DE10149019C1

DE10149019C1 - Lichtbogenlöscheinrichtung für Niederspannungs-Schaltgeräte

Info

Publication number: DE10149019C1
Application number: DE10149019A
Authority: DE
Inventors: Sezai Tuerkmen; Artur Wainberg
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2003-06-18
Anticipated expiration: 2021-09-29
Also published as: US6784393B2; EP1298687B1; DE50211159D1; EP1298687A3; EP1298687A2; US20030062341A1

Abstract

Eine Lichtbogenlöscheinrichtung (1) für ein in Luft schaltendes Niederspannungs-Schaltgerät enthält zwischen parallelen Isolierwänden (2, 3) angeordnete und daran befestigte Löschbleche (4) sowie einen Deckel (8). Bei Bedarf kann in den Raum zwischen den Löschblechen (4) und dem Deckel (8) eine gesonderte Kühleinrichtung (10) angebracht werden, die als Einsatzkassette ausgebildet ist und Entionisierungsmittel (27) für Schaltgase enthält. Befestigungszapfen (19, 20, 21, 22) an der Kühleinrichtung (10) und entsprechende Aufnahmeöffnungen (15, 16, 17, 18) an der Innenseite des Deckels (8) ermöglichen eine einfache Anbringung der Kühleinrichtung an dem Deckel (8), bevor dieser mit den Isolierwänden (2, 3) in Eingriff gebracht wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lichtbogenlöscheinrichtung für ein in Luft schaltendes Niederspannungs-Schaltgerät, mit ei nem Löschbleche aufweisenden Löschraum und mit einem den Löschraum abdeckenden, mit Auslassöffnungen für Schaltgase versehenen Deckel, sowie mit einer wahlweise verwendbaren ge sonderten, Entionisierungsmittel aufweisenden Kühleinrichtung für die Schaltgase.

In Luft schaltende Niederspannungsschaltgeräte, wie Nie derspannungs-Leistungsschalter, benötigen zum Betrieb eine Lichtbogenlöscheinrichtung, in Form von Löschkammern zur Ab kühlung und Löschung von Schaltlichtbögen, die bei der Kon takttrennung auftreten. Um eine Beeinträchtigung des Leis tungsschalters selbst und angrenzender Anlagenteile oder sonstiger Baugruppen zu verhindern, müssen die Schaltlichtbö gen von anderen Komponenten des Leistungsschalter ferngehal ten werden und die heißen und somit ionisierten Schaltgase müssen vor ihrem Austritt aus der Löschkammer soweit abge kühlt werden, dass in der Umgebung des Schaltgerätes keine elektrischen Überschläge oder andere Schäden auftreten. Jede Lichtbogenlöschkammer enthält im allgemeinen eine Vielzahl von zwischen zwei Seitenwänden angeordneten Löschblechen, die zur Abkühlung und Löschung des Lichtbogens beitragen. Ober halb der Löschbleche befindet sich ein Deckel mit Auslassöff nungen für Schaltgase.

Die Einbauorte von Niederspannungs-Leistungsschaltern können sehr unterschiedlich sein. Hiervon hängt es ab, welche Tempe ratur und welchen Grad von Ionisierung die aus den Lichtbo genlöscheinrichtungen austretenden Schaltgase haben dürfen. Um diese unterschiedlichen Bedingungen zu berücksichtigen, werden Lichtbogenlöscheinrichtungen in einer normalen Ausfüh rung für standardmäßige Anforderungen hergestellt, die bei Bedarf durch eine gesonderte Kühleinrichtung für die Schalt gase ergänzt werden können. Dabei kann es vorkommen, dass sich ein Bedarf an einer verbesserten Kühlung der Schaltgase erst nach Errichtung einer Schaltanlage herausstellt, z. B. aufgrund einer veränderten Betriebsweise oder aufgrund des Einsatzes anderer Verbraucher mit dem Ergebnis, dass es zu Schaltungen mit höherer Leistung und einer entsprechend grö ßeren Menge von Schaltgasen kommt.

