rises further and further until the adjacent arc guide rail represents a more favorable potential.
  • the base point of the arc that is in motion contact commutes onto the guide rail, ie the base point jumps over to the guide rail in order to be guided along the guide rail in the direction of the arc quenching chamber.
  • At least one further arc quenching chamber is arranged in the first direction next to the arc quenching chamber, the arc formation chamber being arranged in front of both arc quenching chambers.
  • the multiple switching contacts are arranged side by side. Accordingly, the plurality of arc quenching chambers, each of which is uniquely assigned to one of the switch contacts, are arranged side by side. In this case, it is possible to arrange a common arcing chamber in front of the two arcing chambers arranged side by side. This applies both to some types of two-pole switching devices, in which the longitudinal center plane then runs accordingly between the two quenching chambers, and to four-pole switching devices, in which two quenching chambers are then arranged side by side on both sides of the longitudinal center plane.
  • the electromechanical DC switching device which is designed in particular as a DC circuit breaker, has an insulating housing which in turn has a front side, a fastening side opposite the front side and the narrow and wide sides connecting the front and the fastening side. Furthermore, the switching device according to the invention has a switching contact which is accommodated and held in the insulating material housing and in turn has a fixed contact and a moving contact which can be moved relative thereto, an arc being produced when the current-carrying switching contact is opened.
  • the switching device has a direct current arc extinguishing device of the type described above, with an arc extinguishing chamber a plurality of mutually spaced and mutually parallel quenching plates, and with an arcing chamber arranged between the switch contact and the arc quenching chamber, which has a longitudinal center plane pointing from the switch contact to the arc quenching chamber. At least one permanent magnet is arranged on both sides of the longitudinal center plane.
  • the switching device is characterized in that the quenching device has an odd number of permanent magnets with the same magnetic properties, which are arranged to form an asymmetrical magnetic field on both sides of the arcing chamber, in such a way that they arc in a first direction orthogonal to the longitudinal center plane - Limit the formation chamber to the broad sides of the insulating material housing.
  • the longitudinal center plane is oriented parallel to the broad sides of the insulating material housing.
  • the longitudinal center plane extends from the switch contact to the arc quenching chamber, essentially dividing the switching device into two halves.
  • the arcing chamber is also essentially divided into two halves by the longitudinal center plane, the permanent magnets being arranged on both sides of the longitudinal center plane in the region of the broad sides of the insulating material housing and thus delimiting the arcing chamber towards the broad sides of the insulating material housing.
  • the permanent magnets Due to the alignment of the permanent magnets in a row in the normal direction of the longitudinal center plane is a compact design orthogonal to it in the longitudinal direction, ie in a direction of propagation of the longitudinal center plane from the switching contact to the arc quenching chamber, can be realized.
  • the permanent magnets are arranged as close as possible in front of the arc quenching chamber, so that the magnetic field generated by the permanent magnets also exerts a significant force in the direction of the arc quenching chamber even on an arc directly in front of the arc quenching chamber.
  • the magnetic field generated by the permanent magnets is oriented in such a way that an arc occurring when the switching contact is opened is forced in the direction of the arc quenching chamber.
  • connection polarity of such switchgear is therefore noted on the outside of the insulating material housing.
  • an arc guide rail extending from the switch contact to the arc extinguishing chamber is arranged in the arc formation chamber, onto which a base point of the arc standing on the open moving contact commutates in order to be guided along the guide rail in the direction of the extinguishing chamber .
  • the guardrail is used to direct the arc that arises when the energized switch contact is opened in the direction of the arc quenching chamber.
  • the moving contact is moved away from the fixed contact.
  • the arc voltage rises further and further until the adjacent arc guide rail represents a more favorable potential.
  • the base point of the arc on the moving contact commutates on the guide rail, i.e. the base jumps onto the guardrail to be guided along the guardrail in the direction of the arc quenching chamber.
  • the switching device is designed with multiple poles and has at least one further switching contact and at least one further arc quenching chamber.
  • the further switch contact in the first direction next to the first switch contact and the further arc quenching chamber in the first direction next to the first arc quenching chamber are received and held in the insulating material housing.
  • the plurality of switching contacts are arranged side by side in the first direction. Accordingly, the plurality of arc quenching chambers, each of which is uniquely assigned to one of the switch contacts, are arranged side by side in the first direction. In this case, it is possible to arrange a common arcing chamber in front of the two arcing chambers arranged next to one another. This applies both to some types of two-pole switching devices, in which the longitudinal median plane then runs accordingly between the two quenching chambers, and to four-pole switching devices, in which two quenching chambers are then arranged next to each other on both sides of the longitudinal median plane.
  • the multi-pole switching device has at least one further arc guide rail which is received and held in the insulating material housing in the first direction next to the first guide rail.
  • each switching contact is uniquely assigned an arc guide rail which directs the arc occurring when the respective switching contact opens in the direction of the arc quenching chamber which is directly and uniquely assigned to the respective switching contact.
  • the at least one permanent magnet there is arranged at least on one of the two sides of the arcing chamber, behind a side cheek of the switching device.
  • a side cheek which consists of an insulating material, can effectively prevent the arc from jumping onto the permanent magnet arranged behind the side cheek. This is particularly advantageous in the case of compact switching devices, for example in modular devices with a width of only one pitch unit (TE), which corresponds to approximately 18 mm.
  • the side cheek can be made of the same material as the insulating housing. It is possible to form the side cheek on the insulating housing. However, this is not absolutely necessary.
  • the switching device can also have a side cheek on both sides of the arcing chamber, so that the permanent magnets behind the side cheeks located there are accommodated, held and protected on both sides.
  • FIG. 1 The switching device 1 according to the invention is shown schematically in a perspective view.
  • Figure 2 shows schematically a sectional view of the in Figure 1 shown switching device 1 in a plan view.
  • the switching device 1 has an insulating material housing 2, the front housing part of which has been omitted in order to allow an insight into the switching device 1 and thus to clarify its internal structure.
  • the switching device 1 shown in the figures of the drawing is shown as an example as a single-pole modular installation device with a housing width of one pitch unit (TE), which corresponds to a width of approximately 18 mm.
  • the insulating housing 2 is designed in half-shell construction. In principle, however, neither the number of poles - and thus the size of the switching device 1 - nor the housing design are essential to the invention, which is why other common housing designs are also considered.
  • the insulating material housing 2 basically has a front side 3, a fastening side 4 arranged opposite the front side 3, and narrow sides 5 and wide sides 6 connecting the front side 3 and the fastening side 4 (see Figures 2 and 3 ) on.
  • An actuating element (not shown) for manual actuation of the switching device 1 can be arranged in the central region of the front side 3.
  • Fastening means for example latching means (not shown), can be mounted on the fastening side 4 in order to fasten the switching device to a carrier, for example a mounting rail or top hat rail (not shown).
  • the insulating material housing 2 each has a terminal receiving space 7, which is designed to receive an electrical connecting terminal (not shown).
  • a connection opening 8 is formed in each of the narrow sides 5 of the insulating material housing 2, into which the respective connection conductor can be inserted and connected to the respective connection terminal in an electrically conductive manner. Since the connection terminals are usually designed as screw terminals, their operation, i.e. to open and close the connection terminals, in the area of the two outer front sides 3-1 each have an opening 9 for reaching through for a screwdriver.
  • the insulating material housing 2 shown also has an arc extinguishing chamber 20 and an arc formation chamber 30 arranged directly adjacent to one another.
  • a contact area 10 in which a switch contact (not shown), consisting of a fixed contact and a movable contact which can be actuated via a switching mechanism and is movable relative to the fixed contact, can be mounted in the insulating housing 2.
  • the switching mechanism is mounted in the head area of the insulating housing 2, the actual switching contact is in the assembled state immediately above the arcing chamber 30. If the switching contact is opened under voltage, ie in a current-carrying state, there is between the fixed contact and the one moving away Moving contact an arc 11 (see Figures 6 and 7 ).
