DE29905214U1

DE29905214U1 - Lichtbogen-Löscheinrichtung

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Publication number: DE29905214U1
Application number: DE29905214U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-03-12
Filing date: 1999-03-12
Publication date: 1999-06-10
Anticipated expiration: 2009-03-13

Description

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Beschreibung
Lichtbogen-Löscheinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Lichtbogen-Löscheinrichtung, im wesentlichen bestehend aus einem Gehäuse, das insbesondere ein Schaltergehäuse eines Niederspannungs-Leistungsschalters mit einem darin vorgesehenen Schacht sein kann und einem darin anzuordnenden Löschkammereinsatz, der eine Vielzahl von zwischen zwei Seitenwänden angeordneten Löschblechen aufweist, die zur Abkühlung und Löschung des Lichtbogens beitragen.

In Luft schaltende Niederspannungs-Leistungsschalter benötigen zum Betrieb eine Lichtbogen-Löscheinrichtung, um auftretende Schaltlichtbögen ohne Beeinträchtigung des Leistungsschalters selbst und angrenzender Anlagenteile oder sonstiger Baugruppen zum Erlöschen zu bringen, weil andernfalls die Gefahr besteht, daß die heißen und somit ionisierten Lichtbogengase elektrische Überschläge verursachen oder andere Schaden bewirken.

Bei den konventionellen Lichtbogen-Löscheinrichtungen für Niederspannungs-Leistungsschalter sind zwei grundsätzlich verschiedene Bauformen bekannt.

Bei großen Leistungsschaltern werden herkömmlich als Bauelement gesondert hergestellte komplette Löschkammern, also ein festes lichtbogen-, druck- und temperaturfestes Gehäuse mit darin befindlichen Löschblechen und einer geeigneten Ausblasvorrichtung auf den Leistungsschalter aufgesetzt. In der Regel wird eine Kammer je Pol vorgesehen. Diese Kammer hat ein komplettes Gehäuse, das eine Festigkeit aufweist, die sowohl

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den mechanischen als auch den elektrischen Kräften des darin auftretenden zu löschenden Lichtbogens, insbesondere in Bezug auf den Druck und die Temperatur der Schaltgase, angemessen ist. In dieser Kammer befinden sich die Löschbleche. Die Kammer kann dabei als topfartiger Schacht ausgebildet sein, in den die Bleche eingesteckt sind, oder als eine Konstruktion aus Halbschalen bei der eine Vorrichtung benötigt wird, um die Bleche erst in die eine Halbschale einzusetzen, dann die zweite Halbschale aufzusetzen und letztlich beide zu verbinden.

Als zweite Bauform finden Löschkammereinsätze Verwendung, bei denen nur die Funktion der eigentlichen Lichtbogenlöschung in einer Einheit erreichbar ist. Diese Gebilde sind aber nicht in der Lage, den im Zusammenhang mit dem Lichtbogen auftretenden Druck auszuhalten. Deshalb werden diese Einsätze in einen im oder am Schaltergehäuse vorgesehenen Schacht eingesetzt. Diese Bauform ist vorwiegend bei kleinen Kompaktleistungsschaltern gebräuchlich, findet aber auch bei größeren Leistungsschaltern Anwendung, wo die Gehäuse diese Räume, also den Schaltraum und den Löschraum, umkleiden.

Bei kleineren Leistungsschaltern, einschließlich Leitungsschutzschaltern, ist es deshalb bisher üblich, die als Gehäuse zu betrachtende Umgrenzung der Löschkammer in den Schalter selbst zu integrieren, das heißt, das Schaltergehäuse so zu gestalten, daß ein Raum im Schalter vorgesehen ist, der zur Aufnahme der Löschbleche geeignet ist. Um das umständliche Einlegen einzelner Löschbleche zu vermeiden, werden diese zu einem Löschblechpaket zusammengefügt. Zu diesem Zweck werden zwei scheibenförmige Stücke Isolierstoff, häufig Fibermaterial oder Preßspan, als Seitenwände verwendet, und die Bleche werden mit angestanzten Zapfen versehen, die durch Öffnungen

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in den Isolierstoffteilen hindurchtreten und dann vernietet, verstemmt oder verdreht werden und somit formschlüssig mit den Seitenwänden verbunden werden, um das Ganze zusammenzufügen. Es wird somit als Ergebnis dieses Fertigungsvorganges ein Löschblechpaket erhalten, das dann in den Schacht im Schalter eingesetzt wird.

