DE1021054B - Schaltkammer fuer elektrische Schaltgeraete - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltkammer für elektrische Schaltgeräte mit oder ohne quer zum Lichtbogen im Löschraum angeordneten Löschblechen oder Löschkeilen,, gegen die der Lichtbogen durch Leitflächen, ζ. B. Lichtbogenhörner, gelenkt wird, aber ohne zusätzliche Löschmittel wie Blasfeld, Druckgas, '■^üssigkeit usw.

Es ist bekannt, bei Flüssigkeits- und Druckgasschaltern Resonanzräume oder Strömungskanäle bestimmter Form vorzusehen. Diese dienen im wesentliehen dazu, den bei Zündung eines Lichtbogens auftretenden Druckanstieg im Zusammenwirken mit eingeführten Flüssigkeiten oder Gasen zur Löschung des Lichtbogens auszunutzen. Alle diese Schaltgeräte bzw. Lichtbogenlöscheinrichtungen erfordern einen relativ hohen Aufwand nicht nur an Elementen, sondern auch an Raum. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Schaltgerät die Schaltkammer so· auszubilden, daß ohne diese zusätzlichen Hilfsmittel eine einwandfreie Löschung eines auch bei Kurzschluß auftretenden Lichtbogens bewirkt wird.

Der Erfindung liegen folgende Überlegungen zugrunde: Zur Löschung von Lichtbögen genügt vollkommen die vom Lichtbogen selbst erzeugte Energie. Es muß lediglich dafür Sorge getragen werden, daß diese Energie konzentriert zur Löschung herangezogen werden kann. Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch eine solche Ausbildung des unterhalb des Löschraumes den Kontakten zugeordneten. Schaltraumes, daß die Kontakte und mit ihnen verbundene Teile seitlich und auf der dem Löschraum abgewandten Seite eng von den Kammerwänden derart umschlossen werden, daß nur die Expansionsmöglichkeit ausschließlich in Richtung des Löschraumes gegeben ist. Es wird also durch eine Sonderausbildung der Schaltkammer ein Raum um die Entstehungsstelle des Lichtbogens bzw. um die Kontakte geschaffen, der jegliches Ausweichen, einer Luftbewegung außer zum eigentlichen Löschfeld hin verhindert. Hierdurch entsteht im Bereich des Lichtbogens eine explosionsartige Aufheizung des Raumes um den Lichtbogen selbst, wobei dieser explosionsartig, wahrscheinlich mit Überschallgeschwindigkeit, fortgeschleudert wird, und zwar in der einzig möglichen Expansionsrichtung, also in Richtung zum eigentlichen Löschfeld. Die gemäß der Erfindung im Entstehungsbereich des Lichtbogens zu erzielende Wirkung kann in verschiedener Weise erreicht werden. Besonders vorteilhaft und einfach ist es, die Kammerwand im Bereich der Kontakte sehr eng au die Kontakte heranzubringen, so daß praktisch ein geschlossener Raum von den Kontakten, und der Kammerwand gebildet wird, der sich nach oben zum eigentlichen Löschfeld trichterartig erweitert.

Die Fig. 1 und 2 zeigen hierzu ein Ausführungs-Schaltkammer für elektrische Schaltgeräte

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktienges ells chaf t,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Ing. Walter Patzelt, Amberg,
ist als Erfinder genannt worden

