DE8531616U1

DE8531616U1 - Mehrpoliger Niederspannungs-Leistungsschalter mit Wandteilen aus ferromagnetischem Werkstoff

Info

Publication number: DE8531616U1
Application number: DE19858531616
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1985-11-06
Filing date: 1985-11-06
Publication date: 1987-03-05

Description

Mehrpoliger Niederspannungs-Leistungsschalter mit Wandteilen aus ferromagnetische!!! Werkstoff

Die Erfindung betrifft einen mehrpoligen Niederspannungs-Leistungsschalter mit nebeneinander zwischen Wandteilen IG aus fcrrumägnetischsn; Werkstoff angeordneten Kcntsktsystemen, deren Bewegungsebene parallel zu den Wandteilen verlaufend angeordnet ist.

Ein Leistungsschalter dieser Art ist beispielsweise durch die DE-A-12 20 923 bekannt geworden. Die ferromagnetische Eigenschaft der Wandteile beruht hierbei auf der Wahl von Stahlblech als Konstruktionswerkstoff für die tragenden Teile des Leistungsschalters. Wird nun das zur Verfügung stehende Schaltervolumen besonders hoch ausgenutzt, d.h. wird bei gegebenen Abmessungen die Beherrschung sehr hoher Ströme gefordert, so ist hiermit eine Verringerung der Abstände der Pole voneinander und der Abstände zwischen den äußeren Polen und den Wandteilen verbunden. In den außen liegenden Polen kann sich aufgrund dieser geringen Abstände ein ferromagnetischer Einfluß auf die Schaltlichtbögen bemerkbar machen. Dieser Einfluß hat zur Folge, daß der in einem Kontaktsystem zentral gezündete Schaltlichtbogen durch die anziehende Wirkung der Wandteile ausgelenkt wird, was zu einer ungleichmäßigen Beanspruchung des Kontaktsystems führt. Insbesondere kann ein solcher Einfluß störend bei Kontaktsystemen mit getrennten Haupkontakten und Abbrennkontakten sein, weil der für eine ordnungsgemäße Löschung erforderliche Übergang eventuell an den Hauptkontakten entstehender Teillichtbögen auf die Abbrennkontakte behindert wird.

Et 3 Nim / 05.11.1985

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Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die anziehende Wirkung von Wandteilen aus ferromagnetische!!! Material auf die an einem eng benachbarten Kontaktsystem gebildeten SchaltlAchtbögen zu verhindern.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jeweils zwischen einem Wandteil und dem angrenzenden Kontaktsystem eine Metallplatte aus einem unmagnetischen,

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sich erwiesen, daß eine solche beispielsweise aus Kupfer bestehende Platte bei vorteilhaft geringen Abmessungen den gewüschten Einfluß ausüben und trotz sehr geringen Abstandes zwischen dem Kontaktsystem und dem zugehörigen Wandteil eine ungestörte Lichtbogenentwicklung ermöglicht, wird. Durch die Abmessungen der Metallplatte läßt sich ihr Einfluß auf den Lichtbogen in einer gewünschten Weise verändern. Hierbei erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Metallplatte wenigstens den Lichtbogenentstehungsbereich des Kontaktsystems überdeckend bemessen und angeordnet ist. Hiervon ausgehend kann die Metallplatte größer bemessen sein und es kann auch ihre Dicke je nach dem gewünschten Einfluß unterschiedlich gewählt werden. Die Wirkungsweise der Metallplatte beruht im wesentlichen auf einem Wirbelstromeffekt, den der Lichtbogenstrom in der Metallplatte induziert. Hierdurch wird die anziehende Wirkung der ferromagnetischen Wandteile kompensiert. Es ist daher zu erwarten, daß dickere und größere Metallplatten gegenüber dünneren und kleineren eine ausgeprägtere Wirkung zeigen.

Zu einer besonders günstigen Dimensionierung der Metallplatten kann man nach einer Weiterbildung der Erfindung dadurch gelangen, daß die Metallplatte relativ zu dem Wandteil durch einen Halter aus einem unter dem Einfluß eines Lichtbogens gasabgebenden Kunststoff gehalten ist.

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Die aus dem Kunststoff abgeschiedenen Gase wirken auf den Lichtbogen gleichsinnig wie die Metallplatte, so daß die insgesamt erforderliche Wirkung nur zum Teil durch die Metallplatte bereitzustellen ist und diese infolgedessen verhältnismäßig klein ausgeführt werden kann.

