**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.
PATENTANSPRÜCHE
1. Schaltkammer in einem Leitungsschutzschalter, mit einem festen und einem beweglichen Schaltkontakt und mit einem sich an die Schaltkontakte anschliessenden, von Isolierwänden begrenzten Lichtbogenraum, der an seiner von den Kontakten abgewandten Seite mit einer Ausblasöffnung zur Umgebung versehen ist und längs dessen schmalen Innenwänden spannungsführende Leitschienen angeordnet sind, um den Lichtbogen von den Kontakten zur Öffnung zu lenken, dadurch gekennzeichnet, dass im Lichtbogenraum (16) in einer zu der von den Schaltkontakten (13, 15) zur Ausblasöffnung (8) führenden Richtung mindestens angenähert parallelen und sich von der einen (17) zur anderen (18) Leitschiene erstreckenden Ebene eine ein- oder zweiteilige Löschblechanordnung (21;
29, 30) vorhanden ist, durch welche längs der Leitschienen (17, 18) die Breite der für die Ausbildung des Lichtbogens bestimmten Luftstrecke zwischen den Leitschienen (17, 18) auf einen Bruchteil des gegenseitigen Abstandes der Leitschienen (17, 18) vermindert ist.
2. Schaltkammer nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Löschblechanordnung (21; 29,30) mindestens angenähert in gleichen Abständen von den breiten Innenwänden (2,3) des Lichtbogenraums (16) liegt.
3. Schaltkammer nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der genannten Ebene ein Löschblech (21) in Abstand von den Leitschienen (17, 18) angeordnet ist, derart, dass je ein Teillichtbogen zwischen den Längsrändern des Löschblechs (21) und den benachbarten Leitschienen (17, 18) verläuft.
4. Schaltkammer nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der genannten Ebene übereinander zwei Löschbleche in Abstand voneinander und von den Leitschienen angeordnet sind, derart, dass je ein Teillichtbogen zwischen den Leitschienen und den benachbarten Längsrändern der Löschbleche und ein dritter Teillichtbogen zwischen den benachbarten Längsrändern der Löschbleche verläuft.
5. Schaltkammer nach Patentanspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Löschblech (21) angenähert U-förmig ist, wobei die Schenkel der U-Form in Richtung zur Ausblasöffnung (8) liegen bzw. das Joch der U-Form auf der Seite der Schaltkontakte (13, 15) liegt.
6. Schaltkammer nach einem der Patentansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Löschblech (21) ein Eisenblech ist.
7. Schaltkammer nach einem der Patentansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Löschblech (21) angenähert in seiner Mitte gegen die Isolierwände (2,3) des Lichtbogenraums (16) abgestützt ist.
8. Schaltkammer nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abstützung des Löschblechs (21) die breiten seitlichen Isolierwände (2,3) des Lichtbogenraumes (16) mit Vorsprüngen (24,25,26; 27) versehen sind.
9. Schaltkammer nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der genannten Ebene je ein Teil (29,30) eines zweiteiligen Löschbleches mit je einer der Leitschienen (17, 18) verbunden ist, derart, dass der Lichtbogen zwischen den beiden einander gegenüberliegenden freien Längsrändern (31,32) der Löschblechteile (29,30) verläuft.
10. Schaltkammer nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Löschblechteile (29,30) aus den Leitschienen (17, 18) in die genannte Ebene abgebogen sind.
Die Erfindung betrifft eine Schaltkammer in einem Leitungsschutzschalter, mit einem festen und einem beweglichen Schaltkontakt und mit einem sich an die Schaltkontakte anschliessenden, von Isolierwänden begrenzten Lichtbogenraum, der an seiner von den Kontakten abgewandten Seite mit einer Ausblasöffnung zur Umgebung versehen ist und längs dessen schmalen Innenwänden spannungsführende Leitschienen angeordnet sind, um den Lichtbogen von den Kontakten zur Öffnung zu lenken.
Bei einem nicht strombegrenzenden Leitungsschutzschalter, einem sogenannten Nullpunktlöscher, löscht zufolge des verhältnismässig langsamen Öffnens der Schaltkontakte und der geringen Lichtbogenspannung der Lichtbogen bekanntlich erst beim nächsten Nulldurchgang des Wechselstroms.
Dadurch entsteht schon bei kleineren Kurzschlussströmen ein grosser Wärmewert 12. t, wobei der verhältnismässig lange einwirkende, brennende Lichtbogen durch seine Strahlungshitze die Oberfläche des Isoliermaterials der Schaltkammerwände nachteilig verändert, weil organische Bestandteile verkohlen und dadurch die Spannungsfestigkeit der Kriechstrecke zwischen den Leitschienen beeinträchtigen.
