EP0382325A1 - Lichtbogenlöschkammer mit Löschblechen - Google Patents

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EP0382325A1
EP0382325A1 EP90250027A EP90250027A EP0382325A1 EP 0382325 A1 EP0382325 A1 EP 0382325A1 EP 90250027 A EP90250027 A EP 90250027A EP 90250027 A EP90250027 A EP 90250027A EP 0382325 A1 EP0382325 A1 EP 0382325A1
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/34—Stationary parts for restricting or subdividing the arc, e.g. barrier plate
    • H01H9/36—Metal parts

Definitions

  • An arc quenching chamber of this type has become known, for example, from DE-A-31 31 437.
  • quenching plates are used, each of which has an incision on its side facing the switching contacts and optionally one, two or more incisions on its side facing away from the switching contacts.
  • an incision can be arranged asymmetrically on the side facing away from the switching contacts in order to form a meandering channel through the twisted assembly of successive quenching plates.
  • An advantageous way of realizing the offset arrangement of the incisions can be that the incisions are arranged asymmetrically over the width of the quenching plates and successive quenching plates are mounted rotated relative to one another by 180 °.
  • quenching plates are used with incisions arranged symmetrically over the width
  • insulating plates with grooves can be provided for holding the quenching plates, which successively have a smaller and a greater depth corresponding to the desired offset of the incisions of successive quenching plates and that each have a groove of lesser depth Isolierstoffplatte a groove of greater depth is assigned to the opposite Isolierstoffplatte and vice versa.
  • This arrangement allows the extinguishing plates to be installed by simply plugging them in.
  • the incisions have the smallest possible radius of curvature at their tip. This should not exceed 1 mm. Such small and even less than 0.5 mm rounding radii can be achieved if the incisions be produced with the help of laser beam cutting.
  • the DC high-speed switch 1 shown in FIG. 1 has a fixed switching contact 2 and a movable switching contact 3 interacting with it in a known manner. Both switch contacts 2 and 3 protrude into an arc quenching chamber 4, which has arc guideways 5 and 6 and quenching plates 7.
  • a drive device 8 of a suitable type is also shown schematically in connection with the movable switching contact 3.
  • the arc quenching chamber 4 has a housing 10 of approximately rectangular cross-sectional shape. In a known manner, the housing 10 can be made in one piece from an insulating material or from several parts.
  • the quenching plates 7 can be arranged parallel to one another, as shown in FIG. 1, and, as is known per se, with their lower edges facing the switching contacts 2 and 3 can be arranged along an arc whose center is on the side of the extinguishing plates 7 facing the switching contacts 2 and 3. Deviating from this, the quenching plates can also be aligned radially or can be arranged with different angular positions between adjacent quenching plates.
  • the incisions are arranged asymmetrically such that there is an overlap of the incisions 15 and 15 'of about 1/3 of the mouth width designated W with the incisions 15. Due to this measure, two further incisions appear in the projection, which are denoted by 17 and 18. These reach about 1/3 or 2/3 of the depth of the incisions 15.
  • pins 20 are shown in the figure, with the aid of which the quenching plates 7 can be positioned and held in the walls of the housing 10 (FIG. 2) of the arc quenching chamber 4.
  • FIG. 4 A further example of an arc quenching chamber is shown in FIG. 4, specifically with a view of the edges of the quenching plates which face away from the switch contacts of a circuit breaker.
  • quenching plates 25 are used, the cuts of which are arranged symmetrically over the width of quenching plates 25.
  • the mutual offset of the incisions of successive quenching plates by a part of the mouth width of the incisions is achieved in that the quenching plates 25 are held between insulating plates 21 and 22, which are provided with grooves 23 and 24 of different depths.
  • extinguishing sheets made of a magnetizable material, for example a soft magnetic steel sheet, are used.
  • a magnetizable material for example a soft magnetic steel sheet
  • B. thickness of the sheets chemical and physical nature of the surface and composition of the material can also be used within the scope of the invention.