Bei bestimmten Bauformen auch größerer Niederspannungs-Leistungsschalter, die unter der amerikanischen Bezeichnung ICCB (insulated case circuit breaker) bekannt sind, wurde bereits eine derartige Konstruktion gewählt, bei welcher vorgefertigte Löschblechpakete in das Schaltergehäuse eingesetzt werden.
Dabei ergibt sich jedoch ein Sekundärproblem. Mit dem Einsetzen des Löschblechpaketes ist die Lichtbogen-löscheinrichtung als Ganzes noch nicht komplett, denn letztlich müssen die Schaltgase den Schalter verlassen und ins Freie austreten, ohne Schaden anrichten zu können.

Bei den klassischen Leistungsschaltern sind dazu im Gehäuse Austrittsöffnungen vorgesehen, die Bestandteil des Gehäuses sind, zum Beispiel eine gelochte Wand im Gehäuse oder ein in eine Aufnahmeöffnung des Gehäuses eingesetztes Drahtgitter. Das ist nötig, weil die Schaltgase nach dem Durchlaufen des Löschblechpaketes noch nicht genug abgekühlt sind, um sie ins Freie austreten zu lassen. Das Gas ist heiß und ionisiert, was zu Überschlagen zu geerdeten Teilen oder zwischen Sammelschienen führen kann. Auch führen die heißen Schaltgase möglicherweise Funken mit und können Bediener gefährden oder verletzen. Folglich ist eine weitere Abkühlung unerläßlich. Ein Dämpfungseinsatz erfordert ein gewisses Druckverhalten. Die Gase müssen aus dem Löschblechraum ungehindert austreten und anschließend in einem Zwischenspeicherraum aufgefangen

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werden, aus dem sie letztlich abgekühlt ins Freie austreten

können.

Deshalb sind weitere Kammeraufsätze geschaffen worden. So zeigen die DE-OS 35 41 514 und 44 10 108, allerdings an konventionellen Lichtbogenlöschkammern, die vollkommen eigenständige Gebilde mit Gehäusekörpern und darin angeordneten Löschblechen darstellen, auf die Löschkammern aufgesetzte Dämpfungsvorrichtungen zur weiteren Abkühlung der durch die Löschbleche hindurchgetretenen noch zu heißen Schaltgase, wobei die in der DE-OS 44 10 108 vorgeschlagene Dämpfungsvorrichtung als isolierender aufgesetzter Kammerdeckel ausgebildet ist.

Die vorstehenden Lichtbogenlöschkammern weisen relativ viele Einzelteile auf und sind bezüglich ihrer Montage verhältnismäßig aufwendig.

Die Verwendung von Löschkammereinsätzen anstelle von Komplett-Löschkammern stellt bei großen Niederspannungs-Leistungsschaltern ein Mittel zur Kosteneinsparung dar.

Die großen Kunststoffteile werden ohnehin benötigt, um das Schaltkontaktsystem darin unterzubringen. Die Verlängerung dieses Raumes nach oben, um den Löschraum mit zu umfassen, bedeutet nur einen verhältnismäßig geringen Aufwand. Die bei kompakten Leistungsschaltern verbreiteten Löschkammereinsätze, wie sie beispielsweise in den US-Patentschriften 4,950,852 und 5,247,142 beschrieben sind, erfüllen jedoch die Aufgaben der Komplettlöschkammern nicht vollständig, da sie in der Regel mit gehäuseseitigen Kanälen zur weiteren Kühlung und Abführung der Schaltgase zusammenwirken.

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Bei den Kompaktleistungsschaltern ist in einem Gehäuseraum ein Paket aus Seitenwänden aus Isoliermaterial mit dazwischen befestigten Löschblechen angeordnet, wobei auf der Auslaßseite dieses Paketes weitere schalterseitige Vorrichtungen, wie Gasumleitungen, Kühleinsätze angeordnet sind.

Diese Voraussetzungen können bei größeren Leistungsschaltern nicht geschaffen werden, da die Gehäuse von der Anordnung der Strombahnen anders ausgebildet sind. Auch ist die Anordnung der Anschlußklemmen anders und damit auch die Lage der Auslaßstelle für die Schaltgase. Wenn also die Bauform des Löschkammereinsatzes verwendet werden soll, müssen folglich die Gasableitungs- und Kühleinsätze im LÖschkammereinsatz untergebracht werden.

