EP2115756A1 - Strombegrenzende lichtbogenlöscheinrichtung - Google Patents

Strombegrenzende lichtbogenlöscheinrichtung

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Publication number
EP2115756A1
EP2115756A1 EP08707563A EP08707563A EP2115756A1 EP 2115756 A1 EP2115756 A1 EP 2115756A1 EP 08707563 A EP08707563 A EP 08707563A EP 08707563 A EP08707563 A EP 08707563A EP 2115756 A1 EP2115756 A1 EP 2115756A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
arc
fixed contact
guide rail
melting
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08707563A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thilo Bahlinger
Joachim Becker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB AG Germany
Original Assignee
ABB AG Germany
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB AG Germany filed Critical ABB AG Germany
Publication of EP2115756A1 publication Critical patent/EP2115756A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H73/00—Protective overload circuit-breaking switches in which excess current opens the contacts by automatic release of mechanical energy stored by previous operation of a hand reset mechanism
    • H01H73/02—Details
    • H01H73/18—Means for extinguishing or suppressing arc
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01H9/346—Details concerning the arc formation chamber

Definitions

  • the invention relates to a current-limiting arc extinguishing device according to the preamble of claim 1, a service switching device with a current-limiting arc quenching device according to claim 6, and the use of a composite material for coating parts of a current-limiting arc quenching device according to claim 7.
  • Generic current-limiting arc extinguishing devices for an electrical switching device which has at least one fixed and a movable contact piece having contact point, comprising a Lichtbogenlöschblechb and a FestAND- guide rail and a movable contact piece associated Lichtbogenleitblech between which the arc splitter stack is such that the bases of a When the contact point is opened, switching arc runs along the fixed contact guide rail and the arc guide plate, with the switching arc moving into the arc splitter stack and being extinguished therein.
  • DE 32 47 681 shows an arc quenching chamber with an arc quenching plate assembly, wherein each arc quenching plate is coated with a gas or vapor emitting material which evaporates under the influence of the arc and thereby promotes arc quenching.
  • the arc is extinguished quickly within the arc extinguishing plate assembly, but also that it is guided as quickly as possible from its place of origin to the arc extinguishing plate assembly.
  • the arc is often accelerated by magnetic forces generated by additionally present, so-called Blasmagnete, or by suitably arranged conductor loops, away from the contact point to the arc splitter stack out.
  • the object underlying the present invention is therefore to increase the life and the height of the switching capacity in generic current-limiting arc extinguishing devices.
  • the fixed contact guide rail and the arc guide plate are in their flanking the arc splitter stack areas with a coated their material.
  • the material of the coating has different physical and chemical properties than the base material of the fixed contact guide rail and the arc guide plate.
  • the fixed contact - guide rail and the arc guide plate made of a ferromagnetic material material.
  • the fixed contact guide rail and the arc guide plate are then coated in each case in their area flanking the arc splitter stack with a material which increases the thermal resistance.
  • the area flanking the arc splitter stack is that part of the surface of the fixed contact guide rail and of the arc guide plate which lies opposite the outer arc extinguishing plates of the arc splitter stack located next to it. Between this region flanking the arc splitter stack and the outer arc quenching plate, the first partial arc arises when the arc enters the arc splitter stack, and in this region the risk of melting of the surface is particularly great.
  • the material of the coating may be a metal with high electrical conductivity, for example silver or copper. Due to the high electrical conductivity of the arc root in the coated area then runs faster, that is, each contact point between the arc and the surface of the fixed contact - Leitschiene and the Lichtbogenleitbleches is only very short thermal stress, whereby the thermal load is reduced overall. Nevertheless, it can occasionally still come to the melting and spraying of metal particles.
  • the material of the coating is a composite material of at least two constituents whose first constituent is electrically conductive and has melting and evaporation points which are not above the melting and evaporation point of the base material of fixed contact - guide rail and arc guide plate, and whose second component has melting and evaporation points that are not below the melting and evaporation point of the base material of fixed contact - guide rail and arc guide plate.
  • Such a material is known for example from DE 10 2004 036 113 B4.
  • the composite material is given a sufficiently high electrical conductivity, and the second component largely prevents the melting and spraying of the coating material.
  • an intermediate layer is provided between the coating with the other material and the base material of the fixed contact guide rail and the arc quenching plate, which improves the adhesion and prevents diffusion.
  • Nickel which still has the advantage of being ferromagnetic, is particularly suitable for this purpose.
  • FIG. 1 shows a partial view into an opened service switching device with a current-limiting arc extinguishing device according to the invention
  • Figure 2 a coated according to the invention arc guide plate
  • Figure 3 a coated according to the invention fixed contact - guide rail.
