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Die
Erfindung betrifft ein Lichtbogenlöscheinrichtung für ein elektrisches
Schaltgerät
nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Zur
Abschaltung von Überströmen oder Kurzschlussströme in einem
Verbrauchernetz werden Schaltgeräte
verwendet, wie sie beispielsweise in der 1 dargestellt sind. Diese besitzen innerhalb
eines Gehäuses 10 eine
Kontaktstelle 11, die ein feststehendes Kontaktstück 12 und
ein bewegliches Kontaktstück 13 aufweist,
wobei das bewegliche Kontaktstück 13 an
einem um eine nicht näher
dargestellte Achse schwenkbaren Kontakthebel 14 angebracht
ist. Das Schaltgerät
besitzt weiterhin einen lediglich schematisch dargestellten elektromagnetischen
Auslöser 16,
dessen Anker 17 im Falle eines Kurzschlussstromes den Kontakthebel 14 aufschlägt, so dass
die Kontaktstelle 11 geöffnet
wird. Innerhalb des Schaltschlosses 15 befindet sich eine
Verklinkungsstelle (nicht näher
dargestellt), die von dem elektromagnetischen Auslöser 16 über die
Wirklinie 18 entklinkt wird, wodurch der Kontakthebel 14 bleibend
in seine Öffnungsstellung
verbracht wird.
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Das
Schaltgerät
besitzt weiterhin einen thermischen Auslöser 19, der über die
strichliert dargestellte Wirklinie 20 ebenfalls auf die
Verklinkungsstelle des Schaltschlosses 15 einwirkt, so
dass auch hierdurch die Kontaktstelle 11 bleibend geöffnet wird. Der
thermische Auslöser 19,
der im allgemeinen in Form eines Thermobimetallstreifen ausgebildet
ist, wirkt auf das Schaltschloss 15 bei einem sogenannten Überstrom
ein, der nicht Kurzschlussstrom ist.
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Mit
dem Kontakthebel 14 ist über eine Litze 21 eine
erste Anschlussklemme 22 verbunden, an der weiterhin eine
dem beweglichen Kontaktstück 13 zugeordnete
zweite Lichtbogenleitschiene 23 ausgeschlossen ist. Dem
feststehende Kontaktstück 12 ist eine
erste Lichtbogenleitschiene 24 zugeordnet. Die zweite Lichtbogenleitschiene
besitzt eine Leitschienenabschnitt 25, der unter einem
bestimmten Winkel, beispielsweise 45°, zur Befestigungsebene B-B
verläuft,
an dem an dem der Anschlussklemme 22 entgegengesetzten
Ende ein Lichtbogenleitschienenabschnitt 26 anschließt, der
parallel zur Befestigungsebene B-B verläuft. In gleicher Weise besitzt
auch die Lichtbogenleitschiene 24 einen Leitschienenabschnitt 27,
der ebenfalls parallel zur Befestigungsebene B-B verläuft. Zwischen
beiden Abschnitten 26 und 27 ist ein Lichtbogenlöschblechpaket 28 angeordnet,
das aus mehreren Löschblechen
zusammen gesetzt ist.
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Im
Falle einer Schalthandlung bildet sich zwischen dem feststehenden
und dem beweglichen Kontaktstück 12, 13 ein
Lichtbogen; dessen einer Fußpunkt
läuft die
Lichtbogenleitschiene 24 entlang, wogegen der andere Fußpunkt nach Öffnen des
beweglichen Kontaktstückes 13 auf
die Lichtbogenleitschiene 23 kommutiert und dort über den
Abschnitt 25 ebenfalls in das Lichtbogenlöschblechpaket 28 hineingeführt wird,
worin der Lichtbogen in eine der Anzahl der Lichtbogenlöschbleche
entsprechende Anzahl von Teillichtbögen unterteilt wird, so dass
der Storm im Lichtbogenlöschblechpaket 28 begrenzt und
abgeschaltet wird. Der Bereich 29 zwischen der Kontaktstelle 11 und
dem Lichtbogenlöschblechpaket 28 wird
als Vorkammer bezeichnet, in der der Lichtbogen aufgrund der Zuordnung
des Kontakthebels zum feststehenden Kontaktstück in Richtung der Lichtbogenlöschbleche
beschleunigt wird. Die Vorkammer 29 wird beidseitig durch
Vorkammerplatten (nicht gezeigt) begrenzt, wobei durch die Ausgestaltung
dieser Vorkammern Maßnahmen
zur weiteren Beschleunigung des Lichtbogens getroffen werden können.
