DE3818864A1

DE3818864A1 - Stromunterbrecher mit lichtbogenbegrenzungseinrichtung

Info

Publication number: DE3818864A1
Application number: DE3818864A
Authority: DE
Inventors: Klaus-Peter Dipl In Nachtigall
Original assignee: KLOECKNER-MOELLER ELEKTRIZITAETSGESELLSCHAFT MBH 5300 BONN DE; Kloeckner Moeller Elektrizitaets GmbH
Current assignee: Eaton Industries GmbH
Priority date: 1988-06-03
Filing date: 1988-06-03
Publication date: 1989-12-14
Also published as: DE8807222U1

Description

Die Erfindung betrifft einen Stromunterbrecher mit Licht bogenbegrenzungseinrichtung nach dem Oberbegriff des An spruchs 1.

Derartige Stromunterbrecher dienen in Schaltgeräten zur Unterbrechung der Hauptstrombahnen. Hierbei kann die Kon taktöffnung durch ein Schaltschloß erfolgen, oder durch elektrodynamische Öffnungskräfte, wie es beispielsweise bei Hochleistungs-Schaltern der Fall ist.

Bei derartigen Schaltgeräten ist für die Lebensdauer und Schaltleistung von entscheidender Bedeutung, daß der beim Öffnen der Kontakte entstehende Lichtbogen nicht auf den Kontaktstücken verharrt, sondern möglichst schnell in den Löschkammerbereich geführt wird, wo eine Kühlung und Lö schung des Lichtbogens erfolgt. Hierfür sind die unter schiedlichsten Systeme bekannt, die im wesentlichen da rauf basieren, daß die entstehenden Magnetfelder ausge nutzt werden, um den Lichtbogen über ein Lichtbogenleit blech in die Löschkammer laufen zu lassen.

Ein derartiges Löschsystem ist bereits in der Firmen schrift "Klöckner-Moeller-Post" Ausgabe 94, Seiten 13 bis 17 beschrieben.

Hierbei wird der bewegliche Kontakt elektrodynamisch ge öffnet und der Lichtbogen durch Magnetfelder zwischen die Löschbleche geblasen.

Bei Schaltungen im hohen Schaltleistungsbereich führt jedes Verharren des Lichtbogens auf den Kontaktstücken auch im Millisekunden-Bereich zu erhöhtem Abbrand und Verschleiß der Kontaktstücke.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Lichtbogen noch schneller an die Lichtbogenlaufschiene zu übergeben und zwischen die Löschbleche zu führen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kennzeich nenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die Verwendung von Werkstoffen mit niedriger elek trischer Austrittsarbeit erfolgt eine schnelle Fußpunkt bildung des Lichtbogens auf der Lichtbogenlaufschiene. Hier aus folgt, daß die Kommutierungszeit, d. h. die Zeit, die der Lichtbogen benötigt, um von dem Kontaktstück auf die Lichtbogenlaufschiene zu wandern erheblich kürzer wird, als bei den beim Stand der Technik für die Lichtbogenlaufschiene verwendeten Werkstoffe.

Werkstoffe die für eine wesentliche Verkürzung der Kommu tierungszeit sorgen sind insbesondere Magnesium oder Magne siumlegierungen und Selten-Erde-Werkstoffe wie beispiels weise Cer. Diese Werkstoffe führen zu einer schnellen Zün dung des Lichtbogenfußpunktes auf der Lichtbogenlaufschiene und dämit auch zu einer schnellen Wegführung des Licht bogens von dem Kontaktmaterial.

Die weiteren Ansprüche zeigen besonders vorteilhafte Aus gestaltungen der Erfindung. Da die für die Lichtbogenüber nahme vorteilhaften Materialien kostenaufwendig sind, ergeben sich durch die Auflage von in Längsrichtung auf der Lichtbogenlaufschiene aufgebrachte Streifen oder durch andere bekannte Verfahren aufgebracht geringe Mengen der be anspruchten Werkstoffe kostengünstige Lösungen.

Eine zusätzliche Verbesserung ergibt sich noch durch das Aufbringen der vorteilhaften Werkstoffe auf der Kathoden seite der Löschbleche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beispielhaften Darstellung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Stromunterbrecher bei geschlossenen Kontakten.

Fig. 2 einen Stromunterbrecher mit sich öffnenden Kontakten.

Fig. 3 einen Stromunterbrecher mit verringertem Leitma terial auf der Lichtbogenlaufschiene.

Fig. 4 einen Stromunterbrecher wie Fig. 1, jedoch mit be schichteten Löschblechen.

In Fig. 1 ist ein Stromunterbrecher dargestellt, der aus einem feststehenden Kontakt 2 und einem beweglichen Kon taktarm 1 besteht, die Kontaktstücke 4 und 7 aufweisen. Von dem Kontaktstück 4 auf dem feststehenden Kontakt 2 führt eine Lichtbogenlaufschiene 5 in Richtung der Lösch kammerrückseite, in der für die Lichtbogenkühlung Lösch bleche 8 quer zur Bewegungsrichtung des beweglichen Kon taktarmes 1 angeordnet sind. Auf der Lichtbogenlaufschiene 5 ist ein Streifen 6, aus einem Werkstoff mit einer im Verhältnis zu den in Stand der Technik verwendeten Werk stoffen niedriger elektrischer Austrittsarbeit für den Lichtbogen, aufgebracht.