Nach der DE 35 41 514 C2 besteht die zusätzliche Kühleinrich tung aus einem Aufsatz für jede der Löschkammern eines Leis tungsschalters. Jeder Aufsatz weist einen rahmenartigen Ge häusekörper und darin angeordnete Entionisierungsmittel in der Gestalt von Drahtgewebe, Lochblechen oder dgl. auf. Dem Vorteil der einfachen nachträglichen Anbringung einer solchen gesonderten Kühleinrichtung steht gegenüber, dass die Höhe des Leistungsschalters durch die gesonderte Kühleinrichtung vergrößert wird. Daher kann der Fall eintreten, dass sich ge sonderte Kühleinrichtungen nicht nachträglich anbringen las sen, weil der benötigte Raum in einer Schaltzelle nicht zur Verfügung steht.

Aus DE 690 18 432 T2 ist ein mehrpoliger Ausschalter mit ei nem allen Polen gemeinsamen Gasfilter bekannt, bei dem eine zusätzliche Kühleinrichtung auf ein Isolierstoffgehäuse der Schaltvorrichtung aufsetzbar ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Lichtbogen löscheinrichtung mit einer bei Bedarf montierbaren zusätz lichen Kühleinrichtung zu schaffen, die das Bauvolumen des Leistungsschalters nicht vergrößert und die flexibel an un terschiedliche Einsatzbedingungen anpassbar ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, dass die Lichtbogenlöscheinrichtung zwischen den Löschblechen und dem Deckel einen Aufnahmeraum für die geson derte Kühleinrichtung aufweist, wobei der Deckel eine Führung für die gesonderte Kühleinrichtung ausbildet und wobei insbe sondere die Löschbleche und der Deckel durch gemeinsame pa rallele Isolierwände abgestützt sind.

Durch das DE 298 07 119 U1 ist es bereits bekannt, in dem Raum zwischen einem Löschblechpaket und einem Löschkammer deckel eine als Dämpfungseinsatz bezeichnete Kühleinrichtung für Schaltgase anzuordnen. Dieser Dämpfungseinsatz ist am De ckel mittels einer zwei relativ zueinander verschiebbare De ckelteile verbindenden Schraube gehalten und enthält das Mut tergewinde für die Schraube. Daher kann die betreffende Lichtbogenlöscheinrichtung ohne die Kühleinrichtung nicht verwendet werden. Anliegen der Erfindung ist es demgegenüber, Lichtbogenlöscheinrichtungen wahlweise mit und ohne gesonder te Kühleinrichtung verwenden zu können.

Im Rahmen der Erfindung kann die Kühleinrichtung durch eine Deckplatte und eine Bodenplatte zu einer Einsatzkassette er gänzt sein, die einen Hohlraum zum Einbringen der Entionisie rungsmittel bildet, wobei in der Deckplatte und der Boden platte Durchlassöffnungen für die Schaltgase vorgesehen sind. Durch diese Gestaltung erhält die Kühleinrichtung eine für die bei Bedarf erwünschte Nachrüstung günstige Bauform. Zu gleich bietet diese Bauform die Möglichkeit, die Kühlwirkung unabhängig von den beispielsweise in der Gestalt von Metall geweben oder Metallsieben vorgesehenen Entionisierungsmitteln zu beeinflussen. Dies kann dadurch geschehen, dass die Durchlassöffnungen einen kreis- oder polygonförmigen Quer schnitt aufweisen oder dadurch, dass sie schlitzartig ausge bildet sind.

Zur einfachen Anbringung der Kühleinrichtung kann dadurch beigetragen werden, dass die Kühleinrichtung sowie der Deckel der Lichtbogenlöscheinrichtung an seiner den Löschblechen zu gewandten Seite mit zusammenwirkenden Befestigungsmitteln versehen sind und dass die Kühleinrichtung bei Bedarf vor der Montage des Deckels an der Lichtbogenlöscheinrichtung mittels der Befestigungsmittel an der Innenseite des Deckels anzu bringen ist. Vorzugsweise eignen sich hierfür formschlüssige Befestigungsmittel, z. B. in der Weise, dass die Befesti gungsmittel als Aufnahmeöffnungen im Deckel der Lichtbogen löscheinrichtung und als an der Deckplatte der Einsatzkasset te angeordnete und zur Einführung in die genannten Aufnahme öffnungen bestimmte Befestigungszapfen ausgebildet sind. Zweckmäßig sind dabei die Abmessungen der Aufnahmeöffnungen und der Befestigungszapfen derart aufeinander abgestimmt, dass beim Einführen der Befestigungszapfen in die Aufnahme öffnungen ein Reibschluss zur Sicherung gegen ein Herausrut schen besteht. Dies kann dadurch bewirkt werden, dass die Be festigungszapfen zur Erzeugung des Reibschlusses geschlitzt und federnd ausgebildet sind.