  • the term “arcing chamber” therefore designates the free space between the switching contact and the arcing chamber 20, at one end of which the arcing 11 is formed and which the arcing 11 must then pass through in order to reach the arcing chamber 20 from the switching contact.
  • FIG 3 is a detailed representation of Figure 2 and shows schematically the DC arc extinguishing device according to the invention in a plan view.
  • the direct current arc quenching device contains the arc quenching chamber 20, which has a plurality of quenching plates 21 which are spaced apart and arranged parallel to one another.
  • the arc quenching device contains the arc formation chamber 30, which is arranged directly in front of the arc quenching chamber 20 and has a longitudinal center plane L pointing towards the arc quenching chamber.
  • the arc quenching device has an odd number of identical permanent magnets 31 in the region of the arc formation chamber 30.
  • the permanent magnets 31 are arranged one behind the other in a first direction R1 orthogonal to the longitudinal center plane on both sides of the longitudinal center plane L, as a result of which a compact design of the switching device can be implemented in a second direction R2 orthogonal to the first direction.
  • identical permanent magnets 31 is to be understood to mean that the permanent magnets 31 are essentially identical both in terms of their magnetic properties and in terms of their size, i.e. are the same.
  • a mirror-image polarity of the two permanent magnets 31 is included, i.e. the essentially identical permanent magnets 31 can be mounted with mirror-inverted polarity in the housing of the switching device.
  • Figure 4 shows a schematic sectional view (see Figure 2) of the switching device 1 according to the invention in a side view.
  • Figure 5 provides a schematic detailed representation Figure 4 represents and shows the DC arc extinguishing device according to the invention in the assembled state in the relevant side view.
  • the representations of the Figures 2 to 5 are two permanent magnets on a first side of the arcing chamber 30 in the area of the broad side 6 there 31 is arranged, while only one permanent magnet 31 is arranged on the second side of the arcing chamber 30 opposite the first side in the region of the opposite broad side 6.
  • a reverse arrangement would also be conceivable.
  • the protective elements 32 are preferably made of plastic material, ceramic materials also being considered. In the case of identical materials, the protective elements 32 can also be molded onto the insulating material housing. This would reduce the number of parts, but may make assembly more difficult. In order to simplify assembly, it can therefore be advantageous to design the protective elements 32 as independent components, as shown in the figures.
  • a spacer element 33 is additionally arranged on the side on which only one permanent magnet 31 is arranged in order to securely hold the permanent magnet 31 in position hold.
  • FIGS. 3 and 5 show, through the in the Figures 2 to 5 shown arrangement of an odd number of identical permanent magnets 31 on both sides of the arcing chamber 30, an asymmetrical magnetic field is formed.
  • a symmetrical magnetic field is schematically represented by its magnetic field lines 34 in the top view already known from FIGS. 3 and 5.
  • Figure 7 shows, in comparison, that generated by the permanent magnets 31 in the area of the arcing chamber 30 acting asymmetrical magnetic field. This has the effect that a force F is exerted on an arc 11 burning in the region of the arc formation chamber 30, which forces the arc 11 both towards the arc extinguishing chamber 20 in the second direction R2 and also deflects it transversely thereto in the first direction R1 .
  • the magnetic force generated from the permanent magnets 31 and acting on the arc 11 F has a force acting in the first direction R1 first direction component F R1 on which deflects the light sheet 11 in the first direction R1, as well as in the second direction R2 acting second directional component F R2 , which forces the arc 11 in the direction of the arc quenching chamber 20.
  • the path of the arc 11 is indicated via the trajectory B: while in the in Figure 6 In the illustrated case of a symmetrical magnetic field, the arc runs straight and centrally into the V-shaped incision of the quenching plates 21 (running direction of the arc 11 corresponds to the second direction R2), which leads to in Figure 7 illustrated case of the asymmetrical magnetic field, the additional first directional component F R1 of the magnetic force F acting on the arc 11 so that the arc 11 is deflected along the curved trajectory B toward the upper leg of the v-shaped incision of the quenching plates 21. Since in this case the path to be covered by the arc 11 is significantly shorter, the arc 11 strikes the quenching plates 21 more quickly, where it is divided into several partial arcs and finally extinguished.
  • the arc 11 hits in the in Figure 7 illustrated case in an area on the extinguishing plates 21 in which the magnetic field, represented by the field lines 34, is significantly larger than in that in FIG Figure 6 illustrated case of a symmetrical magnetic field, since here the arc 11 hits the quenching plates 21 only at the base of the V-shaped incision, where the magnetic field has already weakened significantly is. In this way, the running behavior of the arc 11 into the quenching plates 21 is significantly improved.

Landscapes

  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Gleichstrom-Lichtbogenlöschvorrichtung für ein elektromechanisches Gleichstrom-Schaltgerät, mit einer Lichtbogenlöschkammer, aufweisend eine Mehrzahl voneinander beabstandeter und parallel zueinander angeordneter Löschbleche, sowie einer unmittelbar vor der Lichtbogenlöschkammer angeordneten Lichtbogen-Entstehungskammer, welche zu beiden Seiten einer Längsmittelebene angeordnete Permanentmagnete aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein elektromechanisches Gleichstrom-Schaltgerät, insbesondere einen Gleichstrom-Leitungsschutzschalter, mit einer derartigen Gleichstrom-Lichtbogenlöschvorrichtung. Unter dem Begriff "Schaltgerät" werden dabei sowohl Schutzschaltgeräte, beispielsweise Leistungsschalter, Leitungsschutzschalter oder Fehlerstromschutzschalter, als auch Schaltgeräte ohne eigene Schutzfunktion, wie beispielsweise Lastschalter, Trennschalter oder Lasttrennschalter, verstanden.
  • Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Arten von Schutzschaltgeräten bekannt: Leistungsschalter sind speziell für hohe Ströme ausgelegt. Ein Leitungsschutzschalter (sogenannter LS-Schalter) ist eine in der Elektroinstallation verwendete Überstromschutzeinrichtung und wird insbesondere im Bereich der Niederspannungsnetze eingesetzt. Leistungsschalter und Leitungsschutzschalter garantieren ein sicheres Abschalten bei Kurzschluss und schützen Verbraucher sowie elektrische Anlagen vor Überlast, beispielsweise vor Beschädigung der elektrischen Leitungen durch zu starke Erwärmung in Folge eines zu hohen elektrischen Stromes. Sie sind dazu ausgebildet, einen zu überwachenden Stromkreis im Falle eines Kurzschlusses oder bei Auftreten einer Überlast selbsttätig abzuschalten und damit vom übrigen Leitungsnetz zu trennen. Leistungsschalter und Leitungsschutzschalter werden daher insbesondere als Schalt- und Sicherheitselemente zur Überwachung und Absicherung eines elektrischen Stromkreises in elektrischen Energieversorgungsnetzen eingesetzt. Leitungsschutzschalter sind aus den Druckschriften DE 10 2015 217 704 A1 , EP 2 980 822 A1 , DE 10 2015 213 375 A1 , DE 10 2013 211 539 A1 oder EP 2 685 482 B1 prinzipiell vorbekannt.
  • Mit Hilfe eines Fehlerstromschutzschalters ist auch ein Personen-, Sach- oder Brandschutz realisierbar. Dabei handelt es sich um Schaltgeräte, die bei einem in elektrischen Geräten und Anlagen auftretenden Fehler diese Geräte und Anlagen innerhalb kürzester Zeit abschalten und somit vom restlichen Stromnetz trennen, wenn elektrischer Strom "auf falschem Weg", etwa durch den Körper einer Person, gegen Erde fließt. Hierzu vergleicht der Fehlerstromschutzschalter die Stromstärke des zu einem elektrischen Verbraucher hinfließenden Stromes mit der Stärke des von dem Verbraucher zurückfließenden Stromes. Fehlerstromschutzschalter sind beispielsweise aus den Druckschriften EP 0 957 558 A2 , DE 10 2014 208 036 A1 oder DE 10 2014 202 485 A1 vorbekannt.
