DE1028199B

DE1028199B - Lichtbogenkammer fuer elektrische Schaltgeraete

Info

Publication number: DE1028199B
Application number: DEL27287A
Authority: DE
Inventors: Heinz Fehling; Adolf Stangneth; Siegbert Witkowski
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1957-04-01
Filing date: 1957-04-01
Publication date: 1958-04-17

Description

Für Niederspannungsschaltgeräte werden Lichtbogenlöschkammern verwendet, deren Materialien aus Keramik, Asbestzement, Glimmerverbindungen oder gleichwertigen, möglichst anorganischen Verbindungen hervorgehen.

Grundsätzlich werden bei Lichtbogenkammern Eigenschaften erwartet, die für die einwandfreie Beherrschung eines Abschaltlichtbogens notwendig sind. Durch die dem elektrischen Lichtbogen eigene hochtemperierte Gassäuile wird sich schließlich die Auswahl nmr auf solche Stoffe beschränken, deren Hitzebeständigkeit groß und deren isolierende Eigenschaften gut sind. Man erwartet weiterhin, daß Lichtbogenkammern das Plasma des Bogens weitgehend beeinflussen und daß die auf der Oberfläche des Kammermaterials locker gebundenen molekularen Schichten eine für die Löschung günstig ausgehende Rekombination mit den Ladungsträgern des Bogenplasmas eingehen. Diese sogenannte Oberflächenkühlung des Lichtbogens bewirkt die Abgabe eines beträchtlichen Energieterms vom Bogen selbst und kann durch zusätzliche Einsätze innerhalb des Kammerlöschraumes weiter intensiviert werden.

Die bisher bekannten Materialien haben fast alle den Nachteil geringer Bruchfestigkeit, teilweise ist ihre Bearbeitung bzw. Fertigung schwierig; ein weiterer Nachteil besteht in der oft hoch anzusetzenden Hygroskopizität und dem damit verbundenen Verlust der Spannungsfestigkeit. Insbesondere bei Lichtbogenkammern für Gleichstrom müssen daher zusätzliche Imprägnierungsmaßnahmen getroffen werden, die eine teilweise Spannungssicherheit der Kammer garantieren. Lichtbogenkammern für höhere Spannungen als 2000 V Gs sind außerdem beim Einsatz in Tropengebieten mit relativ hoher Luftfeuchtigkeit einer Gefahr des Sicherheitsverlustes ausgesetzt. Allen bisher bekannten Kammermaterialien ist jedoch die beschränkte und oft nur mit Mühe vorzunehmende Formgebung gemeinsam.

Es ist auch bereits eine Lichtbogenkammer, die insgesamt aus Metall besteht, bekanntgeworden. Sie hat aber den Nachteil, daß sie nur für verhältnismäßig kleine Spannungen und geringe Leistungen zu verwenden ist, ferner, daß sie für Gleichstrom nicht in Frage kommt. Eine Aufteilung des Lichtbogens in zwei Teillichtbögen an einer derartigen Metallkammer würde in diesen Fällen praktisch zur Lichtbogenstabilisierung und damit zum Stehenbleiben des Lichtbogens führen. Ein derartiger Vorgang zerstört schließlich die Kammer durch Verbrennung.

Erfindungsgemäß wird daher ein Material für Lichtbogenkammern von Gleich- und Wechselstromschaltgeräten verwendet, das aus Metall besteht und allseitig von einer isolierenden Schicht in Form eines Lichtbogenkammer
für elektrische Schaltgeräte

Anmelder:

LICENTIA Patent -Verwaltungs - G. m. b. H., Hamburg 36, Hohe Bleichen 22

Heinz Fehling, Neumünster,

Adolf Stangneth, Neumünster-Tungendorf,

und Siegbert Witkowski, Neumünster,

sind als Erfinder genannt worden

Überzuges od. dgl. umgeben ist. Die Kammerwände aus Metall dienen dabei nur der mechanischen Festigkeit bzw. als Träger der Isolierschicht, die vorzugsweise aus hochschmelzenden Metalloxyden besteht.

So hat sich als Material für Lichtbogenkammern Aluminium, das mit einer kräftigen Eloxalschicht umgeben ist, als sehr vorteilhaft erwiesen. Die so keramisierte Oberfläche des Aluminiums besitzt Spannungsfestigkeit von 5 bis 6 kV und ist in hohem Maße hitzebeständig. Die Stärke der Eloxalschicht beträgt dabei nur bis zu ¹J₁₀ mm, während die Stärke der gesamten Kammerwand auf einige mm reduziert werden kann. Derartige Kammern lassen sich für die vielfältigen Formen des Lichtbogenlöschraumes der einzelnen Schaltertypen einfach herstellen. Die Vorzüge von Lichtbogenkammern aus eloxiertem Aluminium liegen somit besonders in der einfachen Formgebung und Fertigung, in der hohen Spannungsfestigkeit, in dem sehr geringen Gewicht und der kleineren Bauweise.

Um möglichst günstige Eloxalschichten zu erhalten, kann der Gegenstand der Erfindung aus weitgehend reinem Aluminium gefertigt und mittels Druck- und Preßformen gestaltet werden. Die Kombination derartiger aus eloxiertem Reinaluminium aufgebauter Lichtbogenkammern mit anderen bogenfesten Materialien ist bei Berücksichtigung besonderer konstruktiv bedingter Verhältnisse möglich.

709 96W2M

Als weiteres Beispiel für eine isolierende Oberfläche des Kammermaterials wird eine Emailschicht vorgeschlagen, die auf einer aus Metall, am einfachsten aus Eisen, bestehenden Kammerwand allseitig aufgebracht werden kann. Die Emailschicht stellt durch ihre hohe Spannungsfestigkeit und Hitzebeständigkeit eine gute Isolation für die Schaltkammer dar, die Wände aus Eisen bieten eine hohe mechanische Festigkeit, wie sie für derartige Kammern erforderlich ist. Die moderne Emaliertechnik ermöglicht es auch, die aufzubringenden Schichten mechanisch sehr fest auszuführen, so daß ein Qualitätsverlust durch Platzen oder Springen der Emailschicht weitgehend verhindert wird. Das aus Metall, insbesondere aus Eisen, bestehende Trägermaterial zieht das Eigenfeld des Lichtbogens an und weitet während der Abschaltung das Plasma unter gleichzeitiger Anlagerung des Bogens an die mit Isolierstoff versehene Kammerwand aus. Diese Maßnahme schafft günstige Kühleffekte und erleichtert die Löschung insbesondere von Gleich-Stromlichtbögen.

Die Zeichnung zeigt schematisch den Aufbau eines derartigen Materials für Lichtbogenkammern. Mit 1 ist die Wand aus Metall bezeichnet, 2 und 3 stellen die isolierende Wand, die die Kammer allseitig umgibt, dar.

Claims

Patentansprüche::

1. Lichtbogenkammer für elektrische Schaltgeräte, dadurch gekennzeichnet, daß das Kammermaterial aus Metall besteht und allseitig von einer isolierenden Schicht umgeben ist.

2. Lichtbogenkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Schicht aus hochschmelzenden Metalloxyden besteht.

3. Lichtbogenkammer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kammermaterial aus hochwertigem, möglichst unlegiertem Aluminium mit kräftiger Eloxalschicht gebildet ist.

4. Lichtbogenkammer nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus eloxiertem Aluminium bestehende Löschkammer mit bisher üblichen Kammermaterialien kombiniert wird.

5. Lichtbogenkammer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die insbesondere aus Eisen bestehende Kammer allseitig mit einer Emailschicht versehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen