DE2410049A1

DE2410049A1 - Einrichtung zum loeschen von hohen kurzschlusswechsel- und gleichstroemen in deionblechkammern

Info

Publication number: DE2410049A1
Application number: DE19742410049
Authority: DE
Inventors: Erhard Runtsch; Manfred Unglaube
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany; BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 1974-03-02
Filing date: 1974-03-02
Publication date: 1975-09-11
Also published as: AT355664B; FR2262858A1; ATA153375A; DE2410049C3; DE2410049B2; FR2262858B1; GB1498826A; IT1029902B; CH581386A5

Description

BROWN, BOVER! & CIE . AKTIENGESELLSCHAFT j. .: _/>.>

M A N U H EIM BROWN BuVERl

Mp.-Nr, 528/74 Mannheim, den 28. Febr. 1974

ι PAT/Mk/M-B

i Einrichtung zum Löschen von hohen Kurzschlußwechsel- und Gleich-I

ι strömen in Deionblechkamraern i

Die Erfindung bezieht sich auf ei^e Löschblechanordnung für ■ elektrische Schaltgeräte, insbesondere Niederspannungs-Leistun^- schalter für Gleich- und Wechselstrom, bei welcher das mit Isolierungen versehene Deionblechpaket GasaustrittsÖffnungen aufweist.

Derartige bekannte Löscheinrichtungen bewirken eine Unterteilung des Lichtbogens in kurze, hintereinander geschaltete Teillichtbögen. Durch den höheren Lichtbogengradienten und den Energieverlust an den Blechen wird der Lichtbogen zum Verlöschen gebracht.

! Es ist bekannt, daß ein Lichtbogen, wenn er einmal auf eine \ Eisenelektrode (Deionblech) gelaufen ist, der Blechmitte zustrebt. Ursache hierfür ist die höhere magnetische Permeabilität des Eisenbleches gegenüber Luft. Der Lichtbogen strebt dem Punkt zu, bei dem sich der maximale Magnetfluß im Deionblech einstellt. Dadurch entsteht eine Kraft auf dem Lichtbogenfußpunkt, der zur Blechmitte gerichtet ist. ι

! Dieser für Löschblechkammern wünschenswerte physikalische

! Effekt ist jedoch abhängig von der magnetischen Sättigung des

; Eisenbleches in der Nähe des Lichtbogenfußpunktes. Im Bereich

der magnetischen Sättigung der Löschbleche in Fußpunktnähe nimmt die Kraft, die den Lichtbogen zur Blechmitte treibt, nur

; noch geringfügig zu. Demgegenüber kommt dann eine entgegenge-

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setzt wirkende- Komponente der Kraft bzw. des Magnetfeldes stärker zur Wirkung, die auf der Schleifenwirkung des Stromes in

!oder zwischen den Deionblechen beruht. Diese Komponente nimmt ' bei steigendem Kurzschlußstrom weiter stark zu.

. Die Folge ist, daß der Lichtbogen bei großen Kurzschlußströmen das Deionblechpaket unter Umständen verläßt und sich außerhalb : des Blechpaketes kurzschließt.

_ Bevorzugt läuft der Lichtbogen dann auf die äußeren Ecken und : insbesondere auf die Außenbegrenzung der Deionblechschenkel, . weil dort die· Sättigung wegen des kleineren Eisenquerschnitts ; früher auftritt.

Diese Erscheinung tritt in verstärktem Maße dann auf, wenn hohe Gleichstromkurzschlüsse mit Zeitkonstanten T über 6 ms von einer ; Löschblechkammer bewältigt werden müssen.

Das schnelle Einlaufen ist jedoch nur sichergestellt, wenn der 'Lichtbogen im Bereich der V-förmigen Einlaufschlitze von den ■Deionblechen herunterspringt. Das Herauslaufen des Lichtbogens an anderen Stellen, nämlich an den Außenflanken der Deionbleche, muß deshalb wirkungsvoll verhindert werden.