Landscapes

  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)

Abstract

2.1 Es werden die Merkmale einer Lichtbogenlöschkammer beschrieben, die bei geringem Gasauswurf und hoher Strombegrenzung für Spannungen auch oberhalb 1000 V einsetzbar ist. 2.2 Die Lichtbogenlöschkammer (4) enthält Löschbleche (7, 7'), die mehrere gleichgroße und nebeneinander angeordnete Einschnitte (15, 15') aufweisen. Durch einen Versatz der Einschnitte (15, 15') in den aufeinanderfolgenden Löschblechen (7, 7') werden scheinbar zusätzliche Einschnitte (17, 18) mit einer gegenüber den tatsächlichen Einschnitten (15) verringerten Tiefe gebildet. Der Versatz kann durch eine unsymmetrische Anordnung der Einschnitte (15, 15') in den Löschblechen (7, 7') und abwechselnd gedrehte Montage oder bei symmetrisch angeordneten Einschnitten durch gegeneinander versetzte Montage aufeinanderfolgender Löschbleche (25) erfolgen. 2.3 Die Lichtbogenlöschkammer (4) eignet sich insbesondere für Gleichstrom-Schnellschalter.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Lichtbogenlöschkammer für einen elektrischen Schalter mit quer zur Längserstreckung eines Schaltlichtbogens angeordneten, wenigstens zwei nebeneinander angeordneten Einschnitte aufweisenden Löschblechen.
  • Eine Lichtbogenlöschkammer dieser Art ist beispielsweise durch die DE-A-31 31 437 bekannt geworden. In dieser werden Lösch­bleche verwendet, die auf ihren den Schaltkontakten zugewandten Seite jeweils einen Einschnitt und auf ihrer den Schaltkontakten abgewandten Seite wahlweise einen, zwei oder mehrere Einschnitte aufweisen. Dabei kann ein Einschnitt auf der den Schaltkontakten abgewandten Seite unsymmetrisch angeordnet sein, um durch ver­drehte Montage aufeinanderfolgender Löschbleche einen mäander­förmigen Kanal zu bilden.
  • Mit Löschblechen ausgerüstete Lichtbogenlöschkammern eignen sich grundsätzlich sowohl zum Einsatz in Leistungsschaltern für Wechselstrom als auch für Gleichstrom. Der Erfindung liegt in diesem Zusammenhang die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere für Gleichstrom-Schnellschalter geeignete Löschkammer zu schaffen, die sich auch für den oberhalb 1000 V liegenden Spannungsbereich eignet, die ferner eine hohe Strombegrenzung bewirkt und sich bei kompakten Abmessungen durch einen nur geringen Gasauswurf auszeichnet.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Einschnitte aufeinander folgender Löschbleche um einen Teil der Mündungsweite gegeneinander versetzt sind, derart, daß die Flanken der Einschnitte scheinbare Schnittpunkte bilden und daß die Einschnitte den Schaltkontakten zugewandt angeordnet sind.
  • Auf diese Weise wird scheinbar eine größere Anzahl von Ein­schnitten gebildet, als es der tatsächlichen Anzahl je Lösch­blech entspricht. Durch Versuche ist erwiesen, daß bei einer verhältnismäßig geringen erforderlichen Länge der Löschbleche in Laufrichtung des Lichtbogens ein Zusammenschlagen der Teil­lichtbögen hinter dem Löschblechpaket unterbleibt, obwohl Spuren von Abbrand an den hinteren Kanten der Löschbleche nach­weisbar sind. Als weitere vorteilhafte Eigenschaft der neuen Anordnung von Löschblechen hat sich gezeigt, daß der Auswurf von Schaltgasen verhältnismäßig gering ist und daher geerdete Bauteile in geringerem Abstand von der Löschkammer als bei bisher üblichen Löschkammern für Gleichstrom-Schnellschalter angeordnet werden können. So fern die Anforderungen an den kürzesten zulässigen Abstand zu geerdeten Bauteilen nicht zu hoch angesetzt werden, kann sogar davon abgesehen werden, an­sonsten übliche Ausblasdämpfer am Ende der Lichtbogenlösch­kammer vorzusehen. Dennoch ist der Aufwand zur Herstellung einer Lichtbogenlöschkammer nach der Erfindung nicht erhöht, weil nur eine Sorte von Löschblechen zu fertigen ist.
  • Ein vorteilhafter Weg zur Verwirklichung der versetzten Anord­nung der Einschnitte kann darin bestehen, daß die Einschnitte über die Breite der Löschbleche unsymmetrisch angeordnet und aufeinanderfolgende Löschbleche gegeneinander um 180° gedreht montiert sind.
  • Es können aber auch Löschbleche mit symmetrischer Anordnung der Löschbleche verwendet werden, wobei dann aufeinanderfolgende Löschbleche seitlich versetzt montiert werden.
