EP2313902A1 - Löschplatte für eine lichtbogen-löschkammer - Google Patents

Löschplatte für eine lichtbogen-löschkammer

Info

Publication number
EP2313902A1
EP2313902A1 EP09777016A EP09777016A EP2313902A1 EP 2313902 A1 EP2313902 A1 EP 2313902A1 EP 09777016 A EP09777016 A EP 09777016A EP 09777016 A EP09777016 A EP 09777016A EP 2313902 A1 EP2313902 A1 EP 2313902A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
extinguishing plate
plate according
extinguishing
composite
thickness
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.)
Withdrawn
Application number
EP09777016A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Volker Behrens
Thorsten Maldener
Thomas Honig
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.)
Doduco Solutions GmbH
Original Assignee
Doduco GmbH and Co
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 Doduco GmbH and Co filed Critical Doduco GmbH and Co
Publication of EP2313902A1 publication Critical patent/EP2313902A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/34—Stationary parts for restricting or subdividing the arc, e.g. barrier plate
    • H01H9/36—Metal parts

Definitions

  • the invention relates to extinguishing plates for arc extinguishing chambers in switching devices, in particular in circuit breakers.
  • extinguishing plates often referred to as quenching plates, are known for example from WO 2006/010572 A1.
  • extinguishing chambers are known in the switching devices.
  • a subdivision of arcs in partial arcs takes place in extinguishing chambers, which contain an array of extinguishing plates, according to the deionization principle.
  • metal sheets are arranged parallel to each other or fan-shaped and isolated from each other.
  • WO 2006/010572 A1 teaches to use coated extinguishing plates which consist of a ferromagnetic base body which carries a protective layer of 0.05 mm to 0.3 mm which contains high-temperature-resistant particles ,
  • the surface of the protective layers described in WO 2006/010572 A1 consists of 30% to 70% of high temperature resistant material.
  • Safety regulations generally require faultless switching behavior with at least three consecutive trips under short-circuit conditions. Although this can be achieved by extinguishing plates with the protective layers known from WO 2006/010572 A1, the known protective layers are generally rapidly destroyed by the action of arcing, so that the extinguishing plates must soon be replaced. However, thicker protective layers cause increasing shielding of the underlying ferromagnetic body, so that the arc is less strongly drawn into the quenching plates and thus erased worse.
  • the present invention is therefore based on the object to reduce the disadvantages of known arc-quenching chambers and to provide an extinguishing plate, which can survive a good number of switching cycles under short circuit conditions with good erase behavior.
  • An extinguishing plate according to the invention consists of an incorporation composite material in which a high-temperature-resistant phase is incorporated in a ferromagnetic phase.
  • the magnetic field attracting the arc is amplified by the ferromagnetic phase of the composite material.
  • a separate protective layer which like those of the WO 2006/010572 A1 known protective layer contains high-temperature-stable particles can be dispensed with, since the resistance of the intercalated composite, with which the extinguishing plate according to the invention is formed, is increased against arc exposure by the high temperature resistant phase.
  • the material of the intercalation composite burns off, this advantageously does not lead to a sudden deterioration in the function of the extinguishing plate, as is the case when a protective layer containing high-temperature-resistant particles burns off according to WO 2006/010572 A1 on a ferromagnetic base body.
  • the thickness of the interstitial composite material keeps the resistance of the extinguishing plate against arcing even after a considerable burnup.
  • the resistance to erosion can even increase as particles of the high-temperature-resistant phase accumulate under the action of arc on the surface of the composite material.
  • the high temperature resistant phase is evenly distributed in the intercalated composite.
  • a uniform distribution is not to be understood as a homogeneous distribution, since the size of the particles of the high-temperature resistant phase and the distribution of the particles of the high-temperature-resistant phase in the ferromagnetic phase are subject to statistical fluctuations.
  • the desired "uniform" distribution is therefore a distribution in which the uniformity is subject to statistical fluctuations.
  • An extinguishing plate according to the invention preferably consists completely, ie to 100%, of the intercalated composite material. However, this is not absolutely necessary in order to utilize the advantages according to the invention.
  • a reinforcement can be embedded in an extinguishing plate according to the invention and / or the extinguishing plate can carry a thin, electrically conductive coating as cover layer
  • an extinguishing plate according to the invention can namely even be improved by carrying a thin coating, in particular a dia- or paramagnetic coating, on the intercalated composite.
  • a coating of a highly conductive material such as copper, Silver or a copper or silver alloy at least for a few switching cycles lead to a much improved arc extinguishing property, even if the coating is only partially present.
  • the thin coating is at most 20 microns, for example 3-13 microns, thick.
  • Such a metal layer can be applied for example by electrodeposition on the intercalated composite.
  • Other options include PVD, CVD or thermal spraying.
  • Plastic coatings can be applied, for example, as a varnish, in a screen printing process or with a powder coating process.
  • the intercalated composite material fills most of the volume of the extinguishing plate. Particularly preferably, at least 70%, preferably at least 80%, of the volume of the extinguishing plate is filled by the intercalation compound.
  • a further development of the invention is an extinguishing plate composed of two extinguishing plates according to the invention, in which the two extinguishing plates are connected by a metallic intermediate layer which does not contain a high-temperature-resistant phase and whose thickness is small compared to the thickness of the composite extinguishing plate.
  • a composite extinguishing plate may contain as intermediate layer a metal sheet or a metal foil, on the top and bottom, for example, the composite material was deposited.
  • Such an intermediate layer makes - even together with any existing outer layers of the intercalated composite material - substantially less than half the thickness of the composite quenching plate.
  • the high temperature resistant phase of the encapsulant may be a refractory phase, such as a metal. It is also possible that the high-temperature resistant phase does not melt on reaching a high critical temperature, but sublimes or decomposes, as do some ceramics.
  • the intercalated composite material may in particular contain ceramic grains or refractory metals, in particular materials, the temperatures of at least 1900 0 C 1, preferably at least 2400 0 C, withstand, ie a phase transition temperature of at least 1900 0 C, preferably more than 2400 0 C 1 exhibit.
  • Both oxide ceramics for example MgO, ZrO 2 , Al 2 O 3 , ZrSiO 4 , MgAl 2 O 4 , and carbides, nitrides, suicides and borides are suitable, for example SiC, TiC, ZrC, B 4 C 3 , WC, Mo 2 C, VC, BN, AlN, TiN, Si 3 N 4, WSi 2, MoSi 2, Nb 5 Si 3, Ta 5 Si 3, TiB 2, ZrB. 2
  • refractory metals for example, W, Nb, Ta, Mo, V 1 Cr are suitable.
  • the intercalated composite may also contain various ceramic grains or refractory metals.
  • the high-temperature-resistant phase in connection with an intercalation composite according to the invention, this therefore includes all high-temperature-resistant materials contained in the intercalated composite material.
  • the high temperature resistant phase has a content of 10 vol.% As used herein.
  • the ferromagnetic phase of the intercalated composite material is preferably of iron or an iron alloy, but may for example also consist of nickel and / or cobalt or of ferromagnetic alloys.
  • the intercalated composite material can also contain a plurality of physically or chemically different ferromagnetic phases. As far as in connection with an intercalated composite of an extinguishing plate according to the invention of a ferromagnetic phase is mentioned, including all the ferromagnetic phases contained in the material to understand.
  • the high-temperature-resistant phase of an extinguishing plate according to the invention is preferably distributed over the entire thickness of the composite material, particularly preferably
  • the production takes place, for example, by powder metallurgy, melt metallurgy, continuous casting, impregnation of a porous skeleton or by pouring of high temperature resistant material with ferromagnetic matrix material, thermal spraying of matrix material and refractory Zuschlagstoff on a metallic substrate or electrodepositing a matrix with integrating a high temperature resistant phase.
  • powder metallurgy melt metallurgy
  • continuous casting impregnation of a porous skeleton
  • thermal spraying of matrix material and refractory Zuglerstoff thermal spraying of matrix material and refractory Zuschlagstoff on a metallic substrate or electrodepositing a matrix with integrating a high temperature resistant phase.
  • thermal spraying of matrix material and refractory Zuscherstoff on a metallic substrate or electrodepositing a matrix with integrating a high temperature resistant phase.
  • An extinguishing plate according to the invention is preferably 0.4 mm to 3 mm, in particular 0.8 mm to 1, 8 mm thick. Accordingly, the intercalation compound used according to the invention is preferably between 0.4 mm to 3 mm, in particular 0.8 mm to 1, 8 mm thick. It is thus preferred according to the invention for the thickness of the intercalated composite to be substantially identical to the thickness of the extinguishing plate.
  • the intercalated composite material can additionally contain, in addition to a ferromagnetic phase and a high-temperature-resistant phase, further phases, for example an electrically highly conductive phase, in particular copper or a copper alloy.
  • An additional phase can significantly increase the electrical conductivity of the composite, so that it is heated less when erasing an arc and consequently less load.
  • the ferromagnetic phase preferably accounts for more than half the volume of the intercalation compound, preferably at least 70%, in particular at least 85%. Due to a high proportion of the ferromagnetic phase, a strong magnetic force can advantageously be generated by interaction with the arc, which causes the arc to migrate very quickly into an extinguishing plate arrangement, split and extinguished.
  • the high-temperature-resistant phase of the intercalated composite preferably fills at least 5%, preferably at least 10%, of its volume. Relatively small proportions of the high-temperature-resistant phase are frequently sufficient, since the high-temperature-resistant phase can accumulate on its surface when the remaining phase (s) of the intercalated composite material melts.
  • the high-temperature-resistant phase therefore preferably accounts for less than 25%, preferably less than 20%, in particular less than 15%, of the volume of the intercalated composite.
  • the powder mixture is pressed into green sheets.
  • the green sheets are sintered and rolled to the desired thickness of 0.8 mm to 1.2 mm.
  • the rolling can be carried out in several rolling steps, between which the sintered plates are each outsourced. After the last rolling step, the sintered plates are preferably outsourced again.
  • the plates made from the intercalated composite material produced in this way are then galvanically coated with a thin electrically conductive layer, for example a copper layer, which is 5 to 10 micrometers thick.
  • a ferromagnetic iron-nickel alloy is thermally sprayed onto a substrate together with a high temperature resistant additive, such as tungsten, until a desired thickness of 0.5 mm to 2 mm is achieved.
  • the substrate may for example consist of an easily removable material such as cardboard or textile fabric. After removal of the substrate, the resulting composite material is electroplated with 5-10 microns of silver or a silver alloy.
  • a thin sheet such as aluminum or iron, can be used, on the top and bottom of the intercalated composite is produced by spraying.
  • the interstitial composite is applied to the top and bottom of the substrate until the two layers of interstitial composite thus formed are substantially thicker than the substrate, for example at least three times as thick.
  • An iron-cobalt alloy is electrodeposited with the incorporation of a high-temperature-resistant additive, for example Al 2 O 3, onto a conductive substrate. This conductive substrate can be removed after deposition.
  • a high-temperature-resistant additive for example Al 2 O 3

