DE4327844A1 - Löschkammer für Schalter, insbesodere für Lasttrennschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Löschkammer für Schalter, insbesondere für Lasttrennschalter in mit Löschgas ge­ füllten Mittelspannungsschaltanlagen.

Derartige Löschkammern sind in den verschiedensten Aus­ führungen bekannt, wobei grundsätzlich in offene und ge­ schlossene Löschkammern unterschieden werden kann. Die geschlossenen Löschkammern sind gegenüber der sie umge­ benden Atmosphäre, sei es Luft oder ein anderes Gas, des Schaltergehäuses hermetisch abgeschlossen, während das Innere der offenen Löschkammern im Gasaustausch mit der Atmosphäre des Schaltergehäuses steht. Die letztgenannte Art zeichnet sich vor allem durch eine kostengünstige Bauweise aus, was häufig zu Lasten der Löscheffektivität geht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine offene Löschkammer zu schaffen, die bei einfachem und damit kostengünstigem Aufbau gleichwohl eine den geschlossenen Löschkammern vergleichbare Effizienz besitzt.

Zur Lösung macht sich die Erfindung die bekannte Tatsache zunutze, daß mit Abstand zueinander angeordnete, gegen­ einander isolierte Metallbleche einen sich während des Ausschaltvorganges zwischen den sich öffnenden Kontakt­ stücken bildenden Lichtbogen quasi an ihre Stirnkanten saugen und dort zerteilen und deionisieren und damit lö­ schen, und schlägt die im Hauptanspruch angegebenen Merk­ male vor.

Dadurch, daß die Deion- bzw. Löschbleche den beweglichen Kontakt zumindest auf einem Teil seines Weges umschlie­ ßen, wird der beim Öffnen des Kontaktes entstehende Lichtbogen in äußerst effektiver Weise unter Ausnutzung seiner Labilität und Ausweicheigenschaft in jeder Rich­ tung erfaßt, zwischen die Platten gedrückt, zerteilt, da­ bei auch abgekühlt und schließlich zum Erlöschen ge­ bracht, ohne daß er ausweichen kann. Mit der Erfindung wird der Lichtbogen also während seiner Existenz gezielt kontrolliert.

Eine besonders kompakte und effektive Bauweise ergibt sich dann, wenn nach einem Vorzugsmerkmal der Erfindung der Festkontakt ein Einschlagkontakt und der bewegliche Kontakt ein Kontaktstift ist. In diesem Fall können dann die Löschbleche in ihrer Hauptebene im wesentlichen senk­ recht zur Bewegungsrichtung des beweglichen Kontakts als Radialbleche ausgerichtet sein, die vorzugsweise durch isolierende Distanzstücke parallel zueinander gehalten werden.

Die Löschwirkung der Deion-Bleche kann durch ihre Bega­ sung noch erhöht werden, was in besonders einfacher Weise im Rahmen der Erfindung dadurch erreicht wird, daß das Löschkammergehäuse an einer Stirnseite offen und in den Seitenwänden mit Öffnungen versehen ist. Dadurch entsteht bei einem vorzugsweise im wesentlichen zylinderförmigen Gehäuse eine Art Glocke mit seitlichen Öffnungen, bei der die "Klöppelseite", durch die der bewegliche Kontaktstift ragt, komplett offen ist, während der Festkontakt an der geschlossenen Seite des Löschkammergehäuses befestigt ist, wobei die Ausrichtung der Löschkammer innerhalb des Schaltergehäuses je nach den Forderungen und konstrukti­ ven Zweckmäßigkeiten jede Lage einnehmen kann und hier nur der Einfachheit halber eine Lage beschrieben wird, bei der der Festkontakt oben angeordnet ist.