  • Weiterhin sind aus dem Stand der Technik auch Schaltgeräte ohne eigene Schutzfunktion bekannt. Hierunter fallen beispielsweise die sogenannten Lastschalter, Trennschalter oder Lasttrennschalter. Unter den letztgenannten werden Schaltgeräte verstanden, welche hinsichtlich ihrer Funktionalität sowohl die Anforderungen an einen Lastschalter - das Schalten unter elektrischer Last - als auch die an einen Trennschalter gestellten Anforderungen - das annähernd leistungslose Trennen elektrischer Anlagenteile - erfüllen. Lasttrennschalter sind dazu geeignet, große elektrische Ströme abzuschalten, allerdings ist ihr Schaltvermögen in der Regel kleiner als das der Leistungsschalter. In Niederspannungsnetzen werden Lasttrennschalter beispielsweise zur Unterbrechung von Hauptstromkreisen im Bereich der Hauptverteilung eingesetzt, wobei die Schaltleistung üblicherweise im Bereich zwischen 40 und 63 kA liegt. Gemäß DIN EN 60947-3 werden sowohl Lasttrennschalter, als auch Last- und Trennschalter in Abhängigkeit ihres jeweiligen Leistungsvermögens in sogenannte Gebrauchskategorien, in denen je nach Anwendungsfall unterschiedliche Anforderungen definiert sind, eingeteilt.
  • Die vorstehend genannten Schaltgeräte sind zumeist über zwei Anschlussklemmen mit einer elektrischen Leitung des zu überwachenden Stromkreises elektrisch leitend verbunden, um bei Bedarf den elektrischen Strom in der jeweiligen Leitung zu unterbrechen. Hierzu weist das Schaltgerät einen Schaltkontakt mit einem feststehenden Kontaktelement - dem sogenannten Festkontakt - sowie einem relativ dazu bewegbaren Kontaktelement - dem sogenannten Bewegkontakt - auf. Zur Durchleitung eines elektrischen Stromes kontaktiert der Bewegkontakt den Festkontakt. Zur Trennung des Stromflusses wird der Bewegkontakt von dem Festkontakt wegbewegt. Der Bewegkontakt ist dabei beispielsweise über eine Schaltmechanik des Schaltgerätes betätigbar, so dass der Schaltkontakt geöffnet und geschlossen werden kann. Bei einem Schutzschaltgerät kann somit bei Auftreten eines vordefinierten Zustandes, beispielsweise eines Kurzschlusses oder einer Überlast, der Schaltkontakt geöffnet werden, um den überwachten Stromkreis vom elektrischen Leitungsnetz zu trennen. Derartige Schaltgeräte sind auf dem Gebiet der Niederspannungstechnik auch als Reiheneinbaugeräte bekannt.
  • Das Unterbrechen des Stromflusses durch Öffnen des Schaltkontakts führt dabei zumindest kurzzeitig zu einem Spannungsüberschlag zwischen dem feststehenden und dem beweglichen Kontaktelement, da der Abstand während des Trennvorganges der Kontaktelemente zur Isolation noch nicht ausreicht. Befindet sich ein Gas zwischen den beiden Schaltkontakten, so wird dieses bei entsprechend hoher Spannungsdifferenz zwischen den Kontaktelementen durch den Überschlag ionisiert, wobei sich aufgrund der Gasentladung ein Lichtbogen ausbildet. Zum Löschen dieses Lichtbogens weisen herkömmliche Schaltgeräte eine Lichtbogenlöschvorrichtung, beispielsweise eine sogenannte Löschkammer mit einer Vielzahl nebeneinander angeordneter und voneinander beabstandeter Löschbleche, auf. Alternativ kann die Lichtbogenlöschvorrichtung auch lediglich aus mehreren, parallel zueinander ausgerichteter Lösch- oder Kühlbleche bestehen. Wird der Lichtbogen in Richtung der Lichtbogenlöschvorrichtung getrieben, so teilt er sich bei Auftreffen auf die Löschbleche in mehrere Teil-Lichtbögen auf, welche anschließend in Reihe geschaltet zwischen den einzelnen Löschblechen brennen. Die mehreren, elektrisch sequentiell hintereinander geschalteten Teil-Lichtbögen führen in Summe zu einer höheren Bogenspannung, was in der Folge zu einem schnelleren Erlöschen des Lichtbogens führt.
  • Ein schnelles Erlöschen ist wesentlich, um den mit dem Lichtbogen einhergehenden Energieeintrag in das Gehäuse des Schaltgerätes möglichst gering zu halten, um Beschädigungen am Schaltgerät sowie an der Elektroinstallation zu vermeiden. Um den Lichtbogen möglichst schnell in die Löschkammer zu treiben und dort zum Erlöschen zu bringen, weisen Schaltgeräte, insbesondere solche, welche für den Einsatz in Wechselstromnetzen vorgesehen sind, oftmals eine sogenannte Blasschleife auf. Hierbei handelt es sich um eine Leiterschleife, welche im Bereich des Schaltkontakts angeordnet ist und wie eine elektrische Spule wirkt. Diese kann dauerhaft bestromt sein, ist sinnvoller Weise aber elektrisch so verschaltet, dass sie erst bei einem durch Öffnen des Schaltkontakts auftretenden Lichtbogen zusätzlich bestromt wird. Das aus der bestromten Blasschleife resultierende elektromagnetische Feld ist dabei derart orientiert, dass es auf den Lichtbogen eine Lorentzkraft ausübt, welche den Lichtbogen vom Schaltkontakt weg in Richtung der Lichtbogen-Löschvorrichtung drängt. Entsprechende Schaltgeräte sind bspw. aus der Patentschrift DE 2 841 004 B1 oder aus der Offenlegungsschrift DE 3 333 792 A1 bekannt. Blasschleifen haben jedoch den Nachteil, dass sie bei geringen Strömen nur ein kleines elektromagnetisches Feld erzeugen, so dass die daraus resultierende elektromagnetische Kraft auf den Lichtbogen vergleichsweise klein ist. Ihre volle Wirkung entfalten sie daher erst bei großen Strömen, wie sie beispielsweise im Falle eines Kurzschlusses auftreten.
  • Bei Schaltgeräten für Gleichstrom-Anwendungen, sogenannten DC-Schaltgeräten, ist speziell die Löschung elektrischer Ströme kleiner 150 Ampere problematisch, da die dynamische Antriebskraft bzw. das Eigenfeld des Lichtbogens bei diesen Strömen nicht ausreichend hoch sind, um den Lichtbogen in die Lichtbogenlöschkammer zu treiben und ihn dort zu halten und zum Erlöschen zu bringen. Zur Verstärkung der auf den Lichtbogen wirkenden Kraft werden üblicher Weise Permanentmagnete eingesetzt. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass zu beiden Seiten der Lichtbogen-Entstehungskammer je ein Permanentmagnet angeordnet wird. Mittels eines Permanentmagneten ist eine vergleichsweise hohe magnetische Feldstärke realisierbar, jedoch ist das von einem Permanentmagneten erzeugte Magnetfeld hinsichtlich seiner Orientierungsrichtung zeitlich konstant, weswegen bei der Montage des Permanentmagneten auf die zur jeweiligen elektrischen Stromflussrichtung richtige magnetische Polung zu achten ist, um eine entsprechende Kraft auf den Lichtbogen in der gewünschten Richtung zu erzeugen. Bei Wechselstrom- (AC-) Anwendungen werden - aufgrund der ständig wechselnden Polarität des Lichtbogenstromes - Permanentmagnete zur Beeinflussung des Lichtbogens in Schaltgeräten daher in der Regel nicht verwendet.
