DE3042168C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lichtbogenlöscheinrichtung, insbesondere für Leitungsschutzschalter, mit den Merkma­ len des Oberbegriffs des Anspruches 1.

Es ist bekannt (vgl. DE-OS 26 16 825), die das Lichtbo­ genlöschblechpaket abschließenden bzw. begrenzenden Lichtbogenlöschbleche wenigstens teilweise mit elek­ trisch isolierendem Material abzudecken, wobei das iso­ lierende Material die Lichtbogenlöschbleche U-förmig abdeckt. Das offene Ende des U weist zu den Kontaktstüc­ ken hin und kann an seinem Grunde eine Erweiterung auf­ weisen. Die Abdeckung kann auch durch Umhüllung erreicht werden, welche die Seitenbereiche und das obere und un­ tere Löschblechpaket abdeckt.

Aus der DE-AS 24 19 656 ist eine Lichtbogenlöscheinrich­ tung für einen strombegrenzenden Leitungsschutzschalter der eingangs genannten Art bekannt geworden. Der Lösch­ blechstapel ist seitlich und auf der der Kontaktstelle abgewandten Seite von einer Umhüllung umgeben, deren Zweck die Halterung des Löschblechstapels ist. Öffnungen in der Rückseite der Umhüllung lassen das Gas zur Küh­ lung des Lichtbogens nach hinten austreten.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Umhüllung zu schaf­ fen, mit der eine weitere Verbesserung für den Lichtbo­ geneinlauf in das Löschblechpaket und eine Reduzierung der Rückzündungsgefahr erzielt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Durch das Einbringen von Verbindungsstegen wird das Zu­ rücklaufen der Lichtbogenfußpunkte auf den Lichtbogen­ leitschienen erschwert und damit eine Reduzierung der Rückzündgefahr erreicht. Dadurch, daß mit der Umhüllung zusätzlich die Austrittsseite des Lichtbogenlöschblech­ paketes abgedeckt ist und geeignete Gasaustrittsöffnun­ gen aufweist, die sowohl kreisförmig als auch geschlitzt sein können, konnte der Abluftquerschnitt wesentlich vergrößert werden und über die ganze Fläche verteilt werden, wobei eine Wand am Gehäuse des Leitungsschutz­ schalters nicht mehr erforderlich ist.

Eine weitere Verbesserung der Erfindung kann dahin ge­ hen, daß die Ausnehmung etwa in ihrer Mitte einen weite­ ren Verbindungssteg aufweist, der parallel zu dem vorde­ ren Verbindungssteg quer zur Lichtbogenlaufrichtung ver­ läuft, wodurch eine Rückzündungsgefahr durch Abriegelung der Lichtbogenfußpunkte auf den beiden Leitschienen noch weiter reduziert wird.

Es besteht die Möglichkeit, eine Abdeckung auf einem der mittleren Lichtbogenlöschbleche vorzusehen. Eine derarti­ ge Abdeckung kann mit einer entsprechenden Ausnehmung und einem oder zwei Verbindungsstegen ausgebildet sein, so daß die Zwischenabdeckung die gleiche Form besitzt wie die Abdeckungen der beiden äußeren Lichtbogenlösch­ bleche. Diese Zwischenabdeckung kann mit dem Bereich, der die Austrittsseite des Lichtbogenlöschblechpaketes abdeckt, verbunden sein; es besteht natürlich auch die Möglichkeit, die obere oder die untere Abdeckung ein­ stückig mit der Zwischenlage oder Zwischenabdeckung zu verbinden und jeweils die weitere, das Lichtbogenlösch­ paket auf der gegenüberliegenden Seite abdeckende Abdec­ kung L-förmig ausgebildet in den Schalter einzulegen.

Anhand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Lichtbogenlöschkammer in Seitenan­ sicht, bei geöffnetem Gehäuse,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer Um­ hüllung eines Lichtbogenlöschblechpaketes,

Fig. 2a eine Ansicht, wie die Umhüllung in das Löschblechpaket integriert ist,

Fig. 3 eine weitere Ausgestaltung einer Umhüllung für Lichtbogenlöschblechpakete, ebenfalls in perspektivischer Darstellung,

Fig. 3a eine Ansicht auf ein Löschblechpaket gemäß Fig. 2a, mit der Umhüllung gemäß Fig. 3,

Fig. 4 und 5 perspektivische Darstellung weiterer Aus­ gestaltungen der Umhüllung für ein Licht­ bogenlöschblechpaket.

