DE3824025A1 - Niederspannungsschaltgeraet - Google Patents
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- H01H9/34—Stationary parts for restricting or subdividing the arc, e.g. barrier plate
Description
Die Erfindung betrifft ein Niederspannungsschaltgerät,
insbesondere einen Leitungsschutzschalter, mit einer
Kontaktstelle, die in einer Lichtbogenkammer mit Vorkam
merplatten, welche beiderseits die Lichtbogenkammer
seitlich begrenzen, angeordnet ist.
Niederspannungsschaltgeräte besitzen vielfach Lichtbo
genkammern, in welchen die Kontaktstelle angeordnet ist,
in welcher beim Abheben des beweglichen Kontaktstücks
vom festen Kontaktstück ein Lichtbogen gezündet wird,
der in seinem Fußpunkt jeweils zu einer Beschädigung der
Kontaktstücke durch Aufschmelzen des Kontaktmaterials
führt. Gleichzeitig fließt bei anstehendem Lichtbogen
der Strom weiter bis der Lichtbogen erlöscht. Um dies
besser zu erreichen, wurden die Lichtbogenkammern mit
sog. Vorkammerplatten, zumindest an den Kammerseiten,
begrenzt, um auf diese Weise einen Kanaleffekt für den
Lichtbogen und damit sein rasches Einlaufen in die an
grenzende Löschkammer zu erreichen.
Aus der DE-OS 27 04 160 ist ein elektrisches Schaltgerät
bekannt geworden, in welchem die Lichtbogenkammer beid
seitig von lichtbogenfesten Begrenzungsplatten, insbe
sondere aus Keramik, begrenzt ist. Diese konstruktive
Maßnahme erweist sich als vorteilhaft, um so zu verhin
dern, daß der Lichtbogen bzw. die Lichtbogengase seit
lich aus dem Lichtbogenraum herauswandern und dadurch
eine Beschädigung des Gehäuses hervorrufen. Um letzteres
zu verhindern und gleichzeitig den Lichtbogeneinlauf in
die Löschkammer zu beschleunigen, ist gemäß der
DE-OS 27 04 160 vorgesehen, daß wenigstens eine der dem
Lichtbogenraum zugewandten Flächen einer der Begren
zungsplatten mit einem die Lichtbogenlöschung begünsti
genden Gas abgebenden Material versehen ist. Das Gas hat
hierbei die Aufgabe, den mit hoher Temperatur brennenden
Lichtbogen zu kühlen und so sein Erlöschen herbeizufüh
ren.
Bei höheren Stromstärken allerdings erweist sich die
Wirkung des aus einer Vorkammerplatte austretenden
Löschgases als nicht ausreichend, so daß zusätzliche
Maßnahmen erforderlich sind, um den Lichtbogen in der
gewünschten Weise möglichst schnell von der Kontaktstel
le weg die Löscheinrichtung zu führen.
Ausgehend vom vorstehend genannten Stand der Technik ist
es daher Aufgabe der Erfindung für ein Niederspannungs
schaltgerät der eingangs genannten Art die Vorkammer
platten dahingehend zu verbessern, daß ein rasches Ver
lagern des Schaltlichtbogens von der Kontaktstelle in
die Löschkammer erreichbar ist.
Die Lösung der Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch ge
kennzeichnet, daß die Vorkammerplatten jeweils einen
Kern aus ferromagnetischem Material aufweisen, daß die
Vorkammerplatten mit ihre Plattenstärke durchgreifenden
Öffnungen versehen sind, welche ein Lochraster bilden
und deren Größe entsprechend der Beziehung
vorgesehen ist und daß die mit Löchern versehenen Kerne
der Vorkammerplatten mit einem gasabgebenden Isolierma
terial umspritzt sind und so die Vorkammerplatte bilden.
Unter Umfangsfläche wird in diesem Zusammenhang die Flä
che verstanden, die zylinderförmig von den Rändern der
Öffnung begrenzt ist und vom Umfang der Öffnung und von
der Wanddicke der Platte bestimmt ist.
Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestal
tung der Vorkammerplatten besteht darin, daß einerseits
die ferromagnetische Wirkung des Plattenmaterials, die
zu einer Einschnürung des Schaltlichtbogens führt, her
angezogen wird und andererseits durch Einbringung eines
Lochrasters in die Vorkammerplatten deren Oberfläche,
welche mit gasabgebenden Isoliermaterial bedeckt ist,
erheblich vergrößerbar ist, so daß bei äußerlich gleich
bleibendem Bauvolumen des Niederspannungsschaltgerätes
bzw. der darin enthaltenden Lichtbogenkammer ein be
trächtlich stärkerer Lichtbogen als in vergleichbaren
bekannten Lichtbogenkammern beherrschbar ist, da eine
deutlich erhöhte Kühlleistung infolge einer größeren
Menge an aus dem Isoliermaterial austretenden Kühlgas
wegen der vergrößerten Oberfläche der erfindungsgemäßen
Vorkammerplatte resultiert. Die angegebene Beziehung
bezüglich der Größe der Löcher ist zunächst unabhängig
von der Lochgeometrie, da es nur darauf ankommt, daß die
das jeweilige Loch begrenzende Fläche, d. h.
Umfang × Plattendicke, größer ist als der Querschnitt
der in die Vorkammerplatte eingebrachten Öffnung.
Die geometrische Form der Öffnung ist zunächst nicht
näher definiert, so daß grundsätzlich jede gewünschte
Öffnungskontur möglich ist. Allerdings ist aus elektri
schen Gründen, insbesondere um Fußpunktbildung für
Lichtbögen sicher auszuschließen, die Gestaltung der
Öffnung in Kreisform vorzuziehen.
In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung ist vorgese
hen, daß die Vorkammerplatten aus Reineisen bestehen. In
besonderen Fällen, kann stattdessen aber auch Nickel,
d. h. Reinnickel oder eine Nickellegierung, vorgesehen
sein.
Für das Isoliermaterial, mit welchem die aus Metall ge
fertigten Plattenrohlinge umspritzt werden, ist solches
Material vorgesehen, welches unter Einwirkung der vom
Lichtbogen ausgehenden hohen Temperatur größtmögliche
Gasentwicklung zeigt, um hierdurch eine rasche Löschung
des Lichtbogens zu erreichen. Insbesondere kommen hier
für Duroplaste, z. B. Polyoxide oder Polyamide in Be
tracht.
Für die Gestaltung des bereits erwähnten Lochrasters ist
vorgesehen, daß jede Öffnung zu den benachbarten Öffnun
gen einen Mindestabstand entsprechend ihrem Durchmesser
aufweist.
Ferner ist vorgesehen, daß die Öffnungen, die dem Rand
der Vorkammerplatte benachbart sind, einen Randabstand
von wenigstens ebenfalls einem Öffnungsdurchmesser auf
weisen.
Darüberhinaus kann es vorteilhaft sein, die Öffnungen
versetzt zueinander anzuordnen, d. h., daß ihre Mittel
punkte gegenüber denen der unmittelbar benachbarten Öff
nungen versetzt sind.
Ein weiterer Vorzug der erfindungsgemäßen Lochkammer
platte gegenüber den im Stand der Technik beschriebenen
Lochkammerplatten besteht darin, daß aufgrund der all
seitigen Beschichtung der Ausgangsplatte mit Isolierma
terial keine feste Zuordnung zum Einbauort resultiert,
d. h., die Vorkammerplatte kann ohne Nachteil für das
Lichtbogenlöschverhalten wahlweise auf beiden Seiten der
Lichtbogenkammer angeordnet sein.
Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Er
findung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs
beispieles sollen die Erfindung, vorteilhafte Ausgestal
tungen und besondere Vorteile der Erfindung näher erläu
tert und beschrieben werden.
Es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorkammerplatte in per
spektivischer Darstellung.
Fig. 2 die Kontur eines Leitungsschutzschalters mit
einer Kontaktstelle und Vorkammerplatten.
In der Fig. 1 ist eine Vorkammerplatte 10 in perspekti
vischer Darstellung gezeigt, welche eine der Lichtbogen
kammer angepaßte rechteckförmige Kontur, d. h. mit zwei
zueinander parallelen Längsseiten 12, 14 sowie zwei
hierzu senkrecht angeordneten zueinander parallelen
Querseiten 16, 18. Zwischen der oberen Längsseite 14 und
der vorderen Querseite 16 ist eine Anschrägung 15 einge
formt entsprechend der Lichtkammerkontur.
Ferner besitzt die Vorkammerplatte 10 Öffnungen 20, wel
che in einem zu den genannten Außenseiten 12, 14, 16, 18
verlaufenden Lochraster 22 angeordnet sind.
Die Öffnungen 20 sind auf der von den Seiten 12, 14, 15,
16, 18 begrenzten ebenen Fläche der Vorkammerplatte 10,
welche eine Plattendicke s aufweist, angeordnet und
durchgreifen diese vollständig.
Die Öffnungen 20 sind als kreisrunde Bohrungen vorgese
hen, deren Größe so dimensioniert ist, daß sich unter
Einbeziehung der Plattendicke eine größere Fläche ergibt
als bei der ebenen Fläche. Zur Bestimmung der erforder
lichen Größe der Öffnungen 20 gilt folgende Formel
mit d = Lochdurchmesser und s = Plattendicke. Bei Auflö
sung dieser Ungleichung nach dem Durchmesser ergibt
sich, daß dieser kleiner sein muß als die vierfache
Plattendicke.
Ein weiterer Einflußfaktor, der in dieser formelhaften
Beziehung nicht ausgedrückt ist, leitet sich ab von der
Benetzungsfähigkeit des aufzuspritzenden Isoliermate
rials. Unter Einbeziehung dieses Aspektes ist es zweck
mäßig, die einzubringenden Öffnungen 20 mit ausreichend
großem Durchmesser vorzusehen, so daß nach der Beschich
tung mit dem Isoliermaterial die Öffnungen nach wie vor
bestehen und nicht vom Isoliermaterial zugesetzt sind.
In Fig. 2 ist die Einbaulage der aus Fig. 1 bekannten
Vorkammerplatten 10 in einem Leitungsschutzschalter 24
gezeigt, dessen äußere Gehäusekontur mittels gestrichel
ter Linie angedeutet ist.
Wie auch im Stand der Technik sind die Vorkammerplatten
10 beiderseits einer Kontaktstelle 26 angeordnet, die
von einem festen Kontaktstück 25 und einem beweglichen
Kontaktstück 27 gebildet ist. Das feste Kontaktstück 25
setzt sich fort in einer Lichtbogenleitschiene 28, die
zu einer aus Löschblechen 30 gebildeten Lichtbogenlö
scheinrichtung 32 geführt ist, welche unterhalb eines
Magnetauslösers 34 angeordnet ist.
Der weitere Aufbau des gezeigten Leitungsschutzschalters
ist aus dem Stand der Technik bekannt, so daß hierauf
nicht weiter eingegangen werden soll.
Claims (9)
1. Niederspannungsschaltgerät, insbesondere Lei
tungsschutzschalter, mit einer Kontaktstelle, die in ei
ner Lichtbogenkammer mit Vorkammerplatten, welche bei
derseits die Lichtbogenkammer seitlich begrenzen, ange
ordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkammer
platten (10) jeweils einen mit einem gasabgebenden Iso
liermaterial umspritzten Kern aus ferromagnetischem Ma
terial aufweisen, der mit ihrer Plattendicke (s) durch
greifenden Öffnungen (20) versehen ist, die ein Lochra
ster (22) bilden und deren Größe der Beziehung
folgt.
2. Niederspannungsschaltgerät nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß die Vorkammerplatten (10) ei
nen Kern aus Reineisen enthalten.
3. Niederspannungsschaltgerät nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß die Vorkammerplatten (10) ei
nen Kern aus Nickel oder Nickellegierung enthalten.
4. Niederspannungsschaltgerät, nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß das zum Umspritzen der Kerne
der Vorkammerplatten (10) vorgesehene Isoliermaterial
unter Einwirkung hoher Temperatur, welche vom Lichtbogen
ausgeht, Gas abgibt.
5. Niederspannungsschaltgerät nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (20) kreisrunden
Querschnitt aufweisen.
6. Niederspannungsschaltgerät nach einem der vorhe
rigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das aus den
Öffnungen (20) gebildete Lochraster (22) parallel zu den
Außenkanten (12, 14, 16, 18) der Vorkammerplatte (10)
angeordnet ist.
7. Niederspannungsschaltgerät nach einem der vorhe
rigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Öff
nung (20) zu den benachbarten Öffnungen (20) einen Min
destabstand gleich ihrem Durchmesser aufweist.
8. Niederspannungsschaltgerät nach einem der vorhe
rigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnun
gen (20), die den Außenkanten (12, 14, 16, 18) der Vor
kammerplatte (10) benachbart sind, einen Kantenabstand
aufweisen, der wenigstens dem Durchmesser einer Öffnung
(20) entspricht.
9. Niederspannungsschaltgerät nach einem der vorhe
rigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte
Öffnungen zueinander versetzt angeordnet sind.
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