  • Das von den Permanentmagneten erzeugte Magnetfeld ist üblicher Weise symmetrisch und so orientiert, dass der Lichtbogen - bei richtiger Polung - vom Schaltkontakt weg in gerader Richtung in die Lichtbogenlöschkammer getrieben wird. Dabei kann es vorkommen, dass das Magnetfeld im Bereich des für Lichtbogenlöschkammern üblichen V-förmigen Einschnitts der Löschbleche aufgrund der Entfernung zu den Permanentmagneten nur schwach ausgeprägt ist, so dass die auf den Lichtbogen wirkende Kraft im Bereich unmittelbar vor dem Einlaufen in die Lichtbogenlöschkammer gering ist. In diesen Fällen kann es vorkommen, dass der Lichtbogen deutlich langsamer in die Lichtbogenlöschkammer einläuft, was einen höheren Energieeintrag zur Folge hat, oder im ungünstigsten Fall gar vor der Lichtbogenlöschkammer stehen bleibt und nicht verlöscht.
  • Zur Lösung dieses vor allem bei kleinen Strömen kleiner 150 Ampere auftretenden Problems sind aus dem Stand der Technik Gleichstrom-Schaltgeräte bekannt, welche mit Hilfe von Permanentmagneten ein asymmetrisches Magnetfeld erzeugen, wodurch der Lichtbogen nicht nur in Richtung der Lichtbogenlöschkammer getrieben, sondern darüber hinaus auch quer zu dieser Bewegungsrichtung abgelenkt wird, um den Lichtbogen außermittig in den V-förmigen Einschnitt der Löschbleche bzw. der Lichtbogenlöschkammer zu treiben. Derartige DC-Schaltgeräte mit asymmetrischem Magnetfeld sind beispielsweise aus den europäischen Patenten EP 2 061 051 B1 , EP 1 995 747 B1 oder EP 2 189 996 B1 vorbekannt.
  • Die US 2009/120908 A1 und die US 2008/290068 A1 beschreiben jeweils eine Schaltkammer für einen Leistungsschalter mit einer Lichtbogenlöschkammer und einer Lichtbogenbildungskammer, welche durch eine erste Wange und durch eine zweite Wange begrenzt ist. Des Weiteren umfasst die Schaltkammer Permanentmagnete, wobei mindestens eine Teil der Permanentmagnete hinter der ersten Wange angeordnet ist. Zudem kann die Schaltkammer einen verstärkten Induktionsbereich aufweisen, in dem der Lichtbogen durch das von einem ersten Teil der Permanentmagneten erzeugte Magnetfeld in Richtung der Lichtbogenlöschkammer gedrückt wird. Ferner kann die Schaltkammer einen Ablenkbereich umfassen, in welchem der Lichtbogen in Bezug auf eine Längsachse einer Lichtbogenbildungskammer in Richtung der ersten Wange abgelenkt wird.
  • Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives, kompaktes elektromechanisches Gleichstrom-Schaltgerät mit einer alternativen Gleichstrom-Lichtbogenlöschvorrichtung bereitzustellen, welche sich durch ein schnelles und sicheres Löschen des beim Öffnen des bestromten Schaltkontakts auftretenden Lichtbogens sowie durch eine hohe Variabilität hinsichtlich möglicher Einsatzfälle auszeichnen. Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Gleichstrom-Lichtbogenlöschvorrichtung sowie durch das erfindungsgemäße Gleichstrom-Schaltgerät gemäß dem unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die erfindungsgemäße Gleichstrom-Lichtbogenlöschvorrichtung für ein elektromechanisches Schaltgerät, insbesondere für einen Gleichstrom-Leitungsschutzschalter, weist eine Lichtbogenlöschkammer auf, welche ihrerseits eine Mehrzahl voneinander beabstandeter und parallel zueinander angeordneter Löschbleche aufweist. Weiterhin weist die Lichtbogenlöschvorrichtung eine unmittelbar vor der Lichtbogenlöschkammer angeordneten Lichtbogen-Entstehungskammer auf, welche ihrerseits eine zur Lichtbogen-Löschkammer weisende Längsmittelebene sowie zu beiden Seiten der Längsmittelebene angeordnete Permanentmagnete aufweist. Erfindungsgemäß weist die Löschvorrichtung dabei eine ungerade Anzahl an Permanentmagneten mit gleichen magnetischen Eigenschaften auf, welche in einer zur Längsmittelebene orthogonalen ersten Richtung zu beiden Seiten der Lichtbogen-Entstehungskammer angeordnet sind, wodurch ein asymmetrisches Magnetfeld gebildet ist.
  • Bei der Öffnung eines bestromten Schaltkontakts des Schaltgerätes entsteht ein Lichtbogen, der möglichst schnell in die Lichtbogenlöschkammer getrieben werden soll, um ihn dort zum Erlöschen zu bringen. Aufgrund der Ausrichtung der Permanentmagnete in einer Reihe entlang der ersten Richtung ist eine kompakte Bauform in der Längsrichtung, d.h. in Richtung der Längsmittelebene, realisierbar. Die Permanentmagnete sind dabei in Richtung der Längsmittelebene direkt, d.h. unmittelbar vor der Lichtbogenlöschkammer angeordnet, so dass das von den Permanentmagneten erzeugte magnetische Feld auch auf einen unmittelbar vor der Lichtbogenlöschkammer stehenden Lichtbogen noch eine nennenswerte Kraft in Richtung der Lichtbogenlöschkammer ausübt.
  • Durch die Verwendung einer ungeraden Anzahl gleicher Permanentmagnete, welche unsymmetrisch zu beiden Seiten der Lichtbogen-Entstehungskammer angeordnet sind, wird ein asymmetrisches Magnetfeld gebildet. Da die verwendeten Permanentmagnete sowohl hinsichtlich ihrer magnetischen als auch ihrer geometrischen Eigenschaften identisch sind, kann die Teilevielfalt reduziert werden. Diese Gleichteile-Strategie führt zu geringeren Lagerhaltungs- und Logistik-kosten und trägt damit zu geringeren Herstellkosten bei.
  • Als Beispiele für elektromechanische Schaltgeräte, in denen die erfindungsgemäße Gleichstrom-Lichtbogenlöschvorrichtung einsetzbar ist, seien Leistungsschalter Leitungsschutzschalter oder Fehlerstromschutzschalter, aber auch Schaltgeräte ohne Schutzfunktion, wie Lastschalter, Trennschalter oder Lasttrennschalter, beispielhaft genannt. Die Längsmittelebene ist dabei parallel zu den Breitseiten des Schaltgerätes ausgerichtet und verläuft in einer Draufsicht von der einen zur anderen Schmalseite.
  • Ebenso ist die erfindungsgemäße Gleichstrom-Lichtbogenlöschvorrichtung in doppeltunterbrechenden Schaltgeräten, sogenannten Doppelunterbrechern, einsetzbar. Bei diesen Doppelunterbrechern sind für jede zu unterbrechende elektrische Leitung zwei Schaltstellen elektrisch in Serie hintereinander angeordnet, wobei jeder der beiden Schaltstellen eine eigene Lichtbogenlöschkammer zugeordnet ist. Die beiden Lichtbogenlöschkammern können dabei auch in der Längsrichtung, d.h. in Richtung der Längsmittelebene zueinander gegenüberliegend angeordnet sein. Bei dieser Anordnung befinden sich die beiden Schaltkontakte dann zwischen den beiden Lichtbogenlöschkammern.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Löschvorrichtung sind zu einer ersten Seite der Lichtbogen-Entstehungskammer zwei Permanentmagnete, und an einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der Lichtbogen-Entstehungskammer nur ein Permanentmagnet angeordnet.
  • Insbesondere bei schmalen Bauformen, beispielsweise bei Reiheneinbaugeräten mit einer Gehäusebreite von nur einer Teilungseinheit (1TE, entsprechend einer Breite von ca. 18mm) stellt die Verwendung von drei Permanentmagneten einen passablen Kompromiss zwischen Baugröße einerseits und Stärke des Magnetfelds andererseits dar. Insbesondere bei größeren Schaltgeräten ist es jedoch ebenso möglich, auf einer Seite der Lichtbogen-Entstehungskammer zwei Permanentmagnete, und auf der anderen Seite der Lichtbogen-Entstehungskammer drei Permanentmagnete anzuordnen. Die erste Seite und die zweite Seite sind dabei in der zur Längsmittelebene orthogonalen ersten Richtung hintereinander angeordnet.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Löschvorrichtung ist in der Lichtbogen-Entstehungskammer eine sich zur Löschkammer hin erstreckende Lichtbogen-Leitschiene angeordnet.
