DE3149750C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lichtbogen- Löschkammer und insbesondere auf Kaltkathoden-Lichtbogen- Löschkammern für Leistungsschalter nach den Merkmalen a, b, c, des Anspruchs 1.

Bei einer Lichtbogen-Löschkammer dieser Art (DE- Fachbuch, "Grundlagen der Schaltgerätetechnik", Erk/Schmelzle, 1974, Seiten 261 bis 273, insbesondere Bild 10.10c) ist ein Isoliergehäuse mit seitlichen Schlitzen zur Aufnahme der Ränder der Löschbleche vorgesehen, bei denen die Schenkel der Löschbleche gegenüber dem Kontaktraum frei sind. Wo genau die Lichtbogenleiter in die Löschkammer eintauchen und wie sie gestaltet sind, ist in Bild 10.10c nicht dargestellt.

Zuordnungen von Lichtbogenleitern und Löschblechen ergeben sich aus Bild 10.18 und 10.12. Diese weichen von der erfindungsgemäßen Anordnung ab.

Löschplatten mit Isolierbeschichtungen sind an sich bekannt (DE 26 24 947 A1).

Bei diesen Lichtbogen-Löschkammern wird eine einfache, robuste Konstruktion angetrebt, welche zu einer wirksamen Löschung der Lichtbogen führt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination nach Anspruch 1 gelöst.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein verkürzt dargestelltes Löschblech,

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Isolierteil, vergrößert,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2, nochmals vergrößert,

Fig. 4 einen Querschnitt durch einen Teil der Lichtbogen-Löschkammer gemäß IV-IV in Fig. 5, jedoch im vergrößerten Maßstab der Fig. 3,

Fig. 5 eine Schnittansicht der Lichtbogen-Löschkammer gemäß V-V in Fig. 6, leicht vergrößert, und

Fig. 6 eine Schnittansicht der Lichtbogen-Löschkammer gemäß VI-VI in Fig. 5, etwas verkleinert.

Eine Lichtbogen-Löschkammer 1 (Fig. 6) weist eine Mehrzahl von aus Stahl bestehenden Löschblechen 2 (Fig. 1) auf. Jedes Löschblech 2 besitzt einen dreieckförmig zulaufenden Einschnitt 7 und ist so in ein Verbindungsteil 3 und zwei zueinander parallele Schenkel 4 und 6 gegliedert, die an den Enden 5 viertelkreisförmig gerundet sind, mit Krümmungsmittelpunkt am äußeren Rand des jeweiligen Schenkels 4, 6. An dem den Schenkeln 4, 6 abgewendeten Ende ist das Löschblech 2 mit einer Isolierschicht 8 versehen. Im Randbereich und entlang der Schenkel 4, 6 sind Bohrungen 10 vorgesehen, die zueinander fluchten, wenn die Löschbleche 2 mit Abstand 9 (Fig. 6) übereinandergestapelt sind. Die Einschnitte 7 und die Abstände 9 bilden den Innenraum 11 (Fig. 4, 5, 6) der Lichtbogen-Löschkammer 1, die frontseitig vorne und hinten offen ist, somit im wesentlichen zwei seitliche Isolierwände 12 und eine obere und untere Isolierwand 48 zur Bildung des Gehäuses aufweist.

Die seitlichen Isolierwände 12 werden von gleichartigen Isolierteilen 12 A . . . E (Fig. 4) und einer Füllplatte 13 gebildet. Die Isolierteile sind jeweils aus einem sich längs erstreckenden Bandstreifen hergestellt. Auf der einen Seite weist das Isolierteil 12 A . . . E (Fig. 2 und 3) einen erhöhten Rand 14, der sich entlang des größten Teils des Elements erstreckt, und einen erhöhten Rand 16 auf, der sich nur entlang des Schenkels 4 oder 6 erstreckt (Fig. 5). Zum Inneren hin liegt eine stufenförmige Aussparung 15, die nach Abdeckung noch einen Kanal 17 freiläßt. Der Kanal 17 weist eine Abrundung 18 auf, d. h. die Schulter der stufenförmigen Aussparung 15 bildet einen Viertelkreis mit Krümmungsmittelpunkt am Rand, komplementär zu den Enden 5 der Schenkel 4 oder 6 der Löschbleche 2.

