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Die Erfindung bezieht sich auf eine Lichtbogen-Löscheinrichtung für einen elektrischen Schalter mit Lichtbogen-Löschblechen, mit einem ersten Lichtbogen-Leitblech, das einem beweglichen Schaltkontakt des Schalters zugeordnet ist und mit einem Mittel zum Begrenzen der Ausbreitung von Abbrandprodukten, das dem ersten Lichtbogen-Leitblech in Öffnungsrichtung des beweglichen Schaltkontaktes vorgelagert ist, wobei das erste Lichtbogen-Leitblech und das Mittel zum Begrenzen der Ausbreitung von Abbrandprodukten jeweils eine entgegen der Öffnungsrichtung des beweglichen Schaltkontaktes geneigte Abwinklung aufweisen. – Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf einen elektrischen Schalter mit einer derartigen Lichtbogen-Löscheinrichtung.
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Eine gattungsgemäße Lichtbogen-Löscheinrichtung ist aus der Druckschrift
US 2,623,140 bekannt. – Bei dieser bekannten Lichtbogen-Löscheinrichtung handelt es sich um eine Isolierplattenkammer mit zwei Lichtbogen-Leitblechen, bei der ein Schaltlichtbogen stets durch die gesamte Lichtbogen-Löschkammer, das heißt von einem der beiden Lichtbogen-Leitbleche, das dem beweglichen Schaltkontakt zugeordnet, zu dem zweiten der beiden Lichtbogen-Leitbleche, das einem feststehenden Schaltkontakt zugeordnet ist, brennt. Das Mittel zum Begrenzen der Ausbreitung von Abbrandprodukten ist dabei von zwei Abschirmplatten gebildet, die aus Isolierstoff bestehen. Diese Abschirmplatten haben die Aufgabe, die Spannungsfestigkeit der Lichtbogen-Löscheinrichtung zu verbessern. Hierzu ist jede der beiden Abschirmplatten einem der Lichtbogen-Leitbleche derart vorgelagert, dass Abbrandprodukte, die vom Schaltlichtbogen aus den Lichtbogen-Leitblechen herausgebrannt werden, jeweils im Raum zischen dem Lichtbogen-Leitblech und der ihm vorgelagerten Abschirmplatte abgefangen werden. Der Raum zwischen den beiden Abschirmplatten bleibt somit im Wesentlichen frei von Abbrandprodukten.
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Bei Schaltkontaktsystemen, bei denen Kontaktkraftfedern, hinter dem beweglichen Schaltkontakt, also auf der in die Öffnungsrichtung weisenden Seite des beweglichen Schaltkontaktes angeordnet sind, kommt es bei Abschaltungen insbesondere durch vagabundierende Schaltlichtbögen und/oder Abbrandprodukte zu starker Verschmutzung der Kontaktkraftfedern – insbesondere in Form von Schweißperlen – oder zur Beschädigung der Kontaktkraftfedern. Dabei besteht die Gefahr, dass die Kontaktkraftfedern blockieren, brechen oder sogar direkt durchbrennen.
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Um eine Verschmutzung der Kontaktkraftfedern zu verhindern, ist es bekannt, ein Lichtbogen-Leithorn des beweglichen Kontaktes so zu formen, dass es die Kontaktkraftfedern überdeckt (
EP 0 225 207 B1 ). Es ist weiterhin bekannt, zum Schutz der Kontaktkraftfedern an den beweglichen Schaltkontakten eine Nase anzuformen, die als Widerlager für die Kontaktkraftfedern dient und die von einem kragträgerartigen Vorsprung eines Kontakthebelträgers übergriffen ist (
DE 201 14 426 ).
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Auch aus der
DE 1290219 ist eine Lichtbogen-Löscheinrichtung mit einer Lichtbogenkammer für einen elektrischen Schalter bekannt. Die Lichtbogenkammer weist unterschiedlich lange Löschbleche auf. In der Lichtbogenkammer sind an den Seitenwänden Lichtbogenleitbleche angeordnet, die an ihren dem Lichtbogeneinlauf gegenüberliegenden Seiten mit abgebogenen Enden versehen sind. Der beim Öffnen des Schalters entstehende Lichtbogen läuft an den Leitblechen in die Lichtbogenkammer hinein. Durch die abgebogenen Enden wird eine Berührung des Lichtbogens mit der Kammerinnenwandung vermieden.