  • FIG. shows a partial insight into an open installation switching device 10, which is a circuit breaker in shell construction here. It comprises an insulating material housing composed of two half shells abutting one another at a connecting line, of which only the lower half shell 11 can be seen in FIG. 1, and this upper half shell, which complements the housing, has been removed. .
  • a contact point 18 In the current path is a contact point 18, which is formed from a fixed contact piece 19 and a movable contact piece 21 attached to a pivotable contact carrier 20.
  • the contact carrier 20 is knocked away by the armature of an electromagnetic Schlagankersystems 22, whereby the contact point 18 is suddenly opened and between the fixed and the movable lent contact piece 19,21 a switching arc is formed.
  • an arc splitter stack 24 formed from parallel stacked arc quenching plates is provided in an arc quenching chamber 23. Between the contact point 18 and the inlet 25 in the arc splitter stack 24 is an antechamber 26, in the walls of which flat permanent magnets 27, so-called Blasmagnete, may be attached.
  • the antechamber is bounded laterally by a fixed contact guide rail 28, which, starting from the fixed contact piece 19, comes to rest with its free end parallel to a first outer arc splitter plate 29 of the arc splitter stack 24 and thus flanks the arc splitter stack 24 at its first outer side, and by an arc guide plate 30, which is assigned to the movable contact piece 21 and, starting from this, with its free end parallel to a second outer arc plate 31 comes to rest and thus the arc splitter plate 24 flanked on the second outer side.
  • FIG. 2 shows the arc guide rail 3Q in a detail view. It comprises a first, arcuate metal strip 230, which forms the outer boundary of the pre-chamber 26. At its free end, an approximately rectangular sheet metal part 231 is attached, which flanks with its first broad side 232, the second outer arc splitter plate 31 of the arc splitter stack 24.
  • the running at its first base on the metal strip 230 arc passes when entering the arc extinguishing chamber 23 of the sheet metal part 231 flanking him second outer arc splitter plate 31 of the arc splitter stack 24 and forms the first part of arc in the arc splitter stack 24 in a series of Partial arcs dividing switching arc.
  • FIG. 3 shows the fixed contact guide rail 28 in a detail view.
  • This comprises a first, U-shaped sheet metal strip 328 which is connected at its first end to the fixed contact piece 19 and at its second end to a rectangular rail part 329.
  • the rail part 329 is an approximately rectangular sheet metal part, which flanks with its first broad side 330, the first outer arc plate 29 of the arc splitter stack 24.
  • the running with its first foot on the U-shaped metal strip 328 arc goes on entering the arc extinguishing chamber 23 of the rail part 329 on the flanking him first outer arc splitter plate 29 of the arc splitter stack 24th over and forms there a further partial arc of the dividing in the arc splitter stack 24 in a series of partial arcs switching arc.
  • Both the fixed contact guide rail 28 and the arc guide rail 30 consist of a ferromagnetic base material.
  • the magnetic field of the blowing magnet 27 is directed to drive the switching arc along the fixed contact guide rail 28 and the arc guide plate 30 through the pre-chamber space 26 toward the inlet 25 of the arc splitter stack 24 according to Lenz's Law. Furthermore, the current-carrying conductor of the current path in the region of the antechamber 26 can run in such a way that the magnetic field which surrounds it when current flows is directed in accordance with Lenz's rule to the switching arc along the fixed contact guide rail 28 and the arc guide plate 30 through the pre-chamber space 26 towards the inlet 25 of the arc splitter plate 24 drives. Overall, the switching arc is thus guided by magnetic forces away from the contact point 18 in the arc extinguishing chamber 23.
  • the two base points of the switching arc run on the surface of the fixed contact - guide rail 28 and the Lichtbogenleitblechs 30 At high short circuit currents, the fixed contact - guide rail 28 and the Lichtbogenleitblech 30 after arc quenching high material melting. This limits the service life in the event of a short circuit and the maximum switching capacity of the device. Because during the melting of the material, this can partially evaporate or creep, and by the resulting metal mist can cause short circuits in the arc splitter stack 24 or between the fixed contact - guide rail 28 and the arc guide plate 30 and the flanking outer arc quenching plates 29,31.
  • the fixed contact guide rail 28 on the first broad side 330 of its rail part 329 and the arc guide rail 30 on the first broad side 232 of its rectangular sheet metal part 231 are coated with a thermal resistance increasing material.
  • the coated sites are the most critical sites for reflow. It is of great benefit, though not the entire surfaces of the fixed contact - guide rail 28 and the arc guide rail 30 are coated with this material.
