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Leistungsschalter mit Löschung des Lichtbogens in Lichtbogenkammern
Der Aufbau von Leistungsschaltern, bei denen die Löschung des Lichtbogens in spaltförmigen Kammern erfolgt, in welche der Lichtbogen mittels magnetischer Blasung hineingetrieben wird, ähnelt im Prinzip demjenigen von flüssigkeitsarmen Leistungsschaltern. Die Lichtbogenkammern und die Schaltstücke werden von je einem Stützer getragen, die ihrerseits an dem metallischen Schaltgerüst befestigt sind. In oder an dem Schaltergerüst sind in der Regel die Antriebsteile, wie Schaltschloss, Federkraftspeicher und deren Antriebskinematik, angebracht. Diese Bauart ist ziemlich aufwendig und sie ist wenig für eine zeit-und arbeitssparende Fertigung geeignet.
Dazu kommt der nicht unbeträchtliche Raumbedarf, der insbesondere durch die Verwendung der Stützer bedingt ist. Das Bestreben geht aber immer mehr dahin, die Abmessungen von Leistungsschaltern möglichst klein zu halten, da in vielen Fällen am Aufstellungsort die Raumverhältnisse beschränkt sind .Es ist ferner zu berücksichtigen, dass die Baugrösse von Leistungsschaltern eine erhebliche Rolle hinsichtlich der Kosten einer zu errichtenden Schaltanlage spielt.
Die Erfindung bricht mit der bisherigen Bauweise und zeigt einen Weg zur Vermeidung der geschilderten Nachteile. Dies geschieht erfindungsgemäss durch einen aus Kunststoff, z. B. Niederdruckharzen mit Glasgewebeeinlage oder Hart-Polyvinylchlorid bestehenden ein-oder zweiteiligen Bauteil, der so gestaltet ist, dass er die spannungsführenden Schalterteile und die Lichtbogenkammern aufzunehmen und sie gegen die geerdeten Schalterteile (Schaltergerüst) ohne Zuhilfenahme von Stützern zu isolieren vermag.
Der Erfindungsgedanke lässt sich auf verschiedene Weise verwirklichen. Der Bauteil kann eine schalen-bzw. wannenförmige, die Schalterteile vollständig umfassende Gestaltung erhalten, wobei zweckmässig die freie Trennstrecke des beweglichen Schaltstücks, um diese sichtbar zu machen, von der Umfassung ausgeschlossen wird. Es ist des weiteren eine zweiteilige Ausführung des Bauteils möglich, derart, dass ein die Lichtbogenkammern aufnehmender Teil in den andern Teil einsetzbar ist. Der die Lichtbogenkammern bergende Teil kann mittels Zapfen in den andern Teil eingehängt werden oder beide Teile können durch Nut und Feder oder ähnliche Mittel miteinander verbunden werden.
Die Erfindung sei an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele des näheren er- läutert. In Fig. l ist im Längsschnitt eine einteilige und in den Fig. 2 und 3 im Aufriss bzw. im Querschnitt eine zweiteilige Ausführung des Bauteils dargestellt. Fig. 4 zeigt in perspektivischer Darstellung die Aufhängung der Lichtbogenkammern mittels Zapfen in dem schalenförmigen Bauteil und Fig. 5 eine konstruktive Einzelheit. In den Figuren sind die übereinstimmenden Teile mit den gleichen Bezugszahlen versehen.
Die spannungsführenden Teile, wie das feste Schaltstück l, das bewegliche Schaltstück 2, die Lichtbogen-Leitelektroden 3 und 4, der Blasmagnet 5 und ferner die Lichtbogenkammern 6 werden von dem aus Kunststoff, z. B. Niederdruckharzen mit Glasgewebeeinlage oder Hart-Polyvinylchlorid, bestehenden Bauteil 7 getragen. Mittels der Schrauben 8 werden die die Lichtbogenkammern bildenden Isolierstoffplatten zusammengehalten. Unter Ausnutzung der technologischen Möglichkeiten von Kunststoffen kann der Bauteil 7 in einem Stück gegossen bzw. gepresst und in seiner Gestaltung auf eine wirtschaftliche Fertigung zugeschnitten werden. Die Form des Bauteils lässt sich weitestgehend den einzubauenden Teilen anpassen. Auf diese Weise wird die Montage erleichtert und der Arbeitsaufwand ist geringer.
