DE2435698C2 - Strombegrenzender leitungsschutzschalter mit zwei lichtbogenkammern - Google Patents

Description

die andere ausgebildete Lichtbogenkammer enthält lediglich von Isolierplatten — insbesondere Keramikplatten — flankierte, von der Kontaktstelle ausgehende Lichtbogenleitschicnen, deren Abstand am 30 Ende der Lichtbogenkammer verkleipprt ist.

Die Erfindung bezieht sich auf einen strombe- An Hand der Zeichnung sei die Erfindung näher

grenzenden mit zwei L ichtbogenkammern ausgerüste- erläutert.

ten Leitungsschutzsclialter. bei dem durch Reihen- Fig. 1 zeigt Abschaltoszillogramme verschiedener

schaltung der in jeder Lichtbogenkammer angeord- Leitungsschutzschalter; in

neten Kontaktstück Betrag und Anstiegssteilheit der 35 F i g. 2 ist ein durch die für volle Lichtbogen-Lichtbogenspannung vergrößert ist. arbeit ausgebildete Lichtbogenkammer eines Lei-Ein derartiger LeitunVsschutzschaltcr ist aus der tungsschutzscbalter verlaufender Längsschnitt wieder-US-Patentschnft 34 21 12« bekannt. Bei diesem Schal- gegeben; in

ter sind zwei Schahcreinheiten mit Isolierstoffge- F i g. 3 ist eine Draufsicht auf den Schalter bei ab-

häusen und gleicher Lichtbogealöscheinrichtung 40 genommener Kappe mit Teilschnitten dargestellt, die Seite an Seite angeordnet und durch Einschalt- und die für kleinere Lichtbogenarbeit ausgebildete zweite Auslösekupplungen miteinander verbunden. Die Lichtbogenkammer zeigt;

symmetrischen 1 ichtbogenkammern sind mit je Fig. 4 zeigt einen < erschnitt durch den Sockel

einem beweglichen und einem festen Kontaktstück des Leitungsschutzschalters mit beiden Lichtbogenzu beiden Seiten einer isolierenden Trennwand in 45 kammern.

Reiht geschaltet, so daß sich eine Verdoppelung der In dem Oszillogramm nach Fig. 1 sind über der

si rombegrenzenden Lichtbogenspannung ergibt. Zeit / Stromkurven /\-, z'ß,. //>.,, /O₃ auftragen.

Nachteilig Ui bei diesem Schalter, daß wegen der Die unter der 2'.eitachse liegenden Kurven [/„,, U_n„, Verdoppelung der Lichtbogenlöscheinrichtungen der ϋ_ΠΛ stellen die bei einer Kurzschlußabschaltung aufRaumbedarf entsprechend groß ist. Durch das infolge 50 tretenden Lichtbogenspannungen dar, die in die wieder Verdoppelung der Lichtbogenspannung ver- derkchrende Spannung U übergehen. Aus dem Oszilgrößerte Schaltvermögen wird auch die Selektivität logramm ist die Wirkung der erfindungsgemäßen Andes Schalters verbessert, was erwünscht ist, da den Ordnung im Vergleich zu bekannten Leitungsschutz-I S-Schaltern in zunehmendem Umfaag kurzschluß- schaltern mit Einfachunterbrechung sowie mit Reiflinke Schmelzsicherungen vorgeschaltet werden. Die 55 henschaltung von zwei Schaltern oder Doppelunter-Verkleineruiig dos für die Selektivität maßgebenden brechung zu ersehen. Der Kurzschlußstrom würde i²t-Wertes des vom Lcinmgsschiitzschalter durchge- den Verlauf der Stromkurve i_K nehmen, wenn der lassenen Stromes läßt sich allerdings auch durch Ver- Leitungsschutzschalter nicht nach Ablauf einer kürzung der Öffnungszeit, d. h durch Verkürzung Öffnungszeit t_v mit seiner Lichtbogenspannung U_B der Zeit, die vom Kurzschlußbegiiiii bis zum Ab- 60 in den Stromkreis eingriffe. Bei einem Schalter mit heben der Kontaktstücke verstreicht, erreichen. Eine Einfachunterbrechung entsteht eine zur Begrenzung wietere Möglichkeit ist darin zu sehen, daß der Auf- des Stromes geeignete Lichtbogenspannung l/_ßl. Der bau der Lichtbogenspannung schneller herbeigeführt vom Leitungsschutzschaiter durchgelassene Strom i_D wird, d. h. die Ausbildungszeit bis zu einem strom- steigt nur bis zum Zeitpunkt t_v in dem die Lichtbegrenzenden Mindestwert verkürzt wird. Bei der 65 bogenspannung einen gewissen begrenzenden Wert Verbesserung des Schaltvermögens durch Ver- erreicht oder überschreitet. Der Strom verläuft nach größerung der Lichtbogenspannung ist zu beden- der Stromkurve: i_t){. Bei zwei Leitungsschutzschaltern ken. daß eine solche Vergrößerung oberhalb einer in Reihe sind Anstiegssteilheit und Endwert der Licht-