  • Werden drei oder mehr Einschnitte in den Löschblechen vorge­sehen, so empfiehlt es sich, den gegenseitigen Abstand der Einschnitte jedes Löschbleches gleich zu bemessen. Die durch die Überlappung der Einschnitte scheinbar gebildeten zusätz­lichen Einschnitte weisen daher über die ganze Breite der Löschbleche die gleiche Form auf.
  • Wenn die Unsymmetrie der Anordnung der Einschnitte etwa 1/3 der Mündungsbreite der Einschnitte beträgt, so entstehen schein­bar zwei zusätzliche Einschnitte mit einer gegenüber den tat­sächlichen Einschnitten geringeren Tiefe.
  • Die Erfindung kann vorzugsweise mit relativ spitzwinkligen Ein­schnitten ausgeführt werden, wobei der Neigungswinkel der Flanken der Einschnitte zueinander kleiner bis gleich 30° beträgt.
  • Günstige Ergebnisse sind insbesondere mit Löschblechen zu er­zielen, die jeweils vier Einschnitte mit einem Winkel von 10 bis 15° besitzen.
  • Um bei der Montage der Löschbleche sicherzustellen, daß der vor­gesehene Versatz der Einschnitte entsteht, empfiehlt es sich, an den Löschblechen seitlich vorstehende Zapfen zum Eingreifen in Ausnehmungen des Gehäuses der Lichtbogenlöschkammer vorzu­sehen. Damit ist zu erreichen, daß die Löschbleche nur in einer gewünschten Folge montierbar sind.
  • Werden Löschbleche mit symmetrisch über die Breite verteilt angeordneten Einschnitten verwendet, so können zum Halten der Löschbleche Isolierstoffplatten mit Nuten vorgesehen sein, die aufeinanderfolgend eine geringere und eine größere Tiefe ent­sprechend dem gewünschten Versatz der Einschnitte aufeinander­folgender Löschbleche aufweisen und daß jeweils einer Nut geringerer Tiefe der einen Isolierstoffplatte eine Nut größerer Tiefe der gegenüberliegenden Isolierstoffplatte zugeordnet ist und umgekehrt. Diese Anordnung gestattet die Montage der Lösch­bleche durch einfaches Einstecken.
  • Für die erwünschte Staffelung der Tiefe der Einschnitte ist es günstig, wenn die Einschnitte an ihrer Spitze einen möglichst geringen Rundungsradius aufweisen. Dieser sollte höchstens 1 mm betragen. Derart kleine und sogar weniger als 0,5 mm be­tragende Rundungsradien sind erzielbar, wenn die Einschnitte mit Hilfe der Laserstrahlschneidens hergestellt werden.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren dar­gestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
    • Die Figur 1 zeigt schematisch einen Gleichstrom-Schnellschalter mit einer aufgeschnitten dargestellten Lichtbogenlöschkammer.
    • Von oben ist die Lichtbogenlöschkammer nach der Figur 1 in der Figur 2 gezeigt.
    • In der Figur 3 sind in einer gegenüber den Figuren 1, 2 und 3 vergrößerten Darstellung zwei hintereinanderliegend angeord­nete Löschbleche gezeigt.
    • Die Figur 4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel einer Licht­bogenlöschkammer in einer Blickrichtung auf die den Schaltkon­takten abgewandten Kanten der Löschbleche.
  • Der in der Figur 1 gezeigte Gleichstrom-Schnellschalter 1 weist in bekannter Weise einen feststehenden Schaltkontakt 2 und einen mit diesem zusammenwirkenden bewegbaren Schaltkon­takt 3 auf. Beide Schaltkontakte 2 und 3 ragen in eine Licht­bogenlöschkammer 4 hinein, die Lichtbogenlaufschienen 5 und 6 sowie Löschbleche 7 aufweist. Eine Antriebsvorrichtung 8 ge­eigneter Bauart ist gleichfalls schematisch in Verbindung mit dem bewegbaren Schaltkontakt 3 gezeigt. Wie die Figur 2 zeigt, besitzt die Lichtbogenlöschkammer 4 ein Dehäuse 10 von etwa rechteckiger Querschnittsform. In bekannter Weise kann das Dehäuse 10 aus einem isolierenden Werkstoff einstückig oder aus mehreren Teilen hergestellt sein.
  • Die Löschbleche 7 können parallel zueinander angeordnet sein, wie dies die Figur 1 zeigt und können, wie dies an sich bekannt ist, mit ihren den Schaltkontakten 2 und 3 zugewandten Unter­kanten entlang einem Bogen angeordnet sein, dessen Zentrum auf der den Schaltkontakten 2 und 3 zugewandten Seite der Lösch­bleche 7 liegt. Abweichend hiervon können die Löschbleche auch radial ausgerichtet oder mit unterschiedlicher Winkelstellung zwischen benachbarten Löschblechen angeordnet sein.