Die seitlichen Öffnungen im Löschkammergehäuse ermögli­ chen insofern eine optimal arbeitende Bauweise, als die radial ausgerichteten Deion-Bleche in Höhe der seitlichen Löschkammergehäuseöffnungen angeordnet werden können, so daß sie von außen vom Gas des Schaltergehäuses umspült werden, das bei dieser Bauweise quasi umlenkungsfrei zwi­ schen die Bleche von deren äußeren Stirnseiten her gelan­ gen kann.

Dieser Effekt kann noch erheblich dadurch erhöht werden, daß der Schaft des beweglichen Kontaktes eine radial ausgerichtete Saugscheibe trägt, die dessen Bewegungen mitmacht; dabei ist die Saugscheibe vorzugsweise mit ei­ nem derartigen Abstand von der Kontaktstiftspitze ent­ fernt angeordnet, daß sie sich im eingeschalteten Zustand unterhalb des Löschplattenpaketes im wesentlichen paral­ lel zu den Löschplatten befindet, während sie im ausge­ schalteten Zustand Abstand vom unteren Löschkammer­ gehäuserand aufweist. Damit wird sichergestellt, daß auch nicht die geringste Gefahr einer Kunststoffbrückenbildung zwischen Saugscheibe und damit Kontaktstift einerseits und Löschkammergehäuse andererseits im ausgeschalteten Zustand besteht.

Im übrigen kann die Saugscheibe in vorteilhafter Weise für die Führung des Kontaktstiftes genutzt werden, wenn sie einen dem Innendurchmesser des Löschkammergehäuses entsprechenden Außendurchmesser besitzt, so daß sie sich rundum an der Gehäuseinnenwand abstützen kann. Um den zu­ vor erwähnten Abstand vom unteren Löschkammergehäuserand zu wahren, findet die Stiftabstützung über die Saug­ scheibe während des größten Teils des Ausschaltvorganges statt, und nur auf dem letzten Stück, auf dem die Saug­ scheibe das Löschkammergehäuse verläßt, muß möglichst für eine weitere Abstützung des Stiftes gesorgt werden, was beispielsweise dadurch geschehen kann, daß unterhalb der Saugscheibe der Schaft mit seitlich hervorragenden Füh­ rungsstiften versehen ist, die zumindest zeit- und teilweise in einer unterhalb des Löschkammergehäuses an­ geordneten Führung gleiten.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs­ beispiels wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Querschnitt einer Löschkammer; und

Fig. 2 die in Fig. 1 dargestellte Löschkammer mit einer Möglichkeit einer Kontaktstiftführung.

Eine insgesamt mit 1 bezeichnete Löschkammer, die in be­ kannter Weise innerhalb eines Schaltgehäuses od. dgl. un­ tergebracht sein kann, besteht im dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel im wesentlichen aus einem Gehäuse 2, das Glockenform besitzt, d. h. die Seitenwände sind nach zum unten hin offenen Ende leicht nach außen divergierend ge­ neigt. Wie bereits erwähnt, ist es für die Erfindung nicht unbedingt notwendig, daß das Löschkammergehäuse 2 in der dargestellten Ausrichtung eingebaut wird, vielmehr ist jede andere Winkellage, einschließlich der um 180° gedrehten möglich. Zur Vereinfachung der Erläuterung wird nachfolgend am dargestellten Beispiel vom unteren, offe­ nen Ende und oberen, geschlossenen Ende der Löschkammer 1 gesprochen.

Am oberen, geschlossenen Ende des Löschkammergehäuses 2 ist ein als solcher bekannter Einschlagkontakt 3 (Festkontakt) befestigt, der mit einem von unten durch das offene Löschkammergehäuse 2 ragenden Gegenkontakt 4 zusammenwirkt, der sich in der durchgezogen dargestellten Position in der Ausschaltstellung befindet, während die gestrichelte Darstellung seine Einschaltposition zeigt.