Der Bauteil umfasst als schirmende Wand die spannungsführenden Teile und dient gleichzeitig als Träger für die
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Schaltstücke. Lediglich die freie Trennstrecke 9 ist sichtbar. Es entsteht ein in sich abgeschlossener formschöner Schalterpol, der hinsichtlich der Anbringung an dem mit 10 angedeuteten Schaltergestell grosse Freizügigkeit gewahrt und infolge der seitlichen Abschirmung enge Phasenabstände ermöglicht. Da die für den Bauteil 7 in Frage kommenden Kunststoffe gegen Beanspruchung auf Durchschlag hohe spezifische Werte aufweisen, ist die aus mechanischen Gründen erforderliche Mindeststärke des Bauteils auch bei Weglassung von Stutzen mit grosser Sicherheit ausreichend als Isolierung gegen das geerdete Schaltergestell 10.
Die Erfindung vermittelt somit neben dem Vorteil einer die Fertigungskosten herabsetzenden Konstruktion noch den Vorteil kleiner Gesamtabmessungen, ohne dass hiefür Nachteile in Kauf zu nehmen sind. Es sei noch kurz auf die an sich bekannte Wirkungsweise des Schalters eingegangen.
Bei Trennung der Schaltstücke 1 und 2, deren Leitungsanschlüsse mit 11 und 12 bezeichnet sind, läuft der Lichtbogen an den Lichtbogen-Leitelektroden 3 und 4 hoch und dringt unter dem Einfluss des Blasmagneten 5 in die Lichtbogenkammern 6 ein. In den Lichtbogenkammern weiten sich die Teillichtbögen aus, bis schliesslich im Stromnulldurchgang der Lichtbogen erlischt.
Bei der zweiteiligen Ausführung nach den Fig. 2 und 3 ist eine Abdeckung 13 vorhanden, die mittels der Führungen 14 über den als Umkleidung dienenden Bauteil 7 geschoben wird. Im übrigen ist der Aufbau der gleiche wie beim Beispiel nach Fig. 1.
Der in Fig. 4 wiedergegebene Schalter hat einen nach der Frontseite offenen schaienförmigen Bauteil 7, in den die mit einem eigenen Gehäuse 15, ebenfalls aus Kunststoff, versehenen Lichtbogenkammern 6 mittels der Zapfen 16 eingesetzt sind. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass der Ein-und Ausbau der Kammern mühelos zu bewerkstelligen ist und bei Überholungsarbeiten die Schalterteile leicht zu- gänglich sind. Die Öffnung 17 für die das bewegliche Schaltstück 2 mit der Schalterwelle 18 verbindende Schaltstange 19 kann beim Giessen bzw. Pressen des Bauteils 7 vorgesehen werden.
An den Stellen, an denen auf der einen Seite des Bauteils geerdete Schalterteile, also das Schaltge- rüst 10, und auf der andern Seite spannungsführende Teile sich auf engem Abstand gegenüberstehen, entstehen Bereiche hoher Feldstärken. Liegen die Teile dabei nicht unmittelbar an den Isolierstoffträger an, so ist ein geachichtetes Dielektrikum vorhanden, bei dem die Feldstärke in der Luftstrecke gegebenenfalls leicht bis zum Glimmen anwachsen kann. Um dies zu vermeiden, erhalten gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung die Oberflächen des Bauteils eine Metallisierung, wobei die Oberflächen mit den jeweiligen spannungsführenden Teilen leitend verbunden werden.
Damit an der Begrenzung dieser Metallisierung ebenfalls keine Glimmeffekte auftreten, wird die Wandstärke des Bauteils an diesen Stellen verstärkt bzw. die Metallisierung bis an Stellen geringerer Feldstärke ausgedehnt oder die Ränder werden mit einem Isolierlack überzogen.
Fig. 5 zeigt einen Ausschnitt des am Schaltergerüst 10 anliegenden Teils des schalenförmigen Isolierstoffträgers 7. An diesem Beispiel sei erläutert, wie Glimmeffekte an den Ausläufer der Metallisierung vermieden werden können. Die spannungsführende Seite ist mit einer Metallisierung 20 versehen. Der Isolierstoffträger ist an der Stelle 21 vom Schaltergestell abgebogen und der dadurch entstehende Zwickel 22 ist mit Giessharz ausgegossen. Die kritische Begrenzung 23 der Metallisierung ist überdies an eine Stelle geringerer Feldstärke verlegt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Leistungsschalter mit Löschung des Lichtbogens in spaltförmigen Kammern, in welche der Lichtbogen mittels magnetischer Blasung hineingetrieben wird, gekennzeichnet durch einen aus Kunststoff, z. B. Niederdruckharzen mit Glasgewebeeinlage oder Hart-Polyvinylchlorid, bestehenden ein-oder zweiteiligen Bauteil, der so gestaltet ist, dass er die spannungsführenden Schalterteile und die Lichtbogenkammern auizunehmen und sie ohne Zuhilfenahme von Stützern gegen die geerdeten Schalterteile (Schaltergerüst) zu isolieren vermag.