  • a composite material which except a first constituent whose melting point is not higher than that of the ferromagnetic base material and has better conductivity than the ferromagnetic basic material, also has at least one second constituent melts higher than the first component and also has a higher evaporation point than the first component.
  • the higher melting second component which initially does not melt with the action of arcing, should prevent the melted under arc action, highly conductive first component is sprayed. The amount and the melting point of the second component is chosen so that this effect is achieved.
  • a coating used in the invention consists for example of 70% copper and 30% tungsten and is applied by thermal spraying in a 0.25 millimeter thick layer and then compacted by cold rolling.
  • a second example of a coating used in this invention consists of 55% silver and 45% molybdenum and is applied to a 0.1 millimeter thick layer by cold rolling plating.
  • a third example of a coating used in the present invention is 50% silver and 50 percent tantalum, and is hot rolled plated to a thickness of about 0.15 millimeters.
  • a tungsten carbide powder is applied to the base material and pressed into the surface of the base material by cold rolling. This results in a functional layer of the base material and tungsten carbide on the surface of the base material.
  • ferromag netic tapes of soft iron, iron-cobalt, nickel-cobalt can be used, which can be brought after the coating by punching and bending in the desired shape and further processed.
  • an intermediate layer can be provided between the composite layer and the base material.
  • an approximately 10 ⁇ m thick nickel layer is first applied by electroplating on the base material and then an approximately 0.2 mm thick composite layer is melted which consists of 40% copper and 60% tungsten carbide.
  • the invention is not limited to coatings of the examples mentioned. Any coating which increases the thermal stability of the ferromagnetic base material is included in the invention if it is used only as a functional layer in the areas of the fixed contact guide rail and of the arc guide plate flanking the arc splitter stack. LIST OF REFERENCE NUMBERS

Landscapes

  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine strombegrenzende Lichtbogenlöschvorrichtung für ein elektrisches Schaltgerät (10), mit wenigstens einer ein festes und ein bewegliches Kontaktstück (19, 21) aufweisenden Kontaktstelle (18), an die ein zwischen einer Festkontakt-Leitschiene (28) und einem dem beweglichen Kontaktstück (21) zugeordneten Lichtbogenleitblech (30) befindliches Lichtbogenlöschblechpaket (24) anschließt, dergestalt, dass die Fußpunkte eines beim Öffnen der Kontaktstelle (18) entstehenden Schaltlichtbogens auf der Festkontakt-Leitschiene (28) und dem Lichtbogenleitblech (30) entlanglaufen, wobei der Schaltlichtbogen in das Lichtbogenlöschblechpaket (24) wandert und darin gelöscht wird. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass die Festkontakt-Leitschiene (28) und das Lichtbogenleitblech (30) in ihren das Lichtbogenlöschblechpaket (24) flankierenden Bereichen (232, 330) mit einem anderen Material beschichtet sind.

Description

Strombegrenzende Lichtbogenlöscheinrichtung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine strombegrenzende Lichtbogen löschein richtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , ein Installationsschaltgerät mit einer strombegrenzenden Lichtbogenlöscheinrichtung gemäß Anspruch 6, sowie die Verwendung eines Verbundmaterials zur Beschichtung von Teilen einer strombegrenzenden Lichtbogenlöscheinrichtung gemäß Anspruch 7.
Gattungsgemäße strombegrenzende Lichtbogenlöschvorrichtungen für ein elektrisches Schaltgerät, welches wenigstens eine ein festes und ein bewegliches Kontaktstück aufweisende Kontaktstelle hat, umfassen ein Lichtbogenlöschblechpaket und eine Festkontakt- Leitschiene und ein dem beweglichen Kontaktstück zugeordnetes Lichtbogenleitblech, zwischen denen sich das Lichtbogenlöschblechpaket befindet, dergestalt, dass die Fußpunkte eines beim Öffnen der Kontaktstelle entstehenden Schaltlichtbogens auf der Festkontakt - Leitschiene und dem Lichtbogenleitblech entlanglaufen, wobei der Schaltlichtbogen in das Lichtbogenlöschblechpaket wandert und darin gelöscht wird.
Ein Beispiel für eine solche gattungsgemäße strombegrenzende Lichtbogen löschvor- richtung ist in der DE 40 41 887 A1 offenbart.
Um die Lichtbogenlöschung innerhalb des Lichtbogenlöschblechpaketes zu beschleunigen ist es verschiedentlich vorgeschlagen worden, die einzelnen Lichtbogen- löschbleche mit speziellen Beschichtungen zu versehen, die die Lichtbogenlöschung unterstützen.