Innerhalb eines Gehäuses 11 eines Leitungsschutzschal­ ters befindet sich ein festes Kontaktstück 12 und ein bewegliches Kontaktstück 13, wobei das bewegliche Kon­ taktstück 13 um eine ortsfeste Achse 14 schwenkbar gela­ gert ist. Das feste Kontaktstück 12 geht über in ein erstes Lichtbogenleitblech 15. Parallel zu dem ersten Lichtbogenleitblech 15 ist ein zweites Lichtbogenleit­ blech 16 vorgesehen, welches mit dem beweglichen Kon­ taktstück 13 bzw. mit dem Kontakthebel über eine Litzen­ verbindung 17 verbunden ist. Zwischen den beiden Licht­ bogenleitblechen 15 und 16 befinden sich Löschbleche 18, 19, 20 und 21, welche in ihrer Anzahl verringert oder erhöht werden können, je nach dem welcher Strombegren­ zungsgrad erreicht werden soll.

Bei einer Kontaktöffnung im Falle eines Kurzschlusses bildet sich zunächst ein Lichtbogen 221 aus, der direkt an der Stelle entsteht, an der sich die beiden Kontakt­ stücke 12 und 13 berühren. Dieser Lichtbogen wandert, beeinflußt durch die thermische und magnetische Eigen­ blasung, weiter und entfernt sich dabei von der Kontakt­ stelle; der eine Fußpunkt wandert das bewegliche Kon­ taktstück 13 und der andere Fußpunkt das Lichtbogenleit­ blech 15 entlang. Der Lichtbogen in seiner zweiten Stel­ lung ist mit der Bezugsziffer 222 bezeichnet. Aufgrund des durch die Anordnung von festem und beweglichem Kon­ taktstück 12 bzw. 13 auftretenden magnetischen Blasfel­ des wird der Lichtbogen in Pfeilrichtung A zu den Lösch­ blechen 18 bis 21 getrieben und durch die magnetische Wirkung des Eisen-Löschblechpaketes in die Ausnehmung 22 der einzelnen Löschbleche gezogen, bildet auf den ein­ zelnen Blechen Fußpunkte und brennt dann zwischen den einzelnen Löschblechen. Der Lichtbogen hat dabei die Be­ zugsziffer 224. Für die Geschwindigkeit dieses Ablaufes ist neben der Gestaltung des Vorkammerraumes 220 (vgl. Fig. 1) und der Geometrie der Löschbleche 18 bis 21 ganz wesentlich eine optimale Abluftgestaltung durch die Ausbildung der Austrittsöffnungen (der Fig. 1 ohne Be­ zeichnung) verantwortlich. Diese müssen so gestaltet sein, daß einerseits für den einlaufenden Lichtbogen möglichst wenig Gegendruck in der Kammer aufgebaut wird und andererseits sich die Einzellichtbögen an den Lösch­ blechenden nicht kurzschließen können, da sich dadurch eine Reduzierung der Lichtbogenspannung ergeben würde, die eine negative Auswirkung auf die Strombegrenzung hätte und damit der unerwünschten Wirkung von Rückzün­ dungen gleichkommen würde.

Damit nun Rückzündungen und die oben angeführte Lichtbo­ genspannungsreduzierung vermieden werden, ist an der hinteren Seite das Löschblechpaket von einer Umhüllung 30 umgeben. Diese Umhüllung 30 gemäß der Fig. 2 ist U-förmig ausgebildet und besitzt eine obere und eine un­ tere Platte 32 und 34, die auf die obere und untere Flä­ che des Löschbleches 16 bzw. 21 aufgelegt wird. Diese beiden Platten sind mittels eines Verbindungssteges 36 miteinander verbunden, welcher Gasaustrittsöffnungen be­ sitzt. Die Platten 32 bzw. 34 weisen eine schlüsselloch­ artig ausgebildete Ausnehmung 40 bzw. 42 auf, die in dem vorderen Bereich, also im Bereich des Eintritts des Lichtbogens in das Löschblechpaket durch einen Steg 44 und 46 abgeschlossen sind. An diesen Steg schließt sich ein annähernd rechteckiger Bereich 48 und 50 an, der in einer Erweiterung 52 und 54 endet bzw. einmündet, wel­ cher Bereich 52 und 54 eine annähernd oder annähernd el­ liptische Form (Fig. 2) haben kann, deren längere Halb­ achse quer zur Längsachse des Bereiches 48 bzw. 50 aus­ gerichtet ist und parallel zu dem hinteren Verbindungs­ steg 36 verläuft. In der Fig. 2 ist das Löschblech 21 mit seinem Blechausschnitt 22 eingezeichnet, um anzudeu­ ten, wie die Umhüllung gemäß der Fig. 2 an das Lichtbo­ genlöschblechpaket angebracht wird.