beispiel, wobei im folgenden zu dieser Ausführungsfo-rm Maße mit angegeben werden, da es für die Erfindung sehr wesentlich auf die Größenverhältnisse zwischen den einzelnen Teilen einer Kammer und der Kontakte ankommt. In der Schaltkammer 1, die in üblicher Weise aus keramischem Material gefertigt ist, sind im unteren Teil, dem Schaltraum, die Kontakte 2 und 3 angeordnet, wobei der Kontakt 2 starr befestigt ist und in stromleitender Verbindung mit dem Lichtbogenhorn 4 steht, der Kontakt 3 hingegen beweglich ist zur Betätigung der Schaltbewegung. Der Kontakt 3 berührt im geöffneten Zustand das Lichtbogenhorn 5. Als Ausführungsform ist eine Scha.ltkammer mit Löschblechen 6 gewählt. Die dargestellte Kammer ist zur Bewältigung von Maximalströmen bis zu 4000 Ampere bei einem cos ψ von 0,7 gedacht. Die Kontaktstücke haben eine Breite von 8 mm, die Kontaktöffnung liegt in derselben Größenordnung. Die Schaltkammer, die im Bereich des eigentlichen Löschraumes in üblicher Breite ausgeführt ist, besitzt im Schaltraum, also im Bereich der Kontakte (Lichtbogenentstehungsstelle) eine Querschnittsverengung, die so weit getrieben ist, daß sich die Kontakte gerade noch frei bewegen können. Die Schaltkammer ist also beispielsweise in diesen Zonen 10 bis 12 mm breit. Die gesamte Kammer ist 42 mm hoch, gemessen vom Entstehungspunkt des Lichtbogens bis zur obersten Grenze der Löschbleche. Auf der Unterseite ist der Schaltraum praktisch geschlossen, d. h. vor der Kontaktöffnung liegt auch der mit dem beweglichen Kontakt 3 bewegbare Schieber 7. Ein Lichtbogen., der also zwischen den Kontakten 2 und 3 entstanden ist, wird unverhältnismäßig rasch in den eigentlichen Löschraum dadurch getrieben, da dieser Bogen den ver-

709 810/236

Claims (8)

hältnismäßig kleinen Schaltraum sehr rasch aufheizt und die verdichtete Luft sich lediglich in den Löschraum ausdehnen kann. Der Lichtbogen erhält hierbei auch eine große Geschwindigkeit, die ihn mit großer Geschwindigkeit bis zwischen die Löschbleche treibt. Man hat auch schon bisher gelegentlich eine Lichtbogenkammer sehr schmal ausgeführt. Jedoch wurde dies ausschließlich bei Kammern mit einem zusätzlichen Blasfeld verwirklicht, und zwar deshalb, um mit verhältnismäßig geringen magnetischen Spannungen bei der Lichtbogenblasung auszukommen. Wenn in einem derartigen Fall eine Lichtbogenkammer besonders wirksam war, so hat man dies ausschließlich der Wirkung des Blasfeldes zugeschrieben. Die Erfindung kann, wie an Hand der Fig. 3 bis 7 erläutert wird, noch in verschiedener anderer Weise verwirklicht werden: Wesentlich ist für sämtliche Anordnungen, daß der Raum, der durch den Lichtbogen zunächst aufgeheizt wird, verhältnismäßig klein ist und sich nur zum eigentlichen Löschfeld hin erweitert. Die Fig. 3 zeigt eine doppelt abgesetzte Kammer, bei denen die eigentlichen Schaltstücke 9 in ihrer Berührungsfläche breiter gehalten sind als die Antriebsbzw. Halteteile 8. Durch diese Anordnung wird die Schaltkammer, die an sich vorzugsweise unten ganz geschlossen sein soll, in ihrem unteren Bereich so schmal, daß auf den Lichtbogen mit Sicherheit keine Kraft nach unten ausgeübt wird. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 hat gezeigt, daß durch entsprechende Anpassung der Kammerteile an die Kontaktstücke vermieden werden soll, daß irgendeine Druckwelle der Luft hinter die Kontaktstücke ausweicht und somit für den Antrieb des Lichtbogens verlorengeht. Die Fig. 4 bis 6 zeigen, daß auch eine übliche Kammer, die also zwischen Kontakt und einer Wand verhältnismäßig viel Luftraum offenläßt, Verwendung rinden kann, wenn dafür gesorgt wird, daß der Druck nicht hinter die Kontaktstücke oder nach unten ausweichen kann. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 und 5 werden die Kontaktstücke bzw. zumindest das bewegliche Kontaktstück 2 auf ihrer Rückseite mit einem dichtungsartig an der Kammerwand streifenden Verbreiterungsblech versehen. Umgekehrt kann aber auch, wie aus Fig. 6 zu ersehen ist, die gesamte Kammer hinter den Kontakten voll ausgefüllt werden, oder aber es wird eine Zwischenwand eingezogen, die eine Ausbreitung der Druckwelle in die ßlindräume der Kammer verhindert. Da außerdem die Lichtbogenkammer immer dann nach unten möglichst luftdicht abgeschlossen sein soll, sofern die Kontakte nicht eine ausgesprochene Düse bilden, die auf den Lichtbogen die gewünschte Kraft ausübt, wird, wie zu Fig. 1 bereits ausgeführt und in Fig. 5 nochmals schematisch angedeutet, ein Schieber 7 angeordnet. Dieser Schieber muß nicht wie bei dem genannten Ausführungsbeispiel mit dem beweglichen Kontakt verbunden sein, sondern er kann auch an inderer Stelle befestigt sein und mit einer Feder jeweils vor die Öffnung geschoben werden. Diese Feder kann beispielsweise gleich, wie aus Fig. 7 auch zu ersehen ist, die Rückdruckfeder für den beweglichen Kontakt darstellen. Gemäß einer Weiterbildung ist es auch möglich, diesen Schieber als Ventil auszubilden, derart, daß lediglich zu den Kontakten hin eine Luftbewegung stattfinden kann. Die Wirkungsweise, ist dann derart, daß bei Auftreten von Überdruck im Entstehungsbereich das Ventil geschlossen ist, so daß der Lichtbogen eine eindeutige Bewegung nach oben erfährt, daß aber, sobald im Bereich der Kontakte ein Unterdruck entsteht, Frischluft nachstreichen kann, so daß ein Wiederzünden eines Lichtbogens sicher vermieden wird. Auch ein Zurückschlagen der Dämpfe aus den Löschblechen in den Kontaktbereich insbesondere bei verhältnismäßig niedrigen Kammern wird hierbei vermieden. Die Erfindung ist nicht nur, wie in den Beispielen angenommen, bei Kammern mit Löschblechen zu verwirklichen, sondern sie eignet sich ebenso bei Keilkammern wie gegebenenfalls auch bei Düsenkammern. Es wird immer erreicht, daß der Lichtbogen mit einer großen Geschwindigkeit von den Kontaktstücken weg zum eigentlichen Löschraum geschleudert wird. Ρλ τ ε ν τ λ ν sr· r. c c n E ·.

