DE102005007282A1 - Elektrisches Installationsgerät mit Lichtbogen-Vorkammerraum, Vorkammerplatten und strombegrenzender Lichtbogenlöscheinrichtung - Google Patents
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Abstract
Es wird ein elektrisches Installationsgerät, insbesondere Leitungsschutzschalter oder Motorschutzschalter, vorgeschlagen, mit einem Gehäuse mit Anschlussmitteln (20, 21) zur Verbindung mit Stromschienen und/oder Anschlussleitungen an mindestens einer Stirnseite, mit mindestens einem Schaltkontakt mit einem feststehenden und einem beweglichen Schaltkontaktstück, zwischen denen bei einer Ausschaltung ein Lichtbogen (6) in einem Lichtbogen-Vorkammerraum (5) entsteht, welcher Lichtbogen über Lichtbogenleitschienen in eine strombegrenzende Lichtbogenlöscheinrichtung (7) einläuft. Im Bereich des Lichtbogen-Vorkammerraums (5) sind Vorkammerplatten (9, 12) angeordnet, durch welche Rückströmkanäle (10, 13) zwischen Gehäusewandung (2) und Vorkammerplatten (9, 12) von der Lichtbogenlöscheinrichtung (7) zum Lichbogen-Vorkammerraum (5) gebildet werden. Die Gehäusewandung (2) ist im Bereich der Vorkammerplatten (9, 12) mit von außen zugänglichen Ausnehmungen (15, 17) versehen, in welche zur Schaffung eines AC-Hochleistungs-Schaltgeräts Eisenplatten (16, 18) und zur Schaffung eines DC-Hochleistungs-Schaltgeräts Permanentmagnetplatten (16, 18) eingelegt sind.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Installationsgerät mit Lichtbogen-Vorkammerraum, Vorkammerplatten und strombegrenzender Lichtbogenlöscheinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung kann beispielsweise bei Leitungsschutzschaltern und Motorschutzschaltern verwendet werden.
- Leitungsschutzschalter und Motorschutzschalter dienen dazu, im Störungsfall elektrische Leitungen, die mit Überströmen hoher Stromstärke belastet sind, vom speisenden Netz zu trennen. Hierzu sind üblicherweise ein festes und ein bewegliches Kontaktstück in einem Lichtbogen-Vorkammerraum vorgesehen, die mit den jeweiligen Anschlussklemmen verbunden sind. Beim Öffnen des Schaltkontaktes, d. h. beim Abheben des beweglichen Kontaktstückes vom feststehenden Kontaktstück, entsteht ein Schaltlichtbogen, welcher in einer hierzu vorgesehenen Löscheinrichtung gelöscht wird. Der gezogene Lichtbogen kommutiert von den geöffneten Kontaktstücken auf Lichtbogenleitschienen, um sich anschließend in einem Lichtbogenlöschblechpaket (Deion-Löschkammer) zu unterteilen. Dort wird eine hohe Lichtbogenspannung zur Strombegrenzung erzeugt, so dass der Lichtbogen erlischt.
- Aus der
DE 102 42 310 A1 ist eine Lichtbogenlöschanordnung für ein elektrisches Schaltgerät bekannt, die eine Löschkammer (in der bei einer Schalthandlung zwischen einem feststehenden und einem beweglichen Kontaktstück ein Lichtbogen erzeugt wird) und ein mehrere Lichtbogenlöschbleche aufweisendes Lichtbogenlöschblechpaket umfasst, in das der Lichtbogen über Leitschienen hineingeführt wird. - Aus der
EP 0 251 160 B1 ist eine Löscheinrichtung für einen elektrischen Schalter mit in einem Vorkammerraum befindlichen Kontaktsstücken und einem Löschblechsstapel bekannt, wobei der Vorkammerraum seitlich durch Vorkammerplatten begrenzt wird. Zwischen den Außenseiten der Vorkammerplatten und der inneren Gehäusewand ist ein Spalt, der eine Zurückführung des Überdruckes aus dem Löschblechstapel gestattet, ohne die Entwicklung des Lichtbogens zu stören. Die rückströmende Druckwelle dient zum Ausgleich des Unterdruckes und zur Deionisierung im Kontaktbereich. - Aus der
