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Elektrischer Schalter mit Funkelllösclmng.
Die Unterbrechung elektrischer Stromkreise gibt in der Regel zur Bildung eines Lichtbogens Anlass, wobei meistens die Berührung des Lichtbogens mit geerdeten Teilen oder auch mit leitenden Teilen, die nicht dazu bestimmt sind, am Abschaltvorgang teilzunehmen, schädliche Wirkung haben kann. Hieraus ergibt sich die Notwendigkeit, den für den Lichtbogen verfügbaren Raum durch Isolierwände von der Umgebung abzuteilen, wobei bei Luftschaltern diese Isolierwände um die Kontakte herum sogenannte Funkenkästen bilden. Es ist bekannt, dass nicht nur die Abmessungen und die Form der Kontakte, sondern auch die Anordnung und die Grösse der Funkenkästen einen gewissen Einfluss auf den Wert der maximalen Leistung, welche ein Schalter unterbrechen kann, sowie auf den Verschleiss der Kontakte, auf die Länge des Lichtbogens usw. ausüben.
Ein Schalter darf im allgemeinen nicht nur für die Abschaltung einer gewissen Leistung bei einer bestimmten Spannung, Frequenz (bei Wechselstrom) usw. bemessen sein, sondern er soll auch dauernd eine gewisse Stromstärke ertragen.
Die beiden Werte der Abschaltleistung und des Dauerstromes sind vollständig unab- hängig voneinander ; es treten in gewissen Fällen grosse Stromstärken bei mässigen Abschaltleistungen und umgekehrt auf. Abgesehen von der Isolation gegen Erde und von anderen Einzelheiten, kann man sagen, dass der Wert des Nennstromes allein die Abmessungen der Kontakte bestimmt. Dieselben werden um so stärker und schwerer ausfallen, je höher die Stromstärke ist, unabhängig vom Wert der Spannung und somit der durchgehenden Leistung.
Der Wert der maximal vorkommenden Abschaltleistung und der zugehörigen Spannung hat dagegen besonders auf die Abmessung und auf die Form der Teile, welche an der Entwicklung und an der Löschung des Lichtbogens teilnehmen, einen Einfluss, d. h. auf die Fotm der Kontaktfinger, der Abreisskontakte und auf die Eigenschaften der magnetischen Felder und der Funkenkästen. Die Grösse der Kontakte fällt dabei weniger ins Gewicht.
Bei Luftschaltern pflegt man im allgemeinen die Breite des für den Abschaltlichtbogell verwendeten Raumes von derjenigen des Schalterkontaktes abhängig zu machen, so dass sich eine einfache Konstruktion ergibt, besonders wenn magnetische Löschfelder vorgesehen werden.
Es ergibt sich dabei, dass bei grossen Stromstärken die gegenseitige Entfernung der Wände des Funkenkastens sehr gross wird und dass man infolge der Verbreiterung des Funkenkastells die Möglichkeit einer zweckmässigen und sicheren Führung des Lichtbogens verliert, da man bei Schaltern mit magnetischer Blasung gezwungen ist, die Polplatten weit voneinander anzuordnen, was wieder zur Konstruktion von sehr grossen Blasspulen führt. Es ist bekannt, die stromführenden Hauptkontakte mit besonderen Funkenabreisskontakten zu versehen, wobei nur letztere in den der Breite der Hauptkontakte angepassten Funkenkasten hineinragen.
Es ist ferner bekannt, die Funkenabreisskontakte schmäler als die Hauptkontakte zu bemessen, so dass die Entfernung der Wände der Funkenkammer geringer als die Breite der Hauptkontakte ist. Auch sind Einrichtungen ohne besondere Funkenabreisskontakte bekannt, bei denen der Lichtbogen zunächst in einem Raume mit von der Kontaktbreite abhängigen Ab-
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messungen entwickelt und daraufhin in einen oder mehrere Räume geringer Abmessung ge- führt wird, in denen der Lichtbogen zum Löschen gebracht wird.
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takten, bei der ebenfalls die Breite der Kontakte und die Breite des für die Ausbildung und Löschung des Lichtbogens benutzten Raumes unabhängig voneinander sind, so dass einerseits die Kontakte der tatsächlich vorkommenden Dauerstromstärke entsprechend bemessen werden können und anderseits der Lichtbogen sich in einem der Abschaltleistung angepassten Raum entwickeln kann.
Erfindungsgemäss werden zu dem Zweck die Funkenabreisskontakte blattartig ausgebildet, so dass sie mit ihren Schmalseiten die Gegenkontakt berühren. Auf diese Weise wird die Funktion des Stromdurchganges von der Funktion der Lichtbogenabschaltung getrennt, und man erhält eine wirkungsvollere Blasung und Kühlung des Lichtbogens, sowie eine raschere und sichere Löschung desselben und eine geringere Abnutzung der Kontakte.