1. Schaltkammer für elektrische Schaltgeräte mit oder ohne quer zum Lichtbogen im Löschraum angeordneten Löschblechen oder Löschkeilen, gegen die der Lichtbogen durch Leitflächen, /.. B. Lichtbogenhörner, gelenkt wird, aber ohne zusätzliche Löschmittel wie Blasfeld, Druckgas, Löschflüssigkeit usw., gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung des unterhalb des Löschraumes den Kontakten zugeordneten Schaltraumes, daß die Kontakte und mit ihnen verbundene Teile seitlich und auf der dem Löschraum abgewandten Seite eng von den Kammerwänden derart umschlossen sind, daß nur die Expansionsmöglichkeit ausschließlich in Richtung des Löschraumes gegeben ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte so geformt sind, daß eine in Richtung der Löschkammer -offene Düse entsteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem beweglichen Kontakt ein Fortsatz angebracht ist, der den Schaltraum auch bei geöffnetem Kontakt auf der der Löschkammer angewandten Seite verschließt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltraum unterhalb des Lichtbogenentstehungsbereiches mit einem Luftventil mit Durchlaßrichtung zu der Entstehungsstelle hin versehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkammer im eigentlichen Löschraum breiter gehalten ist als im Entstehungsbereich des Lichtbogens.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine unstetige Änderung der Breite der Schaltkammer vom Schaltraum zum Löschraum.

7. A'Orrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine sprunghafte Änderung der Breite der Schaltkammer vom Schaltraum zum Löschraum.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte auf ihrer Rückseite mit einem an der Kammerwand nach Art einer Dichtung schleifenden \'erbreiterungsbelag versehen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 132 835, 403 068, 839, 444 505, 574 960, 589 434, 603 239, 629 682, 985, 672 010, 735 603;

USA.-Patentschrift Nr. 728 797.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 709 810/236 12.57