DE1933529A1

DE1933529A1 - Lichtbogenkammer aus Siebkeramik

Info

Publication number: DE1933529A1
Application number: DE19691933529
Authority: DE
Inventors: Kruckewitt Dr-Ing Wilfried
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1969-07-02
Filing date: 1969-07-02
Publication date: 1971-01-21
Also published as: US3649791A; GB1281299A; FR2053977A5

Description

BROWN, BOVERI & CIE · AKTIENGESELLSCHAFT

j MANNHEIM BROWN BOVERI

Mannheim, den 24. Juni 1969 Pat M-ec.

Mp.-Nr. 598/69

Lichtbogenkammer aus Siebkeramik

Die Erfindung betrifft eine lichtbogenkammer für elektrische Schaltgeräte, bei der die Seitenwände des lichtbogenraumes aus flachen perforierten Platten bestehen.

Derartige Lichtbogenkammern sind für kleine Schalter insbesondere für einpolige Leitungsschutzschalter in Anwendung gebracht worden. Sie haben den Vorteil, daß die im Lichtbogenraum entstehenden ionisierten Gase durch die Siebkeramikwände hindurchtreten können, wobei sie gekühlt und entionisiert werden. Die Siebkeramikwände ermöglichen jederzeit einen Druckausgleich zu beiden Seiten des wandernden Lichtbogens, so daß die Wanderung des Lichtbogens durch das auf seiner Rückseite entstehende Unterdruckgebiet nicht behindert wird (Gbm 1 855 150). .

j Der Einsatz der in Rede stehenden Lichtbogenkammern bei

größeren Leistungsschaltern, insbesondere bei mehrpoligen ^: Schaltern ist bisher nicht erfolgt, weil offenbar die für die ' Phasentrennung erforderlichen Maßnahmen als zu umfangreich angesehen wurden und weil die Lichtbogenkammer bei den hohen-

Schaltleistungen gegenüber anderen bekannten Lichtbogenkammern ; keine entscheidenden Vorteile erkennen ließ. Die durch die . Perforation der Seitenwände tretenden Lichtbogengase führten ; häufig zu Zündungen außerhalb des eigentlichen Lichtbogenraumes, besonders wenn die Platten zur Erzielung eines hohen ^: Lichtbogengradienten mit sehr engem Abstand voneinander angeordnet wurden.

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Auf gate der Erfindung ist es, die Lichtbogenkammer mit perforierten Seitenwänden weiter zu verbessern, so daß ihr Einsatz für größere Leistungen und für mehrpolige Geräte vorteilhaft wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei den Lichtbogenkammern der eingangs genannten Art die perforierten Platten in Laufrichtung des Lichtbogens zueinander geneigt sind, derart, daß ein keilförmiger Lichtbogenraum vorhanden ist, und daß zu beiden Seiten der perforierten Platten unter Bildung keilförmiger Zwischenräume Schottwände vorhanden sind, und daß die zwischen den perforierten Platten und den Schottwänden liegenden keilförmigen Zwischenräume durch senkrecht zu den Wänden angeordnete Stege unterteilt sind. .

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird der untere Abschluß der Lichtbogenkammer ebenfalls durch eine perforierte Platte gebildet, womit die Möglichkeit des Ansaugens von Frischluft aus dem unteren Schalterraum gegeben ist. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die perforierten Platten aus Siebkeramik bestehen, da dieses Material sehr lichtbogenbeständig ist. Um die Gefahr von Lichtbogenzündungen zu den Nachbarphasen einzuschränken, kann es zweckmäßig sein, die Schottwände über die Höhe des eigentlichen, durch die perforierten Platten gebildeten Lichtbogenraumes hinausragen zu lassen.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Lichtbogenkammer durch die keilförmige Anordnung der perforierten Platten in Verbindung mit den äußeren Schottwänden als Druckausgleichs-Strömungskammer wirken kann unter gleichzeitiger optimaler Kühlung des Lichtbogens. D. h. der unten im breitesten Teil des Lichtbogen™ raumes gezündete Lichtbogen kann sich verhältnismäßig leicht in Bewegung setzen, indem sich die auf seiner Vorderseite

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entstehende Druckwelle unter gleichzeitiger Entionisation durch die perforierten Platten hindurch ausgleichen kann und indem ferner das auf seiner Rückseite entstehende Unterdruckgebiet durch die perforierten Platten hindurch aufgefüllt werden kann. Der zwischen den perforierten Platten und den Schottwänden bestehende keilförmige Zwischenraum unterstützt diesen Torgang der Druckausgleichsströmung. Der sich in Laufrichtung verengende Lichtbogenraum vergrößert die Oberfläche des Lichtbogens, erhöht somit die Lichtbogenspannung und unterstützt ebenfalls die Ausgleichsströmung. Damit die durch die keilförmige Verengung des Lichtbogenraumes im verstärkten Maße durch die Perforation tretenden heißen, ionisierten Gase nicht su Zündungen außerhalb des Lichtbogenraumes führen, sind die zwischen den perforierten Platten und den Schottwänden liegen- i den Zwischenräume durch Stege unterteilt. Dieser weitere Schritt! hat sich in Verbindung mit dem keilförmigen Lichtbogenraum, der für einen hohen Lichtbogengradienten wichtig ist, als außerordentlich bedeutungsvoll erwiesen. Die Stege sorgen zudem noch für eine bessere mechanische Festigkeit der perforierten Platten, so daß ein Zerspringen der Platten infolge des durch den Lichtbogen bedingten Überdruckes im Innern des Lichtbogenraumes nicht zu befürchten ist. Durch Versuche wurde festgestellt, daß es für höhere Leistungen zweckmäßig sein kann, den oberen Abschluß des Lichtbogenraumes nicht völlig spitz auslaufen zu lassen, sondern ihn durch eine nicht perforierte Platte abzuschließen, dann gelingt es besser, den stromstarken Lichtbogen bis zur oberen Begrenzung des Lichtbogenraunes zu treiben und das Volumen des Lichtbogenraumes vollständig auszunutzen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben:

Es zeigen

Fig. 1 die Hauptansicht der neuen Lichtbogenkammer im Schnitt; Fig. 2 die Seitenansicht ebenfalls im Schnitt;

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Fig. 3 die Draufsicht und

Fig. 4 die Seitenansicht, einer weiteren Ausführung ebenfalls im Schnitt»

Die Lichtbogenkammer besteht im wesentlichen aus zwei keilförmig angeordneten Siebkeramikwänden 1, 2, die einen sich in Laufrichtung des Lichtbogens verengenden Lichtbogenraum 3 bilden. Außerhalb der Siebkeramikwände sind unter Bildung keilförmiger Zwischenräume 4, 5 Schottwände 6, 7 angeordnet» Die Zwischenräume 4, 5 sind durch senkrechte Stege 8 unterteilt. Die in die Lichtbogenkammern hineinragenden Elektroden tragen die Ziffern 9, 10. Die Elektrode 10 ist zusätzlich mit einer Entlastungselektrode 18 versehen. Zwischen Ihnen ist ein Lichtbogen 12 dargestellt. Den unteren Kammerabschluß bildet eine Siebkeramikplatte 13.

V/ie insbesondere aus der Fig. 2 hervorgeht, wirkt die erfindungsgemäße Lichtbogenkammer als Druckausgleichs-Strömungskammer. Der bei 12 brennende Lichtbogen läßt an seiner Oberseite die heißen ionisierten Gase (Pfeile 14) in die Zwischenräume 4 und 5 treten und saugt an einer Unterseite Frischluft aus den Räumen 4 und 5 an (Pfeile 15)· Da auch der Kammerboden 13 aus Siebkeramik besteht, kann darüber hinaus Frischluft auch aus dem Freien angesaugt werden (Pfeile 16). Eine Zündung des Lichtbogens außerhalb des Lichtbogenraumes 3 wird durch die Potentialtrennstege 8 verhindert. Ferner ragen, um eine bessere Trennung gegenüber benachbarten Phasen zu erreichen, die Schottwände 6 und 7 über die Höhe des Lichtbogenraumes 3 hinaus.

In Fig. 4 läuft in Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 2 der Lichtbogenraum 3 nicht in einem spitzen Keil aus, sondern er ist als stumpfer Keil ausgeführt. Den oberen Abschluß des Lichtbogenraumes bildet hier eine nichtperforierte Platte 17. Im übrigen entspricht die Lichtbogenkammer Jedoch dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel.

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Claims

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24.6.1969 - Pat M-ec.

Patentansprüche

(1.]Lichtbogenkammer für elektrische Schaltgeräte, bei der die Seitenwände des Lichtbogenraumes aus flachen perforierten Platten bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die perforierten Platten (3, 4) in Laufrichtung des Lichtbogens zueinander geneigt sind, derart, daß ein keilförmiger Lichtbogenraum (3) vorhanden ist, und daß zu beiden Seiten der perforierten Platten unter Bildung keilförmiger Zwischenräume (4, 5) Schottwände (6, 7) vorhanden sind und daß die keilförmigen Zwischenräume durch senkrecht zu den Schottwänden angeordnete Stege (8) unterteilt sind.
2. Lichtbogenkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der untere Abschluß des Lichtbogenraumes durch eine perforierte Platte (13) gebildet ist.
3. Lichtbogenkammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die perforierten Platten aus Siebkeramik bestehen.
4. Lichtbogenkammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,, daß der keilförmige Lichtbogenraum in Laufrichtung des Lichtbogens unter Bildung eines stumpfen Keils durch eine nichtperforierte Platte (17) abgedeckt ist.
5. Lichtbogenkammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schottwände über die Höhe des Lichtbogenraumes hinausragen.

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