Unterhalb des Festkontaktes 3 ist ein Paket aus mit Ab­ stand zueinander parallel angeordneten, radial zum beweg­ lichen Kontakt 4 ausgerichteten Metallblechen 5 (Deionbleche) im Gehäuse 2 befestigt, die über isolie­ rende Distanzscheiben 6 auf gegenseitigen Abstand gehal­ ten werden. Die Deion- bzw. Löschbleche 5 haben jeweils eine konzentrische Ausnehmung, so daß insgesamt ein Durchtrittsweg für den beweglichen Gegenkontakt 4 offenbleibt und die Bleche 5 den Kontakt 4 im eingeschalteten Zustand möglichst eng umgeben. Die Höhe des Paketes ist im dargestellten Ausführungsbeispiel etwas geringer als der Hub a des beweglichen Gegenkon­ takts 4 des Lasttrennschalters, und zwar aus sich aus den nachfolgenden Ausführungen ergebenden Gründen.

Der bewegliche Kontakt 4 trägt nämlich eine kragenförmig radial ausgerichtete Saugscheibe 7, die am Schaft des Kontaktes 4 mit gewissem Abstand unterhalb der Kontakt­ spitze 8 formschlüssig befestigt ist. Da in den beigefügten Figuren der bewegliche Gegenkontakt 4 in durchgezogenen Linien in seiner Ausschaltposition darge­ stellt ist, ergibt sich der Hub a als der Abstand zwi­ schen der gestrichelten (Kontakt-) und der durchgezogenen (Ausschalt-)Position. Die Darstellungen machen auch deut­ lich, daß der Abstand der Saugscheibe 7 von der Kontakt­ spitze 8 so gewählt ist, daß die Saugscheibe in Ein­ schaltposition mit geringem Abstand unterhalb des Lösch­ blechpaketes positioniert ist, d. h. der oberhalb der Saugscheibe 7 sich befindende Teil des Kontaktes 4 durch­ ragt die Löschbleche 5 komplett.

Andererseits zeigen die Darstellungen auch, daß die ge­ genseitigen Abmessungen und der Hub vorzugsweise so ge­ wählt werden, daß in der Ausschaltstellung die Kontakt­ spitze 8 geringfügig unterhalb des Löschblechpaketes ver­ harrt. Gleichzeitig befindet sich dann die Saugscheibe 7 zu dem oben angegebenen Zweck der Brückenunterbrechung im Abstand b zur Innenwand 9 des Löschkammergehäuses 2, das an seinem unteren Ende konisch nach außen sich öffnend ausgebildet ist.

Diese Form des unteren Gehäuserandes hat sowohl strö­ mungstechnische Vorteile für das die Löschkammer 1 durch­ strömende Gas als auch Einführungseigenschaften für die Saugscheibe 7 in das Innere des Gehäuses (Trichtereffekt), denn die Saugscheibe ist mit ihrem Außendurchinesser dem Innendurchmesser des Gehäuses 2 an­ gepaßt, so daß sie über den größten Teil des Weges des beweglichen Kontaktes 4 der Innenwand des Gehäuses 2 an­ liegt und damit den Stift sicher führt.

Der Hauptzweck dieser Saugscheibe 7 ist jedoch die Unter­ stützung der Löschfunktion der Deionbleche, auf deren Höhe im Gehäuse 2 rundum Öffnungen 11 vorgesehen sind, durch die bei einer Abwärtsbewegung des Kontaktes 4, also im Falle des Ausschaltens aufgrund der Umfangsanlage der Saugscheibe 7 an der Gehäuseinnenwand Gas aus der Umge­ bung - im dargestellten Ausführungsbeispiel das SF₆-Gas, mit dem das Schaltgehäuse gefüllt ist, in dem die Lösch­ kammer untergebracht ist - von außen zwischen die Lösch­ bleche 5 gesaugt wird, sich dort verwirbelt und die Löschfunktion der Löschbleche 5 ganz erheblich unter­ stützt. Mit dieser Konstruktion wird der ansonsten unkon­ trollierbare Lichtbogen kontrolliert umfaßt, zerteilt, in die Zwischenräume zwischen den Löschblechen gedrückt bzw. gesogen und dann gelöscht.