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Ausgehend von einer Lichtbogen-Löscheinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Beeinträchtigung des Schaltkontaktsystems durch vagabundierende Lichtbögen und/oder Abbrandprodukte zu senken.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Mittel zum Begrenzen der Ausbreitung von Abbrandprodukten von zumindest einem weiteren, dem beweglichen Schaltkontakt zugeordneten Lichtbogen-Leitblech gebildet ist.
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Bei einer derartigen Ausgestaltung der Lichtbogen-Löscheinrichtung brennt ein Schaltlichtbogen bei einem durchschnittlichen Schaltvorgang, bei dem ein Strom weit unterhalb des maximalen Kurzschlussstromes unterbrochen wird, nur bis zu dem zumindest einen weiteren Lichtbogen-Leitblech, das dem ersten Lichtbogen-Leitblech in der Öffnungsrichtung des beweglichen Kontaktes vorgelagert ist. An dem ersten Lichtbogen-Leitblech, das in der Öffnungsrichtung des bewegbaren Schaltkontaktes das letzte ihm zugeordnete Lichtbogen-Leitblech ist, entstehen bei einem durchschnittlichen Schaltvorgang überhaupt keine Abbrandpartikel. Damit hält das zumindest eine weitere Lichtbogen-Leitblech den in Öffnungsrichtung hinter ihm liegenden Bereich der Lichtbogen-Löschkammer und damit auch den darunter liegenden Bereich der Schaltkammer und der beweglichen Schaltkontaktanordnung von Abbrandprodukten frei. Es erfolgt somit eine kammerinterne Strömungssteuerung der Schaltgase und Abbrandrückstände.
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Selbst bei voller Ausnutzung des Schaltvermögens, bei der ein Schaltlichtbogen bis zu dem ersten Lichtbogen-Leitblech brennt, wird durch die neue Lichtbogen-Löscheinrichtung die Menge der Abbrandprodukte, die sich auf der in die Öffnungsrichtung weisenden Seite des beweglichen Schaltkontaktes ausbreiten, wesentlich vermindert.
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Bei Schaltkontaktsystemen, bei denen Kontaktkraftfedern hinter dem beweglichen Schaltkontakt angeordnet sind, ist durch die neue Lichtbogen-Löscheinrichtung insbesondere sichergestellt, dass nur wenige oder gar keine Abbrandprodukte in die Richtung der Kontaktkraftfedern gelangen. Es ist daher nicht erforderlich, spezielle Maßnahmen zur Verminderung der Verschmutzung der Kontaktkraftfedern am Schaltkontaktsystem vorzusehen. Die Funktion, den Bereich des Schaltkontaktsystems, in dem die Kontaktkraftfedern angeordnet sind, vor schädlichen Einflüssen zu schützen, wird auf einfache Weise der Lichtbogen-Löscheinrichtung selbst übertragen.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung der neuen Lichtbogen-Löscheinrichtung sieht vor, dass die Abwinklung des zumindest einen weiteren, dem beweglichen Schaltkontakt zugeordneten Lichtbogen-Leitblechs derart geneigt ist, dass sie die in Öffnungsrichtung weisende Seite des beim Öffnen unter ihr befindlichen beweglichen Schaltkontaktes nach Art eines Daches überragt und daher diese Seite des beweglichen Schaltkontaktes nach Art eines Daches vor Abbrandprodukten optimal schützt.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass zwischen benachbarten der Lichtbogen-Leitbleche zumindest eines der Lichtbogen-Löschbleche angeordnet ist. – Dadurch kühlt der Lichtbogen auch zwischen den Leitblechen weiter ab, so dass an den in der Öffnungsrichtung weiter außen liegenden Lichtbogen-Leitblechen nicht mehr so viel Abbrandprodukte anfallen. An dem in Öffnungsrichtung letzten Lichtbogen-Leitblech fällt daher nur ein Bruchteil störender Abbrandprodukte an.
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Ein Ausführungsbeispiel der neuen Lichtbogen-Löschkammer ist in den 1 bis 5 dargestellt.
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Dabei zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines elektrischen Schalters mit einer Lichtbogen-Löscheinrichtung,
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2 eine Schaltkontaktanordnung, die mit einer erfindungsgemäßen Lichtbogen-Löscheinrichtung versehen ist,
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3 die Lichtbogen-Löscheinrichtung gemäß der 2 in Explosionsdarstellung und
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4 und 5 die Lichtbogen-Löscheinrichtung gemäß der 2 in zwei verschiedenen Phasen des Öffnungsvorganges des Schaltkontaktsystems.