Landscapes

  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
  • Breakers (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

Beschrieben wird eine Löschplatte aus einem Einlagerungsverbundwerkstoff, der eine ferromagne tische Phase enthält, in die eine hochtemperaturstabile Phase eingelagert ist. Ausführungsbeispiel: Zum Herstellen des Einlagerungsverbundwerkstoffs werden 96 Gew.-% Eisen und 4 Gew.-% MgO gemischt. Das Pulvergemisch wird zu Grünplatten verpresst. Die Grünplatten werden gesintert und auf die gewünschte Dicke von 0,8 mm bis 1,2 mm gewalzt. Das Walzen kann in mehreren Walzschritten ausgeführt werden, zwischen denen die Sinterplatten jeweils ausgelagert werden. Nach dem letzten Walzschritt werden die Sinterplatten bevorzugt nochmals ausgelagert. Die auf diese Weise hergestellten Platten aus dem Einlagerungsverbundwerstof f werden anschliessend galvanisch mit einer 5 bis 10 Mikrometer dünnen elektrisch leitfähigen Schicht, beispielsweise einer Kupferschicht, überzogen.

Description

DD01 E081 WO_A001/M/07.07.2009/sh
AMI DODUCO GmbH, Im Altgefäll 12, D-75181 Pforzheim
Löschplatte für eine Lichtbogen-Löschkammer
Beschreibung
Die Erfindung betrifft Löschplatten für Lichtbogen-Löschkammern in Schaltgeräten, insbesondere in Schutzschaltern. Derartige Löschplatten, häufig auch als Löschbleche bezeichnet, sind beispielsweise aus der WO 2006/010572 A1 bekannt.
Beim Schließen und Öffnen von Stromkreisen unter elektrischer Last treten an den elektrischen Kontakten je nach Spannung und Stromstärke unterschiedliche elektri- sehe Entladungserscheinungen auf. Bei ausreichend hoher Spannung und Stromstärke wird die Oberfläche der Kontakte bei jedem Schaltvorgang durch Lichtbögen beansprucht, die die Lebensdauer der Kontakte wesentlich beeinflussen. Infolge der Lichtbogeneinwirkung kommt es zu einem Verlust an Kontaktmaterial (Abbrand). Bei größeren Kontaktabständen, wie sie z.B. in Schutzschaltern vorliegen, geht das ab- gebrannte Kontaktmaterial überwiegend an die Umgebung verloren. Um den Materialabbrand gering zu halten, strebt man eine möglichst kurze Verweildauer des Lichtbogens auf den Kontaktoberflächen an. Beim Einschalten wird die Brenndauer des Lichtbogens vor allem durch die Prelldauer der Schaltkontakte und durch den Verlauf des Einschaltstromes bestimmt. Beim Ausschalten von Wechselströmen brennt der Lichtbogen unterhalb eines kritischen Stromes vom Augenblick der Kontakttrennung bis zum nächsten Stromnulldurch- gang; dann findet eine Selbstlöschung des Lichtbogens statt.
Oberhalb des kritischen Stromes müssen besondere Maßnahmen zur Löschung des Lichtbogens ergriffen werden. Zu diesem Zweck ist es bekannt, den Lichtbogen zu kühlen oder zu unterteilen. Dazu sind Löschkammern in den Schaltgeräten bekannt. Eine Unterteilung von Lichtbögen in Teillichtbögen erfolgt in Löschkammern, welche eine Anordnung von Löschplatten enthalten, nach dem Deionisationsprinzip. In einer nach dem Deionisationsprinzip arbeitenden Löschkammer sind mehrere, typisch 1 mm dicke, Metallbleche parallel zueinander oder fächerförmig angeordnet und gegeneinander isoliert. Als Material für die Löschplatten werden ferromagnetische Werkstoffe eingesetzt, da das Magnetfeld, welches den Lichtbogen begleitet, in der Nähe eines ferromagnetischen Werkstoffes bestrebt ist, durch die magnetisch besser leitenden Löschplatten zu verlaufen. Dadurch entsteht eine Saugwirkung in Richtung zu den Löschplatten. Diese Saugwirkung führt neben einem vom Lichtbogen selbst erzeugten magnetischen Blasfeld dazu, dass sich der Lichtbogen zu der Anordnung der Löschplatten bewegt und zwischen diesen aufgeteilt wird.
Es ist bekannt, die Löschplatten aus Weicheisen herzustellen. Damit es an den Lichtbogenfußpunkten auf den Löschplatten nicht zu einer lokalen Überhitzung und damit zu einer Verschlechterung der Kühlung des Lichtbogens kommt, strebt man eine hohe Beweglichkeit der Lichtbogenfußpunkte auf den Löschplatten an. Zu diesem Zweck ist es bekannt, Löschplatten galvanisch zu versilbern oder zu verkupfern. Trotzdem kommt es immer wieder unter der Einwirkung des Lichtbogens zu lokalen Aufschmelzungen und zu einem Verspritzen des aufgeschmolzenen Materials der Löschplatte. Die Gefahr des Verspritzens ist deshalb gegeben, weil der Lichtbogen wie ein Blitz von Gasströmungen begleitet ist, die Schallgeschwindigkeit erreichen können und sich in einem Knall äußern. Die schnellen Gasströmungen können Tröpfchen des geschmolzenen Eisens mitreißen. Die Tröpfchen können einzelne Löschplatten kurzschließen, wodurch diese unwirksam werden. Sie können aber auch im Schaltgerät vagabundieren und sich z.B. auf den Kontaktoberflächen niederschlagen, wo sie ein Ansteigen des Kontaktwiderstandes bewirken.
Um dem Verspritzen aufgeschmolzenen Materials der Löschplatten entgegen zu wir- ken, lehrt die WO 2006/010572 A1 beschichtete Löschplatten einzusetzen, die aus einem ferromagnetischen Grundkörper bestehen, der eine 0,05 mm bis 0,3 mm dicke Schutzschicht trägt, die hochtemperaturbeständige Partikel enthält. Die Oberfläche der in der WO 2006/010572 A1 beschriebenen Schutzschichten besteht zu 30 % bis 70 % aus hochtemperaturbeständigem Material.
Sicherheitsbestimmungen verlangen in der Regel ein einwandfreies Schaltverhalten bei mindestens drei aufeinander folgenden Ausschaltungen unter Kurzschlussbedingungen. Dies lässt sich durch Löschplatten mit den aus der WO 2006/010572 A1 bekannten Schutzschichten zwar erreichen, jedoch werden die bekannten Schutz- schichten durch Lichtbogeneinwirkung in der Regel rasch zerstört, so dass die Löschplatten bald ausgetauscht werden müssen. Dickere Schutzschichten bewirken jedoch eine zunehmende Abschirmung des darunter liegenden ferromagnetischen Grundkörpers, so dass der Lichtbogen weniger stark in die Löschplatten hineingezogen und folglich schlechter gelöscht wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Nachteile bekannter Lichtbogen-Löschkammern zu verringern und eine Löschplatte zu schaffen, die bei gutem Löschverhalten eine größere Anzahl von Schaltzyklen unter Kurzschlussbedingungen überstehen kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Löschplatte mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine erfindungsgemäße Löschplatte besteht aus einem Einlagerungsverbundwerkstoff, bei welchem in eine ferromagnetische Phase eine hochtemperaturbeständige Phase eingelagert ist. Bei einer erfindungsgemäßen Löschplatte wird das den Lichtbogen anziehende Magnetfeld durch die ferromagnetische Phase des Verbundwerkstoffs verstärkt. Auf eine separate Schutzschicht, welche wie die aus der WO 2006/010572 A1 bekannte Schutzschicht hochtemperaturstabile Partikel enthält, kann verzichtet werden, da die Widerstandsfähigkeit des Einlagerungsverbundwerkstoffs, mit welchem die erfindungsgemäße Löschplatte gebildet ist, gegen Lichtbogeneinwirkung durch die hochtemperaturbeständige Phase erhöht ist.
Kommt es dennoch zu einem Abbrand von Material des Einlagerungsverbundwerkstoffs, führt dies vorteilhaft nicht zu einer schlagartigen Verschlechterung der Funktion der Löschplatte, wie dies beim Abbrennen einer hochtemperaturbeständige Partikel enthaltenden Schutzschicht gemäß WO 2006/010572 A1 auf einem ferromagne- tischen Grundkörper der Fall ist. Die Dicke des Einlagerungsverbundwerkstoffs führt nämlich dazu, dass selbst nach einem erheblichen Abbrand die Widerstandsfähigkeit der Löschplatte gegen Lichtbogeneinwirkung erhalten bleibt. Im Gegensatz zu bekannten Löschplatten kann die Widerstandsfähigkeit durch einen Abbrand sogar zunehmen, indem sich Partikel der hochtemperaturbeständigen Phase unter Lichtbo- geneinwirkung an der Oberfläche des Verbundwerkstoffs anreichern.
Vorzugsweise ist die hochtemperaturbeständige Phase in dem Einlagerungsverbundwerkstoff gleichmäßig verteilt. Unter einer gleichmäßigen Verteilung ist nicht eine homogene Verteilung zu verstehen, da die Größe der Partikel der hochtempera- turbeständigen Phase ebenso wie die Verteilung der Partikel der hochtemperaturbeständigen Phase in der ferromag netischen Phase statistischen Schwankungen unterliegen. Die gewünschte „gleichmäßige" Verteilung ist demnach eine Verteilung, in welcher die Gleichmäßigkeit statistischen Schwankungen unterliegt.
Eine erfindungsgemäße Löschplatte besteht vorzugsweise vollständig, also zu 100%, aus dem Einlagerungsverbundwerkstoff. Um die erfindungsgemäßen Vorteile zu nutzen ist dies jedoch nicht unbedingt erforderlich. Beispielsweise kann in eine erfindungsgemäße Löschplatte eine Armierung eingebettet sein und/oder die Löschplatte kann als Deckschicht eine dünne, elektrisch leitende Beschichtung tragen
Überraschenderweise lässt sich eine erfindungsgemäße Löschplatte nämlich sogar dadurch verbessern, dass sie auf dem Einlagerungsverbundwerkstoff eine dünne Beschichtung, insbesondere eine dia- oder paramagnetische Beschichtung, trägt. Insbesondere kann eine Beschichtung aus einem gut leitfähigen Material wie Kupfer, Silber oder einer Kupfer- bzw. Silberlegierung zumindest für einige Schaltzyklen zu einer wesentlich verbesserten Lichtbogenlöscheigenschaft führen, und zwar selbst dann noch, wenn die Beschichtung nur noch lückenhaft vorhanden ist. Bevorzugt ist die dünne Beschichtung höchstens 20 Mikrometer, beispielsweise 3-13 Mikrometer, dick. Eine derartige Metallschicht kann beispielsweise durch galvanische Abscheidung auf den Einlagerungsverbundwerkstoff aufgebracht werden. Weitere Möglichkeiten sind beispielsweise PVD, CVD oder thermisches Spritzen.
Alternativ sind auch dünne Beschichtungen aus Kunststoff möglich, die zwar schnell abbrennen, dabei jedoch zu einem besonders schnellen Löschen des Lichtbogens beitragen. Kunststoffbeschichtungen können beispielsweise als Lack, in einem Siebdruckverfahren oder mit einem Pulverbeschichtungsverfahren aufgetragen werden.
Bevorzugt ist jedoch stets, dass der Einlagerungsverbundwerkstoff den überwiegenden Teil des Volumens der Löschplatte ausfüllt. Besonders bevorzugt sind mindestens 70%, vorzugsweise mindestens 80%, des Volumens der Löschplatte von dem Einlagerungsverbundwerkstoff ausgefüllt.
Eine Weiterbildung der Erfindung ist eine aus zwei erfindungsgemäßen Löschplatten zusammengesetzte Löschplatte , in welcher die beiden Löschplatten durch eine metallische Zwischenschicht verbunden sind, welche keine hochtemperaturbeständige Phase enthält und deren Dicke klein ist gegen die Dicke der zusammengesetzten Löschplatte. Eine solche zusammengesetzte Löschplatte kann als Zwischenschicht ein Blech oder eine Metallfolie enthalten, auf deren Ober- und Unterseite beispielsweise der Verbundwerkstoff abgeschieden wurde. Eine solche Zwischenschicht macht - auch zusammen mit eventuell vorhandenen Deckschichten des Einlagerungsverbundwerkstoffs - wesentlich weniger als die Hälfte der Dicke des zusammengesetzten Löschblechs aus. Selbst wenn man als Zwischenschicht ein dünnes Blech verwendet, welches nicht ferromagnetisch ist, werden die magnetischen Eigenschaften des zusammengesetzten Löschblechs deshalb maßgeblich von der fer- romagnetischen Phase des Einlagerungsverbundwerkstoffs bestimmt, da dieser ein größeres Volumen als eine eventuell vorhandene Zwischenschicht ausfüllt. Die hochtemperaturbeständige Phase des Einlagerungverbundwerkstoffs kann eine hochschmelzende Phase, beispielsweise ein Metall sein. Möglich ist es auch, dass die hochtemperaturbeständige Phase bei Erreichen einer hohen kritischen Temperatur nicht schmilzt, sondern sublimiert oder sich zersetzt, wie es einige Keramiken tun.
Als hochtemperaturbeständige Phase kann der Einlagerungsverbundwerkstoff insbesondere Keramikkörner oder refraktäre Metalle enthalten, insbesondere Materialien, die Temperaturen von mindestens 19000C1 vorzugsweise mindestens 24000C, standhalten, also eine Phasenumwandlungstemperatur von mindestens 19000C, vor- zugsweise mehr als 24000C1 aufweisen. Sowohl Oxidkeramiken, beispielsweise MgO, ZrO2, AI2O3, ZrSiO4, MgAI2O4, als auch Carbide, Nitride, Suizide und Boride sind geeignet, beispielsweise SiC, TiC, ZrC, B4C3, WC, Mo2C, VC, BN, AIN, TiN, Si3N4, WSi2, MoSi2, Nb5Si3, Ta5Si3, TiB2, ZrB2. Als refraktäre Metalle sind beispielsweise W, Nb, Ta, Mo, V1 Cr geeignet. In dem Einlagerungsverbundwerkstoff können auch verschiedene keramische Körner oder hoch schmelzende Metalle enthalten sein. Soweit im Zusammenhang mit einem erfindungsgemäßen Einlagerungsverbundwerkstoff von einer hochtemperaturbeständigen Phase die Rede ist, sind darunter deshalb sämtliche in dem Einlagerungsverbundwerkstoff enthaltene hochtemperaturbeständige Materialien zu verstehen. Bei einem Einlagerungsverbundwerkstoff, der beispielsweise 5 Vol.-% MgO und 5 Vol.-% W enthält, hat die hochtemperaturbeständige Phase deshalb gemäß dem hier verwendeten Sprachgebrauch einen Anteil von 10 Vol.-%.
Die ferromagnetische Phase des Einlagerungsverbundwerkstoffs ist bevorzugt aus Eisen oder einer Eisenlegierung, kann jedoch beispielsweise auch aus Nickel und/oder Kobalt oder aus ferromagnetischen Legierungen bestehen. Prinzipiell kann der Einlagerungsverbundwerkstoff auch mehrere physikalisch oder chemisch unterschiedliche ferromagnetische Phasen enthalten. Soweit im Zusammenhang mit einem Einlagerungsverbundwerkstoff einer erfindungsgemäßen Löschplatte von einer ferromagnetischen Phase die Rede ist, sind darunter sämtliche in dem Werkstoff enthaltene ferromagnetische Phasen zu verstehen.