Jenseits der Abrundung 18, die hier als erster halbrunder Anschlag bezeichnet werden soll, liegt eine "Labyrinthregion" 19, die von einem zweiten halbrunden Anschlag 20 begrenzt wird. Der zweite Anschlag 20 verbindet die Ränder 14 und 16 miteinander.

Am gegenüberliegenden Ende der Isolierteile 12 A . . . E, jedoch auf der gleichen Seite wie die erhöhten Ränder 14, 16 sind zwei kreisförmige Höcker 22, 24 vorgesehen, mit gleicher Höhe zu der Schulter der Aussparung 15. Entsprechend den Bohrungen 10 in den Löschblechen 2 sind Bohrungen 26 in den Isolierteilen vorgesehen.

Auf der anderen Seite jedes Isolierteils erhebt sich ein plattformartiges Feld 28, welche sich über die gesamte Länge erstreckt, zwischen die Ränder 14, 16 paßt (Fig. 4) und die stufenförmige Aussparung 15 unter Freilassung des Kanals 17 abdeckt.

Die Lichtbogen-Löschkammer 1 weist eine Mehrzahl von Lüftungsabstandsplatten 30 (Fig. 5, 6) aus einem isolierenden Material auf. Die Abstandsplatten 30 werden aus rechteckigem Ausgangsmaterial hergestellt, an die in zwei angrenzenden Eckbereichen Bohrungen eingearbeitet sind, deren Durchmesser den kreisförmigen Höckern 22, 24 der Isolierteile 12 entsprechen und zu diesen ausgerichtet sind.

Die Lichtbogen-Löschkammer 1 weist ferner zwei Lichtbogenleiter 32 (Fig. 5, 6) auf, die aus extrudiertem Kupfermaterial bestehen und als Läufer bezeichnet werden. Jeder Lichtbogenleiter 32 weist zwei im Querschnitt rechteckförmige, ungleich lange Schienen 34 und 36 auf. Die in Fig. 6 rechts dargestellte kürzere Schiene 34 ist um 90° in einem Bereich 35 zwischen den freien Enden gedreht. Das Ende der längeren Schiene 36 ist um 90° in einen Biegebereich 37 verdrillt und zu einem rechten Winkel gebogen. Die angrenzenden Enden der Schienen 34 und 36 sind bei 33 verschweißt. Das in Fig. 6 links dargestellte Schienenpaar 34, 36 ist unverdrillt belassen, jedoch ebenfalls bei 33 miteinander verschweißt. Die sich gegenüberstehenden Bereiche 33, von denen der Lichtbogen zunächst ausgeht (anfängliche Lichtbogenfußpunkte), sind gegeneinander verdreht angeordnet, was nur zur Darstellung der unterschiedlichen Möglichkeiten dienen soll, wie diese Lichtbogenleiter 32 in den Innenraum 11 hineinreichen, während die freien Enden senkrecht stehen. Die aus dem Gehäuse ragenden freien Enden der ersten Schiene 34 sind mit je einer Bohrung 38 versehen. Zwischen dem Biegebereich 37 der zweiten Schiene 36 und dem verbleibenden Leiterabschnitt sind eine Mehrzahl von Bohrungen 40 vorgesehen, die mit einem verstärkten Rand 42 auf der Seite gegenüberliegend dem zugeordneten Lichtbogenfußpunkt 33 zwischen der ersten und zweiten Schiene 34, 36 versehen sind.

Der Innenraum 11 der Lichtbogen-Löschkammer 1 ist seitlich mit zwei Auskleidungsplatten 44 aus feuerfestem Material ausgekleidet (Fig. 5), die im wesentlichen eine Rechteckform besitzen, von deren mittleren Rand aus sich ein nicht dargestellter rechteckförmiger Fortsatz erstreckt.