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Nachzutragen
ist, dass der thermische Auslöser
mittels einer weiteren Litzenleitung 30 mit einer zweiten
Anschlussklemme 31 verbunden ist. Zur mechanischen Betätigung des
Schaltschlosses 15 und damit des Schaltgerätes ist
ein Schaltknebel 32 vorgesehen, der an der Frontseite 33 des
Schaltgerätes aus
diesem herausragt. Die Löschbleche
besitzen auf ihrer der Kontaktstelle zugewandten eine Aussparung.
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Ein
solcher Schalter ist beispielsweise der Leitungsschutzschalter S2
der Firma ABB Stotz Kontakt GmbH, Heidelberg.
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Zur
Erhöhung
des Schaltvermögens
ist erforderlich, dass sich der Lichtbogen so schnell als möglich im
Löschblechpaket
in die Teillichtbogen aufteilt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Lichtbogenlöscheinrichtung der eingangs
genannten Art zuschaffen, bei der der Lichtbogen möglichst
schnell aus dem Bereich der Aussparung im Lichtbogenlöschblechpaket
zu treiben und dort zu halten, so dass der Storm schnell und begrenzend
gelöscht wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß nach einer
ersten Alternative durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
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Die
Aufgabe wird ebenfalls gelöst
durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 2, in dem eine
weitere Alternative dargestellt ist.
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Anhand
der Zeichnung, in der zwei Ausführungsbeispiele
der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen und weitere Vorteile
näher erläutert und
beschrieben werden.
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Es
zeigen:
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1 einen
Leiterschutzschalter gemäß dem Stand
der Technik und
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2 u. 3 zwei
unterschiedliche Ausgestaltungen der Lichtbogenlöscheinrichtung.
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Es
sei nun Bezug genommen auf die 2.
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Hier
ist eine erste Alternative einer Lichtbogenlöscheinrichtung gemäß der Erfindung
dargestellt. Die übrigen
Komponenten des Schaltgerätes, die
in 1 dargestellt sind, sind hier weggelassen. Die
Kontaktstelle 11 ist in diesem Falle geöffnet gezeichnet, wobei sich
das bewegliche Kontaktstück 13 in
Ausschaltstellung befindet. Während
der Schalthandlung ist zwischen den beiden Kontaktstücken 12 und 13 ein
Lichtbogen 35 entstanden, der in Pfeilrichtung P hin zum
Lichtbogenlöschblechpaket 28 getrieben
worden ist. Dabei wanderte der eine Lichtbogenfußpunkt auf der Lichtbogenleitschiene 23 entlang und
befindet sich zu dem Zeitpunkt, den die 2 darstellt,
in dem Übergangsbereich
zwischen dem Abschnitt 25 und 26, also im Eingangsbereich
des Lichtbogenlöschblechpaktes.
Das feststehende Kontaktstück 12 ist
dabei an der Lichtbogenleitschiene 24 befestigt, die eine
U-Form hat, wobei am einem Schenkel 24a das feststehende
Kontaktstück 12 und am
anderen Schenkel 24b der Abschnitt 27 anschließt, der
von dem Schenkel 24b getrennt ist und der und der Leitschiene 24 praktisch
eine Einheit bildet. An dem zur Kontaktstelle hingerichteten Ende der
des Abschnittes 27 schließt seitlich an der Kammer ein
Leiter 36 an, der als Blasschleife wirkt. Dieser Leiter 36 besitzt
einen ersten Abschnitt 37a, der quer über den Vorkammerraum 29 geführt ist
und in einen Abschnitt 37b einmündet, der außerhalb
des Abschnittes 25 der Lichtbogenleitschiene 23 verläuft, wobei
an diesem Abschnitt 37b ein weiterer Abschnitt 38 anschließt, der
außerhalb
des Abschnittes 26 parallel zu diesem angeordnet ist, und
wobei der Abschnitt 38 selbstverständlich von dem Abschnitt 26 elektrisch
isoliert ist. Ein dritter Abschnitt 39 verläuft hinter
dem Lichtbogenlöschblechpaket 28 senkrecht zu
den Löschblechen
und geht in einen vierten Abschnitt 40 über, der, bezogen auf das Lichtbogenlöschblechpaket 28,
außerhalb
des Lichtbogenleitschienenabschnittes 27 und von diesem
elektrisch isoliert parallel dazu verläuft und an der Leitschiene 24 etwa
im Bereich des Kontaktstückes 12 befestigt ist.
