ITMI960876A1

ITMI960876A1 - Dispositivo di estinzione dell'arco in apparecchi elettrici

Info

Publication number: ITMI960876A1
Application number: IT96MI000876A
Authority: IT
Inventors: Dietrich Amft; Erhard Runtsch; Karsten Rechenberg; Heinz Popa
Original assignee: Abb Patent Gmbh
Priority date: 1995-05-17
Filing date: 1996-05-03
Publication date: 1997-11-03
Also published as: IT1282547B1; DE19518051A1; FR2734397A1; ITMI960876A0

Description

Descrizione dell'invenzione industriale avente per titolo: "Dispositivo di estinzione dell'arco in apparecchi elettrici"

Riassunto del trovato

L'invenzione si riferisce ad un dispositivo di estinzione dell'arco, che è adatto in particolare per apparecchi di commutazione con una piccola larghezza di modulo. Si propone di impiegare, al posto di abituali camere di estinzione di lamiera, una camera di materiale isolante. Una siffatta camera di estinzione di materiale isolante (11) contiene listelli (14) di materiale isolante, i quali formano fessure (16) nelle quali l'arco viene pressato e, pertanto, prolungato. L'azione di estinzione viene favorita da un campo di soffiaggio magnetico, il quale viene prodotto con l'ausilio di un dispositivo di soffiaggio (15). (Figura 1)

Descrizione del trovato

L'invenzione si riferisce ad un dispositivo di estinzione dell'arco secondo la definizione introduttiva della rivendicazione 1. Un siffatto dispositivo di estinzione è noto dal brevetto europeo EP-B1-0251160. Un dispositivo di estinzione analogo è descritto nel brevetto europeo EP-Bl-0263 293. Siffatti dispositivi di estinzione vengono impiegati in particolare in interruttori automatici allo scopo di effettuare, oppure di accelerare, l'estinzione di un arco voltaico di commutazione che viene a formarsi alla disinserzione di correnti forti.

Il noto dispositivo di estinzione dell'arco lavora con una camera di estinzione di lamiera, la quale contiene lamierini di estinzione dell'arco formanti punti di piede. Con le camere di estinzione di lamiera, ovvero lamierini, viene invero conseguita una forte azione di delimitazione della corrente, esse richiedono però una grandezza minima che contrasta un'auspicata riduzione delle dimensioni degli apparecchi di commutazione. Un ulteriore svantaggio della camera di estinzione di lamiera consiste nell'elevato numero di parti e nel dispendio tecnologico da ciò risultante.

Alla base dell'invenzione pertanto è posto il compito di indicare un dispositivo di estinzione, il quale consente dimensioni più piccole degli apparecchi di commutazione ed è producibile in modo favorevole relativamente ai costi. In un dispositivo di estinzione dell'arco secondo il preambolo della rivendicazione 1, questo compito viene risolto mediante le peculiarità caratterizzanti di questa rivendicazione. Ulteriori conformazioni sono indicate in ulteriori rivendicazioni.

La camera di materiale isolante proposta secondo l'invenzione può essere prodotta con dimensioni molto piccole, laddove come materiale isolante è impiegabile un abituale materiale della custodia o involucro di un interruttore automatico. Il dispendio di fabbricazione per un interruttore automatico con dispositivo di estinzione può essere in tal modo considerevolmente diminuito. Il campo di soffiaggio utilizzato per favorire il desiderato rapido allargamento dell'arco voltaico può essere ottenuto in modo diverso, in particolare è possibile anche una funzione multipla di una bobina di soffiaggio. Un progresso visibile in modo particolarmente evidente consiste nella possibilità di realizzare, mediante l'impiego del dispositivo di estinzione secondo l'invenzione, una larghezza di modulo o modulare diminuita del 50% rispetto agli interruttori automatici sinora noti. Un interruttore automatico di 16 A è eseguibile ad esempio con una larghezza complessiva di solo 7 mm.

Una descrizione esauriente dell'invenzione ha ora luogo nel seguito in base ad un esempio di esecuzione illustrato nel disegno. Si comprende che in relazione a ciò le dimensioni, i materiali ed altri dettagli menzionati sono indicati solamente a titolo di esempio.