Beim Zusammenbau der Lichtbogen-Löschkammer 1 wird einer der Lichtbogenleiter 32 in eine Nut 46 (Fig. 4 und 6) der unteren, bereits erwähnten Isolierwand 48 des Gehäuses eingefügt. Die Nut 46 erstreckt sich längs der Innenseite der Isolierwand 48, es führen jedoch einige Bohrungen nach außen des Gehäuses. Durch diese Bohrungen greifen isolierende Befestigungsschrauben 50 hindurch und sind in die Bohrungen 40 der zweiten Schiene 36 eingeschraubt, so daß die verstärkten Lochränder 42 am Grund der Nut 46 angepreßt werden. Wie dargestellt, ragt die erste Schiene 34 des Lichtbogenleiters aus der Isolierwand 48 heraus. Die Isolierwand 48 ist mit einer Mehrzahl von ausgerichteten Bohrungen 52 zu beiden Seiten der Nut 46 versehen, die den Bohrungen 26 in den Isolierteilen 12 A . . . E und den Bohrungen 10 in den Löschplatten 2 entsprechen.

Es wird daraufhin ein erstes Isolierteil 12 A mit dem plattformartigen Feld 28 auf die Isolierwand 48 so gelegt, daß die Bohrungen 26 des ersten Isolierteils 12 A zu den in Fig. 4 links dargestellten Bohrungen der Isolierwand 48 ausgerichtet sind.

Auf die in Fig. 4 rechts dargestellten Bohrungen der Isolierwand 48 wird eine (erste) Füllplatte 13 mit ihren Bohrungen so aufgelegt, daß die Bohrungen zueinander fluchten.

Ein erstes Löschblech 2 A wird dann auf die erste Füllplatte 13 und das erste Isolierteil 12 A aufgelegt, wobei der eine Schenkel 4 dieses Löschblechs 2 A innerhalb des Kanals 17 des Isolierteils 12 A zu liegen kommt und der andere Schenkel 16 auf der ersten Füllplatte 13 aufliegt. Das Verbindungsteil 3 des Löschblechs 2 A überspannt den Raum zwischen dem ersten Isolierteil 12 A und der Füllplatte 13. Der dreieckförmige Einschnitt 7 zwischen den Schenkeln 4, 6 ist von den anfänglichen Lichtbogenfußpunkten 33 der Lichtbogenleiter 32 aus gesehen weiter innen angeordnet, desgleichen der abgeschnittene Bereich (ohne den Rand 16) der stufenförmigen Aussparung 15. Die Bohrungen 10 des Löschblechs 2 A sind zu denen im ersten Isolierteil 12 A, in der Füllplatte 13 und in der Endplatte 48 ausgerichtet.

Anschließend wird ein zweites Isolierteil 12 B auf das erste Löschblech 2 A so aufgelegt, daß der Schenkel 6 innerhalb des Kanals 17 und in Kontakt mit der Füllplatte 13 aufgenommen wird. Die Bohrungen 26 des zweiten Isolierteils 12 B werden wiederum zu denen des ersten Löschblechs 2 A, der Füllplatte 13 und der Isolierwand 48 ausgerichtet.

Ein drittes Isolierteil 12 C wird ebenfalls auf das erste Isolierteil 12 A aufgelegt und deckt den Schenkel 4 des ersten Löschblechs 2 A ab, wobei das plattformatige Feld 28 des Teils 12 C auf den Schultern der stufenförmigen Aussparung 16 zu liegen kommt und der Schenkel 4 somit innerhalb des Kanals 17 eingeschlossen ist. Die Bohrungen 26 des Teils 12 C werden mit den Bohrungen 10, 26, 52 des Löschblechs 2 A, des Teils 12 A und der Isolierwand 48 ausgerichtet.