Beispielsweise zeigt die DE 32 47 681 eine Lichtbogenlöschkammer mit einer Licht- bogenlöschblechanordnung, wobei jedes Lichtbogenlöschblech mit einem gas- oder dampfabgebenden Material beschichtet ist, das unter Einfluss des Lichtbogens verdampft und dadurch die Lichtbogenlöschung befördert.
Zur schnellen Strombegrenzung ist es jedoch nicht nur geboten, dass der Lichtbogen innerhalb der Lichtbogenlöschblechanordnung schnell gelöscht wird, sondern auch, dass er möglichst schnell von seinem Entstehungsort zu der Lichtbogenlöschblechanordnung hin geführt wird. Um die Laufzeit des Lichtbogens von seinem Entstehungsort hinzu der Lichtbogenlöschblechanordnung zu minimieren, wird der Lichtbogen oft durch magnetische Kräfte, erzeugt durch zusätzlich vorhandene, so genannte Blasmagnete, oder durch geeignet angeordnete Leiterschleifen, von der Kontaktstelle weg zu dem Lichtbogenlöschblechpaket hin beschleunigt.
Bei hohen Kurzschlussströmen weisen dann jedoch die Festkontakt - Leitschiene und das Lichtbogenleitblech nach der Lichtbogenlöschung oft hohe Materialauf- Schmelzungen auf. Dadurch wird die Lebensdauer im Kurzschlussfall und die Höhe des maximalen Schaltvermögens des Schaltgerätes begrenzt. Die Begrenzung des maximalen Schaltvermögens resultiert dabei aus Kurzschlüssen, die durch aufgeschmolzenes und danach von der Oberfläche abspritzendes Material der Festkontakt - Leitschiene und des Lichtbogenleitbleches hervorgerufen werden.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist es also, bei gattungsgemäßen strombegrenzenden Lichtbogenlöschvorrichtungen die Lebensdauer und die Höhe des Schaltvermögens zu erhöhen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine strombegrenzende Lichtbogenlöschvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.
Erfindungsgemäß also sind die Festkontakt - Leitschiene und das Lichtbogenleitblech in ihren das Lichtbogenlöschblechpaket flankierenden Bereichen mit einem an- deren Material beschichtet. Das Material der Beschichtung hat andere physikalische und chemische Eigenschaften als das Grundmaterial der Festkontakt - Leitschiene und des Lichtbogenleitbleches. Durch Wahl eines geeigneten Materiales der Beschichtung ist es möglich, Materialaufschmelzungen in den das Lichtbogenlösch- blechpaket flankierenden Bereichen der Festkontakt - Leitschiene und des Lichtbogenleitbleches zu vermeiden, ohne dass dadurch die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtbogens auf der Festkontakt - Leitschiene und des Lichtbogenleitbleches beeinträchtigt wird.
Beispielsweise kann die Festkontakt - Leitschiene und das Lichtbogenleitblech aus einem ferromag netischen Material bestehen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform sind dann die Festkontakt - Leitschiene und das Lichtbogenleitblech jeweils in ihrem das Lichtbogenlöschblechpaket flankieren- den Bereich mit einem die thermische Beständigkeit erhöhenden Material beschichtet. Der das Lichtbogenlöschblechpaket flankierende Bereich ist dabei derjenige Teil der Oberfläche der Festkontakt - Leitschiene und des Lichtbogenleitbleches, der den ihnen benachbarten, äußeren Lichtbogenlöschblechen des Lichtbogenlöschblechpaketes gegenüberliegt. Zwischen diesem das Lichtbogenlöschblechpaket flankieren- den Bereich und dem außen liegenden Lichtbogenlöschblech entsteht beim Einlaufen des Lichtbogens in das Lichtbogenlöschblechpaket der erste Teilllichtbogen, und in diesem Bereich ist die Gefahr des Aufschmelzens der Oberfläche besonders groß.