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Damit
wird ein Stormfluss 1 entsprechend den eingezeichneten
Pfeilen durch die Leitschiene 23 zum Abschnitt 27 geleitet;
der Strom fließt
weiter durch die Abschnitte 36, 37, 38, 39 und 40 bis
hin zum feststehenden Kontaktstück 12.
Dabei werden elektrische Felder erzeugt, die Kräfte auf den Lichtbogen ausüben, die
den Lichtbogen in Richtung Löschblechpaket
treiben bzw. Ihn darin festhalten.
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Zunächst fließt der Strom
in gleiche Richtung sowohl in der Leitschiene 23 als auch
in dem Leiter 36 parallel, wodurch eine Kraftwirkung gemäß Pfeilrichtung
F auf den Lichtbogen schon in Bereich der Vorkammer 29 erzeugt
wird. Eine gleiche Beschleunigungskraft wird auch durch den parallelen
Stromfluss in den Abschnitten 26 und 38 erzeugt
und ebenso bewirkt der Stromfluss im Abschnitt 39 eine
Beschleunigung des Lichtbogens. Je weiter der Lichtbogen 35 in
das Lichtbogenlöschblechpaket
einwandert, desto länger
ist die Strecke der Abschnitte 27 und 40, in der
der Strom auf der Oberseite parallel fließt; auch hier wird eine Kraftwirkung
in Pfeilrichtung F bewirkt.
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Die 3 zeigt
eine weitere Ausführungsform
der Erfindung. Das bewegliche Kontaktstück 13 ist ebenfalls
wieder in der Öffnungsstellung
und das feststehende Kontaktstück 12 ist
an der U-förmigen Leitschiene 24 angeschlossen
beziehungsweise befestigt. An dem einem Schenkel der Leitschiene 24, an
dem das Kontaktstück
befestigt ist, schließt
die Spule 16a des elektromagnetischen Auslösers 16 an. Die
Blasschleife ist dabei etwas anders ausgestaltet. Sie schließt ebenso
wie bei der Ausführung
gemäß der 3 an
dem Abschnitt 27 an dem Ende an, das der Kontaktstelle 11 benachbart
ist und verläuft
in gleicher Weise quer zur Vorkammer 29 mit seinem Abschnitt 36 und
außerhalb
der Lichtbogenleitschiene 23 parallel zur dieser und von
dieser isoliert über die
Abschnitte 37 und 38; senkrecht zu den Lichtbogenlöschblechen
des Lichtbogenlöschblechpaketes verläuft der
Abschnitt 39, der hier allerdings nicht an den Schenkel 24a des
feststehenden Kontaktstückes angeschlossen
ist, sondern direkt mit dem anderen Ende der Spule 16a elektrisch
leitend verbunden ist.
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Der
Vorteil dieser Ausführungsform
besteht darin, dass im Gegensatz zur Ausführung nach der 1 die
Spule nach in der Kommutierung des Lichtbogenfußpunktes auf den Abschnitt 27 aus
dem Stromkreis heraus geschaltet wird, wodurch die Kommutierung
beschleunigt wird, so dass ein verbesserter Einlauf in das Lichtbogenlöschblechpaket 28 bewirkt
wird. Aufgrund des herausgeschalteten Widerstandes der Spule werden
Rückzündungen
zur Lichtbogenleitschiene 24 vermieden und der Lichtbogen
besser im Löschblechpaket
gehalten.
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Bei
der Ausführung
gemäß 1 ist
die Lichtbogenleitschiene 24 mit dem Abschnitt 27 einstückig ausgebildet;
bei der Ausführung
nach den 2 und 3 ist die
Lichtbogenleitschiene 24 von dem Abschnitt 27 getrennt.
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Nachzutragen
ist, dass die erfindungsgemäße Ausgestaltung
natürlich
auch bei Schaltgeräten verwendet
werden kann, bei denen zwei Kontaktstellen vorgesehen sind, die
zwei in Abstand zueinander angeordnete feststehende Kontaktstücke aufweisen, die
von einer Kontaktbrücke überbrückt werden,
so dass eine Doppelkontaktstelle mit zwei Einzelkontaktstellen gebildet
wird, denen jeweils ein Lichtbogenlöschblechpaket zugeordnet ist.
Solche Schaltgeräte
können
zum Beispiel Motorschutzschalter und dergleichen sein.