Fig. 2 zeigt den unteren Führungsbereich für den bewegli­ chen Gegenkontakt 4, und zwar vorzugsweise in Form eines oder mehrerer Führungsbleche 12, das bzw. die mit je ei­ nem Langloch 13 versehen ist bzw. sind, die sich nach oben, d. h. zur Löschkammer 1 hin konisch leicht öffnen und in denen mindestens ein seitlich hervorragender Stift 14a geführt ist, oberhalb dessen im dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel ein weiterer Führungsstift 14b form­ schlüssig mit dem Kontaktstift 4 verbunden ist. Der Ab­ stand des Stiftes 14b von der Saugscheibe ist so gewählt, daß der Stift 14b in dem Moment geführt in das Langloch 13 greift, zu dem die Saugscheibe 7 den sie führenden Teil der Innenwand des Gehäuses 2 verläßt. Damit ist eine sichere Kontaktstiftführung gewährleistet.

Die Erfindung schafft eine wenig Aufwand erfordernde und trotzdem wirkungsvolle Löschkammer der offenen Bauart, die zudem äußerst wartungsfreundlich ist.

Claims (14)

1. Löschkammer für Schalter, insbesondere für Lasttrenn­ schalter in mit Löschgas gefüllten Mittelspannungs­ schaltanlagen, mit

• - einem feststehenden Kontakt (Festkontakt) 3 in einem offenen Löschkammergehäuse (1)
• - einem beweglichen (Gegen)kontakt (4) und
• - mindestens zwei parallel zueinander angeordneten, den Weg des beweglichen Kontaktes (4) zumindest auf einem Teil seiner Länge umschließenden Lösch­ blechen (5).

2. Löschkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Festkontakt (3) ein Einschlagkontakt und der bewegliche Kontakt (4) ein Kontaktstift ist.

3. Löschkammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Löschkammergehäuse (2) an einer Stirnseite offen und in den Seitenwänden mit Öffnun­ gen (11) versehen ist.

4. Löschkammer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß der Festkontakt (3) an der geschlossenen Seite des Löschkammergehäu­ ses (2) befestigt ist.

5. Löschkammer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß die Löschbleche (5) mit ihrer Hauptebene im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des beweglichen Kontakts ausge­ richtet sind (Radialbleche).

6. Löschkammer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß die Löschbleche (5) in Höhe der seitlichen Lösch­ kammergehäuseöffnungen (11) angeordnet sind.

7. Löschkammer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch isolierende Distanzstücke (6) zwischen den Löschblechen (5).

8. Löschkammer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine außerhalb des Lösch­ kammergehäuses (2) angeordnete Führung (12) für den Kontaktstift.

9. Löschkammer nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Führungsschaft des Kontaktstifts (4) mit mindestens zwei vertikal zur Stiftlängsachse sich er­ streckenden Führungsstiften (14a, b).

10. Löschkammer nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine unterhalb des Löschkammergehäuses (2) angeord­ nete Führung für den Schaft des beweglichen Kontak­ tes.

11. Löschkammer nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch mindestens ein Führungsblech (12) mit Langloch (13).

12. Löschkammer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine am Schaft befe­ stigte, dessen Bewegungen mitmachende Saugscheibe (7).

13. Löschkammer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet daß der Außendurchmesser der radial ausgerichteten Saugscheibe (7) unter Gleitpassung dem Innendurchmes­ ser des Löschkammergehäuses (2) entspricht.

14. Löschkammer nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Saugscheibe (7) mit einem derarti­ gen Abstand von der Kontaktstiftspitze (8) angeordnet ist, daß sie in ausgeschaltetem Zustand Abstand vom unteren Gehäuserand (9) hält.