DE2133927C3 - Löschplatte für Funkenkammern elektrischer Leistungsschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Löschplatte für Funkenkammern elektrischer Leistungsschalter, die zusammen mit weiteren derartigen mit gegenseitigem Abstand im wesentlichen parallel zueinander angeordneten Platten ίleicher Form und Größe der Unterteilung eines beim iffnen der Kontakte entstehenden, an Lichtbogenleitichienen entlanglaufenden Lichtbogens dient und die einen magnetisierbaren Metallkern aufweist, welcher mit lichtbogenbeständigem Isoliermaterial beschichtet ist.

Eine derartige Löschplatte ist aus der US-PS 29 11 505 bekannt. Diese bekannte Löschplatte besteht aus einem massiven Metallkern, der mit Isoliermaterial beschichtet ist. Bei der bekannten Löschplatte können erhebliche Wärmespannungen zwischen dem MetuM-kern und der Isolierschicht auftreten, wenn die Wärmeausdehnungskoeffizienten des Metallkerns einerseits und der Isolierschicht andererseits nicht exakt übereinstimmen. Es besteht daher bei der bekannten Löschplatte die Gefahr, daß die Isolierschicht sich von dem Metallkern ablösen kann, wenn die Löschplatte wiederholt hohen Temperaturunterschieden ausgesetzt wird.

Aus der US-PS 29 34 629 sowie aus der FR-PS Il 13 443 ist es weiterhin bekannt, nur Teilbereiche der Löschplatten zu beschichten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Löschplatte für Funkenkammem elektrischer Leistungsschalter der eingangs näher genannten Art zu »chaffen. welche bei guten elektrischen Eigenschaften und besonders geringer Dicke zugleich auch gegen hohe Wärmebeanspruchungen eine außerordentlich hohe Widerstandsfähigkeit aufweist,

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß der Metällkern eine aus Metallfasern gebildete, poröse und flexible Platte ist, auf die eine Keramikschicht aufgetragen ist,

Die erfindungsgemäße Löschplatte erweist sich gegen starke äußere Temperatureinflüsse selbst dann trotz erheblicher Wärmedehnungen als besonders widerstandsfähig, wenn die Wärmeausdehnungskoeffi-

zienten zwischen dem zur Herstellung des Kerns verwendeten Material einerseits und dem zur Herstellung der Beschichtung verwendeten keramischen Material andererseits verhältnismäßig große Unterschiede aufweisen.

Die gute Flexibilität eines aus Metallfasern hergestellten Metallkerns wird in ihren günstigen Eigenschaften weiterhin durch die große Porosität vorteilhaft unterstützt, weil das keramische Material an der porösen Oberfläche des Metallkerns besonders gut haftet und zu einer Verbindung zwischen dem Metall und dem Keramik-Material mit außerordentlich hoher Festigkeit führt.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, daß die Keramikschicht nur den unteren, den Kontakten zugewandten Bereich der Löschplatte überdeckt Eine solche Löschplatte führt zu dem Vorteil, daß durch den unbeschichteten Teil des Metallkerns eine besonders wirksame Kühlfläche gebildet wird, die eine rasche Abkühlung der Funkenkammer ermöglicht.

Weiterhin kann vorzugsweise vorgesehen sein, daß am unteren Ende der Löschplatte eine V-förmige Einkerbung vorgesehen ist. Eine derartige Gestaltung der Löschplatten fördert das zügige Einführen des Lichtbogens in den Stapel der LöschpLtten.

Da die erfindungsgemäße Löschplatte auch dann noch eine hinreichende Festigkeit aufweist, wenn sie verhältnismäßig dünn ausgebildet ist, kann die Dicke der einzelnen Platten relativ gering gehalten werden, um Platz zu sparen.

Weiterhin weist die erfindungsgemäße Löschplatte den wesentlichen Vorteil auf, daß durch entsprechende Ausrichtung der Metallfasern die magnetischen Eigenschaften besonders günstig gestaltet werden können.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines funkenkammer-Leistungsschalters im Teilschnitt,

Fig.2 eine Ansicht entlang der Linie H-II in der Fig.l,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie IH-III in der F i g. 2 und

Fig.4 eine >eitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer Löschplatte.