DE 195 18 049 A1 ist eine Lichtbogenlöscheinrichtung eines Schaltgerätes bekannt, bei der anstelle üblicher Löschblechkammern eine Isolierstoff-Löschblechkammer verwendet ist, welche Spalte bildende Isolierstoff-Stege enthält, in die ein Lichtbogen gepresst und damit verlängert wird. Die Löschwirkung wird unterstützt durch ein magnetisches Blasfeld, das mit Hilfe einer Eisenplatte erzeugt wird. Eine solche Eisenplatte kann auf einer Seite des gesamten Kammerbereiches Vorkammerraum/Aufweitungsbereich/Löschkammerbereich angeordnet sein. - Aus der
DE 199 24 414 A1 ist ein elektrisches Installationsschaltgerät bekannt, bei dem auf einer Seite des Lichtbogenentstehungsbereiches eine stromdurchflossene Schleife vorgesehen ist. Beiderseits des Lichtbogenentstehungsbereiches befindet sich je eine Isolierstoffplatte und außerhalb der Isolierstoffplatten sind je eine Eisenplatte angeordnet, wobei die eine Eisenplatte an ihrem Außenumfang von der Blasschleife wenigstens teilweise umfasst ist. Durch diese Anordnung wird das durch die Schleife erzeugte Blasfeld verstärkt und konzentriert, wodurch der Lichtbogen derart beschleunigt wird, dass er schneller in ein Lichtbogenlöschblechpaket einläuft. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Installationsgerät mit Lichtbogen-Vorkammerraum, Vorkammerplatten und strombegrenzender Lichtbogenlöscheinrichtung anzugeben, welche bei optimaler Funktionsweise einen vereinfachten Aufbau aufweist.
- Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
- Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die vorgeschlagene Maßnahme nicht bereits im Vorfeld entschieden werden muss, ob ein Standard-Schaltgerät oder ein Hochleistungs-Schaltgerät mit erhöhtem Schaltvermögen geschaffen werden soll. Das Gehäuse ist gleichartig für beide Schaltgeräte-Arten ausgebildet, bei einem Hochleistungs-Schaltgerät werden lediglich noch zusätzliche Eisenplatten oder Permanentmagnetplatten von außen auf das Gehäuse aufgerastet. Dadurch wird eine rationelle und kostensparende Fertigung auch für Hochleistungs-Schaltgeräte ermöglicht. Insbesondere sind keinerlei zusätzliche konstruktive Maßnahmen erforderlich, um die Eisenplatten- oder Permanentmagnetplatten elektrisch zu isolieren, um derart zu verhindern, dass ein Lichtbogen Fußpunkte auf diesen Platten bildet. Vorteilhaft ist es in äußerst einfacher Art und Weise möglich, ein Standard-Schaltgerät nachträglich zu einem Hochleistungs-Schaltgerät umzurüsten. Insbesondere ist hierzu ein Öffnen des Schaltgerätes nicht erforderlich.
- Weitere Vorteile sind aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
- Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:
-
1 einen Schnitt durch ein Schaltgerät, -
2 eine Seitenansicht eines Hochleistungs-Schaltgerätes, -
2 eine Seitenansicht eines Standard-Schaltgerätes. - In
1 ist ein Schnitt durch ein Schaltgerät (Hochleistungs-Schaltgerät) dargestellt. Zum Aufbau eines derartigen auf einer Hutprofiltragschiene montierbaren elektrischen Installationsgerätes wird ausdrücklich auf die eingangs erwähnteDE 102 42 310 A1 hingewiesen. Ein solches Schaltgerät weist in einem schmalen, quaderförmigen Gehäuse an mindestens einer Stirnseite Anschlussmittel zur Verbindung mit Stromschienen und/oder Anschlussleitungen (Eingangs- und Ausgangsanschlüsse), einen elektromagnetischen Auslöser zur Abschaltung von Kurzschlussströmen, einen thermischen Auslöser zur Abschaltung von Überströmen, ein Schaltschloss, einen Schaltknebel an der