Ein zweites Löschblech 2 B wird dann über das zweite und dritte Isolierteil 12 B, 12 C so gelegt, daß der Schenkel 4 des Blechs 2 B wiederum von dem Kanal 17 aufgenommen wird, während der andere Schenkel 6 auf dem plattformartigen Feld 28 des Isolierteils 12 B aufruht. Es wiederholen sich die Vorgänge, wie sie im Zusammenhang mit dem ersten Löschblech 2 A beschrieben worden sind. Es wird wiederum darauf geachtet, daß die Bohrungen 10 in dem zweiten Löschblech 2 B zu denen der Füllplatte 13, des zweiten Isolierteils 12 B, des ersten Isolierteils 12 A, des dritten Isolierteils 12 C und der Isolierplatte 48 ausgerichtet sind.

Eine erste Lüftungsabstandsplatte 30 (Fig. 5, 6) wird dann auf das zweite und dritte Isolierteil 12 B, 12 C so montiert, daß diese Lüftungsabstandsplatte auf dem plattformartigen Feld 28 des zweiten Isolierteils 12 B aufruht.

Ein viertes Isolierteil 12 D wird anschließend auf das zweite Löschblech 2 B und die erste Lüftungsabstandsplatte 30 aufgelegt. Die kreisförmigen Höcker 22, 24 des vierten Isolierteils 12 D passen in die Bohrungen der ersten Lüftungsabstandsplatte 30 und die Schultern der stufenförmigen Aussparung 15 des vierten Isolierteils 12 D kommen zur Anlage am plattenformartigen Feld 28 des zweiten Isolierteils 12 B. Die Bohrungen im vierten Isolierteil 12 D fluchten dann zu den Bohrungen des ersten und zweiten Löschblechs 2 A, 2 B, dem zweiten Isolierteil 12 B, der Füllplatte 13 und der Isolierwand 48.

Das fünfte Isolierteil 12 E wird gelegt, so daß das Feld 48 des fünften Isolierteils 12 E auf die Schulter der stufenförmigen Aussparung 15 des dritten Isolierteils 12 C zu liegen kommt und der Schenkel 4 innerhalb des Kanals 17 umschlossen wird. Die Bohrungen der Teile 12 E, 2 A, 2 B, 12 A, 12 C und der Isolierwand 48 werden wiederum zueinander ausgerichtet.

Die Stapelung von Löschblechen 2, Isolierteilen 12 und Lüftungsabstandsplatten 30 wird dann in der beschriebenen Weise fortgeführt, bis ein Stapel von vorzugsweise zwischen 20 und 200 Löschblechen und eine Anzahl von Lüftungsabstandsplatten, vorzugsweise 1 pro 30 Löschplatten, erhalten wird.

Wenn der Stapel vervollständigt worden ist, wird eine zweite, in Fig. 4 nicht dargestellte Füllplatte 13 auf das letzte Löschblech 2 aufgelegt (in Fig. 4, links), so daß der Schenkel 4 abgedeckt und die Stapelhöhe ausgeglichen wird.

Der zweite Lichtbogenleiter 32 des Paares, der in Fig. 4 nicht dargestellt ist, wird dann in eine entsprechende Nut 46 der zweiten Isolierwand 48 eingelegt, welche Bohrungen aufweist, in welche die isolierenden Befestigungsschrauben 50 der zweiten Schiene 36 hineinpassen. Die erhabenen Bohrungsränder stehen in Kontakt mit der Unterseite der Nut. Die erste Schiene 34 des Lichtbogenleiters springt aus der Isolierwand 48 vor. Die Bohrungen 52 der Isolierwand 48 werden wiederum zu den übrigen ausgerichteten Bohrungen in den entsprechenden Isolierteil 12 und den Löschblechen 2 ausgerichtet.

Die Isolierwände 48 mit den daran befestigten Lichtbogenleitern 32 liegen daraufhin im Stapel der Isolierteile 12 und der Löschbleche 2 axial übereinander, ebenso wie die wiederholt beschriebenen Bohrungen.

Zugankerschrauben 56 aus isolierendem Material werden in die ausgerichteten Bohrungen des Stapels eingeführt, bis die Schraubenden über die Isolierwände 48 hervorragen, woraufhin auf das jeweilige Ende, gegebenenfalls nach Umwenden des Stapels, eine Mutter 58 aufgeschraubt und der Stapel zusammengepreßt gehalten wird.