Es ist bekannt, zur Abhilfe Schaltkammern aus einem keramischen oder ähnlichem, entsprechend kostspieligem Material herzustellen. Wirtschaftliche Gründe verbieten aber meistens die Verwendung von teuren Sondermaterialien bzw. zusätzlicher Teile aus solchen Materialien.
Es ist auch bekannt, die Kammerwände mit nach innen vorstehenden Rippen zu versehen, um Schattenzonen zu bilden, in denen das Isoliermaterial nicht der direkten Strahlung des Lichtbogens ausgesetzt ist und an denen sich Verdampfungsprodukte des Elektrodenmaterials weniger gut niederschlagen.
Es hat sich aber gezeigt, dass eine solche Massnahme in den meisten Fällen die Spannungsfestigkeit des Schalters nur in beschränktem Umfang gewährleisten kann.
Geht man von der Quelle der schädlichen Wärmeerzeugung aus, nämlich dem Lichtbogen, so ist einzusehen, dass ein kurzer Lichtbogen von Vorteil ist, weil die Wärmeenergie infolge guter Wärmeleitung im Fusspunktbereich primär an die Elektroden abgeführt wird. Um einen kurzen Lichtbogen zu erzeugen, müssen die Leitschienen, welche die Fusspunkte des Lichtbogens bilden, einen entsprechend kleinen Abstand haben. Dies hat aber zur Folge, dass zwischen den Leitschienen eine nur kurze Kriechstrecke liegt, so dass ein Spannungsüberschlag nicht auszuschliessen ist.
Konsequenterweise wird man deshalb einen grösseren Abstand zwischen den Leitschienen festlegen müssen. Dies hat aber die Folge, dass der Lichtbogen länger wird und einen namhaften Teil der Wärme als Strahlungswärme abgibt. Daraus ergeben sich die bereits erwähnten Nachteile des Angriffs auf die Kammerwände und damit wiederum einer Gefahr eines Spannungsüberschlags.
Aufgabe der Erfindung ist es demnach, eine Schaltkammer der eingangs genannten Art in einem Leitungsschutzschalter, insbesondere einem nicht strombegrenzenden Leitungsschutzschalter, zu schaffen, bei welcher mit einfachen Mitteln ein, zwei oder drei kurze Lichtbögen, aber gleichzeitig eine grosse Kriechstrecke zwischen den spannungsführenden Leitschienen erzielt werden.
Erfindungsgemäss ist die Schaltkammer dadurch gekennzeichnet, dass im Lichtbogenraum in einer zu der von den Schaltkontakten zur Ausblasöffnung führenden Richtung mindestens angenähert parallelen und sich von der einen zur anderen Leitschiene erstreckenden Ebene eine ein- oder zweiteilige Löschblechanordnung vorhanden ist, durch welche längs der Leitschienen die Breite der für die Ausbildung des Lichtbogens bestimmten Luftstrecke zwischen den Leitschienen auf einen Bruchteil des gegenseitigen Abstandes der Leitschienen vermindert ist.
Durch die erfindungsgemässe Ausbildung der Schaltkammer wird die Kriechstrecke zwischen den beiden spannungs
führenden Leitschienen nicht verkürzt, da sich die Leitschienen in unveränderter Lage an den schmalen Innenwänden des Lichtbogenraums befinden. Durch die Löschblechanordnung wird jedoch ein kürzerer Lichtbogen mit geringer abgegebener Strahlungswärme erzielt, der zudem vorzugsweise ungefähr in gleichen Abständen von den breiten Innenwänden des Lichtbogenraums festgelegt ist. Dadurch werden die Seitenwände des Lichtbogenraums nur geringfügig verschmutzt, wobei zudem durch die bekannte Ausbildung von Rippen auf den Seitenwänden einer Restverschmutzung vollständig entgegengewirkt werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist in der genannten Ebene ein Löschblech angeordnet, derart, dass je ein Teillichtbogen zwischen den Längsrändern des Löschblechs und den benachbarten Leitschienen verläuft.
Es ist auch möglich, in der genannten Ebene übereinander zwei Löschbleche in Abstand voneinander und von den Leitschienen anzuordnen. Zwei Teillichtbögen verlaufen dann zwischen je einer Laufschiene und dem benachbarten Längsrand eines der Löschbleche und ein dritter Teillichtbogen zwischen den benachbarten Längsrändern der beiden Löschbleche.
Andererseits ist es auch denkbar, in der genannten Ebene je eines von zwei Löschblechen mit je einer der Leitschienen zu verbinden, indem beispielsweise die Löschbleche aus den Leitschienen in die genannte Ebene abgebogen werden. Der Lichtbogen verläuft dann zwischen den beiden einander gegenüberliegenden, freien Längsrändern der abgebogenen Leitschienen.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht der Schaltkammer eines Leitungsschutzschalters bei abgenommenem Deckel des Schaltergehäuses,
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie ll-ll in Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 111-111 in Fig. 1.
