DE2643433B1

DE2643433B1 - Schutzschalter, insbesondere leitungsschutzschalter

Info

Publication number: DE2643433B1
Application number: DE19762643433
Authority: DE
Inventors: Bertold Dr Berberich; Horst Dipl-Ing Drubig
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-09-27
Filing date: 1976-09-27
Publication date: 1977-06-08
Also published as: DE2643433C2; ES231018Y; FR2365871A1; GR62669B; IT1085190B; JPS5341774A; BR7706394A; FR2365871B1; ES231018U; GB1530890A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schutzschalter mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1. Ein derartiger Schutzschalter ist aus der DT-PS 51 935 bekannt.

Die bekannten Schutzschalter lassen sich in zwei einander wesentlich unterscheidende Gruppen einteilen: in Schalter, die beim Abschalten strombegrenzend wirken, und in solche, die im natürlichen Nulldurchgang des Wechselstromes unterbrechen. Wegen der hohen Kurzschlußströme in engvermaschten Netzen ist die Entwicklung in Richtung strombegrenzender Schalter gegangen.

Im Nulldurchgang des Stromes löschende Schalter brauchen jedoch nicht so schnell auszulösen und können daher in der Mechanik, insbesondere im Aufbau ihres Schaltschlosses einfacher und preiswerter gefertigt werden. Bei den auf dem Markt befindlichen im Nullpunkt löschenden Schaltern ist dabei der Nachteil in Kauf zu nehmen, daß die Festigkeit gegen Wiederzünden beim erneuten Anstieg der Spannung nach dem Nulldurchgang je Einheit der öffnungsweite zwischen den Kontaktstücken niedrig ist. Solche Schalter erfordern daher häufig große Schaltstückwege und fallen dann großvolumig aus.

Typisch für die bekannten im Nulldurchgang löschenden Schalter ist es, daß der Lichtbogen mit seinen Fußpunkten auf den Kontaktstücken weitgehend stehen bleibt und daß in einer Löschkammer für Kühlung der Lichtbogenatmosphäre im Nulldurchgang oder für Verlängerung des Lichtbogenpfades gesorgt wird. Falls Löschbleche verwendet werden, dienen sie in der Regel nur zum Anlegen des Lichtbogens, wobei der Lichtbogen zwischen den Löschblechen mit Ausbuchtungen verläuft, und zum Kühlen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen im Nulldurchgang löschenden Schalter zu entwickeln, bei dem der Lichtbogen mittels Laufschienen mit seinen Fußpunkten in die Löschkammer hineingeführt wird und der eine hohe Festigkeit hinsichtlich der wiederkehrenden Spannung aufweist, so daß man mit kleinen Öffnungsweiten der Schaltstücke auskommt und kleine Schalter bauen kann.

Die Lösung der geschilderten Aufgabe besteht in den im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 niedergelegten Merkmalen. Hierdurch wird der Lichtbogen ähnlich wie bei strombegrenzenden Schaltern von den Kontaktstücken über Laufschienen auf ein oder wenige Löschbleche gezwungen. Der Lichtbogen brennt in der Zeit bei Stromnulldurchgang so weit von der Kontaktzone entfernt, daß die Gasatmosphäre weitgehend entionisiert und abgekühlt ist, wenn die Spannung an den Kontaktstücken wiederkehrt. Der Schalter hat den weiteren Vorteil, daß der Lichtbogen nur kurz auf den Kontaktstücken brennt, weshalb weniger Kontaktmaterial verdampft und der Abbrand geringer ist und weniger Metallplasma gebildet wird. Durch eine Belüftung in Richtung von den Kontaktstücken zur Löschkammer wird die hohe Wiederverfestigung der Schaltstrecke zwischen den geöffneten Kontaktstücken bei relativ geringer öffnungsweite unterstützt.

Der erfindungsgemäße Schutzschalter kann beispielsweise bei einer Kontaktöffnung unterhalb von 12 mm ein Schaltvermögen von 4,5 kA bei cos π=0,7 bei 250 Volt Wechselspannung erzielen.

Es ist günstig, die Abstände zwischen den Löschblechen und den Lichtbogenlaufschienen in der Größenordnung der Löschblechdicke zu halten.

Von besonderem Vorteil ist die niedrige Lichtbogenspannung beim erfindungsgemäßen Schutzschalter, wodurch das Material nur wenig beansprucht wird. Sie liegt bei einer Kontaktöffnung von 12 mm und zwei Löschblechen bei einer Spannung von 250 V bei rund 100 V. Die Festigkeit gegen wiederkehrende Spannung liegt bei dem hohen Wert von über dem doppelten der Lichtbogenspannung also oberhalb 200 Volt.

Es ist günstig, wenn ein oder mehrere Löschbleche etwa um das Ausmaß ihrer Dicke zueinander und zu den Lichtbogenlaufschienen beabstandet sind.