Bevorzugt ist die hochtemperaturbeständige Phase einer erfindungsgemäßen Löschplatte über die gesamte Dicke des Verbundwerkstoffs verteilt, besonders bevorzugt gleichmäßig verteilt Die Herstellung erfolgt beispielsweise durch Pulvermetallurgie, Schmelzmetallurgie, Stranggiessen, Tränken eines porösen Grundgerüsts oder durch Pulverschüttung aus hochtemperaturbeständigem Material mit ferromagneti- schem Matrixmaterial, thermisches Spritzen von Matrixmaterial und refraktärem Zu- schlagstoff auf ein metallisches Substrat oder galvanisches Abscheiden einer Matrix mit Einbinden einer hochtemperaturbeständigen Phase. Zwingend erforderlich ist eine solche Verteilung der hochtemperaturbeständigen Phase in dem Einlagerungsverbundwerkstoff jedoch nicht.
Eine erfindungsgemäße Löschplatte ist bevorzugt 0,4 mm bis 3 mm, insbesondere 0,8 mm bis 1 ,8 mm dick. Dementsprechend ist der erfindungsgemäß verwendete Einlagerungsverbundwerkstoff bevorzugt zwischen 0,4 mm bis 3 mm, insbesondere 0,8 mm bis 1 ,8 mm dick. Erfindungsgemäß ist somit bevorzugt, dass die Dicke des Einlagerungsverbundwerkstoffs im wesentlichen mit der Dicke der Löschplatte iden- tisch ist.
Bei einer erfindungsgemäßen Löschplatte kann der Einlagerungsverbundwerkstoff neben einer ferromagnetischen Phase und einer hochtemperaturbeständigen Phase zusätzlich weitere Phasen enthalten, beispielsweise eine elektrisch gut leitfähige Phase, insbesondere Kupfer oder eine Kupferlegierung. Durch eine zusätzliche Phase lässt sich die elektrische Leitfähigkeit des Verbundwerkstoffs deutlich erhöhen, so dass sich dieser beim Löschen eines Lichtbogens weniger stark erhitzt und folglich weniger belastet wird. Bevorzugt macht die ferromagnetische Phase mehr als die Hälfte des Volumens des Einlagerungverbundwerkstoffs, vorzugsweise mindestens 70 %, insbesondere mindestens 85 % aus. Durch einen hohen Anteil der ferromagnetischen Phase kann durch Wechselwirkung mit dem Lichtbogen vorteilhaft eine starke magnetische Kraft erzeugt werden, die bewirkt, dass der Lichtbogen sehr schnell in eine Löschplattenanordnung hineinwandert, aufgeteilt und gelöscht wird.
Bevorzugt füllt die hochtemperaturbeständige Phase des Einlagerungsverbundwerkstoffs mindestens 5 %, vorzugsweise mindestens 10 %, seines Volumens aus. Relativ kleine Anteile der hochtemperaturbeständigen Phase sind häufig ausreichend, da sich die hochtemperaturbeständige Phase bei einem Aufschmelzen der übrigen Pha- se(n) des Einlagerungsverbundwerkstoffs an dessen Oberfläche anreichern kann. Bevorzugt macht die hochtemperaturbeständige Phase deshalb weniger als 25 %, vorzugsweise weniger als 20 %, insbesondere weniger als 15 %, des Volumens des Einlagerungsverbundwerkstoffs aus.
Ausführungsbeispiele:
1. Zum Herstellen des Einlagerungsverbundwerkstoffs werden 96 Gew.-% Eisen und 4 Gew.-% MgO gemischt. Das Pulvergemisch wird zu Grünplatten ver- presst. Die Grünplatten werden gesintert und auf die gewünschte Dicke von 0,8 mm bis 1 ,2 mm gewalzt. Das Walzen kann in mehreren Walzschritten ausgeführt werden, zwischen denen die Sinterplatten jeweils ausgelagert werden. Nach dem letzten Walzschritt werden die Sinterplatten bevorzugt nochmals ausgelagert. Die auf diese Weise hergestellten Platten aus dem Einlagerungsverbundwerkstoff werden anschließend galvanisch mit einer 5 bis 10 Mikrometer dünnen elektrisch leitfähigen Schicht, beispielsweise einer Kupferschicht, überzogen.
2. Eine ferromagnetische Eisen-Nickel-Legierung wird thermisch zusammen mit einem hochtemperaturbeständigen Zusatzstoff, beispielsweise Wolfram, auf ein Substrat gespritzt, bis eine gewünschte Dicke von 0,5 mm bis 2 mm erreicht ist. Das Substrat kann beispielsweise aus einem leicht entfernbaren Material wie Pappe oder Textilgewebe bestehen. Nach dem Entfernen des Substrats wird der so geschaffene Verbundwerkstoff galvanisch mit 5-10 Mikrometer Silber oder einer Silberlegierung beschichtet. Als Substrat kann aber auch ein dünnes Blech, beispielsweise aus Aluminium oder Eisen, verwendet werden, auf dessen Ober- und Unterseite der Einlagerungsverbundwerkstoff durch Aufspritzen erzeugt wird. Der Einlagerungsverbundwerkstoff wird auf die Ober- und die Unterseite des Substrats aufgebracht, bis die beiden so gebildeten Schichten des Einlagerungsverbundwerkstoffs wesentlich dicker als das Substrat sind, beispielsweise mindestens dreimal so dick.
3. Mischen von 97 Gew.-% Eisenpulver und 3 Gew.-% ZrSiO4 und anschließendes heißisostatisches Pressen des Pulvergemisches. Der auf diese Weise geschaffene Einlagerungsverbundwerkstoff kann direkt zu der gewünschten Plattenstärke gepresst und anschließend mit einem leitfähigen Kunststofflack beschichtet werden.
