DE1063248B - Lasttrennschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Lasttrennschalter mit einer Lichtbogenlöschkammer, bestehend aus zwei am festen Kontakt des Schalters angeordneten Isolierstoffplatten, deren gasabgebende Wandungen einen höchstens wenige Millimeter weiten Spalt begrenzen, in welchem das aus der Kammer ausschwenkende Trennmesser bzw. ein ihm zugeordneter Schnellschaltkontakt den Lichtbogen zieht, der in einer der Trennmesserschwenkachse abgekehrten Richtung schleifenförmig aufgeweitet und dabei mit Hilfe von an den Isolierstoffplatten vorgesehenen Armierungen aus magnetischem Werkstoff gegen eine den Spalt in Nähe des festen Kontaktes mindestens zum großen Teil abschließende Querwand bewegt wird. ^X5

Beim Bekannten sind die Isolierstoffplatten mit Eisenscheiben belegt, welche Polbleche eines sich beim öffnen des Schalters in den Stromkreis einschaltenden Elektromagneten sind. Das sich zwischen den Polblechen dieser Blasmagnetanordnung ausbildende Magnetfeld treibt den Lichtbogen gegen die Querwand im Kammerspalt, so daß durch die innige . Berührung des Lichtbogens mit diesen Kammerteilen die Abgabe von Lichtbogenlöschgas aus den Kammer-Avänden erhöht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine ausreichende Wirkung auf einfachere Art zu erzielen. Erfindungsgemäß sind an den Isolierstoffplatten vorgesehene Armierungen aus magnetischem Werkstoff (insbesondere Eisen) derart ausgebildet und angeordnet, daß der sich schleifenförmig aufweitende Lichtbogen ohne Zuhilfenahme einer Blasspule gegen die den Spalt abschließende Querwand gedrückt wird. Dies läßt sich z. B. ohne weiteres dadurch erreichen, daß die Armierung U-förmig ausgebildet ist und die Kammerwände mit den U-Schenkeln von der Kammerseite her umgreift, an welcher der Kammerspalt durch die Querwand verschlossen ist. Die Isolierstoffplatten können jedoch auch getrennte plattenförmige Armierungen aufweisen, die an der Kammerseite, an welcher der Kammerspalt durch die Querwand verschlossen ist, erheblich über die Querwand hinaus nach außen ragen. In beiden Fällen ist die Wirkung des Eisens in Verbindung mit dem Magnetfeld des Lichtbogens vollauf ausreichend, den Lichtbogen gegen die Querwand im Spalt zu treiben, so daß nicht nur aus den Seitenwänden der Kammer, sondern in erheblichem Maße auch aus der den Spalt abschließenden Querwand durch die Lichtbogenwärme Löschgas freigemacht wird.

An sich ist es bekannt, bei einem Schalter mit einer geschlossenen flachen Kammer mit Hilfe eines um die Kammer gelegten spulenlosen U-Eisens den Lichtbogen schleifenförmig in das Innere der Kammer zu

Anmelder:
Calor-Emag

Elektrizitäts-Aktiengesellschaft,
Ratingen, Bahnstr. 39-45

Beanspruchte Priorität:
Schaustellung auf der am 27. April 1958 eröffneten

Deutschen Industrie-Messe Hannover 1958
(Technische Messe — Mustermesse) in Hannover

Dr.-Ing. Hans Wegesin, Ratingen,
ist als Erfinder genannt worden

bewegen. Jedoch hat man geglaubt, hierbei nur durch Speicherung des durch den Lichtbogen aus den Kammerwänden frei gemachten Gases eine ausreichende Lichtbogenlöschwirkung erzielen zu können. Man hat die Kammer verhältnismäßig weif ausladend gestaltet, so daß der auf große Länge aufgeweitete Lichtbogen aus den Wandungen möglichst viel Löschgas frei macht. Sobald der flache Schaltstift die Kammer verläßt, strömt das bis zu diesem Moment gespeicherte Gas den Lichtbogen beblasend aus der Kammer aus.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß ein solcher Schalter auch ohne Gasspeicherung wirkungsvoll sein kann, wenn die den Kammerspalt in Lichtbogenwanderungsrichtung abschließende Querwand näher an die Entstehungsstelle des Lichtbogens gelegt wird. Dann wird nämlich für die Gaserzeugung in der Hauptsache die Querwand herangezogen. Die Lichtbogenschleife gelangt sehr frühzeitig an die Querwand, und der Lichtbogen kommt schon nach nicht allzu großer Längung äußerst innig mit ihr in Berührung, so daß die Lichtbogenlöschung viel früher erfolgt und die erzeugte Löschgasmenge ausreicht, auch wenn vom Beginn der Gaserzeugung an schon Löschgas entweicht.

