DE8807222U1

DE8807222U1 - Stromunterbrecher mit Lichtbogenbegrenzungseinrichtung

Info

Publication number: DE8807222U1
Application number: DE8807222U
Authority: DE
Original assignee: KLOECKNER-MOELLER ELEKTRIZITAETSGESELLSCHAFT MBH 5300 BONN DE
Current assignee: KLOECKNER-MOELLER ELEKTRIZITAETSGESELLSCHAFT MBH 5300 BONN DE
Priority date: 1988-06-03
Filing date: 1988-06-03
Publication date: 1989-10-05
Also published as: DE3818864A1

Description

Bonn, den 26.o5.1988 o76 - PP

Klöckner-Moeller
Elektrizitäts-GmbH

Stromunterbrecher mit Lichtbogenbegrenzungseinrichtung.

Die Erfindung betrifft einen Stromunterbrecher mit Lichtbogenbegrenzungseinrichtung nach dem Oberbegriff des An-.spruchs 1.

Derartige Stromunterbrecher dienen in Schaltgeräten zur Unterbrechung der Hauptstrombahnen. Hierbei kann die Kontaktöffnung durch ein Schaltschloß erfolgen, oder durch elektrodynamische Öffnungskräfte, wie es beispielsweise bei Hochleistungb-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 Löschung des Lichtbogens erfolgt. Hierfür sind die unterschiedlichsten Systeme bekannt, die im Wesentlichen darauf basieren, daß die entstehenden Magnetfelder ausgenutzt werden, um den Lichtbogen über ein Lichtbogenleitblech in die Löschkammer laufen zu lassen.

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

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

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Bei Schaltungen im hohen Schaltleistungsbereich führt jedes Verharren des Lichtbogens auf den Kontaktstücken auch im Milltsekunden-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 Kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die Verwendung von Werkstoffen mit niedriger elektrischer Austrittsarbeit erfolgt eine schnelle Fußpunktbildung des Lichtbogens auf der Lichtbogenlaufschiene». Hieraus 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 Kommptierungszeit sorgen sind insbesondere Magnesium oder Magnesiumlegierungen und Selten-Erde-Werkstoffe wie beispielsweise Cer. Diese Werkstoffe führen zu einer schnellen Zündung des Lichtbogenfußpunktes auf der Lichtbogenlaufschiene und damit mich zu einer schnellen Wegführung des Lichtbogens von dem Kontaktmaterial.

Die weiteren Ansprüche zeigen besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung. Da die für die Lichtbogenübernahme 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 beanspruchten Werkstoffe kostengünstige Lösungen.

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Eine zusätzliche Verbesserung ergibt sich noch durch das Aufbringen der vorteilhaften Werkstoffe auf der Kathodenseite der Löschbleche. Die Erfindung wild 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 Leitmaterial auf der Lichtbogenlaufschiene.

Fig.4 einen Stromunterbrecher wie Fig.1, jedoch mit beschichteten Löschblechen.

In Fig. 1 ist ein Stromunterbrecher dargestellt, der aus einem feststehenden Kentakt 2 und einem beweglichen Kontaktarm 1 besteht, die Kontaktstücke 4 und 7 aufweisen. Von dem Kontaktstück 4 auf dem feststehenden Kontakt 2 führt eine Lichtbogenlaufschiene 5 in Richtung der Löschkammerrückseite, in der für die Lichtbogenkühlung Löschbleche 8 quer zur Bewegungsrichtung des beweglichen Kontaktarmes 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 Werkstoffen niedriger elektrischer Austrittsarbeit für den Lichtbogen, aufgebracht.

Wird der Stromunterbrecher durch einen hohen Strom (Kurzschlußstrom) 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)

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Hierbei bildet sich zwischen den Kontaktstücken 4 und 7 iin Lichtbogen 12, der das Bestreben hat, auf den Kontaktstücken zu verharren. Damit diese Verharrzeit auf den Kontaktstücken 4 und 7 jedoch so kurz wie möglich gehalten wird, ist ein Blasmagnet 3 vorgesehen, der den Lichtbogen 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 Kommutierungszeit, d. h. die Zeit die für das Wandern des Lichtbogen 9 von dem Kontaktstück 4 auf die Lichtbogenlaufschiene 5 benötigt wird, erheblich verringert und die Laufgeschwindigkeit des Lichtbogens 12 zwischen die Löschbleche 8 wird erhöht.

In Fig. 3 ist dabei die Auflage 1o 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 Löschbleche erreicht man, wenn auch die Löschbleche selbst kathodenseitig mit einer Auflage (9) aus einem Werkstoff mit niedriger elektrischer Austrittsarbeit versehen sind. (Fig.4)

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

Claims

'./'·..· '..·"..' ·..··'.." Bonn, den 3o.o5.1988 &Ogr;76 - FP Schutzansprüche

1. Stromunterbrecher mit Lichtbogenbegrenzungseinrichtung, bestehend aus einem feststehenden Kontakt und einem beweglichen Kontaktarm, die jeweils mit im geschlossenen Zustand sich be-

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rührend/Kontaktstllcken versehen sind, wobei quer zur Bewegungsrichtung des beweglichen Kontaktarmes Lichtbogenlöschbleche angeordnet sind, während ausgehend von dem Kontaktstück des feststehenden Kontaktes eine Lichtbogenlaufschiene in Rieh" tung der Löschbleche verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die LiCutbOyönläü£suriiene (5) teilweise oder vollständig aus einem Werkstoff mit niedriger elektrischer Austrittsarbeit besteht.

2. Stromunterbrecher mit Lichtbogenbegrenzungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogenlaufschiene (5) aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung besteht.

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

4. Stromunterbrecher mit Lichtbogenbegrenzungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogenlaufschiene (5) aus ferroifmagnetischem Werkstoff besteht, und daß in Längsrichtung der Lichtbogenlaufschiene (5) ein Streifen (6) geringerer Breite, bestehend aus einem Werkstoff mit niedriger elektrischer Austrittsarbeit, auf der Lichtbogenlaufschiene (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.

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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, daii die Löschbleche (8) kathodenseitig mit in Längsrichtung (Lichtbogenlaufrichtung) 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 (Lichtbogenlaufrichtung) 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 (Lichtbogenlaufrichtung) verlaufenden Streifen (9) aus Selten -Erde-Werkstoff, beispielsweise Cer, versehen sind.

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