Die Befestigungsmittel für die Kühleinrichtung können auch als Anformungen und von diesen ausgehende Führungsschienen zum Einschieben der als Einsatzkassette ausgebildeten Kühl einrichtung ausgebildet sein.

Wie schon erwähnt, ist u. a. durch DE 298 07 119 U1 eine Bau weise von Lichtbogenlöscheinrichtungen bekannt, bei der die Löschbleche zwischen parallelen Isolierwänden angeordnet und an diesen befestigt sind, derart, dass ein zusammenhängendes Löschblechpaket gebildet ist. Diese Bauweise eignet sich auch für Lichtbogenlöscheinrichtungen nach der Erfindung, wobei es sich als vorteilhaft erweist, wenn die Löschbleche und der Deckel an gemeinsamen und parallel zueinander angeordneten Isolierplatten befestigt sind, welche die Löschbleche und den Deckel zwischen sich aufnehmen, wobei an Anformungen des De ckels nach außen abstehende Stege und in den Isolierplatten die Stege aufnehmende Schlitze angeordnet sind. Dadurch ist sichergestellt, dass die vorgesehenen Abstände zwischen den Enden der Löschbleche, der Kühleinrichtung sowie dem Deckel stets aufrechterhalten bleiben und damit zugleich der Strö mungswiderstand für Schaltgase und andere wichtige Parameter

Die Erfindung soll nachfolgend zum besseren Verständnis an hand von bevorzugten, den Schutzumfang nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Die Fig. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht, teilweise im Schnitt, eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Licht bogenlöscheinrichtung.

Die Fig. 2 zeigt in perspektivischer Ansicht eine erste Aus führungsform eines Deckels für eine erfindungsgemäße Lichtbo genlöscheinrichtung.

Die Fig. 3 zeigt in perspektivischer Ansicht eine erste Aus führungsform einer Einsatzkassette für eine erfindungsgemäße Lichtbogenlöscheinrichtung.

Die Fig. 4 zeigt in perspektivischer Ansicht eine weitere Ausführungsform eines Deckels für eine erfindungsgemäße Lichtbogenlöscheinrichtung.

Die Fig. 5 zeigt in perspektivischer Ansicht eine weitere Ausführungsform einer Einsatzkassette für eine erfindungsge mäße Lichtbogenlöscheinrichtung.

Die Fig. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht, teilweise im Schnitt, eine Ausführungsform einer Lichtbogenlöscheinrich tung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Sie besteht aus Iso lierwänden 2, 3 aus Fiber oder abbrandfestem Kunststoff und Löschblechen 4 mit Zapfen 5, die in Löcher 6 der Isolierwände 2, 3 eingeführt und verstemmt werden. Dadurch entsteht ein Löschblechpaket 7, das in die im Schaltergehäuse integrierte Löschkammer eingesetzt wird. Sie weist weiterhin einen ab schließenden Deckel 8 auf, der eine einfache Konstruktion mit Ausblasschlitzen 9 aufweist und als zusätzlichen Schutz gegen das Austreten von heißen Gasen und Partikeln an seiner Innen seite mit einer Einsatzkassette 10 versehen ist.

Diese Einsatzkassette 10 wird mittels einer vorbereiteten Halterung an der Innenseite des Deckels 8 der Lichtbogen löscheinrichtung 1 befestigt. Am Deckel 8 der Lichtbogen löscheinrichtung 1 sind Anformungen 11 vorgesehen, die seit lich daran angeordnete vorstehende Stege 12 aufweisen, welche in Schlitze 13 der Isolierwände 2, 3 des Löschblechpaketes 7 eingreifen.

Im Deckel 8 der Lichtbogenlöscheinrichtung 1 ist eine Durch führungsöffnung 14 für eine nicht dargestellte Befestigungs schraube vorgesehen, mittels welcher die Lichtbogenlöschein richtung 1 in der integrierten Löschkammer des Schaltgerätes befestigt wird.