  • Die Leitschiene dient dazu, den Lichtbogen, der beim Öffnen des bestromten Schaltkontakts entsteht, in Richtung der Lichtbogenlöschkammer zu leiten. Beim Öffnen des bestromten Schaltkontakts wird der Bewegkontakt vom Festkontakt wegbewegt. Mit zunehmender Länge des Lichtbogens steigt die Bogenspannung immer weiter an, bis die benachbart angeordnete Lichtbogen-Leitschiene ein günstigeres Potential darstellt. Zu diesem Zeitpunkt kommutiert der auf dem Bewegkontakt stehende Fußpunkt des Lichtbogens auf die Leitschiene, d.h. der Fußpunkt springt auf die Leitschiene über, um entlang der Leitschiene in Richtung der Lichtbogenlöschkammer geführt zu werden. Durch den Einsatz der Lichtbogen-Leitschiene wird der Löschvorgang deutlich beschleunigt, wodurch die Schaltleistung des Schaltgerätes deutlich verbessert wird.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Löschvorrichtung ist in der ersten Richtung neben der Lichtbogenlöschkammer zumindest eine weitere Lichtbogenlöschkammer angeordnet, wobei die Lichtbogen-Entstehungskammer vor beiden Lichtbogen-Löschkammern angeordnet ist.
  • Bei einigen Bauformen mehrpoliger Schaltgeräte sind die mehreren Schaltkontakte nebeneinander angeordnet. Dementsprechend sind auch die mehreren Lichtbogen-Löschkammern, die jeweils einem der Schaltkontakte eindeutig zugeordnet sind, nebeneinander angeordnet. In diesem Fall ist es möglich, eine gemeinsame Lichtbogen-Entstehungskammer vor den beiden nebeneinander angeordneten Lichtbogen-Löschkammern anzuordnen. Dies gilt sowohl für einige Bauformen zweipoliger Schaltgeräte, bei denen die Längsmittelebene dann dementsprechend zwischen den beiden Löschkammern hindurch verläuft, als auch für vierpolige Schaltgeräte, bei denen zu beiden Seiten der Längsmittelebene dann jeweils zwei Löschkammern nebeneinander angeordnet sind.
  • Das erfindungsgemäße elektromechanische Gleichstrom-Schaltgerät, welches insbesondere als Gleichstrom-Leitungsschutzschalter ausgebildet ist, weist ein Isolierstoffgehäuse auf, welches seinerseits eine Frontseite, eine der Frontseite gegenüberliegende Befestigungsseite sowie die Front- und die Befestigungsseite verbindende Schmal- und Breitseiten aufweist. Weiterhin weist das erfindungsgemäße Schaltgerät einen Schaltkontakt auf, der in dem Isolierstoffgehäuse aufgenommen und gehaltert ist und seinerseits einen Festkontakt sowie einen relativ dazu bewegbaren Bewegkontakt aufweist, wobei beim Öffnen des stromdurchflossenen Schaltkontakts ein Lichtbogen entsteht. Ferner weist das erfindungsgemäße Schaltgerät eine Gleichstrom-Lichtbogenlöschvorrichtung der vorstehend beschriebenen Art auf, mit einer Lichtbogen-Löschkammer, aufweisend eine Mehrzahl voneinander beabstandeter und parallel zueinander angeordneter Löschbleche, sowie mit einer zwischen dem Schaltkontakt und der Lichtbogenlöschkammer angeordneten Lichtbogen-Entstehungskammer, welche eine vom Schaltkontakt zur Lichtbogenlöschkammer weisende Längsmittelebene aufweist. Zu beiden Seiten der Längsmittelebene ist dabei zumindest ein Permanentmagnet angeordnet. Das Schaltgerät zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass die Löschvorrichtung eine ungerade Anzahl an Permanentmagneten mit gleichen magnetischen Eigenschaften aufweist, welche zu beiden Seiten der Lichtbogen-Entstehungskammer ein asymmetrisches Magnetfeld bildend angeordnet sind, derart, dass sie in einer zur Längsmittelebene orthogonalen ersten Richtung die Lichtbogen-Entstehungskammer zu den Breitseiten des Isolierstoffgehäuses hin begrenzen.
  • Die Längsmittelebene ist parallel zu den Breitseiten des Isolierstoffgehäuses orientiert. In einer Draufsicht auf die Frontseite des Isolierstoffgehäuses verläuft die Längsmittelebene von dem Schaltkontakt zur Lichtbogenlöschkammer, wobei sie das Schaltgerät im Wesentlichen in zwei Hälften unterteilt. Auch die Lichtbogen-Entstehungskammer wird durch die Längsmittelebene im Wesentlichen in zwei Hälften geteilt, wobei die Permanentmagnete zu beiden Seiten der Längsmittelebene im Bereich der Breitseiten des Isolierstoffgehäuses angeordnet sind und die Lichtbogen-Entstehungskammer somit zu den Breitseiten des Isolierstoffgehäuses hin begrenzen. Durch die unsymmetrische Anordnung einer ungeraden Anzahl im Wesentlichen gleicher Permanentmagnete wird ein zur Längsmittelebene asymmetrisches Magnetfeld erzeugt, welches den bei der Öffnung des Schaltkontakts auftretenden Lichtbogen zum einen in Richtung der Löschkammer drängt, und zusätzlich - je nach Polung - in Richtung einer der beiden Breitseiten ablenkt.
  • Aufgrund der Ausrichtung der Permanentmagnete in einer Reihe in Normalrichtung der Längsmittelebene ist eine kompakte Bauform orthogonal dazu in der Längsrichtung, d.h. in einer Ausbreitungsrichtung der Längsmittelebene vom Schaltkontakt zur Lichtbogenlöschkammer hin, realisierbar. Die Permanentmagnete sind dabei möglichst nahe vor der Lichtbogenlöschkammer angeordnet, so dass das von den Permanentmagneten erzeugte magnetische Feld auch auf einen unmittelbar vor der Lichtbogenlöschkammer stehenden Lichtbogen noch eine nennenswerte Kraft in Richtung der Lichtbogenlöschkammer ausübt.
  • Durch die Verwendung gleicher Permanentmagnete - sowohl hinsichtlich ihrer magnetischen als auch ihrer geometrischen Eigenschaften - wird eine geringe Teilevielfalt erreicht, wodurch geringe Lagerhaltungs- und Logistik-kosten - und damit zu geringeren Herstellkosten - realisierbar sind.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung des Schaltgerätes ist das durch die Permanentmagnete erzeugte Magnetfeld derart orientiert, dass ein bei der Öffnung des Schaltkontakts auftretender Lichtbogen in Richtung der Lichtbogen-Löschkammer gedrängt wird.
  • Da Permanentmagnete ein statisches Magnetfeld erzeugen, ist bei Gleichstrom-Schaltgeräten die Polung der Anschlussleitung zwingend zu beachten, damit der Lichtbogen in die richtige Richtung (und nicht in die Gegenrichtung) getrieben wird. In der Regel ist die Anschluss-Polung derartiger Schaltgeräte daher auf der Außenseite des Isolierstoffgehäuses vermerkt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Schaltgerätes ist in der Lichtbogen-Entstehungskammer eine sich vom Schaltkontakt zur Lichtbogenlöschkammer hin erstreckende Lichtbogen-Leitschiene angeordnet, auf die ein auf dem geöffneten Bewegkontakt stehender Fußpunkt des Lichtbogens kommutiert, um entlang der Leitschiene in Richtung der Löschkammer geführt zu werden.
  • Die Leitschiene dient dazu, den Lichtbogen, der beim Öffnen des bestromten Schaltkontakts entsteht, in Richtung der Lichtbogenlöschkammer zu leiten. Beim Öffnen des bestromten Schaltkontakts wird der Bewegkontakt vom Festkontakt wegbewegt. Mit zunehmender Länge des Lichtbogens steigt die Bogenspannung immer weiter an, bis die benachbart angeordnete Lichtbogen-Leitschiene ein günstigeres Potential darstellt. Zu diesem Zeitpunkt kommutiert der auf dem Bewegkontakt stehende Fußpunkt des Lichtbogens auf die Leitschiene, d.h. der Fußpunkt springt auf die Leitschiene über, um entlang der Leitschiene in Richtung der Lichtbogenlöschkammer geführt zu werden. Durch den Einsatz der Lichtbogen-Leitschiene wird der Löschvorgang deutlich beschleunigt, die Schaltleistung des Schaltgerätes wird dadurch deutlich verbessert.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist das Schaltgerät mehrpolig ausgebildet und weist zumindest einen weiteren Schaltkontakt sowie zumindest eine weitere LichtbogenLöschkammer auf. Dabei sind der weitere Schaltkontakt in der ersten Richtung neben dem ersten Schaltkontakt, und die weitere Lichtbogenlöschkammer in der ersten Richtung neben der ersten Lichtbogenlöschkammer in dem Isolierstoffgehäuse aufgenommen und gehaltert.
  • Bei einigen Bauformen mehrpoliger Schaltgeräte sind die mehreren Schaltkontakte in der ersten Richtung nebeneinander angeordnet. Dementsprechend sind auch die mehreren Lichtbogenlöschkammern, die jeweils einem der Schaltkontakte eindeutig zugeordnet sind, in der ersten Richtung nebeneinander angeordnet. In diesem Fall ist es möglich, eine gemeinsame Lichtbogen-Entstehungskammer vor den beiden nebeneinander angeordneten Lichtbogenlöschkammern anzuordnen. Dies gilt sowohl für einige Bauformen zweipoliger Schaltgeräte, bei denen die Längsmittelebene dann dementsprechend zwischen den beiden Löschkammern hindurch verläuft, als auch für vierpolige Schaltgeräte, bei denen zu beiden Seiten der Längsmittelebene dann jeweils zwei Löschkammern nebeneinander angeordnet sind. In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist das mehrpolige Schaltgerät zumindest eine weitere Lichtbogen-Leitschiene auf, welche in der ersten Richtung neben der ersten Leitschiene in dem Isolierstoffgehäuse aufgenommen und gehaltert.
  • Die Verwendung der zumindest einen weiteren Lichtbogen-Leitschiene, wird der Lichtbogen schneller in die Lichtbogenlöschkammer geführt, wodurch die Schaltleistung des Schaltgerätes deutlich verbessert wird. Idealerweise ist dabei jedem Schaltkontakt eine Lichtbogen-Leitschiene eindeutig zugeordnet, welche den beim Öffnen des jeweiligen Schaltkontakts auftretenden Lichtbogen in Richtung der dem jeweiligen Schaltkontakt unmittelbar und eindeutig zugeordneten Lichtbogenlöschkammer leitet.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Schaltgerätes ist zumindest an einer der beiden Seiten der Lichtbogen-Entstehungskammer der dortige zumindest eine Permanentmagnet hinter einer Seitenwange des Schaltgerätes angeordnet.
  • Durch die Verwendung einer Seitenwange, welche aus einem Isolierstoff besteht, kann ein Überspringen des Lichtbogens auf den hinter der Seitenwange angeordneten Permanentmagneten wirksam verhindert werden. Dies ist insbesondere bei kompakten Schaltgeräten, beispielsweise bei Reiheneinbaugeräten mit einer Breite von nur einer Teilungseinheit (TE), was ungefähr 18mm entspricht, von Vorteil. Die Seitenwange kann aus demselben Material wie das Isolierstoffgehäuse gebildet sein. Dabei ist es möglich, die Seitenwange an das Isolierstoffgehäuse anzuformen. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Selbstverständlich kann das Schaltgerät auch zu beiden Seiten der Lichtbogen-Entstehungskammer jeweils eine Seitenwange aufweisen, so dass auf beiden Seiten die Permanentmagnete hinter den dort befindlichen Seitenwangen aufgenommen, gehaltert und geschützt sind.
  • Hinsichtlich der weiteren Vorteile des erfindungsgemäßen Schaltgerätes wird auf die vorstehenden Ausführungen, die Vorteile der erfindungsgemäßen Gleichstrom-Lichtbogenlöschvorrichtung betreffend, verwiesen.
  • Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Gleichstrom-Lichtbogenlöschvorrichtung sowie des erfindungsgemäßen Schaltgerätes unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert. In den Figuren sind:
    • Figur 1
    eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen geöffneten Schaltgerätes in perspektivischer Ansicht;
    Figur 2
    eine schematische Schnittdarstellung des Schaltgerätes aus Figur 1 in einer Draufsicht;
    Figur 3
    eine schematische Detaildarstellung zu Figur 2, welche die erfindungsgemäße Gleichstrom-Lichtbogenlöschvorrichtung in der Draufsicht zeigt;
    Figur 4
    eine schematische Schnittdarstellung (zu Figur 2) des Schaltgerätes in einer Seitenansicht;
    Figur 5
    eine schematische Detaildarstellung zu Figur 4, welche die erfindungsgemäße Gleichstrom-Lichtbogenlöschvorrichtung in der Seitenansicht zeigt;
    Figuren 6 und 7
    schematische Darstellungen der magnetischen Feldstärke bei symmetrischem und asymmetrischem Magnetfeld in der aus Draufsicht.
  • In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. Die Beschreibung gilt für alle Zeichnungsfiguren, in denen das entsprechende Teil ebenfalls zu erkennen ist.
  • In Figur 1 ist das erfindungsgemäße Schaltgerät 1 in perspektivischer Darstellung schematisch dargestellt. Figur 2 zeigt schematisch eine Schnittdarstellung des in Figur 1 dargestellten Schaltgerätes 1 in einer Draufsicht. Das Schaltgerät 1 weist ein Isolierstoffgehäuse 2 auf, dessen vorderes Gehäuseteil weggelassen wurde, um einen Einblick in das Schaltgerät 1 zu ermöglichen und somit dessen inneren Aufbau zu verdeutlichen. Das in den Figuren der Zeichnung dargestellte Schaltgerät 1 ist beispielhaft als einpoliges Reiheneinbaugerät mit einer Gehäusebreite von einer Teilungseinheit (TE), was einer Breite von ca. 18 mm entspricht, dargestellt. Das Isolierstoffgehäuse 2 ist dabei in Halbschalen-Bauweise ausgeführt. Prinzipiell sind aber weder die Anzahl der Pole - und damit die Größe des Schaltgerätes 1 - noch die Gehäusebauform erfindungswesentlich, weswegen auch andere gängige Gehäusebauformen in Betracht kommen.
  • Das Isolierstoffgehäuse 2 weist prinzipiell eine Frontseite 3 eine der Frontseite 3 gegenüberliegend angeordnete Befestigungsseite 4 sowie die Frontseite 3 und die Befestigungsseite 4 verbindende Schmalseiten 5 und Breitseiten 6 (siehe Figuren 2 und 3) auf. Im mittleren Bereich der Frontseite 3 ist ein Betätigungselement (nicht dargestellt) zur manuellen Betätigung des Schaltgerätes 1 anordenbar. Darüber hinaus existieren noch zwei äußere Frontseiten-Teilbereiche 3-1, welche im Vergleich zum mittleren Bereich der Frontseite 3 etwas zurückgenommen sind, wodurch zu den Schmalseiten 5 hin jeweils eine Stufe gebildet ist. An der Befestigungsseite 4 sind Befestigungsmittel, beispielsweise Rastmittel (nicht dargestellt), montierbar, um das Schaltgerät an einem Träger, beispielsweise einer Trag- oder Hutschiene (nicht dargestellt) zu befestigen.