  • Die Löschbleche 7 aus magnetisierbarem Blech weisen die in der Figur 3 dargestellte Gestalt auf. Jedes Löschblech weist an seiner den Schaltkontakten 2 und 3 zugewandten Seite vier V-förmige gleichgroße und nebeneinander angeordnete Einschnitte 15 auf, deren Flanken unter einem Winkel C von etwa 12,5° stehen. Zwischen benachbarten Einschnitten 15 besteht der gleiche Abstand D. Die Gruppe der vier Einschnitte 15 ist je­doch, bezogen auf die Breite des Löschbleches 7, unsymmetrisch angeordnet, derart, daß zwischen dem linken Einschnitt 15 und dem Rand des Löschbleches 7 ein kleinerer Abstand A und zwischen dem rechten der Einschnitte 15 und dem folgenden Rand des Löschbleches 7 ein größerer Abstand B besteht. In den Löschkammern gemäß den Figuren 1, 2 und 3 sind die Löschbleche 7 jeweils abwechselnd um 180° gedreht montiert, so daß aufgrund der unsymmetrischen Anordnung der Einschnitte in jedem der Löschbleche in der Projektion eine Überlappung der Einschnitte aufeinanderfolgender Löschbleche erscheint. Mit 15′ sind in der Figur 3 die Einschnitte eines solchen um 180° gedrehten Löschbleches 7′ dargestellt.
  • Wie der Figur 3 zu entnehmen ist, sind die Einschnitte derart unsymmetrisch angeordnet, daß sich eine Überlappung der Ein­schnitte 15 und 15′ von etwa 1/3 der mit W bezeichneten Mün­dungsweite der Einschnitte 15 ergibt. In der Projektion er­scheinen aufgrund dieser Maßnahme scheinbar zwei weitere Ein­schnitte, die mit 17 und 18 bezeichnet sind. Diese erreichen etwa 1/3 bzw. 2/3 der Tiefe der Einschnitte 15.
  • Bei festgelegter Mündungsweite W und gleichfalls festliegendem Flankenwinkel C der Einschnitte 15 ergibt sich die größtmög­liche Tiefe der Einschnitte dann, wenn ein möglichst geringer Rundungsradius am Fuß der Einschnitte vorhanden ist. Ein solcher geringer Rundungsradius von vorzugsweise weniger als 1 mm ist insbesondere bei geringem Flankenwinkel C durch die Herstellung mit Hilfe des Laserstrahlschneidens erzielbar.
  • Ferner sind in der Figur Zapfen 20 gezeigt, mit deren Hilfe die Löschbleche 7 in den Wandungen des Gehäuses 10 (Figur 2) der Lichtbogenlöschkammer 4 positioniert und gehalten werden können. Durch eine entsprechende aufeinanderfolgende Anordnung von Aus­nehmungen in der Wänden des Gehäuses 10 ist erreichbar, daß die Löschbleche nur in der gewünschten abwechselnden Stellung mon­tiert werden können.
  • In der Figur 4 ist ein weiteres Beispiel einer Lichtbogenlösch­kammer dargestellt, und zwar mit Blick auf die Kanten der Lösch­bleche, die den Schaltkontakten eines Leistungsschalters abge­wandt sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden Löschbleche 25 verwendet, deren Einschnitte symmetrisch über die Breite Löschbleche 25 verteilt angeordnet sind. Der gegenseitige Ver­satz der Einschnitte aufeinanderfolgender Löschbleche um einen Teil der Mündungsweite der Einschnitte wird dadurch erzielt, daß die Löschbleche 25 zwischen Isolierstoffplatten 21 und 22 gehalten sind, die mit Nuten 23 und 24 unterschiedlicher Tiefe versehen sind. Während in jeder der Isolierstoffplatten 21 und 22 auf eine Nut 23 mit größerer Tiefe eine Nut 24 mit geringerer Tiefe und dann wieder eine Nut 23 mit größerer Tiefe folgt, sind die in paralleler Stellung einander gegenüberstehend ange­ordneten Isolierstoffplatten 21 und 22 um eine Teilung der Nuten verschoben positioniert, so daß jeweils einer Nut 23 mit größerer Tiefe in der einen Isolierstoffplatte eine Nut 24 mit geringerer Tiefe in der gegenüberliegenden Isolierstoffplatte gegenübersteht. Beim Einlegen der Löschbleche 25 in die Nuten der Isolierstoffplatten 21 und 22 wird auf diese Weise zwangs­läufig ein gegenseitiger Versatz der Einschnitte hervorge­rufen. Wie die Figur 4 zeigt, kommt es auch bei dieser Anord­nung bei der Betrachtung von zwei aufeinanderfolgenden Lösch­ blechen 25 und 25′ zu einem Versatz der Einschnitte um einen Teil der Mündungsweite der Einschnitte.
  • Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen wird davon ausge­gangen, daß Löschbleche aus einem magnetisierbaren Werkstoff, beispielsweise einem weichmagnetischen Stahlblech verwendet werden. Von den bekannten Mitteln zur Beeinflussung der Lösch­wirkung von Löschblechkammern, wie z. B. Dicke der Bleche, chemische und physikalische Beschaffenheit der Oberfläche so­wie Zusammensetzung der Materials, kann auch im Rahmen der Er­findung Gebrauch gemacht werden.