In dem Gebrauchsmuster DE 298 07 119 Ul wurde bereits vorgeschlagen, einen LÖschkammereinsatz, der in bekannter Weise Seitenwände und mit diesen verstemmte Zapfen der Löschbleche aufweist, mit einem Dämpfungseinsatz zu versehen und mit einem geteilten Deckel auszurüsten, dessen Teilstücke mit ortsfesten Hinterschneidungen oder Nuten in Eingriff zu bringen sind. Seitenwände, Löschbleche, Dämpfungseinsatz und Deckel müssen daher zusammengefügt und verbunden werden.

Durch die DD-Patentschrift 298972 ist bereits ein Löschkammereinsatz mit einer U-förmigen Manschette zur Aufnahme der Löschbleche bekannt. Zur Abführung der Schaltgase enthält diese Manschette Austrittsöffnungen.

Offensichtlich werden aber weitere Mittel, zum Beispiel die erwähnten Gehäusekanäle benötigt, um die erforderliche Abkühlung der Schaltgase zu erreichen. Eine Anregung, zusätzlich einen Dämpfungseinsatz vorzusehen und diesen einstückig mit

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der Lichtbogen-Löschkammer auszubilden, kann der DD-Patent-

schrift nicht entnommen werden. Ein solcher ist hier auch nicht vorhanden. Diese Patentschrift beschreibt lediglich eine ganz normale Löschkammer mit einer Schaltgasabführung. 5

Alle genannten Lösungen weisen keine zur Lichtbogen-Löschkammer selbst gehörenden Dämpfungs- und Ausblaseinrichtungen auf und stellen somit sowohl bezüglich der Material-, als auch bezüglich des Montageumfanges einen verhältnismäßig hohen Aufwand dar.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht folglich darin, eine Lichtbogen-Löscheinrichtung mit integrierter Dämpfungs- und Ausblaseinrichtung zu schaffen, welche mit den darin angeordneten Löschblechen in einen im Niederspannungs-Leistungsschalter vorgesehenen Schacht einsetzbar und fixierbar ist und die nur einen verhältnismäßig geringen Material- und Montageaufwand erfordert.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine Lichtbogen-Löscheinrichtung gelöst, die im wesentlichen aus einem Gehäuse mit einem Schacht und einem darin anzuordnenden Löschkaminereinsatz besteht, der eine Vielzahl von zwischen zwei Seitenwänden angeordneten Löschblechen aufweist, wobei dessen Vorderwand, Rückwand, Seitenwände, Dämpfungseinsatz und Löschkammerdeckel in der Form eines einstückigen Kunststoff-Formkörpers ausgebildet sind, in den nur noch die Löschbleche eingelegt werden müssen. Dabei werden der Dämpfungseinsatz und der Löschkammerdeckel durch labyrinthartig angeordnete Stege als Auslaß für die Schaltgase gebildet. Die Wände, Vorder-, Rück- und Seitenwände, des Löschkammereinsatzes weisen bogenförmige Aussparungen oder gewellte Vertiefungen auf. Diese haben die Aufgabe, für eine gewisse fe-

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dernde Nachgiebigkeit des Kaitimergehäuses zu sorgen, damit einerseits, im Innern des Löschkammereinsatzes, ein Klemmsitz der Löschbleche und andererseits ein Klemmsitz des Löschkammereinsatzes im Schaltergehäuse erzielt wird. Form und Anzahl der Aussparungen oder Vertiefungen sind vom gewünschten Verhalten der Anordnung abhängig.

Zur Führung, Abstandhalterung und Arretierung der Löschbleche sind geeignete, vorzugsweise angeformte Elemente, wie Ausnehmungen, Rippen oder nockenartige Vorsprünge vorgesehen.

Im einzelnen können zur Sicherung der Löschbleche im Löschkammereinsatz vorzugsweise Ausnehmungen für jedes einzelne Löschblech vorgesehen sein, in welche die von unten eingeschobenen Löschbleche federnd einrasten, es kann aber auch eine in jeder Seitenwand als Vertiefung oder als Vorsprung über die gesamte Seitenwand, im Bereich der vorzusehenden Löschbleche verlaufende Aufsatzkante für die Löchbleche vorgesehen sein.

Dann müssen diese Seitenwände mit Elementen zur seitlichen Sicherung und Abstandhalterung der Löschbleche versehen sein. Das können Nuten, Aussparungen, Rippen oder nockenartige Vorsprünge in oder auf den Seitenwänden sein.

Gleichfalls können die einzelnen Löschbleche mit ihrer oberen Kante durch geeignete an sich bekannte Mittel, wie Rippen, nockenartige Vorsprünge oder Nuten in geeigneter Weise geführt und auf Abstand gehalten sein.