Es ist zweckmäßig, den Halter so auszubilden, daß er alle dem Lichtbogenraum zugewandten Fläche der Metallplatte um- *"*hlis3'*"· H^*^iT*i3^ai ksrin »^^&ogr;&idigr; Hslter

sein, wobei seine Tiefe etwa der Dicke der Metallplatte abzüglich der Dicke einer den Wandteil abdeckenden und mit einer passenden Öffnung für die Metallplatte versehenen Isolierplatte bemessen ist. Die Metallplatte liegt hierbei auf dem Wandteil auf, während der Halter im Bereich der Metallplatte gewissermaßen die Fortsetzung der Isolierplatte übernimmt und damit der Wandteil gegenüber dem Kontaktsystem in der erwünschten Weise durchgehend mit Isoliermaterial bedeckt ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die Figur 1 zeigt ein Kontaktsystem eines Niederspannungs-Leistungsschalters in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht.

Die Figur 2 zeigt eine Isolierplatte mit einem daran angebrachten Halter für eine Metallplatte.

Die Figur 3 zeigt einen Schnitt der Isolierplatte im Bereich der Metallplatte und ihres Halters, wobei oberhalb und unterhalb einer strichpunktierten Linie unterschiedliche Ausführungsformen dargestellt sind.

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Das Kontaktsystem 1 gemäß der Figur 1 umfaßt in bekarnter Weise einen ortsfesten und einen beweglichen Teil. Der ortsfeste Teil weist als Träger einen Isolierstoffblock 2 auf, an dem eine obere Anschlußschiene 3 und eine untere Anschlußschiene 4 angebracht sind. Die Anschlußschiene 3 dient zugleich als Hauptkontikt und ist hierzu an ihrer Stirnseite mit Schaltstückauflagen 5 als Hauptkontakte angebracht. Oberhalb der Hauptkontakte 5 befindet sich ein Lichtbcgerischaltstück mit einer Schsitstücksuflage 6 und s5,nem Lichtbogenhorn 7.

Sinngemäß die gleiche Anordnung ist an dem beweglichen Kontakthebel 10 vorgesehen. Dieser trägt Hauptkontakte 11 mit Schaltstückauf.lagen 12 sowie ein Lichtbogenschaltstück 13 mit einer Schaltstückauflage 14 und ein Lichtbogenhorn 15. Die jeweils vorhandene Anzahl von Hauptkontakten 11 und zusammenwirkenden Schaltstückauflagen 5 und 12 richtet sich nach der Höhe des zu beherrschenden Nennstromes und kann demnach unterschiedlich sein. Oe größer die Anzahl von Hauptkontakten ist, desto störender kann der Einfluß eines benachbarten Wandteiles 16 aus ferromagnetische!!) Material sein, das in der Figur 1 abgebrochen dargestellt ist. Bei einer größeren Anzahl von Hauptkontakten wird nämlich der Übergang von an den Hauptkontakten gebildeten Teillichtbögen auf das einzelne Paar von Abbrennkontakten mit den Schaltstückauflagen 6 und 14 und anschließend auf die Lichtbogenhörner 7 und 15 behindert.

In bekannter Weise ist fur den Stromubergang von dem Kontakthebel 10 zu der ortsfesten Anschlußschiene 4 ein biegsames Stromband 17 vorgesehen, das einen Lagerbolzen 20 für den Kontakthebel 10 schleifenförmig umschließt. Zwischen den Schenkeln des Strombandes 17 befinden sich Druckfedern 21, die als Kontaktkraftfedern und als Ausschalfedern wirken.

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In der Figur 1 ist das Kontaktsystem 1 in der geschlossenen
Stellung dargestellt, die mitteis eines geeigneten, nicht
näher dargestellten Antriebes über einen Hebel 22 herbeizuführen ist. Ist der Antrieb in der Einschaltstellung verklinkt, so wirkt ein den Hebel 22 mit dem Kontakthebel 10
verbindender Gelenkbolzen 23 als ortsfestes Schwenklager.
Auf diese Weise können die Druckfedern 21 als Kontaktkraftfedern wirken. Wird die Verklinkung der nicht dargestellten
Antriebsvorrichtung aufgehoben, so wird der Hebel 22 in
Richtung des Pfeiles 24 freigegeben. Die Druckfedern wirken j nun als Ausschaltfedern und bewegen den Kontakthebel 10 J unter Trennung der Schaltstückaufla'gen 5, 12 und 6, 14 |