Da die Erkenntnis der Fachwelt bislang fremd war, konnte der vorstehend erwähnte Schalteraufbau keine Anregung geben, Lasttrennschalter der der Erfindung zugrunde liegenden Art in der erfindungsgemäßen Weise zu verbessern. Vielmehr ist die Fachwelt, um Lasttrennschalter billig herzustellen, einen ganz anderen Weg gegangen. Man hat nämlich auf eine zusätzliche magnetische Beeinflussung des Lichtbogens

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in der Praxis überhaupt verzichtet. Die Wirksamkeit des Schalters wurde lediglich durch eine entsprechend groß bemessene Löschkammer, in der der Lichtbogen in einer die Löschgasentwicklung steigernden Weise auf größerer Länge mit den Seitenwänden in Berührung kommt, zu erhöhen versucht. Die Vorteile, die die zusätzliche magnetische Beblasung bieten kann,- glaubte man nicht nutzen zu können, weil der Schalter wegen. der vermeintlich notwendigen Blasspule sonst zu teuer wird. Es bestand somit die Meinung, daß solche Lasttrennschalter in wirtschaftlich tragbarer Weise durch den Lichtbogen magnetisch beeinflussende zusätzliche Mittel gar nicht mehr verbessert werden könnten. • Auf Grund der neuen Erkenntnis kann man nun aber die bei dem mit Gasspeicherung versehenen vorerwähnten Schalter bekannte Maßnahme auf Lasttrennschalter, bei denen die flache Löschkammer an den Seiten, an denen das Schwenkmesser ein- und ausläuft, an denen also schon beim Beginn der Gaserzeugung Löschgas abströmt, erfolgreich übertragen. Eine Blasspule ist also nicht erforderlich. Die Lichtbogenschleife gelangt sehr frühzeitig an die in Nähe des festen Kontaktes befindliche Querwand, und schon nach nicht allzu großer Längung kommt der Lichtbogen unter dem Einfluß des spulenlosen Eisens äußerst innig mit der Querwand in Berührung, so daß die für seine Löschung erforderliche Löschgasmenge zur Verfügung steht. Die Löschkammer kann somit kleiner sein als bei den bisher ohne magnetische Beblasung gebauten Lasttrennern, die Lichtbogenlöschung wird frühzeitiger bewirkt, und wegen dieser Zeitverkürzung ist der Ausstoß heißer Gase, insgesamt betrachtet, sogar geringer als bei den bisherigen Schaltern. Der Aufwand für das Eisen, das keine Erregerspule hat, fällt demgegenüber nicht nennenswert ins Gewicht. Der Wunsch, Lasttrennschalter mit gasabgebender flacher Lichtbogenkammer und Schwenkmesser sowie mit wirkungsvoller zusätzlicher magnetischer Lichtbogenbeeinflussung billig zu verwirklichen, ist somit erfüllt.

. Lasttrenner mit der neuen Löschkammer erfüllen, wie kurz zusammengefaßt, alle Anforderungen, die an Schalter dieser Art zu stellen sind. Durch die magnetische Beeinflussung wird der Lichtbogen in der Kammer gehalten, er kann insbesondere nicht am Trennmesser herunterlaufen und aus der Kammer aussteigen. Der Lichtbogen wird schleifenförmig in das U-Blech bzw. zwischen getrennte Eisenscheiben hineingezogen und dadurch von den Abreißkontaktstellen weg gegen die im Kammerspalt angeordnete Querwand getrieben. Die Lichtbogendauer ist kurz und der Auswurf heißer Gase verhältnismäßig gering. Der Kontaktverschleiß ist klein, die erzielbare Schalthäufigkeit und die Lebensdauer des Schalters sind groß. Entsprechend den kleinen Abmessungen der Löschkammer lassen sich die Abmessungen des Schalters verringern, so daß auch sein Platzbedarf entsprechend kleiner wird.

Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß es bei Lichtbogenlöschkammern anderer Art an sich auch bekannt ist, unter Vermeidung von Blasspulen lediglich Eisenarmierungen an Wänden und Zwischenwänden vorzusehen. Dabei handelt es sich aber nicht um für Leistungstrennschalter bestimmte Kammern mit gasabgebenden, enge Spalte zwischen sich einschließenden Wandungen der der Erfindung zugrunde liegenden Art. Vielmehr kommt es bei diesen Schaltern nur darauf an, den Lichtbogen durch Längung zu löschen. Das .Problem, die Gaserzeugung aus Schaltraumwandungen intensiver zu gestalten, spielt bei diesen Löschkammern keine Rolle.