bogenspannung doppelt so groß, so daß sich die Lichtbogenspannungskurve £/_ßo ergibt. Dementsprechend wird der strombegrenzende Wert der Lichtbogenspannung schon früher im Zeitpunkt i_s, ₃ erreicht. Der Strom verläuft nach der Stromkurve J₀., mit niedrigerem Spitzenwert und steuerer fallender Ranke, wodurch sich die Ausscha'tzeit verkürzt. Aus dem Vergleich der Stromkurve i_Dl und I₁,., ist leicht abzuschätzen, daß der i-'t-Wert bei zwei Leitungsschutzschaltern in Reihe wesentlich kleiner ist ils bei ;o einem Schalter mit Einfachunterbrechung. Bei einer Lichtbogenspannung U₀₃, aie bei dem erfindungsgemäßen Schalter auftritt und dieselbe Anstiegssteilheit wie die Lichtbogen?pannung U_b., hat sowie auch dieselbe Höhe erre^;cht, aber kurz danach auf einen Wert zurückfällt, der nur wenig oberhalb der strombegrenzenden Lichtbogenspannung U_Bi liegt, verläuft der Strom nach der Stromkurve i_Dr Aus dem Vergleich der Stromkurven /_Oä und i_Ui ist zu ersehen, daß der i-f-Wert bei dem erfindungsgemaßen Schalter offensichtlich nur wenig größer als der entsprechende Wert für zwei Leitungsschutzschalter in Reihenschaltung ist, ueil beide Stromkurven den gleichen Spitzenwert haben und nur auf niedrigem Niveau gegen Ende der Abschaltung voneinander differieren. Die auf die erfindungsgemäß für schwächere Schaltarbeit ausgelegte zweite Lichtbogenkammer entfallende Schaltarbeit ist mit J'(i7_ß3—U_0x) i_Dsdt wesentlich kleiner als die der ersten Kammer j [/„, . i„_xdt.

Der in F i g. 2 bis 4 dargestellte Schalter ist in einem Gehäuse 1 untergebracht, das auf der einen Seite seines Sockels 2 eine Anschlußklemme 3 aufweist. Auf der anderen Sockelseite befindet sich eine weitere Klemme 4 zum Anschluß eines nicht dargestellten Abgangsleiters. In seinem Oberteil enthält der Schalter einen Mechanismus 11, der durch ein Handbedienungsorgan 12 betätigbar ist und durch ein magnetisches Auslösesystem 13 sowie einen thermischen Auslöser 14 entklinkt werden kann. Das magnetische Auslöseorgan beteht aus einer Auslösespule 13 σ, in der ein Tauchanker 13 b geführt ist. Der Tauchanker wirkt mit einem Mitnehmer 13 b auf einen Kontakthebel 9, der seinerseits um eine ortsfeste Achse 10 schwenkbar ist und über eine Feder 15 mit einem Schwenkhebel; 16 des Mechanismus in Verbindung steht. Der Kontakthebel 9 ist an seinem kontaktseitigea Ende gabelförmig ausgebildet und ragt mit dem einen Kontakthebelteil 9 a in eine in F i g. 2 sichtbare Lichtbogenkammer S. Die Lichtbogenkammer 5 enthält einen Löschblechstapel 6 und Keramikplatten 7 a, Tb. Der Kontakthebel 9 wirkt mit seinem einen KontakthebeUeil 9 a mit einem ortsfesten Kontaktstück 8 zusammen. Der andere Kontakthebelteil96 (Fig. 3) ragt in eine in Fig. 3 dargestellte Lichtbogenkammer 5', die wesentlich schmaler als die Lichtbogenkammer 5 gehalten ist und keinen Löschblechstapel enthält. In dieser Lichtbogenkammer befindet sich lediglich eine Keramikplatte Tb, die zusammen mit einer als Trennwand zwischen den beiden Lichtbogenkammern dienenden zweiten Keramikplatte Ta Lichtbogenleitschienen 18, 19 flankiert. Die Lichtbogenleitschiene 18 stellt dabei eine Verlängerung eines mit dem Kontakthebelteil 9 b zusammenwirkenden ortsfesten Kontaktstückes 8' dar. Die Lichtbogenleitschienen haben über den größten Teil der Länge der Lichtbogenkammer einen verhältnismäßig großen Abstand, der sich am Ende zu einer Funkenstrecke 20 verjüngt. In beiden Lichtbogenkammern S und 5' wird der von den Kontaktstellen 8, 9 a bzw. 8', 9 b bei Auftreten einer Kurzschlußabschaitung rasch ablaufende Lichtbogen von den Keramikplatten Ta, Ib bzw. Ta und Tb flankiert. Dabei steiat die Lichtbogenspannung in beiden Kammern etwa gleich schnell an. In der Lichtbogenkammer 5 wird der Lichtbogen schließlich im Löschblechstapel 6 in Teillichtbögen unterteilt und somit eine staoile hohe Lichtbogenspannung bis zum Stromende aufrechterhalten. In der Lichtbogenkammer 5' gelangt der Lichtbogen bis zu der relativ kurzen Funkenstrecke 20, wo er auf niedrigem Spannungsniveau bis zum Stromende weiterbrennt. Die Funkenstrecke 20 ist von der Kontaktstelle 8', 9 b so weit entfernt, daß dort Rückzündungen des Lichtbogens, die die Kontaktstücke zerstören könnten, vermieden werden.