In den Fig. 1 und 2 bezeichnen die Bezugszahlen 10 und 12 jeweils einen stationären bzw. einen beweglichen Kontakt eines elektrischen Leistungsschalters. Eine Funkenkammer 14 ist den Kontakten 10 und 12 zugeordnet und hat auf Abstand voneinander angeordnete Seitenwände 16 und 18, welche aus einem elektrisch isolierenden Material wie Keramik, isolierender Faser oder ähnlichem bestehen. Die Seitenwände 16 und 18 begrenzen eine Lichtbogenkammer 20 im unteren Teil der Funkenkammer 14, in welcher der stationäre Kontakt 10 und der bewegliche Kontakt 12 angeordnet sind. Der stationäre Kontakt 10 ist elektrisch mit einer ersten, festangeordneten LichtbogenleitsQhiene 22 verbunden. Der bewegliche Kontakt 12 ist im Uhrzeigersinn (in bezug auf Fig. t) innerhalb der Lichtbogenkammer 20 schwenkbar angeordnet, so daß er von dem stationären Kontakt 10 getrennt werden kann. Wenn der bewegliche Kontakt 12 gegen den Uhrzeigersinn geschwenkt wird, kommt er in die Nähe einer zweiten Lichtbogenleitschiene 24, welche auf der änderen Seite der Lichtbogenkammer 20 angeordnet ist.

Δ 1

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Die Funkenkammer 14 enthält einen Stapel 26 von Löschplatten 32, weiche sich zwischen den Seitenwänden 16 und 18 oberhalb der Lichtbogenkammer 20 erstrecken und auf Abstand zueinander zwischen den Lichtbogenleitschienen 22 und 24 angeordnet sind. Die Funkenkammer 14 ist mit einer Einrichtung ausgestattet, um die von der Oherseite des Stapels 26 der Löschplatte 32 abgegebenen Gase zu kühlen. Eine derartige Ein* Achtung weist die Form von Kühlelementen 42 auf, welche durch isolierende Tragelemente 44 gehalten werden.

Alle Löschplatten 32 im Stapel 26 besitzen dieselbe Form und Größe und sind in bezug aufeinander derart angeordnet, daß die oberen Ränder von allen Löschplatten (die von den Kontakten am weitesten entfernten Ränder) in einer ersten, gemeinsamen horizontalen Ebene liegen. Die oberen Ränder der Lichtbogenleitschienen 22 und 24 liegen ebenfalls in oder unterhalb der obengenannten ersten Ebene. Die unteren Ränder aller Löschplatten im Stapel 26 (die zu den Kontakten am nähesten gelegenen Ränder) enden in einer zweiten gemeinsamen horizontalen Ebene. Die Lösriiplatten im Stapel 26 werden durch eine Einfassung du^ch in den Seitenwänden 16 und 18 vorgesehenen Rillen 30 gehalten. Jede Löschplatte im Stapel 26 ist mit einer V-förmigen Einkerbung 28 an ihrem unteren Rand ausgestattet, um den Lichtbogen leichter in den Stapel der Löschplatten einzuführen.

Der Abstand zwischen benachbarten Löschplatten 32 im Stapel 26 ist einheitlich und ist gleich dem Abstand Jo zwischen den Lichtbogenleitschienen 22 und 24 und der dazu jeweils benachbarten Löschplatte.

Jede Löschplatte 32 im Stapel 26 hat einen Metallkern 34 aus magnetisierbarer!! Metall, welcher aus Metallfasern gebildet ist. Gemäß den F i g. 1 und 2 ist das Metall in jeder Löschplatte 32 vollkommen mit einer lichtbogenbeständigen Keramikschicht 36 umgeben, welche einer geeigneten Wärmebehandlung unterzogen wurde, um sie zu härten und sicher am Metall zu befestigen. Diese Verbindung wird dadurch verbessert, daß die Oberfläche der Metallfasern unregelmäßig ist und mit vielen Poren ausgestattet ist. Der M^tallkern 34 der Löschplatten 32 ist elastischer oder flexibler als eine massive Metallplatte. Deshalb sind größere Unterschiede der Wärmeausdehnung zwischen dem Metallkern und dem Keramischen Material zulässig als bei einer massiven Platte desselben Metalls. Es ist jedoch zweckmäßig, ein magnetijierbares Metall auszuwählen, welches einen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt, der so nahe wie möglicrt an demjenigen des kerami- M sehen Materials liegt, um die Möglichkeit einer Ablösung des keramischen Materials zu vermindern, wenn die Löschplatten hohen Temperaturen ausgesetzt sind. Das keramische Material kann in einer beliebigen herkömmlichen Art wie durch Tauchen, Sprühen oder Streichen aufgebracht werden. Da nur eine einzige Keramikschicht erforderlich ist und da diese Schicht verhältnismäßig dünn ist, d. h„ in der Größenordnung von einigen Hunderdstel Millimetern liegt, sind die Gesamtstärke jeder Löschplatte 32 und die Gesamtabmessungen der Funkenkammer 14 nicht wesentlich größer als dies der Fall wäre, wenn unbeschichtete Metallplatten verwendet wurden.