Durch Beschichtung mit einem die thermische Beständigkeit erhöhenden Material kann an dieser kritischen Stelle das Aufschmelzen unterbunden werden, so dass sich die Lebensdauer und das maximale Schaltvermögen erhöhen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann das Material der Beschichtung ein Metall mit hoher elektrischer Leitfähigkeit sein, beispielsweise Silber oder Kupfer. Aufgrund der hohen elektrischen Leitfähigkeit läuft der Lichtbogenfußpunkt in dem beschichteten Bereich dann schneller, das heißt, jeder Kontaktpunkt zwischen dem Lichtbogen und der Oberfläche der Festkontakt - Leitschiene und des Lichtbogenleitbleches wird nur sehr kurz thermisch belastet, wodurch die thermische Belastung insgesamt reduziert wird. Trotzdem kann es vereinzelt immer noch zum Aufschmelzen und Abspritzen von Metallpartikeln kommen.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht daher darin, dass das Material der Beschichtung ein Verbundmaterial aus mindestens zwei Bestandteilen ist, dessen erster Bestandteil elektrisch leitfähig ist und Schmelz- und Verdampfungspunkte hat, die nicht über dem Schmelz- und Verdampfungspunkt des Grundmaterials von Festkontakt - Leitschiene und Lichtbogenleitblech liegen, und dessen zweiter Bestandteil Schmelz- und Verdampfungspunkte hat, die nicht unter dem Schmelz- und Verdampfungspunkt des Grundmaterials von Festkontakt - Leitschiene und Lichtbogenleitblech liegen.
Ein solches Material ist beispielsweise aus der DE 10 2004 036 113 B4 bekannt.
Durch den ersten Bestandteil erhält das Verbundmaterial eine hinreichend hohe e- lektrische Leitfähigkeit, und durch den zweiten Bestandteil wird das Aufschmelzen und Abspritzen des Beschichtungsmaterials weit gehend verhindert.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sieht man zwischen der Beschichtung mit dem anderen Material und dem Grundwerkstoff der Festkontakt - Leitschiene und des Lichtbogenlöschbleches noch eine Zwischenschicht vor, welche die Haftung verbessert und eine Diffusion verhindert. Dafür eignet sich insbesondere Nickel, welches noch den Vorteil hat, ferromag netisch zu sein.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung und weitere Vorteile sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Anhand der Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden. Es zeigen:
Figur 1 : eine Teil -Einsicht in ein geöffnetes Installationsschaltgerät mit einer erfindungsgemäßen strombegrenzenden Lichtbogenlöschvorrichtung,
Figur 2: ein erfindungsgemäß beschichtetes Lichtbogenleitblech, sowie
Figur 3: eine erfindungsgemäß beschichtete Festkontakt - Leitschiene.
Es sei zunächst die Figur 1 betrachtet. Sie zeigt eine teilweise Einsicht in ein geöffnetes Installationsschaltgerät 10, welches hier ein Leitungsschutzschalter in Schalenbauweise ist. Er umfasst ein aus zwei an einer Verbindungslinie aneinander stoßenden Halbschalen zusammengesetztes Isolierstoffgehäuse, von denen in der Figur 1 nur die untere Halbschale 11 zu sehen ist, die diese zu dem Gehäuse ergän- zende obere Halbschale ist entfernt worden. ,
Innerhalb des Isolierstoffgehäuses sind die für die Funktion des Leitungsschutzschalters erforderlichen Komponenten und Baugruppen untergebracht. Man erkennt die beiden in Klemmenaufnahmeräumen 12,13 an den Schmalseiten 14,15 des Gehäu- ses untergebrachten Anschlussklemmen 16,17, zwischen denen der durch den Leitungsschutzschalter 10 zu überwachende Strompfad verläuft.
In dem Strompfad liegt eine Kontaktstelle 18, welche aus einem feststehenden Kontaktstück 19 und einem an einem schwenkbaren Kontaktträger 20 angebrachten be- weglichen Kontaktstück 21 gebildet ist.
Im Falle eines Kurzschlussstromes wird der Kontaktträger 20 durch den Anker eines elektromagnetischen Schlagankersystems 22 weggeschlagen, wodurch die Kontaktstelle 18 plötzlich geöffnet wird und zwischen dem feststehenden und dem beweg- liehen Kontaktstück 19,21 ein Schaltlichtbogen entsteht.
Zur Löschung des Schaltlichtbogens ist in einer Lichtbogenlöschkammer 23 ein aus parallel übereinander gestapelten Lichtbogenlöschblechen gebildetes Lichtbogenlöschblechpaket 24 vorhanden. Zwischen der Kontaktstelle 18 und dem Einlauf 25 in das Lichtbogenlöschblechpaket 24 befindet sich eine Vorkammer 26, in deren Wänden flache Permanentmagnete 27, so genannte Blasmagnete, angebracht sein können.
Die Vorkammer wird seitlich begrenzt durch eine Festkontakt-Leitschiene 28, welche, von dem feststehenden Kontaktstück 19 ausgehend, mit ihrem freien Ende parallel zu einem ersten äußeren Lichtbogenlöschblech 29 des Lichtbogenlöschblechpakets 24 zu liegen kommt und somit das Lichtbogenlöschblechpaket 24 an dessen erster äußerer Seite flankiert, sowie durch ein Lichtbogenleitblech 30, welches dem beweglichen Kontaktstück 21 zugeordnet ist und, von diesem ausgehend, mit seinem freien Ende parallel zu einem zweiten äußeren Lichtbogenlöschblech 31 zu liegen kommt und somit das Lichtbogenlöschblechpaket 24 an dessen zweiter äußerer Seite flankiert.