  • Im Bereich der Schmalseiten 5 weist das Isolierstoffgehäuse 2 jeweils einen Klemmenaufnahmeraum 7 auf, der zur Aufnahme jeweils einer elektrischen Anschlussklemme (nicht dargestellt) ausgebildet ist. Zur Kontaktierung mit externen elektrischen Anschlussleitern (nicht dargestellt) ist in jeder der Schmalseiten 5 des Isolierstoffgehäuses 2 jeweils eine Anschlussöffnung 8 ausgebildet, in die der jeweilige Anschlussleiter eingeführt und mit der jeweiligen Anschlussklemme elektrisch leitend verbunden werden kann. Da die Anschlussklemmen in der Regel als Schraubklemmen ausgeführt sind, sind zu deren Betätigung, d.h. zum Öffnen und Schließen der Anschlussklemmen, im Bereich der beiden äußeren Frontseiten 3-1 jeweils eine Öffnung 9 zum Durchgriff für einen Schraubendreher ausgebildet.
  • Das in Figur 1 dargestellten Isolierstoffgehäuse 2 weist ferner eine Lichtbogenlöschkammer 20 sowie eine unmittelbar benachbart angeordnete Lichtbogen-Entstehungskammer 30 auf. Oberhalb der Lichtbogen-Entstehungskammer 30 befindet sich ein Kontaktbereich 10, in dem ein Schaltkontakt (nicht dargestellt), bestehend aus einem Festkontakt sowie einem über eine Schaltmechanik betätigbaren, relativ zum Festkontakt beweglichen Bewegkontakt in dem Isolierstoffgehäuse 2 montierbar ist. Während die Schaltmechanik im Kopfbereich des Isolierstoffgehäuses 2 montiert wird, befindet sich der eigentliche Schaltkontakt im montierten Zustand unmittelbar oberhalb der Lichtbogen-Entstehungskammer 30. Wird der Schaltkontakt unter Spannung, d.h. in stromdurchflossenem Zustand, geöffnet, so entsteht zwischen dem Festkontakt und dem sich davon wegbewegenden Bewegkontakt ein Lichtbogen 11 (siehe Figuren 6 und 7). Mit dem Begriff "Lichtbogen-Entstehungskammer" ist demnach der freie Raum zwischen dem Schaltkontakt und der Lichtbogenlöschkammer 20 bezeichnet, an dessen einem Ende der Lichtbogen 11 entsteht und den der Lichtbogen 11 anschließend durchlaufen muss, um vom Schaltkontakt in die Lichtbogenlöschkammer 20 zu gelangen.
  • Figur 3 ist eine Detaildarstellung zu Figur 2 und zeigt schematisch die erfindungsgemäße Gleichstrom-Lichtbogenlöschvorrichtung in einer Draufsicht. Die Gleichstrom-Lichtbogenlöschvorrichtung beinhaltet die Lichtbogenlöschkammer 20, welche eine Mehrzahl voneinander beabstandeter und parallel zueinander angeordneter Löschbleche 21 aufweist. Weiterhin beinhaltet die Lichtbogenlöschvorrichtung die Lichtbogen-Entstehungskammer 30, welche unmittelbar vor der Lichtbogenlöschkammer 20 angeordnet ist und eine zur Lichtbogenlöschkammer hin weisende Längsmittelebene L aufweist. Darüber hinaus weist die Lichtbogenlöschvorrichtung im Bereich der Lichtbogen-Entstehungskammer 30 eine ungerade Anzahl identischer Permanentmagnete 31 auf. Die Permanentmagnete 31 sind dabei in einer zur Längsmittelebene orthogonalen ersten Richtung R1 zu beiden Seiten der Längsmittelebene L hintereinander angeordnet, wodurch in einer zur ersten Richtung orthogonalen zweiten Richtung R2 eine kompakte Bauform des Schaltgerätes realisierbar ist.
  • Der Begriff "identische" Permanentmagnete 31 ist dabei dahingehend zu verstehen, dass die Permanentmagnete 31 sowohl hinsichtlich ihrer magnetischen Eigenschaften, als auch hinsichtlich ihrer Baugröße im Wesentlichen identisch, d.h. gleich beschaffen sind. Eine spiegelbildliche Polung der beiden Permanentmagnete 31 ist hiervon umfasst, d.h. die im Wesentlichen gleich beschaffenen Permanentmagnete 31 können dabei mit spiegelbildliche Polung im Gehäuse des Schaltgerätes montiert sein.
  • Figur 4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung (siehe Figur 2) des erfindungsgemäßen Schaltgerätes 1 in einer Seitenansicht. Figur 5 stellt eine schematische Detaildarstellung zu Figur 4 dar und zeigt die erfindungsgemäße Gleichstrom-Lichtbogenlöschvorrichtung im montierten Zustand in der betreffenden Seitenansicht. In den Darstellungen der Figuren 2 bis 5 sind an einer ersten Seite der Lichtbogen-Entstehungskammer 30 im Bereich der dortigen Breitseite 6 zwei Permanentmagnete 31 angeordnet, während an der der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der Lichtbogen-Entstehungskammer 30 im Bereich der gegenüberliegenden Breitseite 6 nur ein Permanentmagnet 31 angeordnet ist. Eine umgekehrte Anordnung wäre aber ebenso denkbar.
  • Zum Schutz der Permanentmagnete sind diese zu beiden Seiten jeweils hinter einem Schutzelement 32 angeordnet, welches die Permanentmagnete 31 jeweils zur Lichtbogen-Entstehungskammer 30 hin abschirmen, um ein Überspringen des Lichtbogens 11 auf die Permanentmagnete 31 zu verhindern. Die Schutzelemente 32 sind vorzugsweise aus Kunststoffmaterial gefertigt, wobei auch keramische Werkstoffe in Betracht kommen. Im Falle identischer Materialien können die Schutzelemente 32 auch an das Isolierstoffgehäuse angeformt sein. Dies würde die Teilevielfalt reduzieren, ggf. aber die Montage erschweren. Um die Montage zu vereinfachen kann es daher vorteilhaft sein, die Schutzelemente 32 wie in den Figuren dargestellt als eigenständige Bauteile auszuführen.
  • Aus Gründen einer symmetrischen Anordnung der Lichtbogen-Entstehungskammer 30 relativ zur Lichtbogenlöschkammer 20 (und damit zum Isolierstoffgehäuse 2) ist auf derjenigen Seite, auf der nur ein Permanentmagnet 31 angeordnet ist, zusätzlich ein Abstandselement 33 angeordnet, um den Permanentmagneten 31 sicher an seiner Position zu halten. Dies hat den Vorteil, dass beide Hälften des Isolierstoffgehäuses 2 prinzipiell mit zwei Permanentmagneten 31 bestückt werden könnten.
  • Durch die in den Figuren 2 bis 5 dargestellte Anordnung einer ungeraden Anzahl gleichartiger Permanentmagnete 31 zu beiden Seiten der Lichtbogen-Entstehungskammer 30 wird ein asymmetrisches Magnetfeld gebildet. In Figur 6 ist ein symmetrisches Magnetfeld durch seine Magnetfeldlinien 34 in der aus den Figuren 3 und 5 bereits vorbekannten Draufsicht schematisch dargestellt. Figur 7 zeigt im Vergleich dazu das von den Permanentmagneten 31 erzeugte, im Bereich der Lichtbogen-Entstehungskammer 30 wirkende asymmetrische Magnetfeld. Dieses bewirkt, das auf einen im Bereich der Lichtbogen-Entstehungskammer 30 brennender Lichtbogen 11 eine Kraft F ausgeübt wird, die den Lichtbogen 11 sowohl in der zweiten Richtung R2 zur Lichtbogen-Löschkammer 20 hin drängt, als auch quer dazu in der ersten Richtung R1 ablenkt. Mit anderen Worten: die von den Permanentmagneten 31 erzeugte und auf den Lichtbogen 11 wirkende Magnetkraft F weist eine in der ersten Richtung R1 wirkende erste Richtungskomponente FR1 auf, die den Lichtbogen 11 in der ersten Richtung R1 ablenkt, sowie eine in der zweiten Richtung R2 wirkende zweite Richtungskomponente FR2, welche den Lichtbogen 11 in Richtung der Lichtbogen-Löschkammer 20 drängt.