Eine gemäß den obigen Ausführungen ausgebildete Löschplatte vereinigt somit die magnetischen Eigenschaften der herkömmlichen Metall-Lichtbogenlöschplatte mit den Vorteilen der herkömmlichen Löschplatte aus massivem Isoliermaterial.

Die Funkenkammer 14 arbeitet folgendermaßen: Es sei angenommen, daß die Kontakte 10 und 12 des Leistungsschalters geschlossen sind und daß Strom über diese Kontakte fließt Wenn der Kontakt 12 gegen den Uhrzeigersinn bewegt wird (in bezug auf Fig. 1), und zwar von der geschlossenen in die geöffnete Stellung, tritt zwischen den Kontakten 10 und 12 ein Lichtbogen auf. Aufgrund elektromagnetische/ Kräfte wird der Endpunkt des Bogens auf dem Kontakt 10 auf die Lichtbogenleitschiene 22 übertragen, und der Endpunkt des Bogens auf dem Kontakt 12 ' .wegt sich auf das äußerste Ende des Kontakts 12. De. Bogen weist eine invertierte U-Form auf. Wenn sich der bewegliche Kontakt 12 näher an die Lichtbogenleitschiene 24 bewegt, wird das Bogenende darauf übertragen und ein verlängerter Bogen wird ^wischen den Lichtbogenleitschienen 22 und 24 aufgebaut Wenn sich der Bogen nach oben durch die Einkerbungen 28 im Stapel 26 bewegt, wird er in eine Vielzahl von kleinen Teil-Bogen aufgeteilt. Die kleinen Teil-Bogen zeigen die Tendenz, sich durch den Stapel 26 mit einer verhältnismäßig gleichförmigen Geschwindigkeit nach oben zu bewegen.

Da kühle Luft oder kühles Gas vom Boden der Funkenkammer her eintritt, besteht ein Temperaturgradient entlang der Vertikalen in der Funkenkammer. Das heißere Gas in der oberen Zone besitzt eine geringere Durchschlagspannung als das kühlere Gas in der unteren Zone. Die Abgasprodukte von de-n Lichtbogen werden mittels der Kühlelemente 42 gekühlt und kondensiert, bevor sie aus der Funkenkammer ausgestoße ,1 werden.

Die Fig.4 zeigt eine weitere Ausführung einer Löschplatte. Diese Löschplatte 40 ist so ausgebildet, daß sie der oben beschriebenen Löschplatte 32 ähnlich ist, mit der Ausnahme, daß ihr oberster Teil 48 nicht mit einem keramischen Isoliermaterial beschichtet ist Dadurch, daß die keramische Beschichtung auf dem oberen Ende der Löschplatte 40 weggelassen ist, wird eine wirksame Kühlfläche gebildet, weiche eine schnellere Abkühlung der Funkenkammer 14 gestattet Natürlich müssen die Gesamtabmessungen der Löschplatte 40 und der Funkenkammer so ausgebildet sein, daß dip Isolierbeschichtung nicht in solchen Bereichen weggelassen ist, in denen eine erneute Zündung des Lichtbogens auftraten könnte.

Die Löschplatten 40 sind so angeordnet, und arbeiten im wesentlichen auch in derselben Weise wie die Löschplatten 32, welche oben beschrieben wurden, jedoch mit verheuerten Kühleigenschaften.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Zl JJ 92/ 1 Patentansprüche:

1. Löschplatte für Funkenkammern elektrischer Leistungsschalter, die zusammen mit weiteren derartigen mit gegenseitigem Abstand im wesentlichen parallel zueinander angeordneten Platten gleicher Form und Größe der Unterteilung eines beim öffnen der Kontakte entstehenden, an Lichtbogenleitschienen entlanglaufenden Lichtbogens dient und die einen magnetisierbaren Metallkern aufweist, welcher mit lichtbogenbeständigem isoliermaterial beschichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkern (34) eine aus Metallfasern gebildete, poröse und flexible Platte ist, auf die eine Keramikschicht (36) aufgetragen ist.

2. Löschplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikschicht (36) nur den unteren, den Kontakten (10, 12) zugewandten Bereich der Löschplatte (40) überdeckt.

3. Löschplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende der Löschplatte (32, 40) eine V-förmige Einkerbung (28) vorgesehen ist.