DE102006015305A1

DE102006015305A1 - Lichtbogen-Löscheinrichtung für einen elektrischen Schalter

Info

Publication number: DE102006015305A1
Application number: DE200610015305
Authority: DE
Inventors: Jürgen HEYDENDORF; Ralph Hohenberger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2006-03-29
Filing date: 2006-03-29
Publication date: 2007-10-04
Also published as: CN101416261B; CN101416261A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lichtbogen-Löscheinrichtung (2) für einen elektrischen Schalter (1) mit mehrere parallel zueinander angeordneten Lichtbogen-Löschblechen (23) und mit zumindest einem Teil (50) aus gasendem Kunststoff. Zur Stabilisierung des Lichtbogens ist vorgesehen, dass sich das zumindest eine Teil (50) aus gasendem Kunststoff zumindest zwei der Löschbleche übergreifend parallel zur Lichtbogenlaufrichtung (32) erstreckt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lichtbogen-Löscheinrichtung für einen elektrischen Schalter mit mehreren parallel zueinander angeordneten Lichtbogen-Löschblechen und mit zumindest einem Teil aus gasendem Kunststoff.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf einen elektrischen Schalter mit einer derartigen Lichtbogen-Löscheinrichtung.
Der Einsatz von gasenden Kunststoffen in Lichtbogen-Löscheinrichtungen ist an sich bekannt. Diese „gasenden" Kunststoffe zeichnen sich dadurch aus, dass bei einer Wechselwirkung mit einem Schaltlichtbogen aus der Oberfläche der Kunststoffe gasförmige Zersetzungsprodukte freigesetzt werden. Die gasförmigen Zersetzungsprodukte, die auch unter der Bezeichnung „Hartgas" bekannt sind, führen zu einem Überdruck am Ort der Lichtbogenlöschung und zwingen den Lichtbogen damit schneller zum Erlöschen.
Die Druckschrift DE 102 42 310 A1 zeigt einen Leitungsschutzschalter mit einer gattungsgemäßen Lichtbogen-Löscheinrichtung. – Bei dieser bekannten Lichtbogen-Löscheinrichtung ist das zusätzliche Teil aus gasendem Kunststoff als Platte vorzugsweise aus Ultramid^® A3SK ausgebildet. Diese Platte ist zusätzlich zu den Löschblechen oder an Stelle der Löschbleche vorgesehen und verläuft parallel zu den Löschblechen und damit quer zur Lichtbogenlaufrichtung. Sie dient zur Stabilisierung des Lichtbogens.
Ausgehend von einer Lichtbogen-Löscheinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 ( DE 102 42 310 A1 ) liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine andere Lösung zur Stabilisierung des Lichtbogens anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das zumindest eine Teil aus gasendem Kunststoff zumindest zwei der Löschbleche übergreift und sich dabei parallel zur Lichtbogenlaufrichtung erstreckt. Vorzugsweise sind zwei der gasenden Teile in Form von flächenhaften Streifen vorgesehen, die sich zur optimalen Stabilisierung des Lichtbogens unterhalb der Löschbleche über alle Löschbleche erstrecken. Die erfindungsgemäßen gasenden Teile sind auf montagetechnisch einfache Weise nachrüstbar, und zwar insbesondere auch nach dem Verstemmen der Lichtbogen-Löschbleche mit Isolierstoffwänden zu einem Löschblechpaket.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der neuen Lichtbogen-Löscheinrichtung sieht vor, dass die Löschbleche zwischen zwei parallel zu ihnen verlaufenden Lichtbogen-Leitblechen angeordnet sind, wobei die beiden flächenhaften Streifen jeweils an den beiden Lichtbogen-Leitblechen fixiert sind. – Zum Fixieren können die Lichtbogen-Leitbleche und die flächenhaften Streifen mit korrespondierenden Rastmitteln versehen sein. Insbesondere können die Lichtbogen-Leitbleche Vorsprünge aufweisen, die in zugeordnete Aussparungen der Isolierwände 22 eingreifen. Einen zusätzlichen Halt für die flächenhaften Streifen können Isolierstoffwände bilden, die sich parallel zu der Lichtbogenlaufrichtung erstreckenden und die an sich zum Fixieren der Löschbleche und der Lichtbogen-Leitbleche dienen. Dabei kann jeweils eine der parallel zu den Isolierwänden verlaufenden Flachseiten der beiden Streifen an einer der Isolierwände abgestützt sein.
Ein Ausführungsbeispiel der neuen Lichtbogen-Löschkammer ist in den 1 bis 5 dargestellt.
Dabei zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines elektrischen Schalters mit einer Lichtbogen-Löscheinrichtung,
2 eine Schaltkontaktanordnung des elektrischen Schalters, der eine erfindungsgemäße Lichtbogen-Löscheinrichtung zugeordnet ist,
3 die Lichtbogen-Löscheinrichtung gemäß der 2 in Explosionsdarstellung und
4 und 5 die Lichtbogen-Löscheinrichtung gemäß der 2 während und nach der Montage der zusätzlichen Teile aus gasendem Kunststoff.
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-Fe dern 13 unter Vorspannung federnd an dem Kontaktträger 11 abgestützt. Die bewegliche Schaltkontaktanordnung 7 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.
Gemäß der 2 und 3 besteht jede der Lichtbogen-Löscheinrichtungen 2 aus zwei Isolierwänden 22 aus Fiber oder abbrandfestem Kunststoff sowie aus Lichtbogen-Löschblechen 23 und Lichtbogen-Leitblechen 24, 25 aus Stahlblech. Die Lichtbogen-Löschbleche 23 und die Lichtbogen-Leitbleche 24, 25 sind mit Zapfen 26 versehen, die in Löcher 27 der Isolierwände 22 eingeführt und verstemmt (vernietet) 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 Lichtbo gen-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.
Gemäß der 2 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 Lichtbogen-Leitblech 25 zugeordnet, das ebenfalls eine senkrecht zu den Isolierplatten verlaufende Außenseite des Löschblechpaketes bildet. Es weist einen parallel zu den Lichtbogen-Löschblechen 23 verlaufenden ersten Teil 40 und einen entgegen der Öffnungsrichtung 32 der beweglichen Schaltkontakte 12 geneigte Abwinklung 41 auf. Das freie Ende dieser Abwinklungen 41 weist 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 dem Lichtbogen-Leitblech 25. Die Lichtbogenlaufrichtung entspricht dabei der Öffnungsrichtung 32.
Gemäß der 4 und 5 sind an den einander zugewandten Innenseiten der Isolierwände 22 unterhalb der Lichtbogen-Löschbleche 23 zwei zusätzliche Teile 50 in Form flächenhafter Streifen abgestützt, deren Flachseiten parallel zu den Isolierwänden verlaufen. Diese zusätzlichen Teile 50 bestehen aus gasendem Kunststoff, der als Brandschutzausrüstung einen Zusatz aus rotem Phosphor enthält. Weiterhin weist der gasende Kunststoff zur Verstärkung Verstärkungsstoffe in Form von Glasfasern auf. Bevorzugt bestehen die gasenden Teile 50 aus dem unter der Handelsmarke Ultramid^® A3X2G7 bekannten Polyamid-Kunsstoff PA 66, der sich durch eine niedrige Schmelzviskosität auszeichnet, und der neben dem roten Phosphor einen Massenanteil an Glasfasern von 35% aufweist. Die beiden Streifen weisen jeweils eine Länge von 98 mm, eine Breite von 22 mm und eine Dicke von 3 mm auf.
Die Streifen sind mittels korrespondierender Rastmittel an den Lichtbogen-Leitblechen fixiert. Dabei weisen die Lichtbogen-Leitbleche an ihren den beiden Isolierwänden 22 zugewandten Kanten Vorsprünge 51 auf, die in zugeordnete Aussparungen 52 in Form von Bohrungen in den Isolierwänden 22 eingreifen.
Die Montage der beiden flächenhaften Streifen erfolgt erst nachdem die Lichtbogen-Löschbleche 23 und die Lichtbogen-Leitbleche 24, 25 mit den Isolierwänden 22 zu dem Löschblechpaket verstemmt (vernietet) wurden. Dabei werden die Isolierwände 22 kurzzeitig elastisch nach außen aufgebogen, um die flächenhaften Streifen auf der dem Schaltkontaktsystem zugewandten Seite des Löschblechpakets unterhalb der Löschbleche so zu positionieren, dass die Vorsprünge 51 der Lichtbogen-Leitbleche 24, 25 in die zugeordneten Aussparungen 52 der flächenhaften Streifen eingreifen können.
Durch die derart angeordneten und fixierten zusätzlichen Teile 50 aus gasendem Kunststoff, insbesondere aus Ultramid^® A3X2G7, kann das Löschverhalten der Lichtbogen-Löscheinrichtung erheblich verbessert werden. Andere montagetechnisch aufwendigere Lösungen zur Stabilisierung des Lichtbogens innerhalb des Löschblechpaketes – beispielsweise in Form der aus der DE 102 50 950 B4 bekannten Lichtbogen-Leitelementen aus Kupfer – können entfallen. Eine Personengefährdung beispielsweise aufgrund von Löschversagern im Kurz schlussfall ist dabei sicher ausgeschlossen, so dass keine weiteren Schutzmaßnahmen, insbesondere keine zusätzlichen Schutzabdeckungen der Isolierwände erforderlich sind.

Claims

Lichtbogen-Löscheinrichtung (2) für einen elektrischen Schalter (1) – mit mehreren parallel zueinander angeordneten Lichtbogen-Löschblechen (23) und – mit zumindest einem Teil (50) aus gasendem Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, dass sich das zumindest eine Teil (50) aus gasendem Kunststoff zumindest zwei der Löschbleche übergreifend parallel zur Lichtbogenlaufrichtung (32) erstreckt.
Lichtbogen-Löscheinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine gasende Teil (50) alle Löschbleche übergreift.
Lichtbogen-Löscheinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei der gasenden Teile (50) vorgesehen sind, die als flächenhafte Streifen ausgebildet und unterhalb der Löschbleche angeordnet sind.
Lichtbogen-Löscheinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Löschbleche (23) zwischen zwei parallel zu ihnen verlaufenden Lichtbogen-Leitblechen (24, 25) angeordnet sind, wobei die beiden flächenhaften Streifen jeweils an beiden Lichtbogen-Leitblechen fixiert sind.
Lichtbogen-Löscheinrichtung nach Anspruch 4, die Lichtbogen-Leitbleche (24, 25) und die flächenhaften Streifen mit korrespondierenden Rastmitteln versehen sind.
Lichtbogen-Löscheinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, die Lichtbogen-Leitbleche (24, 25) Vorsprünge (51) aufweisen, die in zugeordnete Aussparungen (52) gasenden Teile (50) eingreifen.
Lichtbogen-Löscheinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Fixieren der Löschbleche (23) und der Lichtbogen-Leitbleche (24, 25) zwei sich parallel zu der Lichtbogenlaufrichtung (32) erstreckenden Isolierwänden (22) vorgesehen sind, wobei jeweils eine der parallel zu den Isolierwänden (22) verlaufenden Flachseiten der beiden Streifen an einer der Isolierwände (22) abgestützt ist.
Elektrischer Schalter (1) mit einer Lichtbogen-Löscheinrichtung (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtbogen-Löscheinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist.