DE19963515A1 - Kontaktteil einer Lichtbogenlöschkammer eines elektrischen Ausschalters - Google Patents

Abstract

Ein Festkontakt mit Lichtbogenlöschkammer eines elektrischen Ausschalters umfaßt ein feststehendes Hauptteil, der mit einem auf ihm aufliegenden beweglichen Kontaktteil in elektrischer Verbindung ist. Das Hauptteil ist im Bereich des Bewegungsweges des beweglichen Kontaktteils isoliert. Das Hauptteil weist mehrere, den Bewegungsraum des beweglichen Kontaktteils seitlich begrenzende Leiterschenkel auf, die so angeordnet sind, daß der Magnetismus, der durch den Stromfluß durch diese Schenkel und das bewegliche Kontaktteil entsteht, die Öffnungsbewegung des beweglichen Kontaktteils beschleunigt. Weiterhin ist die Länge des Lichtbogens vergrößert, so daß mit einem sicheren Abreißen desselben gerechnet werden darf (Fig. 2).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf den Festkontakt in der Funken- oder Lichtbogenlöschkammer eines Ausschalters für die Unterbre­ chung elektrischen Starkstroms.

Bei der Unterbrechung des Stromkreises einer mit Netzspannung betriebenen Maschine entsteht im allgemeinen ein Funken oder Lichtbogen mit erheblicher Energie. Dieser beschädigt die Teile des Ausschalters, so daß dessen Lebensdauer verkürzt und die effektive Kontrolle des Stromkreises wegen der Herabsetzung der Schaltleistung des Schalters unmöglich wird. Als Abhilfe wird im allgemeinen der entstehende Lichtbogen ausgelöscht, so daß der fließende Starkstrom effektiver unterbrochen werden kann.

Die Löschkammern von Schaltkreisunterbrechern mit Gehäusen aus gespritztem oder ähnlichem Material, die am Stromnetz gewöhnlich verwendet werden, enthalten im allgemeinen den beweglichen Kon­ takt und den Festkontakt des Schalters. Um die Schaltleistung zu steigern, ist es daher wichtig, daß die Geschwindigkeit, mit der die zwei Kontakte bei der Unterbrechung des Stromkreises vonein­ ander getrennt werden, möglichst hoch ist, um den zwischen den Kontakten entstehenden Lichtbogen möglichst lang zu machen, damit dessen elektrischer Widerstand groß wird und der Lichtbo­ gen deshalb aufbricht und erlischt.

Um dieses zu erreichen, müssen an der Lichtbogenlöschkammer strukturelle Verbesserungen vorgenommen werden, die es ermögli­ chen, die Schaltleistung durch Verlängerung des Lichtbogens zu verlängern und die Öffnungsgeschwindigkeit des Schaltkontaktes zu vergrößern.

In Korea ist als Festkontakt für Schalter der vorgenannten Art im allgemeinen der U-Typ in Gebrauch, in Japan ist es der C-Typ, wie er in Fig. 1 dargestellt ist. Der Festkontakt vom C-Typ ist besser als der vom U-Typ, denn er verlängert den entstehenden Lichtbogen nach außen dadurch, daß der Magnetismus, der aufgrund der Struktur des C-Kontaktes entsteht, auf den entstehenden Lichtbogen einwirkt, und außerdem ist die Öffnungsgeschwindig­ keit der Kontaktverbindung in der Anfangsphase vergrößert, weil die Abstoßungskraft, die durch den über die Kontaktstrecke flie­ ßenden Strom hervorgerufen wird, auf den beweglichen Kontakt einwirkt.

Dennoch verbleibt das Problem, daß der Festkontakt vom C-Typ die Trennungsleistung in der Lichtbogenlöschkammer nicht ausreichend stark steigern konnte.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Festkon­ takt der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die Öffnungs­ geschwindigkeit der Kontaktverbindung und die Länge des beim Öffnen der Kontaktverbindung entstehenden Lichtbogens vergrößert sind.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegen­ stand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeich­ nungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 das feste Kontaktteil des eingangs erwähnten bekannten Ausschalters;

Fig. 2 einen Ausschalter mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung ohne Betätigungseinrichtung;

Fig. 3A eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Strom­ flusses und der magnetischen Wirkungen im geschlossenen Zustand des Schalters, und

Fig. 3B eine schematische Darstellung ähnlich Fig. 3A während des Öffnungsvorgangs.

Fig. 2 zeigt den Großaufbau der Erfindung. Der Ausschalter mit Lichtbogenlöschkammer besteht aus einem feststehenden, elek­ trisch leitfähigen Hauptteil 30, an dem ein Isolierteil 40 ange­ bracht ist, und einem beweglichen Kontaktteil 20. Das festste­ hende Hauptteil 30 hat einen hier horizontal dargestellten Anschlußschenkel 35, der sich gabelt. Die oberen Schenkel 38 der Gabel sind C-förmig und parallel zueinander zurückgebogen in Schenkel 36, und an diese schließen sich jeweils ein C-förmig nach vorn gebogener Schenkel 34 an. Die letztgenannten Schenkel 34 sind über vertikale Abschnitte mit einem gemeinsamen unteren Kontaktschenkel 32 verbunden, der parallel zum Anschlußschenkel 35 und in gleicher Richtung wie dieser verläuft und an seiner Oberseite 11 einen Kontakt 10 trägt.

Das feststehende Hauptteil 30 hat somit einen mehrfach abgewin­ kelten, aus - von der Seite gesehen - drei C-Abschnitten beste­ henden Verlauf.

Das Isolierteil 40 bedeckt die Innenseiten der gegabelten Abschnitte 38, 36, 34 des Hauptteils 30 und erstreckt sich wei­ terhin zwischen den einander parallelen Schenkeln 36 und 34, die den zweiten C-Abschnitt der genannten Struktur bilden und bedeckt auch die Stirnseiten der Schenkel.

Das bewegliche Kontaktteil 20 ist dazu bestimmt, zwischen den gegabelten Abschnitten des Hauptteils 30 eine Schwenkbewegung auszuführen, wobei es in dem Zustand, in dem es einen elektri­ schen Stromkreis schließt, etwa parallel zu dem unteren Kontakt­ schenkel 32 verläuft und auf dem Kontakt 10 aufliegt, siehe Fig. 3A.

Ein Strom, der durch den von Hauptteil 30 und beweglichem Kon­ taktteil 20 gebildeten Schalter fließt, ist in Fig. 3A gestri­ chelt eingezeichnet.

Bekanntlich entsteht magnetische Anziehungskraft zwischen zwei elektrisch leitenden, parallel zueinander angeordneten Körper, durch die ein Strom in der gleichen Richtung fließt, während magnetische Abstoßungskraft entsteht, wenn die beiden Körper gegensinnig vom Strom durchflossen sind.

Wie in Fig. 3A dargestellt, entsteht die abstoßende Kraft F1 zwischen dem unteren Kontaktschenkel 32 und dem beweglichen Kon­ taktteil 20, da die in ihnen fließenden Ströme geometrisch ein­ ander entgegengerichtet sind. Dagegen entstehen zwischen dem beweglichen Kontaktteil 20 und den Schenkeln 34 des gegabelten Abschnitts des Hauptteils 30 Anziehungskräfte F2, die im wesent­ lichen in der gleichen Richtung wirken, wie die Kräfte F1.

Wird der Schalter nun aufgrund eines Überstroms von einem hier nicht dargestellten Stellantrieb geöffnet, dann unterstützen die Kräfte F1 und F2 die Öffnungsbewegung des beweglichen Kontakt­ teils 20. Diese Unterstützung wirkt auch noch, wenn zwischen dem beweglichen Kontaktteil 20 und dem festen Kontakt 10 ein Licht­ bogen ausgebildet werden sollte, denn dieser hält den Stromfluß durch das bewegliche Kontaktteil eine Zeitlang aufrecht. Die Anziehungskraft F2 wird tendenziell größer, weil sich das beweg­ liche Kontaktteil 20 den Schenkeln 34 annähert. Durch den Öff­ nungsantrieb (nicht dargestellt) und die Massenträgheit läuft das bewegliche Kontaktteil 20 an den Gabelschenkeln 34 und 36 vorbei, und schließlich werden zwischen dem beweglichen Kontakt­ teil 20 und den Gabelschenkeln 36 Abstoßungskräfte und zwischen dem beweglichen Kontaktteil 20 und den Gabelschenkeln 38 Anzie­ hungskräfte wirksam, die die Öffnungsbewegung des beweglichen Kontaktteils 20 unterstützen.

Bei seiner Bewegung erfährt das bewegliche Kontaktteil 20 an seinem freien Ende auch ein magnetisches Drehmoment aus dem Bereich, wo die Gabelschenkel 36 und 38 miteinander verbunden sind und der Strom in der Zeichnung in vertikaler Richtung fließt. Da der Angriffspunkt dieses Momentes fern vom Schwenk­ punkt des beweglichen Kontaktteils 20 liegt, wirkt das Moment mit der größten Kraft.

Auch im oben geschilderten Öffnungsvorgang der Schaltstrecke wird die Stärke des durch das Hauptteil entstandenen Magnetismus wegen der besonderen Struktur des Hauptteils größer als beim bekannten Schalter, und so dehnt sich die Länge des erzeugten Lichtbogens zwischen dem beweglichen Kontaktteil 20 und dem feststehenden Kontakt 10 aus, was zu einer sicheren Unterbre­ chung des Stromflusses führt und wodurch die Trennleistung des Schalters verbessert wird.

Andererseits ist auf den Innenseiten des Hauptteils 30, nämlich auf den Flächen entlang der Bewegungsbahn des beweglichen Kon­ taktteils 20, das Hauptteil 30 mit dem Isolierteil 40 bedeckt. Daher wird die Isolierung zwischen beweglichem und festen Teil beim Öffnen des Schalters garantiert und die Ausbildung von Lichtbögen zwischen den Gabelschenkeln und dem beweglichen Kon­ taktteil 20 behindert.

Claims (4)

1. Feststehendes Kontaktteil einer Lichtbogenlöschkammer eines elektrischen Ausschalters mit einem feststehenden Kontakt zur Kontaktierung durch ein bewegliches Kontaktteil, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) das feststehende Kontaktteil (30) weist elektrisch leitende Seitenteile auf, die einen Innenraum für die Bewegungsbahn des beweglichen Kontaktteils (20) begrenzen, und auskragende Abschnitte (34, 36, 38) haben, die im Abstand zu dem feststehenden Kontakt (10) angeordnet sind,
• b) ein Anschlußelement (35), das am oberen Ende der Seitenteile angebracht ist, zum Anschluß des feststehenden Kontaktteils (30) an einen zu unterbrechenden Stromkreis.

2. Feststehendes Kontaktteil nach Anspruch 1, bei dem die aus­ kragenden Abschnitte (34, 36, 38) jeweils durch vierfache Biegung der Seitenteile ausgebildet sind.

3. Feststehendes Kontaktteil nach Anspruch 1 oder 2, enthaltend ein Isolierteil (40) auf jeder Oberfläche der auskragenden Abschnitte (34, 36, 38) und auf jeder Seite der Seitenteile, die dem genannten Innenraum zugewandt ist.

4. Feststehendes Kontaktteil einer Lichtbogenlöschkammer eines elektrischen Ausschalters, enthaltend einen abgewinkelten Abschnitt, der eine zusätzliche Öffnungskraft (F1, F2) auf ein bewegliches Kontaktteil (20) aufbringt, das sich von einem Kon­ takt (10) ein wenig entfernt hat, nachdem es die Berührung mit dem festen Kontakt (10) verlassen hat.