Die Fig. 2 zeigt in perspektivischer Ansicht eine erste vor teilhafte Ausführungsform eines Deckels 8 für eine erfin dungsgemäße Lichtbogenlöscheinrichtung 1. Er weist Auslass öffnungen 9, eine Durchführungsöffnung 14 für eine nicht dar gestellte Befestigungsschraube, Anformungen 11 mit seitlich daran angeordneten vorstehenden Stegen 12, zum Eingreifen in Schlitze 13 der Isolierwände 2, 3 des Löschblechpaketes 7 und Aufnahmeöffnungen 15, 16, 17, 18 auf, in welche Befestigungs zapfen 19, 20, 21, 22 (Fig. 3) einführbar sind. Die an sich zur Aufnahme der vorstehenden Stege 12 dienenden Anformungen 11 weisen einen dreieckigen Querschnitt auf, derart, dass sie beim Einbringen der Einsatzkassette 10 eine Führung bilden.

Die Fig. 3 zeigt in perspektivischer Ansicht eine erste Aus führungsform einer Einsatzkassette 10 für eine erfindungsge mäße Lichtbogenlöscheinrichtung 1. Sie besteht im Wesentli chen aus einer Deckplatte 23, einer Bodenplatte 24 und Sei tenwänden 25, 26, die einen Hohlraum zum Einlegen von Metall sieben 27 als Entionisierungsmittel bilden. In der Deckplatte 23 und der Bodenplatte 24 sind in der Durchströmrichtung der Schaltgase Durchlassöffnungen 28; 29 vorgesehen, die einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Weiterhin sind an der Deckplatte 23 Befestigungszapfen 19, 20, 21, 22 angeordnet, die bei der Montage der Einsatzkassette 10 in die Aufnahme öffnungen 15, 16, 17, 18 des Deckels 8 der Lichtbogenlösch einrichtung eingeführt werden, wie das durch die strich- strich-punktierten Pfeile angedeutet ist.

Die Fig. 4 zeigt in perspektivischer Ansicht eine weitere Ausführungsform eines Deckels 30 für eine erfindungsgemäße Lichtbogenlöscheinrichtung 1. Er weist Auslassöffnungen 31, eine Durchführungsöffnung 32 für eine nicht dargestellte Be festigungsschraube und Anformungen 33 mit seitlich daran an geordneten vorstehenden Stegen 34 zum Eingreifen in Schlitze 13 der Isolierwände 2, 3 des Löschblechpaketes 7 auf. Hier sind die Anformungen 33 zur Aufnahme der vorstehenden Stege 34 in der Form von Führungsschienen 35, 36 ausgebildet, in welche die Einsatzkassette 37 (Fig. 5) eingeschoben wird.

Die Fig. 5 zeigt in perspektivischer Ansicht eine weitere Ausführungsform einer Einsatzkassette 37 für eine erfindungs gemäße Lichtbogenlöscheinrichtung 1. Sie besteht im wesentli chen aus einer Deckplatte 38, einer Bodenplatte 39 und Sei tenwänden 40, 41, die einen Hohlraum zum Einlegen von Metall sieben 42 als Entionisierungsmittel bilden. In der Deckplatte 38 und der Bodenplatte 39 sind in der Durchströmrichtung der Schaltgase Durchlassöffnungen 43, 44 vorgesehen, die in die ser Ausführungsform schlitzförmig ausgebildet sind.

Die erfindungsgemäße Einsatzkassette ist sehr einfach im Be darfsfall zu montieren und verursacht keine Vergrößerung des Bauvolumens des Leistungsschalters.

Bezugszeichenliste

1

Lichtbogenlöscheinrichtung

2

Isolierwand

3

Isolierwand

4

Löschblech

5

Zapfen

6

Loch

7

Löschblechpaket

8

Deckel

9

Auslassöffnung

10

Kühleinrichtung (Einsatzkassette)

11

Anformung

12

Steg

13

Schlitz

14

Durchführungsöffnung

15

Aufnahmeöffnung

16

Aufnahmeöffnung

17

Aufnahmeöffnung

18

Aufnahmeöffnung

19

Befestigungszapfen

20

Befestigungszapfen

21

Befestigungszapfen

22

Befestigungszapfen

23

Deckplatte

24

Bodenplatte

25

Seitenwand

26

Seitenwand

27

Entionisierungsmittel (Metallsieb)

28

Durchlassöffnung

29

Durchlassöffnung

30

Deckel

31

Ausblasschlitz

32

Durchführungsöffnung

33

Anformung

34

Steg

35

Führungsschiene

36

Führungsschiene

37

Einsatzkassette

38

Deckplatte

39

Bodenplatte

40

Seitenwand

41

Seitenwand

42

Metallsieb

43

Durchlassöffnung

44

Durchlassöffnung

Claims

1. Lichtbogenlöscheinrichtung (1) für ein in Luft schaltendes Niederspannungs-Schaltgerät, mit einem Löschbleche (4) auf weisenden Löschraum und mit einem den Löschraum abdeckenden, mit Auslassöffnungen (9) für Schaltgase versehenen Deckel (8; 30), sowie mit einer wahlweise verwendbaren gesonderten, Ent ionisierungsmittel aufweisenden rahmenartig ausgebildeten Kühleinrichtung (10; 37) für die Schaltgase, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtbogenlöscheinrichtung (1) zwischen den Lösch blechen (4) und dem Deckel (8; 30) einen Aufnahmeraum für die gesonderte Kühleinrichtung (10; 37) aufweist, wobei der De ckel (8; 30) eine Führung für die gesonderte Kühleinrichtung ausbildet.

2. Lichtbogenlöscheinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (10; 37) durch eine Deckplatte (23; 38) und eine Bodenplatte (24; 39) zu einer Einsatzkassette ergänzt ist, die einen Hohlraum zum Einbringen der Entioni sierungsmittel (27; 42) bildet und dass in der Deckplatte (23; 38) und der Bodenplatte (24; 39) Durchlassöffnungen (28, 29; 43, 44) für die Schaltgase vorgesehen sind.

3. Lichtbogenlöscheinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlassöffnungen (28, 29) einen kreis- oder poly gonförmigen Querschnitt aufweisen.

4. Lichtbogenlöscheinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlassöffnungen (43; 44) schlitzartig ausgebildet sind.

5. Lichtbogenlöscheinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entionisierungsmittel (27; 42) Metallgewebe oder Me tallsiebe sind.

6. Lichtbogenlöscheinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (10; 37) sowie der Deckel (8; 30) der Lichtbogenlöscheinrichtung (1) an seiner den Löschblechen (4) zugewandten Seite mit zusammenwirkenden Befestigungsmit teln versehen sind und dass die Kühleinrichtung (10; 37) bei Bedarf vor der Montage des Deckels (8; 30) an der Lichtbogen löscheinrichtung (1) mittels der Befestigungsmittel an der Innenseite des Deckels (8; 30) anzubringen ist.

7. Lichtbogenlöscheinrichtung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel, als Aufnahmeöffnungen (15, 16, 17, 18) im Deckel (8) der Lichtbogenlöscheinrichtung (1) und als an der Deckplatte (23) der Einsatzkassette (10) angeord nete und zur Einführung in die genannten Aufnahmeöffnungen (15, 16, 17, 18) bestimmte Befestigungszapfen (19, 20, 21, 22) ausgebildet sind.

8. Lichtbogenlöscheinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen der Aufnahmeöffnungen (15, 16, 17, 18) und der Befestigungszapfen (19, 20, 21, 22) derart aufeinan der abgestimmt sind, dass beim Einführen der Befestigungszap fen (19, 20, 21, 22) in die Aufnahmeöffnungen (15, 16, 17, 18) ein Reibschluss zur Sicherung gegen ein Herausrutschen besteht.

9. Lichtbogenlöscheinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungszapfen (19, 20, 21, 22) zur Erzeugung des Reibschlusses geschlitzt und federnd ausgebildet sind.

10. Lichtbogenlöscheinrichtung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel am Deckel (30) als Anformungen (33) und von diesen ausgehende Führungsschienen (35, 36) zum Einschieben der Einsatzkassette (37) ausgebildet sind.

11. Lichtbogenlöscheinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösch bleche (4) und der Deckel (8; 30) an gemeinsamen und parallel zueinander angeordneten Isolierplatten (2, 3) befestigt sind, welche die Löschbleche (4) und den Deckel (8; 30) zwischen sich aufnehmen, wobei an Anformungen (33) des Deckels (30) nach außen abstehende Stege (12, 34) und in den Isolierplat ten (2, 3) die Stege (12, 14) aufnehmende Schlitze (13) ange ordnet sind.