Oberseite des Gehäuses, mindestens einen Schaltkontakt mit mindestens einem feststehenden und mindestens einem beweglichen Schaltkontaktstück, Lichtbogenleitschienen zur Führung eines Lichtbogens von einem Lichtbogen-Vorkammerraum in eine strombegrenzende Lichtbogenlöscheinrichtung sowie an der Bodenseite des Gehäuses Montagemittel zur Befestigung auf einer Hutprofiltragschiene auf. Falls mehr als ein Schaltkontakt vorgesehen ist, sind selbstverständlich auch Lichtbogenlöscheinrichtung inklusive Lichtbogenleitschienen entsprechend mehrfach vorhanden. - Das Schaltgerät
1 – ein Leitungsschutzschalter oder ein Motorschutzschalter – weist ein üblicherweise aus zwei Hälften zusammengesetztes Gehäuse aus einem isolierendem Kunststoffmaterial auf. Innerhalb des von der Gehäusewandung2 – zu erkennen sind zwei schmale Stirnseiten und zwei Breitseiten – umschlossenen Innenraumes befinden sich ein Anschlussraum3 , ein Anschlussraum/Raum für (elektromagnetische und thermische) Auslöser4 sowie ein Lichtbogen-Vorkammerraum5 mit sich anschließender strombegrenzender Lichtbogenlöscheinrichtung7 (Deion-Kammer). - An beiden Breitseiten des Lichtbogen-Vorkammerraums
5 sind Vorkammerplatten9 bzw.12 aus einem Isoliermaterial (wie Keramik oder Kunststoff) derart angeordnet, dass sich jeweils zwischen Gehäusewandung2 und Vorkammerplatte9 bzw.12 ein Rückströmungskanal10 bzw.13 ausbildet. Umlenkungen11 bzw.14 leiten die durch die Rückströmungskanäle10 bzw.13 strömenden Gase zurück zum Lichtbogen-Vorkammerraum5 . Die Vorkammerplatten9 ,12 sind geometrisch derart angeordnet, dass nur im Aufweitungsbereich des Lichtbogens eine Rückströmung hinter diesen Vorkammerplatten ermöglicht wird, wodurch der Lichtbogen in Richtung Lichtbogenlöscheinrichtung7 beschleunigt wird. - Ein innerhalb des Lichtbogen-Vorkammerraums
5 auftretender Lichtbogen6 wandert zur mit in üblicher Weise mit Innenausnehmungen8 versehenen Lichtbogenlöscheinrichtung7 . Es ergeben sich zwei punktiert skizzierte Gasströmungen nach dem Umluftprinzip: - • Eine
erste Gasströmung
vom Lichtbogen-Vorkammerraum
5 mit Lichtbogen6 über die Lichtbogenlöscheinrichtung7 und durch den Rückströmungskanal10 zurück in den Lichtbogen-Vorkammerraum5 . - • Eine
zweite Gasströmung
vom Lichtbogen-Vorkammerraum
5 mit Lichtbogen6 über die Lichtbogenlöscheinrichtung7 und durch den Rückströmungskanal13 zurück in den Lichtbogen-Vorkammerraum5 . - Es wirkt ferner eine Kraft auf den Lichtbogen
6 in Richtung eines schwächeren Magnetfeldes, hier infolge entsprechender Ausgestaltung der Lichtbogenlöschbleche der Lichtbogenlöscheinrichtung7 in Richtung zur Lichtbogenlöscheinrichtung7 hin. Diese Kraftwirkung wird dadurch verstärkt, dass bei AC-Hochleistungs-Schaltgeräten Eisenplatten16 bzw.18 und bei DC-Hochleistungs-Schaltgeräten Permanentmagnetplatten16 bzw.18 jeweils außerhalb der Vorkammerplatten9 bzw.12 angeordnet werden. Zur Befestigung dieser Platten16 bzw.18 ist die Gehäusewandung2 im Bereich der Vorkammerplatten9 bzw.12 jeweils mit einer von außen zugänglichen Ausnehmung15 bzw.17 versehen. Vorteilhaft ergibt sich durch die Gehäusewandung2 ohne zusätzliche Maßnahmen eine ausreichende elektrische Isolierung zwischen Lichtbogen-Vorkammerraum5 und Eisenplatten oder Permanentmagnetplatten16 ,18 . - Zur Schaffung eines Hochleistungs-Schaltgerätes mit gegenüber einem Standard-Schaltgerät erhöhtem Schaltvermögen wird je eine Eisenplatte oder Permanentmagnetplatte