Es sind Schaltgeräte bekannt, bei denen ein Herausspringen des Lichtbogens an den Außenflanken dadurch erschwert wird, daß in die Löschblechzwischenräume an besonders gefährdeten Stellen Isolierstoffnocken oder Rippen hineinragen oder die Löschblech- :kanäle verlängern (Dt-AS 1 238 538).

'Diese Nocken, Rippen oder Verlängerangen können jedoch Rückzündungen außerhalb der Deionbleche bei Gleichstromkurzschlüssen mit Zeitkonstante T über 6 ms nicht sicher verhindern. Da die Toleranzsituation zwischen gestanzten Blechteilen und Formstoffteilen kein enges Anliegen erlaubt, läSb diese Anordnung bei den obengenannten Beanspruchungen in hohem Maße Rückzündungen an unerwünschten Stellen zu, welche dann zur Zerstörung des Gerätes !führen.

Bei den "bekannten Löschblechanordnungen werden nur die besonders gefährdeten Stellen durch Rippen, Nocken oder K-Smme geschützt, die vorte.ilhafterweise direkt durch das Schaltgehäuse gebildet werden.

Es ist nun die Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Licht- ^! bogen-Löschkammer zu schaffen, die die Nachteile der bekannten Lösungen verhindert und ein Herauslaufen des Lichtbogens aus den Löschblechkonturen nur dort zu gestatten, wo der Lichtbogen auch wieder zum schnellen Einlaufen gezwungen wird. ;

Die Erfindung nutzt diese Toleranzsituation aus und geht zur Verhinderung von Rückzündungen den umgekehrten Weg. ' ■

Diese Aufgabe wird bei Löschblechanordnungen der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine an den Stellen des rückzündungsfreien Gasaustritts mit Öffnungen versehene, kriechstromfeste Ummantelung das Deionblechpaket eng umschließt.

In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß steg- und nockenartige Ausbildungen an den Innenflächen des Gehäuses vorgesehen sind, die den formschlüssigen Sitz der Ummantelung auf dem Deionblechpaket herstellen.

: Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß ; die unter Lichtbogeneinwirkung gasabgebende Ummantelung das Deionblechpaket allseitig, mindestens aber vierseitig umschließt«

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der Lichtbogen das Deionblechpaket auch bei großen Kurzschlußströmen nicht verläßt und sich keine leitenden Brücken ■ zwischen den einzelnen Blechen bilden.

Bei zu großem Energienachschub läuft der zu Rückzündungen führende Vorgang kontrolliert ab und gewährleistet, daß Rückzünj düngen nur im Bereich der V-förmigen Einlaufschlitze stattfinden können.

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! Dadurch werden die einzelnen Teile der Löschblechanordnung auch bei extrem hohen Kurzschlußströmen gleichmäßig ausgenutzt und es kommt zu keiner vorzeitigen Abnutzung oder Zerstörung der i" einzelnen Teile des Gerätes,

Ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. ; Es zeigen
Fig. 1 die Hauptansicht der Löschblechanordnung als Draufsicht im Schnitt;

Fig. 2 die Seitenansicht ebenfalls im Schnitt; Fig. 3 den vorgefertigten Bogen Isoliermaterial; : Fig. 4 die perspektivische Ansicht der durch Faltung hergestellten Isolierhülle.

; Die Löschblechanordnung gemäß Fig. 1 und 2 besteht im wensentlichen aus dem in einem Schaltkammergehäuse 1 untergebrachten,

^; in bekannter Weise aufgebauten und in der Zeichnung beispielsweise dargestellten Deionblechpaket 2, wobei die einzelnen Bleche mit V-förmigen Einlaufschlitzen 3 versehen sind.

Zwischen den Kontakten einer nicht näher bezeichneten Schaltbrücke entsteht aufgrund von Wechsel- oder Gleichstromkurzschlüssen ein Lichtbogen, dessen Fußpunkte aufgrund der hohen magnetischen Permeabilität des Eisens aus dem Bereich der V-förmigen Schlitze 3 zur Blechmitte hin den mit dem Buchstaben W bezeichneten Weg nimmt. Aufgrund der bekannten zwischen den Deionblechen auftretenden Schleifenwirkung wird der Lichtbogen dabei gleichzeitig auseinandergebogen und in eine Vielzahl von hintereinandergeschalteten Teillichtbögen zerlegt.