La figura 1 mostra in una rappresentazione di principio parti, sostanziali per l'invenzione, di un interruttore automatico 1 in un alloggiamento, ovvero custodia, 2. L'interruttore automatico 1 presenta un punto di contatto 3, sul quale può venirsi a formare un arco voltaico in una camera di commutazione oppure in uno spazio di precamera 4. Il punto di contatto 3 viene formato mediante un contatto mobile 5 ed un contatto fisso 7, laddove il contatto mobile 5 può essere mosso per mezzo di una leva di commutazione oppure per mezzo di un dispositivo di sgancio (non illustrato). Il contatto fisso 7 è collegato con una sbarra superiore 8 di conduzione dell'arco. L'arco voltaico viene condotto dalla sbarra superiore 8 di guida dell'arco e da una sbarra inferiore 9 di guida dell'arco dalla precamera 4 in una camera di estinzione oppure in una zona 11 della camera di estinzione attraverso una zona di allargamento 10. Alla camera di estinzione 11 fa seguito una zona di deflusso 13. Nella zona 11 della camera di estinzione sono disposti listelli 14 di materiale isolante che si estendono parallelamente rispetto alle sbarre conduttrici 8, 9. I listelli di materiale isolante 14 distanziati formano fessure 16, nelle quali viene pressato l'arco e pertanto lo stesso viene prolungato. Con linee tratteggiate è indicata una bobina di soffiaggio 15 per la formazione di un campo di soffiaggio. Una siffatta bobina di soffiaggio 15 può essere disposta su un lato dell'intera zona 4, 10, 11 della camera. Può essere disposta una bobina di soffiaggio su ciascun lato. Con l'ausilio di un dispositivo di chiusura a tenuta della camera di commutazione, per esempio di un cursore di teflon 12, viene ottenuta una chiusura a tenuta della precamera 4 verso l'alto.

Delle prove vennero effettuate con una disposizione di prototipo per un interruttore automatico di 16 A, nel quale il campo di soffiaggio magnetico viene prodotto con una bobina di soffiaggio disposta lateralmente, con eccitazione propria e con otto spire. La bobina di soffiaggio eseguita come bobina in aria è adattata alla forma della zona di allargamento 10. La sezione trasversale del filo di rame della bobina ammonta a (2,0 x l,0)mm , l'altezza della bobina a 2 mm. Il campo di soffiaggio può essere prodotto anche da una bobina dell'organo di sgancio. Le sbarre di scorrimento o guida 8, 9 sono prodotte di rame con una sezione trasversale di (3,0 x 2,5)rom . Lo spessore delle pareti laterali di materiale isolante ammonta a 1 mm. Le pareti laterali eroganti gas sono costituite, nella zona di allargamento 10, di Cevausit dello spessore di 0,5 mm e di Vestamid L1950 dello spessore di 0,5 mm, nella zona di deflusso 13 di Cevausit dello spessore di 1 mm. La larghezza di fessura nella zona di allargamento 10 e nella zona di deflusso 13 è nell'ordine di 3 mm. La larghezza delle fessure 16 tra i listelli isolanti 14 si trova al massimo a 3,5 min.

La rispettiva conformazione della disposizione complessiva può essere dipendente da differenti requisiti, in particolare dalla corrente nominale dell'apparecchio di commutazione. La larghezza di fessura nell'intera zona percorsa dall'arco voltaico dovrebbe trovarsi però nell'intervallo da 2,5 fino a 4 mm, preferibilmente dovrebbe ammontare a circa 3 mm. È allora sufficiente una induzione magnetica esterna di circa 0,2 fino a 0,4 T.

La conformazione illustrata del dispositivo di estinzione dell'arco determina, in unione con il campo di soffiaggio di sostegno, che l'arco voltaico viene rapidamente allargato, forzato o pressato nelle fessure tra i listelli ed in relazione a ciò fortemente prolungato e costretto allo spegnimento; inoltre in corrispondenza delle pareti delle camere 4, 10, 11 ha luogo un forte prelievo di calore. Il principio di estinzione descritto di un dispositivo di estinzione dell'arco rinforzato o coadiuvato da campo magnetico, con fessura stretta erogante gas, mostrò nel corso di prove una buona azione di estinzione. Vennero ottenute tensioni di estinzione dell'arco di 300 fino a 400 V in seguito al prolungamento dell'arco.