Claims (10)

1. Lichtbogenlöschkammer (4) für einen elektrischen Schalter (1) mit quer zur Längserstreckung eines Schaltlichtbogens ange­ordneten, wenigstens zwei nebeneinander angeordnete Einschnitte (15) aufweisenden Löschblechen (7; 25), dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnitte (15, 15′) aufeinanderfolgender Löschbleche (7, 7′; 25, 25′) um einen Teil der Mündungsweite (W) gegeneinander versetzt sind, derart, daß die Flanken der Einschnitte (15, 15′) mehrere scheinbare Schnittpunkte bilden und daß die Einschnitte (15, 15′) den Schaltkontakten zugewandt angeordnet sind.
2. Lichtbogenlöschkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnitte (15) über die Breite des Löschbleches (7) unsym­metrisch angeordnet und aufeinanderfolgende Löschbleche (7, 7′) gegeneinander um 180° gedreht montiert sind.
3. Lichtbogenlöschkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei symmetrischer Anordnung der Einschnitte über die Breite des Löschbleches (25) die aufeinanderfolgenden Löschbleche (25, 25′) seitlich versetzt montiert sind.
4. Lichtbogenlöschkammer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei drei oder mehr Einschnitten (15) der gegenseitige Abstand (D) gleich bemessen ist.
5. Lichtbogenlöschkammer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der gegen­seitige Versatz der Einschnitte (15, 15′) aufeinanderfolgender Löschbleche (7, 7′; 25, 25′) etwa 1/3 der Öffnungsweite (W) der Einschnitte (15) beträgt.
6. Lichtbogenlöschkammer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (C) der Einschnitte (15) kleiner bis gleich 30° beträgt.
7. Lichtbogenlöschkammer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (C) der Ein­schnitte (15) 10 bis 15° beträgt.
8. Lichtbogenlöschkammer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösch­bleche (7) seitlich vorstehende Zapfen (20) zum Eingreifen in Ausnehmungen des Gehäuses (10) der Lichtbogenlöschkammer (4) besitzen.
9. Lichtbogenlöschkammer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Halten der Löschbleche (25) Isolierstoffplatten (21, 22) mit Nuten (23, 24) vorgesehen sind, die aufeinanderfolgend ein geringere und eine größere Tiefe entsprechend dem gewünschten Versatz der Einschnitte aufeinanderfolgender Löschbleche (25, 25′) gegeneinander auf­weisen und daß jeweils einer Nut (24) geringerer Tiefe der einen Isolierstoffplatte (21) eine Nut (23) größerer Tiefe der gegenüberliegenden Isolierstoffplatte (22) zugeordnet ist und umgekehrt.
10. Lichtbogenlöschkammer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein­schnitte (15) der Löschbleche (7) an ihren Spitzen einen Rundungsradius von höchstens 1 mm aufweisen.
EP90250027A 1989-02-08 1990-02-01 Lichtbogenlöschkammer mit Löschblechen Expired - Lifetime EP0382325B1 (de)

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