Bei Schaltkammern von Lasttrennschaltern, bei denen zwei federnde Platten aus gasabgebendem Isolierstoff an den Schenkeln einer den festen Schalterkontakt umgreifenden lyraförmigen Feder befestigt sind, so daß sich die Platten nach Ausschwenken des Trennmessers spaltverengend gegeneinanderbewegen, hat man die lyraförmige Feder bereits aus Eisen gefertigt, um ohne Blasspule einen gewissen magnetischen Einfluß auf den Lichtbogen auszuüben. Dabei liegt das Eisen aber lediglich im Bereich der kürzesten Verbindung zwischen den Entstehungsstellen des Lichtbogens und ist nicht so ausgebildet und angeordnet, daß der Lichtbogen im Sinne der Erfindung aus diesem Bereich herausgezogen wird. Im übrigen hat diese Löschkammerausführung im Spalt zwischen den Isolierstoffplatten gar keine, den Spalt nach außen abschließende Querwand. Die Eisenfeder kann den Lichtbogen unter Umständen lediglich hindern, etwa am Trennmesser des Schalters herunterzulaufen.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der neuen Löschkammer. Sie ist in
Fig. 1 in Seitenansicht dargestellt;
Fig. 2 ist der Schnitt C-D und
Fig. 3 der Schnitt A-B nach Fig. 1.
Die Kammer besteht aus zwei Platten 1 und 2 aus Akrylglas oder anderem geeignetem gasabgebendem Material, die in der ersichtlichen Weise durch Nieten so zusammengefügt sind, daß zwischen ihnen ein enger Spalt 6 besteht. Die Bohrungen 3 dienen zur Befestigung der Kammer am Schalter. Bei 4 greift der feste Schalterkontakt in die Kammer ein. Von links her schwenkt das Schaltertrennmesser in den Spalt 6. Die Eisenarmierung 5 der Kammer ist U-förmig ausgebildet. Das U-Eisen ist außen auf die Kammer aufgeschoben und kann selbstfedernd an ihr haften. Damit das Eisen möglichst nahe an die Lichtbogenbahn herankommt, ist es in Vertiefungen der äußeren Oberfläche der Platten 1 und 2 eingelassen. Gleichzeitig ist dadurch seine Lage festgelegt. Wird beim Herausschwenken des Schaltmessers der Lichtbogen gebildet, so wird er in die U-Form des Eisens hineingezogen, zu einer Schleife ausgeweitet und gegen die den Spalt abschließende Querwand 7 getrieben.

Man braucht die Eiseneinlage nicht unbedingt U-förmig auszubilden. Es können auch getrennte Bleche an den Platten 1 und 2 vorgesehen werden. Diese sollen dann aber in Lichtbogenwanderungsrichtung erheblich über den Rand der Kammerplatten hinausragen. Bei Verwendung eines U-Eisens oder einzelner Flacheisen kann die Armierung unter Umständen auch als Dauermagnet ausgebildet sein.
Es versteht sich, daß die Eisenarmierungen in das Material der Kammerwände auch völlig eingebettet sein können. Das Material der Kammerplatten 1 und 2 kann auch in gewünschter Weise gefärbt sein. Akrylglas kann z. B. weiß oder anders gefärbt sein, so daß das Material nicht durchsichtig ist.

Der Kammerspalt 6 ist in Fig. 1 an der unteren und rechten Kante verschlossen. Man kann natürlich rechts (diese Kante ist bei Lasttrennern in der Regel oben) auch zusätzlich Bohrungen für den Gasabzug vorsehen. Lediglich ist darauf zu achten, daß das Eisen gegen den Lichtbogen isoliert bleibt.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Lasttrennschalter mit einer Lichtbogenlöschkammer, bestehend aus zwei am festen Kontakt

des Schalters angeordneten Isolierstoffplatten, deren gasabgebende Wandungen einen höchstens wenige Millimeter weiten Spalt begrenzen, in welchem das aus der Kammer ausschwenkende Trennmesser bzw. ein ihm zugeordneter Schnellschaltkontakt den Lichtbogen zieht, der in einer der Trennmesserschwenkachse abgekehrten Richtung schleifenförmig aufgeweitet und dabei mit Hilfe von an den Isolierstoffplatten vorgesehenen Armierungen aus magnetischem Werkstoff gegen eine den Spalt in Nähe des festen Kontaktes mindestens zum großen Teil abschließende Querwand bewegt wird, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung und Anordnung der an den Isolierstoffplatten (1, 2) vorgesehenen Armierungen (5) aus magnetischem Werkstoff, daß der sich schleifenförmig aufweitende Lichtbogen ohne Zuhilfenahme einer Blasspule gegen die den Spalt (6) abschließende Querwand (7) gedrückt wird.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierung (5) U-förmig ausgebildet ist und die Kammerwände (I, 2) mit den U-Schenkeln von der Kammerseite her umgreift, an welcher der Kammerspalt (6) durch die Querwand verschlossen ist.

3. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstoffplatten getrennte plattenförmige Armierungen aufweisen, die an der Kammerseite, an welcher der Kammerspalt durch die Querwand verschlossen ist, erheblich über die Querwand hinaus nach außen ragen.

4. Schalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die U-förmige Armierung (5) außen über die beiden Isolierstoffplatten (1, 2) geschoben ist.

5. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die U-förmige Armierung (5) selbstfedernd an der Kammer gehalten ist.

6. Schalter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierungen (5) in Vertiefungen der Außenoberfläche der Isolierstoffplatten (1, 2) liegen.

7. Schalter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierungen als Dauermagnet ausgebildet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 480 802, 658 697, 720;

Druckschrift der Siemens-Schuckert-Werke SSW 456/207;

VDI-Zeitschrift, Bd. 84, Nr. 19, S. 321 bis 324;

USA.-Patentschriften Nr. 2 308 026, 2 571 864, 673 912.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 909 607/283 8.