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Die 1 zeigt einen elektrischen Schalter 1 in Form eines Niederspannungs-Leistungsschalters, der ein Schaltkontakt-System, eine dem Schaltkontaktsystem zugeordnete Lichtbogen-Löscheinrichtung 2 und ein aus zwei Gehäuseschalen 3 und 4 gebildetes Schaltpolgehäuse aufweist. Das Schaltpolgehäuse bildet dabei eine integrierte Schaltkammer 5 zur Aufnahme des Schaltkontaktsystems und eine zu der Schaltkammer 5 offene integrierte Löschkammer 6 zur Aufnahme der Lichtbogen-Löscheinrichtung 2. Das Schaltkontaktsystem besteht aus einer feststehenden Schaltkontaktanordnung 7 und einer beweglichen Schaltkontaktanordnung 8. Die bewegliche Schaltkontaktanordnung 8 weist dabei einen schwenkbaren Kontaktträger 11 und mehrere bewegliche Schaltkontakte 12 in Form von Kontakthebeln auf. Die beweglichen Schaltkontakte 12 sind parallel zueinander schwenkbar und mittels jeweils zwei Kontaktkraft-Federn 13 unter Vorspannung federnd an dem Kontaktträger 11 abgestützt. Die bewegliche Schaltkontaktanordnung 8 ist in bekannter Weise über eine in der 1 nur schematisch angedeutete Hebelanordnung 14 mit einer Schaltwelle 15 gekoppelt. Die Schaltwelle 15 dient gleichzeitig zum Antrieb nicht weiter dargestellter, parallel zu dem gezeigten Schaltkontaktsystem angeordneter weiterer Schaltkontaktsysteme, denen jeweils eine weitere, ebenfalls nicht dargestellte Lichtbogen-Löscheinrichtung zugeordnet ist. Die Schaltwelle 15 ist mittels einer Antriebsvorrichtung 16 aus einer Aus-Position, bei der die Schaltkontaktsysteme offen sind, in eine Ein-Position, bei der die Schaltkontaktsysteme geschlossen sind, zu überführen. Beim Überführen der Schaltwelle 15 in ihre Ein-Position werden die Kontaktkraft-Federn 13 weiter gespannt. Die Antriebsvorrichtung 16 weist einen mit einer Speicherfeder 17 versehenen Antrieb 18, einen den Antrieb 18 mit der Schaltwelle 15 koppelnden Antriebsstrang 19 und ein Schaltschloss 20 auf.
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Gemäß der 2 und 3 besteht jede der Lichtbogen-Löscheinrichtungen 2 aus zwei Isolierwänden 22 aus Fiber oder abbrandfestem Kunststoff sowie aus Lichtbogen-Löschblechen 23a, 23b und Lichtbogenleitblechen 24, 25a, 25b, 25c. Die Lichtbogen-Löschbleche 23a, 23b und die Lichtbogenleitbleche 24, 25a, 25b, 25c sind mit Zapfen 26 versehen, die in Löcher 27 der Isolierwände 22 eingeführt und verstemmt werden. Dadurch entsteht ein Löschblechpaket, das in die Löschkammer 6 eingesetzt wird. Die Lichtbogen-Löscheinrichtung weist weiterhin einen abschließenden Deckel 28 auf, der mit Ausblasschlitzen 29, seitlichen Anformungen 30 und einer Durchführungsöffnung 31 versehen ist. Die seitlichen Anformungen 30 greifen in Schlitze 33 der Isolierwände 22, um den Deckel 28 an dem Löschblechpaket zu befestigen. Zur Befestigung der Lichtbögen-Löscheinrichtung 2 in der Löschkammer 6 dient eine nicht dargestellte Befestigungsschraube, die die Durchführungsöffnung 31 durchgreifend in eine ihr zugeordnete Gewindebohrung einer der beiden Gehäuseschalen 3 des Schaltpolgehäuses eingreift.
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Gemäß der 4 und 5 ist der feststehenden Schaltkontaktanordnung 7 das flache Lichtbogen-Leitblech 24 zugeordnet, das eine senkrecht zu den Isolierplatten verlaufende Außenseite des Löschblechpaketes bildet. Der beweglichen Schaltkontaktanordnung 8 ist das erste Lichtbogen-Leitblech 25a zugeordnet, das ebenfalls eine senkrecht zu den Isolierplatten verlaufende Außenseite des Löschblechpaketes bildet. Weiterhin sind der beweglichen Schaltkontaktanordnung 8 die zwei weiteren Lichtbogen-Leitbleche 25b und 25c zugeordnet. Die drei der beweglichen Schaltkontaktanordnung zugeordneten Lichtbogen-Leitbleche 25a, 25b, 25c sind identisch ausgebildet und bestehen aus Stahlblech.