Das teilweise, d.h. im Bereich der Schaltkammer dargestellte Gehäuse des Leitungsschutzschalters weist eine Gehäuseschale 1 und einen Deckel 2 auf. Die in Fig. 1 dargestellte Schaltkammer ist durch den Boden 3 der Gehäuseschale 1, den Deckel 2, eine untere Längswand 4 und eine Stirnwand 5 der Gehäuseschale 1 sowie durch eine innere Trennwand 6 begrenzt. Alle diese Wände bestehen aus einem Kunststoff-Isoliermaterial. Im Bereich der dargestellten Schaltkammer sind der Boden 3 und der Deckel 2 mit mehreren Rippen 7 versehen, die in bekannter Weise eine Vergrösserung der Kriechstrecke und die Bildung von Schattenzonen bewirken. Die Stirnwand 5 ist mit einer schlitzförmigen Ausblasöffnung 8 versehen, durch welche die beim Auftreten eines Lichtbogens entstehenden Gase aus der Schaltkammer in die Umgebung entweichen können.
Um die ausgeblasenen, heissen Gase ausreichend abzukühlen, bevor sie in die Umgebung gelangen, ist parallel zur Stirnwand 5 eine innere Wand 9 angeordnet, die an ihrem oberen und unteren Ende mit je einem Schlitz 10 versehen ist. Dadurch gelangen die Gase auf Umwegen zur Ausblasöffnung 8, was ihre Abkühlung bewirkt.
In die dargestellte Schaltkammer ist längs der Trennwand 6 eine Stromschiene 12 eingelegt, die mit der Eingangsklemme des Schalter in Verbindung steht und auf welcher ein Kontaktstück 13 als fester Schaltkontakt angebracht ist. Ein schwenkbar angeordneter Kontakthebel 14 bildet an einer Biegestelle 15 seines Endbereiches den beweglichen Schaltkontakt. Der Kontakthebel 14 ist in Fig. 1 mit ausgezogenen Linien in seiner Einschalt-Stellung und mit strichpunktierten Linien in seiner Ausschalt-Stellung dargestellt In Richtung von den Schaltkontakten 13, 15 zur Ausblasöffnung 8 der Stirnwand 5 erweitert sich die Schaltkammer zu einem Lichtbogenraum 16. Im Lichtbogenraum 16 sind zwei spannungsführende Leitschienen 17 und 18 längs der Trennwand 6 bzw. der unteren Längswand 4 mit zunehmendem gegenseitigem Abstand angeordnet Die Leitschienen 17, 18 erstrecken sich bis zur Stirnwand 5.
Die eine Leitschiene 17 ist als Verlängerung der Stromschiene 12 ausgebildet. Die andere Leitschiene 18, die vorzugsweise aus Eisen besteht, ist im übrigen, nicht dargestellten Schalterteil mit der Ausgangsklemme des Schalters verbunden. Sie ist im Bereich des Kontakthebels 14 mit zwei ausgebogenen Lappen 19 versehen, die dazu dienen, dem Lichtbogen das Übersteigen auf die Leitschienen 17, 18 zu erleichtern.
In einer gemäss der bisherigen Beschreibung ausgebildeten Schaltkammer entsteht beim Öffnen der Schaltkontakte 13, 15 ein Lichtbogen, der durch die Leitschienen 17, 18 in Richtung zur inneren Wand 9 gelenkt wird. Der Lichtbogen verläuft hierbei zwischen den beiden Leitschienen 17, 18 und ist daher verhältnismässig lang, was die eingangs erwähnten Nachteile einer Wärmeabgabe durch Strahlung hat. Zudem ist die Lage des Lichtbogens in der Querrichtung unbestimmt und kann insbesondere nahe dem Boden 3 oder dem Deckel 2 sein, was eine lokale Verkohlung dieser Wandteile zur Folge hat.
Zur Behebung der angeführten Nachteile ist nun im Lichtbogenraum 16 parallel zur Laufrichtung des Lichtbogens, d.h.
parallel zum Boden 3 und Deckel 2, zwischen den Leitschienen 17, 18 ein vorzugsweise aus Eisen bestehendes Löschblech 21 angeordnet, und zwar mindestens angenähert in gleichen Abständen vom Boden 3 und vom Deckel 2. Das Löschblech 21 weist angenähert die Form eines U auf, das in Richtung zur inneren Wand 9 bzw. zur Ausblasöffnung 8 offen ist. Hierzu weist das mit einem abgerundeten, dem Kontakthebel 14 zugewandten Ende 22 versehene Löschblech 21 einen Schlitz 23 auf.