Der erfindungsgemäße Schalter ist besonders vorteilhaft, weil die Baubreite wegen der schmaleren Ausführung der einen Lichtbogenkammer wesentlich geringer als die von zwei in Reihe geschalteten Leilungsschutzschaltern mit Einfachunterbrechung ist und trotzdem etwa eine gleich gute Begrenzung des Kurzschlußstromes erreicht wird. Mit dem erfindungsgemaßen Schalter wird eine große Anstiegssteilheit der Lichtbogenspannung erreicht, wobei bewußt darauf verzichtet wird, den hohen Betrag der Lichtbogenspannung bis zur Unterbrechung des Kurzschlußstromes aufrechtzuerhalten. Vorteilhaft ist es auch, daß wegen der verbesserten Begrenzung des Durchlaßstromes auch die Hauptlichtbogenkammer schwächer ausgelegt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 strombegrenzenden Mindesthöhe nur noch eine VerPatentansprüche·, kürzung" der linear in den tt-Wert eingehenden Ausschaltzeit bedingt, indem sie die fahende Flanke

1. Strombegrenzender mit zwei Lichtbogen- des durchgelassenen Stromes steiler macht. Es ist kammern ausgerüsteter Leitungsschutzschalter, bei 5 daher am wirksamsten, vorzugsweise die ÖHnungsdem durch Reihenschaltung der in jeder Licht- zeit und/oder die Ausbildungszeit der L.chtbogenbogenkammer angeordneten Kontaktstücke Be- spannung bis zum strombegrenzenden Mindestwert trag und Anstiegssteilheit der Lichtbogenspan- zu verkürzen, um den i-'t-Wert des durchgelassenen nung vergrößert ist, dadurchgekennzeich- Stromes wesentlich zu senken.

net, daß die Lichtbogenspannung in voller Höhe io Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, bei nur im Anfang des Abschaltvorganges erzeugt und d£m eingangs erwähnten Schalter den zur Verim weiteren Verlauf bis zur Unterbrechung des größerung von Betrag und Anstiegssteilheit der Kurzschlußstromes auf ein niedrigeres Niveau ab- Lichtbogenspannung normalerweise benotigten zugesenkt ist, indem eine (5') derljchtbogenkam- sätzlichen Raumbedarf wesentlich zu vermindern. Ermem(5, 5') mit geringerem Raamaufwand für 15 findungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die kleinere Lichtbogenarbeit ausgelegt ist. Lichtbogenspannung in voller Höhe nur im Anfang

2. Strombegrenzender Leitungsschutzschalter des Abschaltvorganges erzeugt und im weiteren Vernach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß lauf bis zur Unterbrechung des Kurzschlußstromes die eine schmaler als die andere ausgebildete auf ein niedrigeres Niveau abgesenkt ist, indem eine Lichtbogenkammer (5') lediglich von Isolicrplat- 20 der Lichlbogenkammern mit geringerem Raumauften, insbesondere Keramikplatten (Ta. Tb) flan- wand für kleinere Lichtbogenarbeit ausgelegt ist. Auf kierte, von der Kontaktstelle (8', 9b) ausgehende diese Weise wird die vom Schalter zu bewältigende Lichtbogenleitschienen (18, 19) enthälC deren Lichtbogenarbeit wesentlich herabgesetzt, ohne daß Abstand am Ende der Lichtbogenkammer (5') dadurch die angestrebte Begrenzung des Durchlaßverkleinert ist. 25 stromes beeinträchtigt wird. Die eine schmaler als