Zwei Auskleidungsplatten 44 werden dann zu beiden Seiten der Lichtbogenleiter und in Kontakt mit den Oberflächen der Isolierteile 12 sowie entfernt von dem Verbindungsteil 3 der Löschbleche 2 mit nicht gezeichneten Winkeln in ihrer Lage gehalten.

Nicht gezeichnete Halteplatten werden dann über die Endteile der Auskleideplatte 48 und ein Teil der ersten Schiene 34 gelegt und am Ende der Isolierwände 48 befestigt, um diese gefangen zu halten.

Alternativ können die Schienen in die erste Isolierwand eingefügt werden, bevor die Löschbleche und Isolierteile aufgestapelt werden, wobei die Schienen als ein Paßstück zwischen den Bohrungen der Löschbleche und den Isolierteilen wirken. Wenn das Stapeln beendet worden ist, werden die Schienen in die Bohrungen zur zweiten Isolierwand eingefügt und die isolierenden Muttern werden angezogen.

Im Betrieb wird die zusammengefügte Lichtbogen- Löschkammer auf einen Leistungsschalter montiert, der zwei bewegliche, einen Lichtbogen auslösende Kontakte aufweist, die in den Raum 11 zwischen den Auskleidungsplatten 44 und den axial übereinanderliegenden Lichtbogenleiter hineinreichen. Die ersten Schienen 34 werden elektrisch mit den beweglichen Kontakten verbunden, der elektrische Unterbrecher wird an die Stromquelle über Kontakte angeschlossen, die an den elektrischen Leitern, beispielsweise Stromschienen, angeschlossen sind. Um einen Lichtbogen auszulösen, wird der Leistungsschalter an die Stromversorgung angeschlossen, und es wird ein magnetisches Feld entweder von dem Lichtbogen oder durch Spulen innerhalb des Leistungsschalters erzeugt. Die den Lichtbogen erzeugenden Kontakte werden dann schnell weggezogen, und der so erzeugte Lichtbogen pflanzt sich entlang den Lichtbogenleitern und in den Raum 11 zwischen den Auskleidungsplatten 44 der Funkenlöschkammer fort. Der Lichtbogen durchquert den Raum 11 zwischen den Auskleidungsplatten 44 und wird wegen der Vielzahl der Isolierteile 12 daran gehindert, zu den Schenkeln 4, 5 der Löschbleche 2 vorzudringen. Infolge der Gestalt der Löschbleche 2 und der Ausrichtung des magnetischen Feldes wird der Lichtbogen zum Scheitelpunkt der Einschnitte 7 in den Löschblechen 2 gezogen. In diesen Einschnitten 7 wird das magnetische Feld abgeschwächt, und der Lichtbogen wird in eine Vielzahl von Einzelbögen aufgeteilt, die als Serienfunken bekannt sind. Die Einzelbögen wandern in die Abstandsräume 9 der freiliegenden Verbindungsteile 3 der Löschbleche 2 hinein und durchqueren diese bis zum Erreichen der Isolierschicht 8.

Die Einzelbögen können sich innerhalb des Abstandsbereichs 9 der Löschbleche 2 halten, bis die Funkenlöschung erfolgen soll. Die Auslöschung der Einzelbögen wird dadurch erzielt, daß eine genügend hohe Bogenspannung aufrechterhalten wird, so daß sich der einstellende Bogenwiderstand erhöht und der Strom gegen Null geht. Die Einzelbögen werden am Entweichen aus der Funkenlöschkammer durch die Anwesenheit der Isolierschicht 8 gehindert. Das während der Wanderung der Einzelbögen erzeugte ionisierte Gas wird durch den Zwischenraum 9 zwischen den Löschblechen 2 abgeführt, und das Wiederzünden von Funken in den Wolken von ionisiertem Gas wird wegen der Lüftungsabstandsplatten 30 reduziert, da diese im Weg der abgeführten Gase angeordnet sind.