Zur Abstützung des Löschblechs 21 ist an den Boden 3 und die innere Wand 9 eine zu diesen beiden senkrechte Platte 24 angeformt. Die Platte weist eine zapfenförmige Verdickung 25 auf, auf welche das Löschblech 21 steckbar ist, wobei der Schlitz 23 des Löschblechs 21 die Platte 24 lose aufnimmt. Die Platte 24 ist ferner mit drei rippenförmigen Ansätzen 26 versehen, auf welche sich das Löschblech 21 abstützt. Auf seiner anderen Seite wird das Löschblech 21 bei aufgesetztem Deckel 2 durch einen an den Deckel 2 angeformten Hohlzapfen 27 abgestützt Diese Lagerung und Abstützung des Löschblechs 21 hat den Vorteil, dass das Löschblech 21 zum grössten Teil frei in den Lichtbogenraum 16 ragt, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist.
Die Anordnung des Löschblechs 21 hat die folgende Wirkung: Ein sich beim Öffnen der Schaltkontakte 13, 15 im Bereich des Endes des Kontakthebels 14 zwischen den Leitschienen 17, 18 bildender Lichtbogen springt auf das Löschblech 21 über und teilt sich dadurch in zwei Teillichtbögen zwischen dem Löschblech und den Leitschienen 17, 18. Diese beiden Teillichtbögen werden entlang den Rändern des Löschblechs 21 und den Leitschienen 17, 18 in Richtung zur inneren Wand 9 gelenkt. Dieser Lauf der Teillichtbögen wird durch eine Stromschlaufe unterstützt, die sich zwischen den Fusspunkten der Teillichtbögen am Löschblech 21 zufolge der U-Form des letzteren bildet. Da jeder Teillichtbogen verglichen mit dem gegenseitigen Abstand der Leitschienen kurz ist, erfolgt die Wärmeabgabe grösstenteils durch Wärmeleitung an das Löschblech und die Leitschienen.
Da demnach die Wärme- abgabe der Teillichtbögen durch Wärmestrahlung gering ist und zudem die Teillichtbögen erzwungenerweise längs der Mittenebene der Lichtbogenkammer 16 verlaufen, also vom Boden 3 und zugleich dem Deckel 2 den maximalen Abstand haben, ist eine Beeinträchtigung der Oberflächenbeschaffenheit des Bodens 3 und des Deckels 2 bzw. ihrer Rippen 7 durch die Lichtbögen höchst gering. Dazu kommt, dass sich die Kriechstrecken zwischen den Schienen 17 und 18 über ihren gesamten Abstand einschliesslich der Flächen der Rippen 7 erstrecken, da die Verkürzung des Lichtbogens durch das Löschblech 21 ohne Einfluss auf die Länge der Kriechstrecken ist. Ferner ist von Vorteil, dass durch die beschriebene Aufteilung des ursprünglichen Lichtbogens in zwei kürzere Teillichtbögen ein stabileres Brennen der Lichtbögen bewirkt wird.
Der forcierte Lauf der Teillichtbögen treibt zudem die entstehenden Gase wirkungsvoll durch die Ausblasöffnung 8. Zu erwähnen ist schliesslich noch, dass die Anordnung des beschriebenen Löschblechs 21 einen minimalen zusätzlichen Aufwand sowohl bei der Herstellung der Einzelteile als auch bei deren Montage erfordert und keine Vergrösserung der Lichtbogenkammer 16 nötig macht.
Ein alternatives Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in Fig. 3 strichpunktiert angedeutet. Hierbei entfallen das Löschblech 21 samt der Platte 24. Statt dessen sind die Leitschienen 17 und 18 in die Mittenebene der Lichtbogenkammer 16 abgebogen. Ihre abgebogenen, in einer gemeinsamen Ebene liegenden Teile 29 bzw. 30 bilden somit zwei mit den Leitschienen 17, 18 leitend verbundene Löschbleche, zwischen deren freien Rändern 31 bzw. 32 der Lichtbogen verläuft. Auch bei dieser Ausführungsform ist der Lichtbogen erheblich kürzer als der Abstand der beiden Leitschienen 17 und 18, der nach wie vor die Kriechstrecke zwischen den spannungsführenden Teilen bestimmt, und es ist auch hier der Lichtbogen in gleichen Abständen vom Boden 3 und Deckel 2 festgelegt und damit von diesen Isolierwänden ferngehalten.
Statt durch rechtwinklige Abbiegung der Leitschienen 17, 18 können entsprechende Löschbleche auch dadurch erhalten werden, dass die Leitschienen auf einem bestimmten Längsabschnitt um 90" verschränkt werden.
Ferner können zwei schmälere Löschbleche ähnlich dem Löschblech 21 der Fig. 1 bis 3 übereinander angeordnet und abgestützt werden, so dass dann drei Teillichtbögen entstehen.
Schliesslich ist es nicht erforderlich, dass das Löschblech bzw.
die Löschbleche genau parallel zum Boden 3 und Deckel 2 verlaufen.