4. Eine Eisen-Kobalt-Legierung wird galvanisch mit Einbinden eines hochtempe- raturbeständigen Zusatzstoffs, beispielsweise AI2O3 auf ein leitfähiges Substrat abgeschieden. Dieses leitfähige Substrat kann nach erfolgter Abscheidung entfernt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Löschplatte aus einem Einlagerungsverbundwerkstoff, der eine ferromagnetische Phase enthält, in die eine hochtemperaturbeständige Phase eingelagert ist.
2. Löschplatte nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die hochtemperaturbeständige Phase in dem Einlagerungsverbundwerkstoff gleichmäßig verteilt ist.
3. Löschplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der überwiegende Teil ihres Volumens von dem Einlagerungsverbundwerkstoff ausgefüllt ist.
4. Löschplatte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit dem über- wiegenden Teil ihrer Dicke aus dem Einlagerungsverbundwerkstoff besteht.
5. Löschplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 70% ihres Volumens oder ihrer Dicke, vorzugsweise mindestens 80% ihres Volumens oder ihrer Dicke, von dem Einlagerungsverbundwerkstoff ausgefüllt sind.
6. Löschplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie vollständig aus dem Einlagerungsverbundwerkstoff besteht.
7. Löschplatte nach einem der Ansprüche 3 bis 6, gekennzeichnet durch eine Deckschicht, deren Dicke klein ist gegen die Dicke der Löschplatte.
8. Löschplatte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht höchstens 50 μm dick ist.
9. Löschplatte nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht aus einem Material besteht, dessen elektrische Leitfähigkeit größer als die elektrische Leitfähigkeit des Einlagerungsverbundwerkstoffs ist.
10. Löschplatte nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlagerungsverbundwerkstoff und das Material der Deckschicht so gewählt sind, dass das Material der Deckschicht im geschmolzenen Zustand den Einlagerungsverbundwerkstoff benetzt.
11. Löschplatte nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Decksicht aus Kunststoff besteht.
12. Löschplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hochtemperaturbeständige Phase einen Schmelzpunkt oder Zersetzungspunkt oder Sublimationspunkt von mindestens 19000C hat.
13. Löschplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie 0,4 mm bis 3 mm, insbesondere 0,8 mm bis 1 ,8 mm, dick ist.
14. Löschplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hochtemperaturbeständige Phase mindestens 2%, vorzugsweise mindestens 4%, des Volumens des Einlagerungsverbundwerkstoffs ausfüllt.
15. Löschplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hochtemperaturbeständige Phase weniger als 50%, vorzugsweise weniger als 20%, insbesondere weniger als 15%, des Volumens des Einlagerungsverbundwerkstoffs ausmacht.
16. Löschplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ferromagnetische Phase mehr als die Hälfte des Volumens des Einlagerungserbundwerkstoffs, vorzugsweise mindestens 70%, insbesondere mindestens 85% seines Volumens ausmacht.
17. Löschplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Einlagerungsverbundwerkstoff eine Armierung eingebettet ist.
18. Löschplatte nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung elektrisch leitfähig ist.
19. Löschplatte nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung aus Fasern besteht.
20. Löschplatte nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung aus einem Netz oder Gitter besteht.
21. Zusammengesetzte Löschplatte, in welcher zwei Löschplatten nach einem der vorstehenden Ansprüche durch eine metallische Zwischenschicht verbunden sind, deren Dicke klein ist gegen die Dicke der zusammengesetzten Löschplatte, wobei die Zwischenschicht keine hochtemperaturbeständige Phase enthält.
22. Zusammengesetzte Löschplatte nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht nicht mehr als 15% der Dicke der zusammengesetzten Löschplatte ausmacht.
23. Verwendung einer Löschplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche in einer Löschkammer zum Löschen eines Lichtbogens.
24. Löschkammer mit einem Paket aus mehreren elektrisch von einander isolierten Löschplatten nach einem der Ansprüche 1 bis 23.
EP09777016A 2008-07-31 2009-07-08 Löschplatte für eine lichtbogen-löschkammer Withdrawn EP2313902A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008035974A DE102008035974B4 (de) 2008-07-31 2008-07-31 Löschplatte für eine Lichtbogen-Löschkammer
PCT/EP2009/004916 WO2010012355A1 (de) 2008-07-31 2009-07-08 Löschplatte für eine lichtbogen-löschkammer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2313902A1 true EP2313902A1 (de) 2011-04-27