Die Figur 2 zeigt die Lichtbogenleitschiene 3Q in Einzeldarstellung. Sie umfasst einen ersten, bogenförmigen Blechstreifen 230, welcher die äußere Begrenzung der Vorkammer 26 bildet. An dessen freiem Ende ist ein etwa rechteckförmiges Blechteil 231 angebracht, welches mit seiner ersten Breitseite 232 das zweite äußere Lichtbogenlöschblech 31 des Lichtbogenlöschblechpaketes 24 flankiert. Der mit seinem ersten Fußpunkt auf dem Blechstreifen 230 laufende Lichtbogen geht beim Einlaufen in die Lichtbogenlöschkammer 23 von dem Blechteil 231 auf das ihn flankierende zweite äußere Lichtbogenlöschblech 31 des Lichtbogenlöschblechpaketes 24 über und bildet dort den ersten Teillichtbogen des sich in dem Lichtbogenlöschblechpaket 24 in eine Reihe von Teillichtbögen aufteilenden Schaltlichtbogens.
Die Figur 3 zeigt die Festkontakt-Leitschiene 28 in Einzeldarstellung. Diese umfasst einen ersten, U-förmigen Blechstreifen 328, welcher an seinem ersten Ende mit dem festen Kontaktstück 19 und an seinem zweiten Ende mit einem rechteckförmigen Schienenteil 329 verbunden ist. Das Schienenteil 329 ist ein etwa rechteckförmiges Blechteil, welches mit seiner ersten Breitseite 330 das erste äußere Lichtbogenlöschblech 29 des Lichtbogenlöschblechpaketes 24 flankiert. Der mit seinem ersten Fußpunkt auf dem U-förmigen Blechstreifen 328 laufende Lichtbogen geht beim Einlaufen in die Lichtbogenlöschkammer 23 von dem Schienenteil 329 auf das ihn flankierende erste äußere Lichtbogenlöschblech 29 des Lichtbogenlöschblechpaketes 24 über und bildet dort einen weiteren Teillichtbogen des sich in dem Lichtbogenlöschblechpaket 24 in eine Reihe von Teillichtbögen aufteilenden Schaltlichtbogens.
Sowohl die Festkontakt - Leitschiene 28, als auch die Lichtbogenleitschiene 30 be- stehen aus einem ferromag netischen Grundmaterial.
Das magnetische Feld des Blasmagneten 27 ist so gerichtet, dass es gemäß der Lenz'schen Regel den Schaltlichtbogen entlang der Festkontakt - Leitschiene 28 und dem Lichtbogenleitblech 30 durch den Vorkammerraum 26 hin zum Einlauf 25 des Lichtbogenlöschblechpakets 24 treibt. Weiterhin kann der stromführende Leiter des Strompfades im Bereich der Vorkammer 26 so verlaufen, dass das magnetische Feld, welches ihn bei Stromfluss umgibt, so gerichtet ist, dass es gemäß der Lenz'schen Regel den Schaltlichtbogen entlang der Festkontakt - Leitschiene 28 und dem Lichtbogenleitblech 30 durch den Vorkammerraum 26 hin zum Einlauf 25 des Lichtbogenlöschblechpakets 24 treibt. Insgesamt wird der Schaltlichtbogen also durch magnetische Kräfte von der Kontaktstelle 18 weg in die Lichtbogenlöschkammer 23 geführt.
Die beiden Fußpunkte des Schaltlichtbogens laufen dabei auf der Oberfläche der Festkontakt - Leitschiene 28 und des Lichtbogenleitblechs 30. Bei hohen Kurzschlussströmen weisen die Festkontakt - Leitschiene 28 und das Lichtbogenleitblech 30 nach der Lichtbogenlöschung hohe Materialaufschmelzungen auf. Dadurch wird die Lebensdauer im Kurzschlussfall und die Höhe des maximalen Schaltvermögens des Gerätes begrenzt. Denn beim Aufschmelzen des Materials kann dieses teilweise verdampfen oder abspritzen, und durch den entstehenden Metallnebel kann es zu Kurzschlüssen in dem Lichtbogenlöschblechpaket 24 oder auch zwischen der Festkontakt - Leitschiene 28 beziehungsweise dem Lichtbogenleitblech 30 und den sie flankierenden äußeren Lichtbogenlöschblechen 29,31 kommen.