In der Fig. 2a ist dargestellt, wie die Umhüllung in das Lichtbogenlöschblechpaket integriert ist, wobei der Lichtbogen, der gerade in das Lichtbogenlöschblechpaket einläuft, die Bezugsziffer 223 besitzt.

In der Fig. 3 ist eine ähnliche Ausgestaltung gezeigt wie in der Fig. 2. Man erkennt eine Umhüllung mit einer oberen Platte 60 und einer unteren Platte 62, die mit­ tels eines Verbindungssteges 64 miteinander verbunden sind, welcher Verbindungssteg mittels Gasaustrittsöff­ nungen (Schlitzen 66) perforiert ist. In den Platten 60 und 62 sind ebenfalls schlüssellochartige Ausnehmungen 68 und 70 eingebracht, die ähnlich den Ausnehmungen ge­ mäß Fig. 2 sind. Anstatt die Stege unmittelbar an der vorderen Kante der Platten 60 und 62 anzuordnen, wie in der Ausgestaltung nach Fig. 2, können die Stege nach hinten in Lichtbogenlaufrichtung versetzt sein, wie in der Fig. 3 dargestellt. Dort besitzen diese Stege die Bezugsziffer 76 und 78, so daß auf diese Weise ein nach vorn hin offener, mit der Ausnehmung 68 und 70 fluchten­ de U-förmiger Ausschnitt 80 und 82 gebildet ist. Anstatt ellipsenförmige Erweiterungen an der Ausnehmung vorzuse­ hen (siehe Fig. 2), können die Erweiterungen auch kreisförmig sein. Diese besitzen die Bezugsziffer 72 und 74.

Durch die Anordnung des Steges wird erreicht, daß die Fußpunkte des Lichtbogens 223 in Fig. 2a weiter in den Blechausschnitt 22 eintreten können und damit die Säule des Lichtbogens 223 stärker der magnetischen Wirkung der Löschblechpakete 18 bis 21 ausgesetzt ist. Dadurch er­ folgt ein schnellerer und sicherer Lichtbogeneinlauf.

Die Schlitze 66 sind so angeordnet, daß sie zwischen jeder Blechlücke liegen, wobei die Schlitze in zwei Rei­ hen übereinander angeordnet sind, die parallel zueinan­ der verlaufen. Die Schlitze der sich gegenüberliegenden Reihen sind gegeneinander versetzt angeordnet, so daß ein Schlitz der einen Reihe zwischen zwei Schlitzen der anderen Reihe liegen muß.

In der Fig. 3a ist gezeigt, wie die Umhüllung gemäß der Fig. 3 in das Löschblechpaket integriert ist. Die An­ ordnung ist die gleiche wie bei der Fig. 2a.

Die Gasaustrittsöffnungen 38 gemäß der Fig. 2 sind kreisförmig. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, wie in der Fig. 3 dargestellt, diese als Schlitze 66 auszubilden; die Wirkung dieser schlitzartigen Aus­ trittsöffnungen ist die gleiche wie die der kreisförmi­ gen Durchbrechungen.

In der Fig. 4 ist eine Umhüllung dargestellt, die der gemäß Fig. 3 ähnlich ist; lediglich zwischen dem vorde­ ren Steg 76 bzw. 78 und der kreisförmigen Erweiterung 72 bzw. 74 ist ein Zwischensteg 77 vorgesehen, durch den die Rückzündungsgefahr noch weiter verringert wird und zwar dadurch, daß die Lichtbogenfußpunkte auf den Licht­ bogenleitblechen 15 und 16 abgeriegelt werden.

