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Lichtbogenlöschanordnung für Niederspannungs-
Hochleistungstrennschalter
Um Trennschalter für Niederspannung (bis 1000 V) für hohe Abschaltleistungen, wie sie z. B. bei Abschalten unter Kurzschluss auftreten können, funktionsfähig zu halten, werden diese mit Lichtbogenlöschanordnungen ausgerüstet.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Lichtbogenlöschanordnung jener bekannten Art, die aus einem Paket wechselweise geschichteter, unter Lichtbogeneinwirkung gasabgebender isolierender bzw. metallischer Platten mit einem Einschnitt besteht, den das freie Ende des Schaltmessers bei der Öffnungsbewegung durchquert. Bekannt sind derartige Löschanordnungen, bei denen die Löschung durch Aufspaltung des Lichtbogens und dessen Abkühlung bewirkt wird. Um eine wirksame Abkühlung zu erreichen, stehen dabei die Metallplättchen des Paketes nach aussen weit über die isolierenden, dazwischenliegendenPlätt- chen hinaus und zwischen den einzelnen Plättchen befinden sich nach aussen offene Luftspalte, durch welche die entstehenden Gase drucklos nach aussen abströmen können.
Diese Anordnung hat, um wirksam zu sein, grossen Raumbedarf, dem der Drang nach immer kleineren Bauformen hindernd entgegensteht.
Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Lichtbogenlöschanordnung für Niederspannungs-Hochleistungstrennschalter der eingangs genannten Bauart, welche trotz kleineren Raumbedarfes auch die stärksten, z. B. bei Kurzschluss auftretenden Lichtbogen, innerhalb kurzer Zeit zu löschen imstande ist.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erzielt, dass die Platten des Paketes dicht aufeinander liegen und die einseitig offenen Einschnitte der isolierenden Platten sich nach innen pilzkappenartig erweitern, wodurch zwischen je zwei Metallplättchen eine Blaskammer gebildet ist. Der Lichtbogen wird somit aufgeteilt und die Teile durch Blaswirkung der entstehenden Druckgase in Richtung nach innen gelöscht.
Vorzugsweise weisen die Einschnitte in den Metallplättchen schmälere, im Bereich der Blaskammern liegende Fortsätze auf, durch welche sich der Druck in den einzelnen Blaskammern ausgleichen kann. um eine gleichmässige Blaswirkung zu erzielen. Zur weiteren Verbesserung der Blaswirkung gehen zweckmässig die Einschnitte in den isolierenden Plättchen über eine düsenartig wirkende Verengung in die Blaskammern über, was eine Erhöhung der Ausblasegeschwindigkeit bewirkt.
Nachstehend ist an Hand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
Fig. l zeigt einen dreipoligen Trennschalter mit Löschvorrichtung im Schaubild, die Fig. 2 und 3 die Löschvorrichtung allein in Vorder- und Seitenansicht und die Fig. 4 und 5 je ein Metall- und ein Kunststoffplättchen, aus welchen die Löschvorrichtung besteht, in Ansicht.
Der in Fig. l dargestellte dreipolige Hochleistungstrennschalter für Niederspannung besitzt eine Grundplatte 1, auf dessen Rückseite drei Paare von Anschlussfahnen 2, 2' mit (in den Zeichnungen
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leistungsabschmelzsicherungen 5 gehaltert, deren Fahnen 6, 6' bei geschlossenem Schalter als Schaltmesser in die Schaltkontaktfedern eingelegt sind.
Um beim Ausschalten unterlast vonSchaltlichtbogen sicher und rasch zu löschen, ist jedem Schaltmesser eine Löschvorrichtung 8 zugeordnet, welche auf der Grundplatte montiert ist und bei der
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Öffnung von den Fahnen 6 der Hochleistungsabschmelzsicherungen 5 durchlaufen wird. Diese Löschvorrichtung hat den nachstehend an Hand der Fig. 2-5 gezeichneten Aufbau.