Family

ID=41050867

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP09777016A Withdrawn EP2313902A1 (de) 2008-07-31 2009-07-08 Löschplatte für eine lichtbogen-löschkammer

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20110180515A1 (de)
EP (1) EP2313902A1 (de)
JP (1) JP2011529615A (de)
DE (1) DE102008035974B4 (de)
RU (1) RU2011105093A (de)
WO (1) WO2010012355A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016213073A1 (de) 2016-07-18 2018-01-18 Ellenberger & Poensgen Gmbh Schaltsystem
JP6879173B2 (ja) * 2017-11-10 2021-06-02 三菱電機株式会社 開閉装置
CN110600348A (zh) * 2019-10-14 2019-12-20 中汇瑞德电子（芜湖）有限公司 灭弧室

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE439208A (de) * 1934-10-20
GB803189A (en) * 1955-11-04 1958-10-22 Reyrolle A & Co Ltd Improvements relating to arc chutes
DE1127984B (de) * 1958-02-06 1962-04-19 Licentia Gmbh Lichtbogenloeschkammer ganz oder teilweise aus Magnetkeramik
US3254189A (en) * 1961-05-15 1966-05-31 Westinghouse Electric Corp Electrical contact members having a plurality of refractory metal fibers embedded therein
US4127700A (en) * 1973-10-12 1978-11-28 G. Rau Metallic material with additives embedded therein and method for producing the same
DE2362089A1 (de) * 1973-12-14 1975-06-26 Degussa Loeschbleche fuer elektrische schalter
CH594976A5 (de) * 1976-05-07 1978-01-31 Bbc Brown Boveri & Cie
DE2756715C2 (de) * 1977-12-20 1982-10-14 Stettner & Co, 8560 Lauf Material für Bauteile von elektrischen Geräten, insbesondere Schaltgeräten
DE2832900A1 (de) * 1978-07-27 1980-02-07 Stettner & Co Mehrschichtiges bauteil fuer lichtbogenloeschkammer
US5259436A (en) * 1991-04-08 1993-11-09 Aluminum Company Of America Fabrication of metal matrix composites by vacuum die casting
US5616421A (en) * 1991-04-08 1997-04-01 Aluminum Company Of America Metal matrix composites containing electrical insulators
US5761025A (en) * 1995-02-13 1998-06-02 Iversen; Arthur H. Low cost power switchgear
US20020134758A1 (en) * 2001-02-06 2002-09-26 General Electric Company Arc splitter plate
DE102004036113B4 (de) 2004-07-24 2006-10-05 Ami Doduco Gmbh Löschblech für eine Lichtbogen-Löschkammer

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2010012355A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102008035974A1 (de) 2010-02-11
US20110180515A1 (en) 2011-07-28
RU2011105093A (ru) 2012-09-10
JP2011529615A (ja) 2011-12-08
WO2010012355A1 (de) 2010-02-04
DE102008035974B4 (de) 2010-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101343700A (zh) 一种Ag/Ti3SiC2电接触材料及其制备工艺
DE102005000727B4 (de) Elektrisches Kontaktelement und Verfahren zu dessen Herstellung sowie Vakuum-Unterbrecher, Vakuum-Leistungsschutzschalter und Lastschalter unter Verwendung desselben
DE19837945A1 (de) Schaltanordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE102017129388A1 (de) Kontaktanordnung für elektrische Vorrichtungen und Verfahren zur Herstellung
DE102008035974B4 (de) Löschplatte für eine Lichtbogen-Löschkammer
EP1794350A1 (de) Verfahren zur herstellung einer abbrandfesten beschichtung, sowie entsprechende schirmung für vakuumschaltkammern
DE2045173A1 (de) Elektrisches Kontaktmatenal
EP4078636B1 (de) Vorrichtung zur unterbrechung eines elektrischen kreises
DE102005043484B4 (de) Vakuumschaltkammer
DE102004036113B4 (de) Löschblech für eine Lichtbogen-Löschkammer
DE1802932A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Schaltkontaktes
DE102014225810B4 (de) Kontakteinheit für eine elektromechanische Schalteinrichtung sowie eine solche Schalteinrichtung
DE3027732A1 (de) Kontakt fuer einen vakuumleistungsschalter
DE69417606T2 (de) Kontaktmaterial für einen Vakuumschalter
DE2920014A1 (de) Kontakt fuer einen vakuumunterbrecher
DE2202924C3 (de) Vakuumschalter
DE4221101C2 (de) Verwendung einer feuerfesten keramischen Masse zur Auskleidung von Böden an Elektro-Lichtbogenöfen
DE102011120989B3 (de) Spritzwerkstoff für thermische Spritzbeschichtungen,dessen Verwendung und mit dem Spritzwerkstoffthermisch beschichteter Grauguss-Grundkörper
EP2115756A1 (de) Strombegrenzende lichtbogenlöscheinrichtung
AT406239B (de) Wassergekühlte kokille für das stranggiessen oder elektroschlacke-umschmelzen
DE1944143A1 (de) Lichtbogenkammer mit Lichtbogenhoernern,die mit einem thermisch aufgespritzten feuerfesten Metall ueberzogen sind
DE19707699C1 (de) Plasmabrenner für Plasmaspritzanlagen
WO2007144332A1 (de) Elektricher schaltkontakt für einen vakuumleistungsschalter mit nickel-kohlenstofffnanoröhrenschicht
DE102011082593A1 (de) Schaltkontakt, Schalter und Relais und deren Herstellung
DE1764233C2 (de) Elektrischer Schwachstromkontakt

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20110204

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA RS

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: HONIG, THOMAS

Inventor name: MALDENER, THORSTEN

Inventor name: BEHRENS, VOLKER

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20150203