Um das zu verhindern, sind die Festkontakt-Leitschiene 28 an der ersten Breitseite 330 ihres Schienenteils 329 und die Lichtbogenleitschiene 30 an der ersten Breitseite 232 ihres rechteckförmigen Blechteils 231 mit einem die thermische Beständigkeit erhöhenden Material beschichtet. Die beschichteten Stellen sind die bezüglich der Aufschmelzungen besonders kritischen Stellen. Es ist von großem Vorteil, wenn nicht die gesamten Flächen der Festkontakt - Leitschiene 28 und der Lichtbogenleitschiene 30 mit diesem Material beschichtet sind.
Denn Materialien, welche die thermische Beständigkeit des ferromag netischen Grundmaterials erhöhen, reduzieren auch die Lichtbogenbeweglichkeit. Dadurch würde der Lichtbogen langsamer laufen, was einer gewünschten schnellen Lichtbogenlöschung entgegen stünde. Dadurch, dass nur die oben erwähnten Teile der Festkontakt - Leitschiene 28 und der Lichtbogenleitschiene 30 mit diesem Material beschichtet sind, bleibt die hohe Lichtbogenbeweglichkeit auf denjenigen Teilen, die den Lichtbogen von der Kontaktstelle zu der Lichtbogenlöschkammer 23 führen, erhalten, an den besonders kritischen Stellen wird jedoch ein Aufschmelzen des Materials verhindert.
Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung können zwei sich eigentlich wider- sprechende Anforderungen erfüllt werden, nämlich sowohl eine hohe Lichtbogenbeweglichkeit zu gewährleisten, als auch ein Aufschmelzen des Materials an den besonders kritischen Stellen zu verhindern.
Als Material, welches die thermische Beständigkeit erhöht, wird ein Verbundmaterial verwendet, welches außer einem ersten Bestandteil, dessen Schmelzpunkt nicht höher liegt als der des ferromag netischen Grundmaterials und eine bessere Leitfähigkeit hat als das ferromag netische Grundmaterial, auch wenigstens einen zweiten Bestandteil hat, welcher höher schmilzt als der erste Bestandteil und auch einen höheren Verdampfungspunkt hat als der erste Bestandteil. Der höher schmelzende zweite Bestandteil, welcher unter Lichtbogeneinwirkung zunächst nicht mit aufschmilzt, soll verhindern, dass der unter Lichtbogeneinwirkung aufgeschmolzene, gut leitfähige erste Bestandteil verspritzt wird. Die Menge und der Schmelzpunkt des zweiten Bestandteils wird so gewählt, dass diese Wirkung erzielt wird.
Eine erfindungsgemäß verwendete Beschichtung besteht beispielsweise zu 70% aus Kupfer und zu 30% aus Wolfram und wird durch thermisches Spritzen in einer 0,25 Millimeter dicken Schicht aufgetragen und anschließend durch Kaltwalzen verdichtet. Ein zweites Beispiel für eine erfindungsgemäß verwendete Beschichtung besteht aus 55% Silber und 45% Molybdän und wird durch Kaltwalz-Plattieren zu einer 0,1 Millimeter dicken Schicht aufgetragen.
Ein drittes Beispiel einer erfindungsgemäß verwendeten Beschichtung besteht aus 50% Silber und 50 Prozent Tantal und wird Warmwalzplattieren durch zu einer etwa 0,15 Millimeter dicken Schicht verarbeitet.
In einem vierten Beispiel einer erfindungsgemäß verwendeten Beschichtung wird auf das Grundmaterial ein Wolframkarbid-Pulver aufgebracht und durch Kaltwalzen in die Oberfläche des Grundmaterials gedrückt. Dadurch entsteht an der Oberfläche des Grundmaterials eine Funktionsschicht aus dem Grundmaterial und Wolframkarbid.
Als Grundmaterial können bekannte ferromag netische Bänder aus Weicheisen, Eisen-Kobalt, Nickel-Kobalt verwendet werden, welche nach der Beschichtung durch Stanzen und Biegen in die gewünschte Form gebracht und weiterverarbeitet werden können.
Um eine Diffusion der Beschichtung in das Grundmaterial hinein zu verhindern, kann man zwischen der Verbundschicht und dem Grundmaterial eine Zwischenschicht vorsehen. In einem fünften Beispiel einer erfindungsgemäß verwendeten Beschichtung wird auf dem Grundmaterial dazu zunächst galvanisch eine etwa 10μm dicke Nickelschicht aufgebracht und anschließend eine etwa 0,2 mm dicke Verbundschicht aufgeschmolzen, welche zu 40% aus Kupfer und zu 60% aus Wolframkarbid besteht.