Zur Realisierung der federnden Nachgiebigkeit der Wände des Löschkammereinsatzes sind im Schacht des Schaltergehäuse seitliche Ausschneidungen vorgesehen. Auch hier sind die Form

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und Anzahl der Ausschneidungen vom gewünschten Verhalten der

Anordnung abhängig. Beispielsweise können auch in der Tiefenerstreckung mehrere derartiger Ausschneidungen vorgesehen sein.
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Diese seitlichen Ausschneidungen im Schacht des Schaltergehäuses sind auch in fertigungstechnischer Hinsicht, insbesondere aus Toleranzgründen, von Vorteil, weil ein flächenhaftes Anliegen fertigungstechnisch höheren Aufwand bezüglich der Toleranzen mit sich bringt, während eine nur örtliche Auflage des Löschkammereinsatzes im Schaltergehäuse die Einhaltung von Toleranzen bei der Herstellung der Teile erleichtert.

Die Schrauben zur Befestigung des Löschkammereinsatzes am Schaltergehäuse sind gegen Verlieren durch einen Gummiring gesichert

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung näher erläutert.

Die Fig.l zeigt schematisch die Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Löschkammereinsatzes, der Bestandteil der erfindungsgemäßen Lichtbogen-Löscheinrichtung ist, teilweise ausgebrochen.

Die Fig.2 zeigt schematisch eine Schnittdarstellung des Löschkammereinsatzes gemäß der Fig.l entlang der Schnittlinie A - A in der Fig.l, im Schaltergehäuse angeordnet. 30

Die Fig.3 zeigt schematisch eine Draufsicht auf den Löschkammereinsatz entsprechend der Fig.l, teilweise ausgebrochen.

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In der Fig.l ist schematisch die Seitenansicht einer zur erfindungsgemäßen Lichtbogen-Löscheinrichtung gehörenden bevorzugten Ausführungsform des Löschkammereinsatzes 1, teilweise ausgebrochen, dargestellt. Die Vorderwand 2, die Rückwand 3, die Seitenwände 4, der Dämpfungseinsatz 5 und der Löschkammerdeckel 6, die eine Einheit bilden, sind in der Form eines einstückigen Kunststoff-Formkörpers ausgebildet, in den nur noch die

Löschbleche 7 eingeschoben werden müssen. Dabei werden der Dämpfungseinsatz 5 und der Löschkammerdeckel 6 durch labyrinthartig angeordnete Stege 8 als Auslaß 9 für die Schaltgase gebildet.

Die Wände 2 bis 4, Vorder- 2, Rück- 3 und Seitenwände 4, des Löschkammereinsatzes 1 weisen gewellte Vertiefungen 10 auf. Diese haben die Aufgabe, für eine gewisse federnde Nachgiebigkeit des Löschkammereinsatzes 1 zu sorgen, damit einerseits, im Innern des Löschkammereinsatzes 1, ein Klemmsitz der Löschbleche 7 und andererseits ein Klemmsitz des Löschkammereinsatzes 1 im Schaltergehäuse 11 erzielt wird. Form und Anzahl der Vertiefungen 10 sind vom gewünschten Verhalten der Anordnung abhängig und sind nicht an das dargestellte Beispiel gebunden.

Zur Führung, Abstandhalterung und Arretierung der Löschbleche 7 sind geeignete, vorzugsweise angeformte Elemente vorgesehen.

Zur Sicherung der Löschbleche 7 im Löschkammereinsatz 1 sind in dessen Seitenwänden 4 Ausnehmungen 12 für jedes einzelne Löschblech 7 vorgesehen, in welche die von unten eingeschobenen Löschbleche 7 federnd einrasten.

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Zur seitlichen Sicherung und Abstandhalterung der Löschbleche

7 sind Rippen 13 an den Seitenwänden 4 angeordnet.

Weiterhin sind die einzelnen Löschbleche 7 mit ihrer oberen Kante 14 durch nockenartige Vorsprünge 15 in geeigneter Weise geführt und auf Abstand gehalten.

Die Löschbleche 7 werden von unten eingeschoben und rasten in die Ausnehmungen 12 der Seitenwände 4 ein. Sie sind somit gegen ein Herausfallen aus dem Löschkammereinsatz zuverlässig gesichert und durch die weiteren Elemente zur seitlichen Sicherung und Abstandhalterung 13;15 auch in dieser Beziehung sicher geführt.