16 bzw.18 in die Ausnehmung15 bzw.17 eingelegt und dort verrastet oder verklebt. Soll ein kostengünstigeres Standard-Schaltgerät geschaffen werden, entfallen diese Eisenplatten bzw. Permanentmagnetplatten. - In
2 ist eine Seitenansicht eines Hochleistungs-Schaltgerätes dargestellt. An den beiden Stirnseiten des Gehäuses des Schaltgerätes1 sind Anschlussmittel20 ,21 zur Verbindung mit Stromschienen und/oder Anschlussleitungen vorgesehen. In die Aus nehmung15 ist eine Eisenplatte oder Permanentmagnetplatte16 eingelegt, wobei eine Verrastung der Platte über Rastmittel (Rastnasen)25 erfolgt. An der Oberseite des Gehäuses befindet sich ein für manuelle Schalthandlungen zu verwendender Schaltknebel22 . An der Bodenseite des Gehäuses sind Montagemittel23 (feste Nase + bewegliche Nase) zur Befestigung des Schaltgerätes11 auf einer Hutprofiltragschiene24 angeordnet. - In
3 ist eine Seitenansicht eines Standard-Schaltgerätes dargestellt. Im Unterschied zu dem in22 dargestellten Schaltgerät entfallen hier die Eisenplatten oder Permanentmagnetplatten16 , so dass die Ausnehmungen15 ,17 offen bleiben. Die weitere Ausbildung des Schaltgerätes ist wie unter2 beschrieben. -
- 1
- Schaltgerät
- 2
- Gehäusewandung eines Gehäuses aus einem isolierenden Kunststoff
- 3
- Anschlussraum
- 4
- Anschlussraum/Raum für Auslöser
- 5
- Lichtbogen-Vorkammerraum
- 6
- Lichtbogen
- 7
- strombegrenzende Lichtbogenlöscheinrichtung, Deion-Kammer
- 8
- Innenausnehmung
- 9
- Vorkammerplatte
- 10
- Rückströmungskanal
- 11
- Umlenkung in Gehäusewand
- 12
- Vorkammerplatte
- 13
- Rückströmungskanal
- 14
- Umlenkung in Gehäusewand
- 15
- Ausnehmung in Gehäusewandung
- 16
- Eisenplatte oder Permanentmagnetplatte
- 17
- Ausnehmung in Gehäusewandung
- 18
- Eisenplatte oder Permanentmagnetplatte
- 19
- 20
- Anschlussmittel
- 21
- Anschlussmittel
- 22
- Schaltknebel
- 23
- Montagemittel
- 24
- Hutprofiltragschiene
- 25
- Rastmittel
Claims (3)
- Elektrisches Installationsgerät, insbesondere Leitungsschutzschalter oder Motorschutzschalter, mit einem Gehäuse mit Anschlussmitteln (
20 ,21 ) zur Verbindung mit Stromschienen und/oder Anschlussleitungen an mindestens einer Stirnseite, mit mindestens einem Schaltkontakt mit einem feststehenden und einem beweglichen Schaltkontaktstück, zwischen denen bei einer Ausschaltung ein Lichtbogen (6 ) in einem Lichtbogen-Vorkammerraum (5 ) entsteht, welcher Lichtbogen über Lichtbogenleitschienen in eine strombegrenzende Lichtbogenlöscheinrichtung (7 ) einläuft, wobei im Bereich des Lichtbogen-Vorkammerraums (5 ) Vorkammerplatten (9 ,12 ) angeordnet sind, durch welche Rückströmkanäle (10 ,13 ) zwischen Gehäusewandung (2 ) und Vorkammerplatten (9 ,12 ) von der Lichtbogenlöscheinrichtung (7 ) zum Lichtbogen-Vorkammerraum (5 ) gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusewandung (2 ) im Bereich der Vorkammerplatten (9 ,12 ) mit von außen zugänglichen Ausnehmungen (15 ,17 ) versehen ist, in welche zur Schaffung eines AC-Hochleistungs-Schaltgeräts Eisenplatten (16 ,18 ) bzw. zur Schaffung eines DC-Hochleistungs-Schaltgeräts Permanentmagnetplatten (16 ,18 ) eingelegt sind. - Installationsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass randseitig der Ausnehmungen (
15 ,17 ) Rastmittel (25 ) zur Arretierung der eingelegten Eisenplatten oder Permanentmagnetplatten (16 ,18 ) vorgesehen sind. - Installationsgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die eingelegten Eisenplatten oder Permanentmagnetplatten (
16 ,18 ) mit der Gehäusewandung (2 ) verklebt sind.
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