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Die beiden weiteren Lichtbogen-Leitbleche 25b und 25c sind dem ersten Lichtbogen-Leitblech 25a in Öffnungsrichtung 32 der beweglichen Schaltkontakte 12 vorgelagert sind. Jeweils zwischen zwei benachbarten der drei Lichtbogen-Leitbleche 25a, 25b, 25c ist eins der Lichtbogen-Löschbleche 23b angeordnet, die in Richtung der beweglichen Schaltkontakte 12 gegenüber den übrigen Lichtbogen-Löschblechen 23a verkürzt sind. Die drei Lichtbogen-Leitbleche 25a, 25b, 25c weisen jeweils einen parallel zu den Lichtbogen-Löschblechen 23a, 23b verlaufenden ersten Teil 40 und einen entgegen der Öffnungsrichtung 32 der beweglichen Schaltkontakte 12 geneigte Abwinklung 41 auf. Die freien Enden dieser Abwinklungen 41 weisen einen geringen Abstand zu den Bewegungsbahnen der als Lichtbogenhörner 34 ausgebildeten freien Enden der beweglichen Schaltkontakte 12 auf. Dies gewährleistet eine optimale Übergabe des Lichtbogenfußpunktes von den Lichtbogenhörnern 34 zu den Lichtbogen-Leitblechen 25c, 25b und 25a und eine optimale kammerinterne Strömungssteuerung der Schaltgase und Abbrandrückstände.
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Jede der Abwinklungen 41 verläuft derart, dass sie im Zeitpunkt, in dem sich die beweglichen Schaltkontakte 12 beim Öffnen unterhalb von ihr befinden, die in Öffnungsrichtung 32 weisende Seite 35 der Lichtbogenhörner 34 der beweglichen Schaltkontakte nach Art eines Daches überragt. Die Abwinklung 41 des mit 25c bezeichneten weiteren Lichtbogen-Leitbleches, unter dem die beweglichen Schaltkontakte 12 beim Öffnen zuerst hindurch schwenken, verläuft dabei gemäß der 4 im Wesentlichen parallel zu der dem feststehen Schaltkontakt zugewandten Seite 36 der Lichtbogenhörner 34.
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Beim Öffnen der Schaltkontakte bei einem durchschnittlichen Schaltvorgang, bei dem also nicht der maximale Kurzschlussstrom abgeschaltet wird, brennt ein Schaltlichtbogen nur bis zu einem der weiteren Lichtbogen-Leitbleche 25c oder 25b. Abbrandprodukte entstehen dabei nur in dem Raum zwischen dem Lichtbogen-Leitblech 24, das dem feststehenden Schaltkontakt zugeordnet ist, und dem betreffenden einen der weiteren Lichtbogen-Leitbleche 25c oder 25b. Der in Öffnungsrichtung 32 hinter diesem betreffenden einen der weiteren Lichtbogen-Leitbleche 25c oder 25b liegende Raum der Löschkammer 6 und der darunter liegende Raum der Schaltkammer 5 bleibt dabei im Wesentlichen frei von Abbrandprodukten, da sich diese durch die Abwinklung 41 nur vor den beweglichen Schaltkontakten 12 ausbreiten können.
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Selbst beim Abschalten von Kurzschlüssen, bei denen beispielsweise das volle Schaltvermögen ausgenutzt wird und der Schaltlichtbogen zwischen den beiden Lichtbogen-Leitbleche 24 und 25a brennt, fällt ein großer Teil der Abbrandprodukte an den vorher durchlaufenen weiteren Lichtbogen-Leitblechen 25c und 25b an. Diese Abbrandprodukte werden von den Lichtbogen-Leitblechen 25c und 25b abgefangen und an ihrer Ausbreitung in den in Öffnungsrichtung hinter ihnen liegenden Raum gehindert.
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Beim Einsatz der erfindungsgemäßen Lichtbogen-Löscheinrichtung werden die Kontaktkraftfedern somit nicht oder nur in geringem Umfang mit losen Abbrandprodukten beaufschlagt.