gleichfalls in Richtung des Pfeiles 24. \

Der Wandteil 16 gemäß der Figur 1 ist mit einer Isolierplat- 1

te 25 gemäß der Figur 2 abgedeckt. Für die Auflage des Iso- j

lierblockes 2 auf dem Wandteil 16 ist die Isolierplatte 15 j mit einer entsprechend geformten Ausnehmung 26 versehen.
Ferner besitzt die Isolierplatte 25 einen in der Figur 3

sichtbaren Ausschnitt 27 für eine Metallplatte 30, die vorzugsweise aus Kupfer bestehen kann. Die dem Lichtbogenraum | zugewandten Seiten der Metallplatte 30 sind durch einen } schalenartigen Halter 31 abgedeckt, der in der oberhalb der I strichpunktierten Linie 28 gezeigten Ausführungsform ein- f

stückig mit der Isolierplatte 25 hergestellt ist. Unterhalb &igr;

der Linie 28 ist dargestellt, daß der Halter 31'als geson- ^!

dertes Isolierteil hergestellt und mit der Isolierplatte 25 ;?

in geeigneter Weise, z.B. mittels Schrauben, Kerbstiften _s

oder ähnlichen Mitteln 32 verbunden ist. Der als gesondertes ·

Teil hergestellte Halter 31' besteht aus einem Kunststoff, J

der unter dem Einfluß eines Lichtbogens oberflächlich zer- f setzt wird und hierdurch ein Gas abgibt. An dem Kontaktsystem 1 gemäß der Figur 1 ents nde Lichtbogen sind somit

abstoßenden Kräften ausgesetzt, die einerseits durch die in j

der Metallplatte 30 induzierten Wirbelströme und anderer- |

seits durch die aus dem Kunststoff des Halters 31' abgege- t

in ·· · r ·

- 6 - VPA 856 4 1 0 7

benen Gase hervorgerufen werden. Je näher der Lichtbogen bei dem Halter und der Metallplatte brennt, desto ausgeprägter sind die abstoßenden Kräfte.

In der Figur 1 ist die Metallplatte 30 strichpunktiert eingezeichnet. Wie man erkennt, überdeckt die Metallplatte etwa den Lichtbogenentstehungsbereich. Die gewünschte Wirkung kann durch die Dicke der Metallplatte 30 und ihre Abmessungen sowie durch die Eigenschaften des Halters 31 beeinflußt werden. Es stehen somit zwei gleichsinnig wirkende Mittel zu Verfügung, um die magnetisch anziehende Wirkung der Wandteile 16 auf Schaltlichtbogen an dem Kontaktsystem gemäß der Figur 1 auszugleichen und einem fehlerhaften Verhalten der Schaltiichtbögen vorzubeugen. Bei einem Niederspannungs-Leistungsschalter für einen Nennstrom von 1600 Ampere dessen Kontaktsysteme jeweils einen Abbrennkontakt und zwei Hauptkontakte aufweisen, können beispielsweise folgende Maße vorliegen:
Abstand zwischen dem außen liegendenden Hauptkontakt und dem Wandteil: 20 mm

Abmessungen der Metallplatte: 60 &khgr; 45 &khgr; 10 mm Dicke des Halters: 10 mm

6 Ansprüche
2 Figuren

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Claims

- 7 - VPA 85 G 4 1 0 7 Schutzansprüche

1. Mehrpoliger Niederspannungs-Leistungsschalter mit nebeneinander zwischen Wandteilen (16) aus ferromagnetischem Werkstoff angeordneten Kontaktsystemen (1), deren Bewegungsebene parallel zu den Wandteilen verlaufend angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwischen einem Wandteil (16) und dem angrenzenden Kontaktsystem (1) eine Metallplatte (30) aus einem unmagnetischen, elektrisch gut leitenden Werkstoff angeordnet ist. 10

2. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatte (30) wenigstens den Lichtbogenentstehungsbereich des Kontaktsystems (1) überdeckend bemessen und angeordnet ist.

3. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatte (30) relativ zu dem Wandteil (16) durch einen Halter (31') aus einem unter dem Einfluß eines Lichtbogens gasabgebenden Kunststoff gehalten ist.

4. Leistungsschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (31; 31') alle dem Lichtbogenraum zugewandten Flächen der Metallplatte (30) umschließend ausgebildet ist.

5. Leistungsschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (31; 31') schalenartig ausgebildet ist und seine Tiefe etwa der Dicke der Metallplatte (30) abzüglich der Dicke einer den Wandteil (16) abdeckenden und mit einer passenden Öffnung (27) für die Metallplatte (30) versehenen Isolierplatte (25) bemessen ist.

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6. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß die Metallplatte (30) aus Kupfer besteht.