Wird der Stromunterbrecher durch einen hohen Strom (Kurz schlußstrom) belastet, hebt der bewegliche Schaltarm 1 unter der Wirkung des entstehenden elektrodynamischen Magnetfeldes von dem feststehenden Kontakt 2 gegen die Federkraft der Druckfeder 11 ab. (Fig. 2)

Hierbei bildet sich zwischen den Kontaktstücken 4 und 7 ein Lichtbogen 12, der das Bestreben hat, auf den Kon taktstücken zu verharren. Damit diese Verharrzeit auf den Kontaktstücken 4 und 7 jedoch so kurz wie möglich ge halten wird, ist ein Blasmagnet 3 vorgesehen, der den Licht bogen 12 zwischen die Löschbleche 8 treiben und dort in Einzellichtbögen 12′ aufteilen soll. Durch eine Auflage 6 aus Magnesium oder Selten-Erde-Werkstoff wird die Kommu tierungszeit, d. h. die Zeit die für das Wandern des Licht bogen 9 von dem Kontaktstück 4 auf die Lichtbogenlaufschiene 5 benötigt wird, erheblich verringert und die Laufgeschwindig keit des Lichtbogens 12 zwischen die Löschbleche 8 wird er höht.

In Fig. 3 ist dabei die Auflage 10 aus Magnesium nur in einem Teilbereich vorgesehen. Hierdurch ergibt sich eine kostengünstige Lösung, die jedoch nur bei guter magnetischer Blasung des Lichtbogens vorteilhaft ist.

Eine schnellere Übergabe des Lichtbogens an die Lösch bleche erreicht man, wenn auch die Löschbleche selbst kathodenseitig mit einer Auflage (9) aus einem Werk stoff mit niedriger elektrischer Austrittsarbeit versehen sind. (Fig. 4)

Für das Aufbringen einer Schicht oder eines Streifens aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung auf die Lichtbogen laufschiene oder die Löschbleche sind unterschiedliche an sich bekannte Verfahren wie z. B. einlegen, plattieren, flammspritzen usw. denkbar, während für die Verbindung eines Streifens aus Selten-Erde-Werkstoff neben den mecha nischen Verfahren noch Sintern in Betracht zu ziehen ist.

Claims

1. Stromunterbrecher mit Lichtbogenbegrenzungseinrichtung, be stehend aus einem feststehenden Kontakt und einem beweglichen Kontaktarm, die jeweils mit im geschlossenen Zustand sich be rührenden Kontaktstücken versehen sind, wobei quer zur Bewe gungsrichtung des beweglichen Kontaktarmes Lichtbogenlösch bleche angeordnet sind, während ausgehend von dem Kontaktstück des feststehenden Kontaktes eine Lichtbogenlaufschiene in Rich tung der Löschbleche verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogenlaufschiene (5) teilweise oder vollständig aus einem Werkstoff mit niedriger elektrischer Austrittsarbeit besteht.

2. Stromunterbrecher mit Lichtbogenbegrenzungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogenlauf schiene (5) aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung be steht.

3. Stromunterbrecher mit Lichtbogenbegrenzungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogenlauf schiene (5) aus einem Selten-Erde-Werkstoff, beispielsweise Cer, besteht.

4. Stromunterbrecher mit Lichtbogenbegrenzungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogenlauf schiene (5) aus ferromagnetischem Werkstoff besteht, und daß in Längsrichtung der Lichtbogenlaufschiene (5) ein Strei fen (6) geringerer Breite, bestehend aus einem Werkstoff mit niedriger elektrischer Austrittsarbeit, auf der Lichtbogen laufschiene (5) in der Weise angeordnet ist, daß er von dem Kontaktstück (4) bis zum Ende der Lichtbogenlaufschiene (5) verläuft.

5. Stromunterbrecher mit Lichtbogenbegrenzungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der in Längsrichtung der Lichtbogenlaufschiene (5) verlaufende Streifen (6) aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung besteht.

6. Stromunterbrecher mit Lichtbogenbegrenzungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der in Längsrichtung der Lichtbogenlaufschiene (5) verlaufende Streifen (6) aus Selten-Erde-Werkstoff, beispielsweise Cer, besteht.

7. Stromunterbrecher mit Lichtbogenbegrenzungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschbleche (8) kathodenseitig mit in Längsrichtung (Licht bogenlaufrichtung) verlaufenden Streifen (9) aus Werkstoff mit niedriger elektrischer Austrittsarbeit versehen sind.

8. Stromunterbrecher mit Lichtbogenbegrenzungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschbleche (8) kathodenseitig mit in Längsrichtung (Licht bogenlaufrichtung) verlaufenden Streifen (9) aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung versehen sind.

9. Stromunterbrecher mit Lichtbogenbegrenzungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschbleche (8) kathodenseitig mit in Längsrichtung (Licht bogenlaufrichtung) verlaufenden Streifen (9) aus Selten -Erde-Werkstoff, beispielsweise Cer, versehen sind.

10. Stromunterbrecher mit Lichtbogenbegrenzungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 7 dadurch gekennzeichnet, daß auf der Lichtbogenlaufschiene (5) eine durch Oberflächenbehandlungs verfahren aufgebrachte Schicht aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung vorgesehen ist.