Es wird darauf hingewiesen, daß in Abhängigkeit von der konstruktiven Ausbildung des Leistungsschalters und insbesondere der Lage der den Lichtbogen initiierenden Kontakte eine Anzahl der Löschbleche und zugeordneten Isolierteilen nahe den Seitenplatten der Funkenlöschkammer kürzer ausgebildet sein können als die Isolierteile und zugeordneten Löschbleche in der Nähe der den Lichtbogen auslösenden Kontakte.

Es wird ferner darauf hingewiesen, daß die Isolierteile als integrale Konstruktion ausgebildet sein können, wobei zwei voneinander entfernte isolierende Barrieren gebildet werden, welche jeweils eine Vielzahl von zueinander parallelen Kanälen aufweisen.

Die Auskleidungsplatten können einstückig mit den isolierenden Barrieren ausgebildet sein, wobei dann die isolierenden Barrieren aus einem feuerfesten Material bestehen.

Ferner wird darauf hingewiesen, daß ein Schwenkgehäuse an das eine Ende der Seitenplatten der Funkenlöschkammer angebracht werden kann, so daß - wenn die Funkenlöschkammer auf den Leistungsschalter montiert ist - die Funkenlöschkammer geschwenkt werden kann, um die Teile zu inspizieren und zu warten.

Schließlich wird noch darauf hingewiesen, daß ein Anhebehandgriff auf einer der Seitenplatten angebracht sein kann, um das Anheben der Funkenlöschkammer zu erleichtern.

Claims (8)

1. Lichtbogen-Löschkammer für einen Leistungsschalter, mit folgenden Merkmalen:

• a) ein stirnseitig offenes Isolierstoffgehäuse weist zwei den Innenraum (11) begrenzende Isolierwände (12) mit Kanälen (17) auf, in denen
• b) eine Mehrzahl Löschbleche (2) gehalten werden, die jeweils mit einem Einschnitt (7) versehen sind, so daß man längs der Löschblechränder sich erstreckende Schenkel (4, 6) und Verbindungsteile (3) unterscheiden kann;
• c) zwei Lichtbogenleiter (32) sind in den Innenräumen (11) im Bereich der Einschnitte (7) geführt;

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• d) im Außenbereich der Einschnitte (7) sind die Schenkel (4, 6) der Löschbleche (2) von den Isolierwänden (12) umgeben;
• e) die beiden in den Innenraum (11) eintauchenden Lichtbogenleiter (32) weisen je einen Biegebereich (37) auf, die zu Lichtbogenleiterabschnitten (36) führen, welche sich im Isolierstoffgehäuse in Richtung der Längserstreckung der Isolierwände (12), zwischen diesen angeordnet und sich überdeckend, erstrecken.

2. Lichtbogen-Löschkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Isolierwand (12) aus jeweils einer Mehrzahl von Isolierteilen (12 A bis 12 E) besteht, die jeweils ein vorspringendes, plattformartiges Feld (28) und eine stufenförmige Aussparung (15) besitzen, so daß das vorstehende, plattformartige Feld (28) des einen Isolierteiles (12 C), in die stufenförmige Aussparung (15) des anderen Isolierteils (12 A) eingreift und den Kanal (17) freiläßt, der den zugeordneten Rand des Löschbleches (2) aufnimmt.

3. Lichtbogen-Löschkammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (17) einseitig geschlossen sind, d. h. zusätzlich zu den äußeren Rändern der Verbindungsteile (3) der Löschbleche (2) noch die Schenkel (4, 6) der Funkenaufteilplatten (2) aufnehmen.

4. Lichtbogen-Löschkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kanäle (17) in Axialrichtung weiter erstrecken als die zugehörigen Löschbleche (2), um zusätzlich eine Mehrzahl von Lüftungsabstandsplatten (30) aufzunehmen.

5. Lichtbogen-Löschkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum (11) an den Isolierwänden (12) von zwei Auskleidungsplatten (44) auf jeder Seite der sich axial erstreckenden Lichtbogenleiter bedeckt ist.

6. Lichtbogen-Löschkammer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidungsplatten und die Isolierwände aus einem Stück bestehen.

7. Lichtbogen-Löschkammer nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schwenkgehäuse an einem Ende der beiden Isolierwände befestigt ist.