Die Fig. 5 zeigt eine Ausgestaltung, die der der Fig. 4 ähnlich ist. Man erkennt die obere Platte 60 und die untere Platte 62, mit den Stegen 76 und 78. Ferner sind auch die Stege 77 vorhanden. Zwischen den beiden Platten 60 und 62 ist eine Zwischenplatte 84 vorgesehen, die einen Steg 86 besitzt, der den Stegen 76 und 78 ent­ spricht. Die Zwischenplatte besitzt weiterhin einen Steg 88, der den Stegen 77 entspricht. Im übrigen ist die Ausnehmung (die ohne Bezugsziffer ist) in der gleichen Weise ausgestaltet wie diejenige gemäß den Fig. 3 oder 4; die kreisförmige Erweiterung kann auch durch eine ellipsenförmige Erweiterung gemäß der Fig. 2 er­ setzt werden. Es besteht nun die Möglichkeit, die Platte 60 und die Platte 62 mit dem Bereich der Umhüllung der Austrittsseite des Lichtbogenlöschblechpaketes einstüc­ kig zu verbinden; dann kann die Zwischenplatte 84 entwe­ der lose in das Löschblechpaket eingelegt werden oder in geeigneter Weise mit dem hinteren Bereich der Gasaus­ trittsseite verbunden werden. Es besteht auch die Mög­ lichkeit, die Platten 60 und 84 einstückig über den Teilbereich 90 zu verbinden; dann wird der übrige Be­ reich, d. h. die Platte 62 mit dem L-förmig daran ange­ brachten Teilbereich 92 ohne Verbindung mit der Platte 60 und der Platte 84 in das Löschblechpaket eingelegt, oder umgekehrt. Durch die Anordnung der Zwischenplatte, die annähernd in der Mitte des Löschblechpaketes ange­ ordnet sein sollte, wird eine noch weitere Verbesserung der Erfindung erzielt.

Die Umhüllung 30 kann natürlich nicht nur bei Löschble­ chen in einem Leitungsschutzschalter eingesetzt werden, sondern überall dort, wo Lichtbogenlöschbleche zum Lö­ schen eines Lichtbogens bzw. zur Begrenzung eines Kurz­ schlußstromes beispielsweise verwendet werden. Dies kann sein bei Leistungsschaltern, bei Schützen und bei ähnli­ chen elektrischen Schaltgeräten.

Claims (6)

1. Lichtbogenlöscheinrichtung, insbesondere für Leitungsschutzschalter, mit wenigstens einem festen (12) und wenigstens einem beweglichen (13) Kontaktstück, zwi­ schen denen z. B. im Falle einer durch einen Kurzschluß­ strom verursachten Kontakttrennung ein Lichtbogen (221, 222) gezogen wird, der über wenigstens ein mit einem der Kontaktstücke (12, 13) verbundenes Lichtbogenleitblech (15) einem Löschblechpaket (18 bis 21) zur Löschung des Lichtbogens zugeführt wird, das von einer zusätzlich die Austrittsseite des Löschblechpaketes (18 bis 21) abdec­ kenden und in diesem Bereich Gasaustrittsöffnungen (38, 66) aufweisenden Umhüllung (30) umgeben ist, die U-för­ mig gestaltet ist und zwei die Schenkel des U bildende Platten (32, 60; 34, 62) und einen diese Platten mitein­ ander verbindenden, mit den Gasaustrittsöffnungen (38, 66) versehenen Verbindungssteg (36, 64) aufweist, da­ durch gekennzeichnet, daß die beiden Platten (32, 34; 60, 62) - parallel zu den Lichtbogenlöschblechen verlau­ fend - das Lichtbogenlöschblechpaket (18 bis 21) zwi­ schen sich nehmen, und in Lichtbogeneinlaufrichtung ver­ laufende längliche ringsum geschlossene Ausnehmungen (40, 42; 72, 74) aufweisen, die derart gestaltet sind, daß im Eintrittsbereich des Lichtbogens in das Löschblechpaket (18 bis 21) ein quer zu der Lichtbogeneinlaufrichtung liegender Steg (44, 46; 76, 77, 78) des Plattenmaterials verbleibt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Steg (76, 78) an den Platten (60, 62) in Lichtbogeneinlaufrichtung nach innen versetzt ist, derart, daß an den Lichtbogeneinlaufseiten der Platten vor den Ausnehmungen (68, 70) jeweils ein nach vorn of­ fener Ausschnitt (80, 82) entsteht.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die längliche Ausnehmung der Platten durch wenigstens einen weiteren quer zur Lichtbogeneinlauf­ richtung liegenden Steg (77) aus dem Plattenmaterial unterteilt sind.

4. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden parallel zu den Löschblechen verlaufenden Platten (60, 62) eine Zwischenplatte (84) vorgesehen ist, deren Form den beiden Außenplatten entspricht.

5. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasaustrittsöffnun­ gen (38; 66) als Schlitze oder als kreisförmige Öffnun­ gen ausgebildet sind, die im Bereich zwischen den Lösch­ blechen liegen.

6. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (30) aus einem elektronegativ gasenden Material gebildet ist.