Aumentando l'induzione magnetica e ottimizzando gli altri parametri, in particolare le larghezze di fessura della camera di materiale isolante, si possono conseguire tensioni dell'arco ancora più elevate, e quindi una delimitazione di corrente ancora più forte.

Legenda

1 Interruttore automatico

2 Custodia

3 Punto di contatto

4 Spazio di precamera o camera di commutazione

5 Contatto mobile

7 Contatto fisso

8 Sbarra superiore di guida dell'arco

9 Sbarra inferiore di guida dell'arco

10 Zona di allargamento

11 Zona della camera di estinzione

12 Dispositivo di chiusura a tenuta della camera di commutazione, per esempio cursore di teflon

13 Zona di deflusso

14 Listello di materiale isolante

15 Bobina di soffiaggio

16 Fessura

Claims

Rivendicazioni 1. Dispositivo di estinzione dell'arco per un interruttore elettrico, in particolare per un interruttore automatico, laddove: a) 1'interruttore (1) presenta un punto di contatto (3), il quale si trova in uno spazio di commutazione o spazio di precamera (4), b) il punto di contatto (3) presenta un contatto fisso (7) ed un contatto mobile (5), e c) sono previste sbarre metalliche (8, 9) di guida dell'arco, le quali conducono un arco voltaico dal punto di contatto (3), attraverso una zona di allargamento (10) dello spazio di precamera (4), in una camera di spegnimento (11), laddove la camera di estinzione (11) viene delimitata dalle sbarre di guida (8, 9) dell'arco in due superfici di delimitazione estendentesi all'incirca parallelamente tra loro, caratterizzato dal fatto che: d) le restanti superfici di delimitazione della camera di estinzione (11) e listelli (14), estendentisi all'interno della camera (11) parallelamente rispetto alle sbarre di guida (8, 9) dell'arco, sono prodotti di materiale elettricamente isolante, e e) è previsto un dispositivo di soffiaggio (15), il quale produce un campo di soffiaggio magnetico, il quale preme l'arco nelle fessure (16) tra i listelli (14) ed in tal modo lo prolunga.
2. Dispositivo di estinzione dell'arco secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che alla camera di estinzione (11) segue una zona di deflusso (13), la quale è prodotta di materiale elettricamente isolante.
3. Dispositivo di estinzione dell'arco secondo la rivendicazione 1 oppure 2, caratterizzato dal fatto che il dispositivo di soffiaggio viene formato da una bobina di soffiaggio (15), la quale è disposta lateralmente vicino alla zona di allargamento (10) e alla camera di estinzione (11), oppure da due bobine di soffiaggio, delle quali rispettivamente una è disposta sui due lati della zona di deflusso (10).
4. Dispositivo di estinzione dell'arco secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che la bobina di soffiaggio (15) è eseguita come bobina in aria — nel caso di un interruttore di 16 A, con all'incirca otto spire — ed è adattata alla forma della zona di allargamento (10) e della camera di estinzione (11).
5. Dispositivo di estinzione dell'arco secondo la rivendicazione 3 oppure 4, caratterizzato dal fatto che la bobina di soffiaggio (15) è percorsa dalla corrente dell'interruttore ed è utilizzata nello stesso tempo come dispositivo di sgancio.
6. Dispositivo di estinzione dell'arco secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il materiale elettricamente isolante, con il quale sono eseguite la camera di estinzione (11) con i suoi listelli (14) e la zona di deflusso (13), coincide con il materiale della custodia dell'interruttore (1).
7. Dispositivo di estinzione dell'arco secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il materiale elettricamente isolante per la camera di estinzione (11) e la zona di deflusso (13) è Cevausit.
8. Dispositivo di estinzione dell'arco secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la larghezza di fessura nella zona di allargamento (10), tra i listelli (14) della camera (11) e nella zona di deflusso (13) si trova nell'intervallo da 2,5 fino a 4 mm, e nel caso di un interruttore di 16 A si trova preferibilmente nell'ordine di circa 3 mm.