Selbst verständlich ist die Erfindung nicht auf Beschichtungen der genannten Beispiele beschränkt. Jede Beschichtung, die die thermische Beständigkeit des ferro- magnetischen Grundmateriales erhöht, ist von der Erfindung umfasst, wenn sie nur in den das Lichtbogenlöschblechpaket flankierenden Bereichen der Festkontakt - Leitschiene und des Lichtbogenleitbleches als Funktionsschicht verwendet wird. Bezugszeichenliste

Claims

Patentansprüche
1. Strombegrenzende Lichtbogenlöschvorrichtung für ein elektrisches Schaltgerät (10), mit wenigstens einer ein festes und ein bewegliches Kontaktstück (19, 21) aufweisenden Kontaktstelle (18), an die ein zwischen einer Festkontakt- Leitschiene (28) und einem dem beweglichen Kontaktstück (21) zugeordneten Lichtbogenleitblech (30) befindliches Lichtbogenlöschblechpaket (24) anschließt, dergestalt, dass die Fußpunkte eines beim Öffnen der Kontaktstelle (18) entstehenden Schaltlichtbogens auf der Festkontakt - Leitschiene (28) und dem Lichtbogenleitblech (30) entlanglaufen, wobei der Schaltlichtbogen in das Lichtbogenlöschblechpaket (24) wandert und darin gelöscht wird, dadurch gekennzeichnet. dass die Festkontakt - Leitschiene (28) und das Lichtbogenleitblech (30) in ihren das Lichtbogenlöschblechpaket (24) flankierenden Bereichen (232, 330) mit einem anderen Material beschichtet sind.
I
2. Strombegrenzende Lichtbogenlöschvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Festkontakt - Leitschiene (28) und das Lichtbogen leitblech (30) aus einem ferromag netischen Material bestehen.
3. Strombegrenzende Lichtbogenlöschvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Festkontakt - Leitschiene (28) und das Lichtbogenleitblech (30) jeweils in ihrem das Lichtbogenlöschblechpaket (24) flankierenden Bereich (232, 330) mit einem die thermische Beständigkeit erhöhenden Material beschichtet sind.
4. Strom der Lichtbogenlöschvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Beschichtung ein Metall mit hoher elektrischer Leitfähigkeit ist.
5. Strombegrenzende Lichtbogenlöschvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Beschichtung ein Verbundmaterial aus mindestens zwei Bestandteilen ist, dessen erster Bestandteil elektrisch leitfähig ist und Schmelz- und Verdampfungspunkte hat, die nicht über dem Schmelz- und Verdampfungspunkt des Grundmaterials von Festkontakt - Leitschiene (28) und Lichtbogenleitblech (30) liegen, und dessen zweiter Bestandteil Schmelz- und Verdampfungspunkte hat, die nicht unter dem Schmelz- und Verdampfungspunkt des Grundmaterials von Festkontakt - Leitschiene (28) und Lichtbogenleitblech (30) liegen.
6. Strombegrenzende Lichtbogenlöschvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Beschichtung mit dem anderen Material und dem darunter liegenden Grundmaterial wenigstens eine diffusions- hemmende Zwischenschicht vorgesehen ist.
7. Strombegrenzende Lichtbogenlöschvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht aus einem ferromagnetischen Material besteht.
8. Elektrisches Schaltgerät (10), insbesondere Leitungsschutzschalter oder Motor- Schutzschalter, mit wenigstens einer ein feststehendes (19) und ein bewegliches (21) Kontaktstück aufweisenden Kontaktstelle (18), und mit einer strombegrenzenden Lichtbogenlöschvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
9. Verwendung eines Verbundmaterials aus mindestens zwei Bestandteilen zur Beschichtung einer Festkontakt - Leitschiene (28) und eines Lichtbogenleitbleches (30) in ihren ein Lichtbogenlöschblechpaket (24) flankierenden Bereichen (232, 330) in einem Installationsschaltgerät (10), wobei der erste Bestandteil des Verbundmaterials elektrisch leitfähig ist und Schmelz- und Verdampfungspunkte hat, die nicht über dem Schmelz- und Verdampfungspunkt des Grundmaterials von Festkontakt - Leitschiene und Lichtbogenleitblech liegen, und wobei der zweite Bestandteil Schmelz- und Verdampfungspunkte hat, die nicht unter dem Schmelz- und Verdampfungspunkt des Grundmaterials von Festkontakt - Leitschiene und Lichtbogenleitblech liegen.
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