  • In den Figuren 6 und 7 ist der Weg des Lichtbogens 11 dabei über die Bahnkurve B angegeben: während in dem in Figur 6 dargestellten Fall eines symmetrischen Magnetfeldes der Lichtbogen gerade und mittig in den v-förmigen Einschnitt der Löschbleche 21 einläuft (Laufrichtung des Lichtbogens 11 entspricht der zweiten Richtung R2), führt in dem in Figur 7 dargestellten Fall des asymmetrischen Magnetfeldes die zusätzliche erste Richtungskomponente FR1 der auf den Lichtbogen 11 wirkenden Magnetkraft F dazu, dass der Lichtbogen 11 entlang der gekrümmten Bahnkurve B zum oberen Schenkel des v-förmigen Einschnitts der Löschbleche 21 hin abgelenkt wird. Da in diesem Fall der vom Lichtbogen 11 zurückzulegende Weg deutlich kürzer ist, trifft der Lichtbogen 11 schneller auf die Löschbleche 21 auf, wo er in mehrere Teillichtbögen aufgeteilt und schließlich zum Erlöschen gebracht wird.
  • Darüber hinaus trifft der Lichtbogen 11 in dem in Figur 7 darstellten Fall in einem Bereich auf die Löschbleche 21, in dem das magnetische Feld, dargestellt durch die Feldlinien 34, deutlich größer ist als in dem in Figur 6 dargestellten Fall eines symmetrischen Magnetfeldes, da hier der Lichtbogen 11 erst am Grund des v-förmigen Einschnitts auf die Löschbleche 21 trifft, wo das magnetische Feld bereits deutlich abgeschwächt ist. Auf diese Weise wird das Einlaufverhalten des Lichtbogens 11 in die Löschbleche 21 deutlich verbessert.

Claims (10)

  1. Gleichstrom-Lichtbogenlöschvorrichtung für ein elektromechanisches Schaltgerät (1), insbesondere für einen Gleichstrom-Leitungsschutzschalter,
    - mit einer Lichtbogenlöschkammer (20), aufweisend eine Mehrzahl voneinander beabstandeter und parallel zueinander angeordneter Löschbleche (21),
    - mit einer unmittelbar vor der Lichtbogenlöschkammer (20) angeordneten Lichtbogen-Entstehungskammer (30), welche eine zur Lichtbogenlöschkammer (20) weisende Längsmittelebene (L) sowie zu beiden Seiten der Längsmittelebene (L) angeordnete Permanentmagnete (31) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Löschvorrichtung eine ungerade Anzahl an Permanentmagneten (31) mit gleichen magnetischen Eigenschaften und identischer Baugröße aufweist, welche in einer zur Längsmittelebene (L) orthogonalen ersten Richtung (R1) zu beiden Seiten der Lichtbogen-Entstehungskammer (30) hintereinander angeordnet sind, wodurch ein asymmetrisches Magnetfeld gebildet ist.
  2. Löschvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zu einer ersten Seite der Lichtbogen-Entstehungskammer (30) zwei Permanentmagnete (31), und an einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der Lichtbogen-Entstehungskammer (30) nur ein Permanentmagnet (31) angeordnet ist.
  3. Löschvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in der Lichtbogen-Entstehungskammer (30) eine sich zur Löschkammer (20) hin erstreckende Lichtbogen-Leitschiene angeordnet ist.
  4. Löschvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in der ersten Richtung neben der Lichtbogen-Löschkammer (20) eine weitere Lichtbogen-Löschkammer angeordnet ist, wobei die Lichtbogen-Entstehungskammer (30) vor beiden Lichtbogen-Löschkammern (20) angeordnet ist.
  5. Elektromechanisches Gleichstrom-Schaltgerät (1), insbesondere Gleichstrom-Leitungsschutzschalter,
    - mit einem Isolierstoffgehäuse (2), aufweisend eine Frontseite (3), eine der Frontseite (3) gegenüberliegende Befestigungsseite (4) sowie die Front- und die Befestigungsseite (3, 4) verbindende Schmalseiten (5) und Breitseiten (6),
    - mit einem Schaltkontakt, welcher in dem Isolierstoffgehäuse (2) aufgenommen und gehaltert ist und einen Festkontakt sowie einen relativ dazu bewegbaren Bewegkontakt aufweist, wobei beim Öffnen des stromdurchflossenen Schaltkontakts ein Lichtbogen (11) entsteht,
    - mit einer Gleichstrom-Lichtbogenlöschvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4, aufweisend:
    - eine Lichtbogen-Löschkammer (20), aufweisend eine Mehrzahl voneinander beabstandeter und parallel zueinander angeordneter Löschbleche (21), sowie
    - eine zwischen dem Schaltkontakt und der Lichtbogen-Löschkammer (20) angeordnete Lichtbogen-Entstehungskammer (30), welche eine vom Schaltkontakt zur Lichtbogen-Löschkammer (20) weisende Längsmittelebene (L) aufweist, wobei zu beiden Seiten der Längsmittelebene (L) zumindest ein Permanentmagnet (31) angeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Lichtbogenlöschvorrichtung eine ungerade Anzahl an Permanentmagneten (31) mit gleichen magnetischen Eigenschaften und identischer Baugröße aufweist, welche zu beiden Seiten der Lichtbogen-Entstehungskammer (30) ein asymmetrisches Magnetfeld bildend angeordnet sind, derart, dass sie in einer zur Längsmittelebene (L) orthogonalen ersten Richtung (R1) hintereinander angeordnet sind und die Lichtbogen-Entstehungskammer (30) zu den Breitseiten (6) des Isolierstoffgehäuses (2) hin begrenzen.
  6. Schaltgerät (1) nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das durch die Permanentmagnete (31) erzeugte Magnetfeld derart orientiert ist, dass ein bei der Öffnung des Schaltkontakts auftretender Lichtbogen (11) in Richtung der Lichtbogen-Löschkammer (20) gedrängt wird.
  7. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in der Lichtbogen-Entstehungskammer (30) eine sich vom Schaltkontakt zur Lichtbogen-Löschkammer (20) hin erstreckende Lichtbogen-Leitschiene angeordnet ist, auf die ein auf dem geöffneten Bewegkontakt stehender Fußpunkt des Lichtbogens (11) kommutiert, um entlang der Leitschiene in Richtung der Löschkammer (20) geführt zu werden.
  8. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Schaltgerät (1) mehrpolig ausgebildet ist und zumindest einen weiteren Schaltkontakt sowie zumindest eine weitere Lichtbogen-Löschkammer (20) aufweist, wobei der weitere Schaltkontakt in der ersten Richtung (R1) neben dem ersten Schaltkontakt, und die weitere Lichtbogen-Löschkammer (20) in der ersten Richtung (R1) neben der ersten Lichtbogen-Löschkammer (20) in dem Isolierstoffgehäuse (2) aufgenommen und gehaltert sind.
  9. Schaltgerät (1) nach Anspruch 8 rückbezogen auf Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das mehrpolige Schaltgerät (1) zumindest eine weitere Lichtbogen-Leitschiene aufweist, welche in der ersten Richtung (R1) neben der ersten Leitschiene in dem Isolierstoffgehäuse (2) aufgenommen und gehaltert ist.
  10. Schaltgerät (1) nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zumindest an einer der beiden Seiten der Lichtbogen-Entstehungskammer (30) der dortige zumindest eine Permanentmagnet (31) hinter einem Schutzelement (32) des Schaltgerätes (1) angeordnet ist.
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