Sie besteht aus einem Paket von abwechselnd aufeinanderliegenden Polyamidplättchen 9 und Metallplättchen 10, welche durch zwei Schrauben 11 zusammengehalten und auf der Grundplatte 1 des Schalters montiert sind. Die Polyamidplättchen von z. B. 2 bis 5 mm Dicke weisen den aus Fig. 4 ersichtlichen Umriss und einen von der Unterkante her ins Innere führenden Einschnitt 12 auf, der sich am oberen Endc 12'zucrst verengt und dann in eine pilzkappenartige Erweiterung 13 übergeht.
Das letzte der Polyamidplättchen 9', das als Unterlage für das ganze Paket dient, besitzt nur den Einschnitt 12, ohne die genannte Erweiterung und ist wesentlich stärker ausgebildet (Fig. 3). Zwischen je zwei solchen Plättchen 9 aus Polyamid befindet sich ein Eisenplättchen 10 von z. B. 0, 5 bis 1, 5 mm Dicke, welche den gleichen einseitigen Einschnitt 12 aufweisen, der sich in einem entsprechend schmalen Schlitz 14 fortsetzt.
Die Funktion dieser Löschvorrichtung ist folgende : Wenn der Trennschalter unter Last geöffnet wird, entsteht zwischen jeder der Fahnen 6 der Schmelzsicherungen 5 und der ruhenden Kontakteinrichtung ein Lichtbogen, der sich entlang der Kanten der Einschnitte 13, 14 der Metallplättchen 10 in das Innere des Paketes bewegt. In jeder durch zwei Metallplättchen seitlich abgeschlossenen, durch die Erweiterung 13 des Polyamidplättchens gebildeten Kammer wird dabei durch den in diese Kammer eindringenden Lichtbogen an den Rändern ein Teil des Polyamids verdampft bzw. vergast und das in den Kammern 13 erzeugte, unter Druck stehende, hauptsächlich aus Wasserstoff bestehende Gasgemisch bläst in jeder Kammer nach unten durch den Einschnitt 12, also quer zum Lichtbogen, aus und verhindert so den Wiederaufbau des Lichtbogens nach dem Nulldurchgang der Spannung.
Die Verengung 12' am Übergang des Einschnittes 12 in die Erweiterung 13 wirkt wie eine Düse im Sinne der Erhöhung der Austrittsgeschwindigkeit des Gasgemisches und verbessert so die Löschwirkung. Dabei ist zu beach- ten, dass dasLöschvermögen etwa proportional zur Höhe des abgeschaltetenStromes ebenfalls steigt, weil der entsprechend stärkere Lichtbogen auch grössere Teile des Polyamids vergast und sich dadurch die Blaswirkung entsprechend erhöht.
Versuche mit einem Trennschalter mit Löschvorrichtung nach der Erfindung haben ergeben, dass der Abschaltlichtbogen einesStromes von 5000 A (bei 450 V und cos so = 0, 7) einwandfrei, mehrmals innerhalb ein bis zwei Halbperioden gelöscht werden konnte, ohne dass das Löschpaket dadurch grössere Materialeinbussen erlitt.
Die Lebensdauer dieser volumsmässig kleinen Schalteinrichtung liegt somit mehrfach höher als es die durch VDE festgelegten Prüfreihen verlangen.
Der konstruktive Aufbau ist so einfach, dass eine Kontrolle oder ein eventueller Austausch dieser aussen liegenden Kammer von jedem Monteur ohne Ausbau des Schaltgerätes erfolgen kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Lichtbogenlöschanordnung für Niederspannungs-Hochleistungstrennschalter, bestehend aus einem Paket wechselweise geschichteter, unter Lichtbogeneinwirkung gasabgebender isolierender bzw. metallischer Platten mit einem Einschnitt, den das freie Ende des Schaltmessers bei der Öffnungsbewegung durchquert, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (9, 10) des Paketes dicht aufeinander liegen und die einseitig offenen Einschnitte (12) der isolierenden Platten (9) sich nach innen pilzkappenartig erweitern, wodurch zwischen je zwei Metallplättchen eine Blaskammer (13) gebildet ist.
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