Zur Realisierung der federnden Nachgiebigkeit der Wände des Löschkammereinsatzes 1 sind im Schacht 16 des Schaltergehäuses 11 seitliche Ausschneidungen 17 vorgesehen. Auch hier sind die Form und Anzahl der Ausschneidungen 17 vom gewünschten Verhalten der Anordnung abhängig. Beispielsweise können auch in der Tiefenerstreckung des Schachtes 16 mehrere derartiger Ausschneidungen 17 vorgesehen sein.

Diese seitlichen Ausschneidungen 17 im Schacht 16 des Schaltergehäuses 11 sind auch in fertigungstechnischer Hinsicht, insbesondere aus Toleranzgründen, von Vorteil, weil ein flächenhaftes Anliegen fertigungstechnisch höheren Aufwand bezüglich der Toleranzen mit sich bringt, während eine nur örtliche Auflage des Löschkammereinsatzes 1 im Schaltergehäuse 11 die Einhaltung von Toleranzen bei der Herstellung der Tei-Ie erleichtert.

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Die Schrauben 18 zur Befestigung des Löschkamitiereinsatzes 9 am Schaltergehäuse sind gegen Verlieren durch einen Gummiring 19 gesichert.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung bestehen in einer erheblichen Vereinfachung und Verbilligung durch den Wegfall von Arbeitsschritten.

Claims

GR 99 G 4050 DE 12 Patentansprüche

1. Lichtbogen-Löscheinrichtung, bestehend aus einem Gehäuse, das insbesondere ein Schaltergehäuse (11) eines Niederspannungs-Leistungsschalters mit einem darin vorgesehenen Schacht (16) sein kann und einem darin anzuordnenden Löschkammereinsatz (1), der eine Vielzahl von zwischen zwei Seitenwänden (4) angeordneten Löschblechen (7) zur Abkühlung und Löschung des Lichtbogens aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß Vorderwand (2), Rückwand (3), Seitenwände (4), Dämpfungseinsatz (5) und Löschkammerdeckel (6) des Löschkammereinsatzes (1) in der Form eines einstückigen Kunststoff-Formkörpers ausgebildet sind.

2. Lichtbogen-Löscheinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungseinsatz (5) und der Löschkammerdeckel (6) durch labyrinthartig angeordnete Stege (8) als Auslaß (9) für die Schaltgase gebildet ist.

3. Lichtbogen-Löscheinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (2;3;4) des Löschkammereinsatzes (1) bogenförmige Aussparungen oder gewellte Vertiefungen (10) aufweisen.

4. Lichtbogen-Löscheinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Sicherung der Löschbleche (7) in den Seitenwänden (4) des Löschkammereinsatzes (1) Ausnehmungen (12) zum federnden Einrasten, für jedes einzelne Löschblech (7) vorgesehen sind.

5. Lichtbogen-Löscheinrichtung nach Anspruch 1,

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dadurch gekennzeichnet, daß eine in jeder Seitenwand (4) als Vertiefung oder als Vorsprung über die gesamte Seitenwand, im Bereich der vorzusehenden Löschbleche, verlaufende Aufsatzkante, zum federnden Einrasten der Löchbleche (7), vorgesehen ist.

6. Lichtbogen-Löscheinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (4) des Löschkainmereinsatzes (1) mit EIementen zur seitlichen Sicherung und Abstandhalterung der Löschbleche (7) versehen sind.

7. Lichtbogen-Löscheinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente zur seitlichen Sicherung und Abstandhalterung der Löschbleche (7) Aussparungen oder Nuten in den Seitenwänden sind.

8. Lichtbogen-Löscheinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente zur seitlichen Sicherung und Abstandhalterung der Löschbleche (7) Rippen (13) oder nockenartige Vorsprünge auf den Seitenwänden (4) sind.

9. Lichtbogen-Löscheinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Löschkammerdeckel (6) mit Elementen zur seitlichen Sicherung und Abstandhalterung der Löschbleche (7) versehen ist.

10. Lichtbogen-Löscheinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

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daß die Elemente zur seitlichen Sicherung und Abstandhalterung der Löschbleche (7) Ausnehmungen, oder Nuten in der Innenseite des Löschkammerdeckels (6) sind.

11. Lichtbogen-Löscheinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente zur seitlichen Sicherung und Abstandhalterung der Löschbleche (7) Rippen oder nockenartige Vorsprünge (15) auf der Innenseite des Löschkammerdeckels (6) sind.

12. Lichtbogen-Löscheinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Schaltergehäuse (11) im Schacht (16) für den Löschkammereinsatz (1) seitliche Ausschneidungen (17) vorgesehen sind.