Eine günstige Belüftung bei abgeschlossenem Schalter ergibt sich dadurch, daß vom Ende der Löschkammer Umströmungskanäle in an sich bekannter Weise hinter die Berührungszone der Kontaktstücke führen (FR 11 94 613). Es ist günstig, die Lichtbogenlaufschienen lediglich im Bereich der Löschbleche parallel zu diesen verlaufend auszubilden.
Die Erfindung soll anhand eines in der Zeichnung

grob schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert werden:

Die Kontaktstücke 7 und 1 des Schutzschalters, dessen Schaltschloß und Gehäuse nicht dargestellt sind, öffnen vor den Löschblechen 2, die senkrecht zur Öffnungsrichtung 3 angeordnet sind. Das bewegliche Kontaktstück 1 ist im geöffneten Zustand mit 1' bezeichnet. Mit der Ebene 4 in der Kontaktberührung schließt das Kontaktstück 1 bis zur Richtung 5 der Kontaktfläche an ihrem Ende einen Kontaktwinkel 6 von etwa 30° ein. Einen solchen Kontaktwinkel 6 schließt auch die ballige Oberfläche des festen Kontaktstückes 7 an ihrem Ende zur Ebene 4 ein. Lichtbogenlaufschienen 10 führen zur Löschkammer 8 mit zwei Löschblechen 2.

Die Löschbleche 2 sind etwa 4 mm dick und das Verhältnis ihrer Länge 15 — quer zur Lichtbogenerstreckung in Öffnungsrichtung 3 — zu ihrer Dicke 12 beträgt etwa 5:1. Der Abstand zwischen der Berührungsstelle 9 der Kontaktstücke 7 und 1 — genau genommen zwischen dem zu den Löschblechen weisenden Ende der Berührungsstelle — bis zu den Löschblechen 2 beträgt das Fünffache der Dicke der Löschbleche. Im Ausführungsbeispiel wird von einer öffnungsweite der Kontaktstücke von etwa 12 mm ausgegangen. Verständlicherweise kann auch lediglich ein Löschblech verwandt werden und insbesondere kann der Schutzschalter in seinen Abmessungen dann auch kleiner bemessen werden, wenn eine geringere Spannungsfestigkeit ausreicht.

Wesentlich ist weiterhin, daß die Lichtbogenlaufschienen 10 enger als die geöffneten Kontaktstücke 7 und 1' angeordnet sind und etwa unter dem Kontaktwinkel 6 zu den Löschblechen auseinanderlaufen. Günstigerweise sind sie im Bereich der Löschbleche 2 parallel zu diesen verlaufend ausgebildet.

Mittel zur Belüftung der Lichtbogenzone in Richtung von den Kontaktstücken 7 und 1 zu der Löschkammer 8 können darin bestehen, daß die Löschkammer an ihrem Ende Öffnungsschlitze aufweist, wodurch eine gewisse Strömungsrichtung in Öffnungsrichtung entsteht oder besser durch Umströmungskanäle.

Die Löschbleche 2 sind zueinander und zu den Lichtbogenlaufschienen 10 etwa um das Ausmaß 11 ihrer Dicke 12 beabstandet.

Die Löschbleche 2 sind ersichtlich kurz und dick ausgebildet und können Wärme gut abführen. An ihrer den Kontaktstücken 7 und 1 zugewandten Seite können sie in an sich bekannter Weise V-förmige Schlitze aufweisen, die mit der Scheitellinie 13 wiedergegeben sind, um den Lichtbogen dreiseitig zu umgrenzen.

Der Lichtbogen läuft beim wiedergegebenen Schutzschalter in die Löschbleche ein und deckt sich insoweit nicht mit der Funktionsweise der bekannten im Nullpunkt löschenden Schutzschalter.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schutzschalter, insbesondere Leitungsschutzschalter, dessen Kontaktstücke vor Löschblechen öffnen, die senkrecht zur Öffnungsrichtung angeordnet sind, wobei zumindest eines der Kontaktstücke mit der Ebene in der Kontaktberührung bis zur Richtung der Kontaktfläche am Ende einen Kontaktwinkel einschließt und Lichtbogenlaufschienen zur Löschkammer mit den Löschblechen führen, dadurch gekennzeichnet,

a) daß die Löschbleche (2) zwei bis fünf, insbesondere drei bis vier, Millimeter dick sind und das Verhältnis ihrer Länge (15) — quer zur Lichtbogenerstreckung — zu ihrer Dicke (12) in einem Bereich 4:1 bis 7 :1, insbesondere 5 :1 bis 6 :1, liegt,

b) daß der Kontaktwinkel (6) 25 bis 35 Grad, insbesondere 30 Grad, beträgt,

c) daß der Abstand (14) zwischen der Berührungsstelle (9) der Kontaktstücke (7, 1) bis zu den Löschblechen (2) das Drei- b's Achtfache, insbesondere das Fünffache, der Dicke (12) der Löschbleche (2) beträgt,

d) daß die Lichtbogenlaufschienen (10) enger als die geöffneten Kontaktstücke (7, Γ) angeordnet sind und etwa unter dem Kontaktwinkel (6) zu den Löschblechen (2) auseinanderlaufen,

e) daß Mittel zur Belüftung der Lichtbogenzone in Richtung von den Kontaktstücken (7,1) zu der Löschkammer (8) ausgebildet sind.

2. Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Löschbleche (2) etwa um das Ausmaß (11) ihrer Dicke (12) zueinander und zu den Lichtbogenlaufschienen (10) beabstandet sind.

3. Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vom Ende der Löschkammer (8) Umströmungskanäle in an sich bekannter Weise hinter die Berührungszone (9) der Kontaktstücke (7, 1) führen.

4. Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogenlaufschienen (10) lediglich im Bereich der Löschbleche (2) parallel zu diesen verlaufend ausgebildet sind.