In den Fig. 1-14 sind schematisch verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung in Ansicht oder Schnitt dargestellt.
In allen Abbildungen bedeuten a und b die stromführenden Hauptkontakte und c die Blasspule mit dem Eisenkern e und den Polplatten f. Die seitlichen Isolierwände des Funkenkastens sind mit d bezeichnet. 9 und h sind die Funkenabreisskontakte, die gemäss Fig. 3-5 und 8 als besondere Teile mit den Hauptkontakten unmittelbar verbunden, gemäss den übrigen Abbildungen aber mit den Hauptkontakten aus einem Stück hergestellt sind. Von den Hauptkontakten können entweder beide gegenläufig beweglich oder aber, wie dargestellt, einer beweglich und der andere fest sein. Die Breite der Funkenabreisskontakte ist schmäler als die der Hauptkontakte und die Funkenkastenwände sind ohne Rücksicht auf die Hauptkontakte entsprechend der Breite der Abreisskontakte so eng wie möglich aneinander herangeführt.
Erfindungsgemäss sind die Abreisskontakte in der Schaltrichtung blattartig ausgebildet, so dass sie mit ihren Schmalseiten die Gegenkontakt berühren. Während also der Stromdurchgang bei geschlossenem Schalter auf der ganzen Fläche der Kontakte a, b erfolgt, setzt sich der Öffnunglichtbogen an den Funkenabreisskontakten an, d. h. also in dem verengten Raum zwischen den Funkenkastenwänden, in welchen die Verhältnisse für die Blasung und Löschung die vorteilhaftesten sind. Die Lichtbogenbildung findet also nur im Innern des Funkenkastens statt, so dass eine Beschädigung der Hauptkontakte durch den Lichtbogen vermieden ist.
Bei dem Beispiel nach Fig. 1 und 2 ist der eine der Funkenlöschkontakte 9 fest, der andere 7t aber in der Schaltrichtung federnd gelagert, während nach Fig. 3 die Kontakte in bekannter Weise hornartig ausgebildet sind und ihr Querschnitt in der Schaltrichtung die grösste Ausdehnung besitzt. Wenn die Stromstärke nicht sehr gross ist und die Ausschaltungen nicht allzu rasch hintereinander erfolgen, können Abreisskontakte aus Blech verwendet werden (siehe Fig. 6). Bei grösseren Stromstärken oder bei strengeren Betrieben erhalten die Abreisskontakte vorteilhaft eine gewisse Dicke. Der rechteckige Querschnitt, der mit dem Hauptkontakt aus einem Stück bestehenden Abreisskontakte (Fig. 7) gestattet, auch auf der äussersten Kante ziemlich hohe Stromstärken zu ertragen.
Ein nach oben verjüngter dachförmiger Querschnitt (Fig. 4 und 8) kann in gewissen Fällen die Löschung des Lichtbogens erleichtern, indem
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In der Formgebung der Abreisskontakte in ihrer Längsrichtung, d. h. in der Schaltrichtung, sind verschiedene Ausführungsformen möglich, wovon einige schematisch in den Fig. 5,9, 10 und 11 angegeben sind. Selbstverständlich brauchen die Kontakte nicht senkrecht aufeinander zu stehen ; es können auch zwei verschiedenartig geformte Kontaktpole verwendet werden (vgl. Fig. 10). In gleicher Weise kann der Aufbau des Funkenkastens aus den Isolierwänden in Verbindung mit den Polplatten des Blasmagneten verschiedenartig erfolgen (vgl. Fig. 6,7, 8). Letzterer kann ein Dauermagnet, oder ein irgendwie von Strom erregter Magnet sein.
Die Funkenlöscheinrichtung gemäss der Erfindung kann ohne weiteres für mehrpolige Schalter durch Aneinanderreihen der Funkenkästen verwendbar gemacht werden. Ferner kann für Schalter grösserer Stromstärke jeder Pol mit mindestens zwei Funkenabreisskontakten versehen werden, die jeder für sich in einem getrennten Funkenraum angeordnet sind. In Fig. 12 bildet jeder Funkenraum eine Einheit für sich, welche im Falle der magnetischen Blasung mit einem eigenen magnetischen Feld versehen ist. Die Funkenräume können aber zu einem gemeinsamen Kasten vereinigt werden, indem die nahe beieinander liegenden Isolierwände in eine einzige Wand vereinigt und mit einer gemeinsamen Blasung versehen werden (vgl. Fig. 13 und-14,).