^: Bei extrem hohen Kurzschlußströmen und dem damit verbundenen ' hohen Energienachsdub erreichen die Bleche eine magnetische j Sättigung. Die Ummantelung 4 des Blechpaketes verhindert aber ; wirkungsvoll die beim Ablaufen des Lichtbogens auf den Außen-I begrenzungen bestehende Gefahr des Kurzschlusses außerhalb des ! Blechpaketes und die Gefahr der Zerstörung des Gerätes. j - 5 -

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Der Lichtbogen wird an der Ummantelung abgewiesen. Die überschüssige Energie wandert in Form von Teillichtbögen auf dem mit dem Buchstaben T bezeichneten, schematisch dargestellten Weg zurück und bewirkt durch Rückzündungen ausschließlich im Bereich der V-förmigen Einlauflaufschlitze 3 einen somit genau definierten Kreislauf,bis die Energie in der entsprechenden Zeiteinheit aufgebracht ist. Die gesamte Löschblechanordnung wird somit gleichmäßig genutzt.

Gemäß Fig, 1 und Fig. 2 sind die Innenflächen des Schaltkammergehäuses 1 in genügender Anzahl mit als Nocken oder Stegen ausgebildeten Vorsprüngen 5 versehen, die das gleichmäßige und
enge Anliegen der Ummantelung am Blechpaket bewerkstelligen, indem die Spitzen der Vorsprünge auf die Ummantelung drücken oder teilweise in sie eindringen, wodurch die Toleranzen zwischen Deionblechkammer und Gehäuse ausgeglichen werden.

Um -auch Rückzündungen an der Gasaustrittsseite der Deionbleche zu verhindern, wurde die Ummantelung 4 an dieser Seite mit
einer aufgrund von Versuchen als optimal ermittelten Anordnung aus systematisch versetzten Schlitzen 6 versehen, kombiniert mit einer von außen aufgesetzten Lochmaske 7 aus Formstoff,
die dementsprechende Öffnungen 8 aufweist.

Gleichfalls als vorteilhaft hat sich eine Anordnung mit Löchern in der Ummantelung und entsprechenden Schlitzen in der Lochmaske herausgestellt.

Claims

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' Mp.-Nr. 528/74

Patentansprüche

1 1. löschblechanordnung für elektrische Schaltgeräte, insbesondere für einen Niederspannungs-Leistungsschalter für

\ Gleich- und Wechselstrom, bei welcher das mit Isolierungen versehene Deionblechpaket GasaustrittsÖffnungen aufweist,

j dadurch gekennzeichnet, daß eine an den Stellen des rückzündungsfreien Gasaustritts mit Öffnungen (6) versehene,

; kriechstromfeste Ummantelung (4) das Deionblechpaket (2)eng • umschließt.
2. Löschblechanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-■ net, daß steg- und nockenartige Ausbildungen (5) an den : -Innenflächen des Gehäuses (1) vorgesehen sind, die den formschlüssigen Sitz der Ummantelung (4) auf dem Deionblechpaket (2) herstellen.

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3. Löschblechanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn-

; zeichnet, daß die unter Lichtbogeneinwirkung gasabgebende I Ummantelung (4) das Deionblechpaket (2) allseitig, mindestens

; aber vierseitig umschließt.

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4. Löschblechanordnung nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekenni zeichnet, daß die Gasaustrittsöffnungen (6) der Ummantelung

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\ (4) und eine von außen aufsetzbare Formstoffmaske (7) eine · : Kombination von systematisch versetzten Löchern (8) und

: Schlitzen (6) aufweisen.
5. Löschblechanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung (4) nur Löcher (8) und die Formstoffmaske (7) nur Schlitze (6) oder umgekehrt aufweist.
6. Löschblechanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung (4) aus Papier besteht.

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