EP2164083A2 - Leistungsschalteinrichtung - Google Patents

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Publication number
EP2164083A2
EP2164083A2 EP09009709A EP09009709A EP2164083A2 EP 2164083 A2 EP2164083 A2 EP 2164083A2 EP 09009709 A EP09009709 A EP 09009709A EP 09009709 A EP09009709 A EP 09009709A EP 2164083 A2 EP2164083 A2 EP 2164083A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bag
switching device
power switching
circuit breaker
shelter
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Withdrawn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
EP09009709A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2164083A3 (de
Inventor
Andreas Dipl.-Ing. Wilms
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.)
ThyssenKrupp Marine Systems GmbH
Original Assignee
Howaldtswerke Deutsche Werft GmbH
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 Howaldtswerke Deutsche Werft GmbH filed Critical Howaldtswerke Deutsche Werft GmbH
Publication of EP2164083A2 publication Critical patent/EP2164083A2/de
Publication of EP2164083A3 publication Critical patent/EP2164083A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • H01H9/342—Venting arrangements for arc chutes
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a power switching device with at least one circuit breaker having the features specified in claim 1, in particular for a submarine.
  • power switches which can interrupt overload currents caused, for example, by short circuits.
  • two copper contacts of the circuit breaker are suddenly disconnected. Between the copper contacts forms an arc regularly.
  • this arc in the circuit breaker must be cleared.
  • the arc is extended so far by an air flow and / or a magnetic field until the voltage at the switching contacts for ionizing the air along the arc gap is no longer sufficient and the arc goes out.
  • a mechanically and thermally shielded space is typically provided around and behind the circuit breaker, for example in the form of a protective cabinet. Therefore, such power switching devices with circuit breakers can be realized only with high design complexity and large space requirements.
  • the invention has the object, a generic power switching device in such a way that it can be easily implemented and made compact.
  • the power switching device has at least one circuit breaker, means for blowing out the arc and a protective space formed in the discharge direction behind the circuit breaker.
  • the shelter is at least partially formed by a bag made of heat-resistant fibrous material.
  • the shelter formed by a bag is structurally simple to implement. For example, it is not necessary to provide coverings for all the devices in the vicinity. Even a control cabinet for encapsulating the circuit breaker is unnecessary.
  • Another advantage of the shelter thus formed is that only a significantly reduced space is available for this. For example, it may be sufficient to form a protective space through the sack of fibrous material only along a narrow area surrounding the discharge direction of the arc. In this way, the side of the discharge direction and near the circuit breaker, for example, supplies of cables, etc. may be arranged, which are not necessarily separate to encapsulate according to the invention, since they are already located outside the shelter with the appropriate design of the power switching device.
  • Pulp in the context of this invention is a consisting of fibers, preferably limp textile. It may be either a nonwoven fabric with disordered fibers or a textile from parent Fibers, such as a fabric or a mesh fabric act.
  • the circuit breaker is a battery disconnector, in particular an on-board power system of a submarine.
  • the overload current to be interrupted is naturally large and has no zero crossing, so far there is no practical alternative to the need for elaborately constructed and voluminous shelters.
  • This is particularly relevant for on-board power systems of submarines, since space in submarines is a valuable resource.
  • the power switching device according to the invention can be designed much more compact, a part of this resource remains otherwise usable.
  • the necessary free space is only needed when opening the circuit breaker.
  • the opening of the bag surrounds the circuit breaker. In this way, an arc reaches the bag interior immediately after it has been blown out, without additional protective measures being required laterally of the discharge direction.
  • the pulp is formed by in particular multi-ply fiberglass cloth.
  • Fiberglass cloth has on the one hand advantageously a high heat resistance, is flexible and inexpensive. Both an arc blown out by the circuit breaker and hot material of the circuit breaker contacts detached from the circuit breaker can be stopped by the bag material itself. At the same time, fiberglass cloth has a high mechanical resistance, so that this contact material ejected from the impact of the circuit breaker can withstand.
  • a multi-layer fiberglass cloth offers a particularly high resistance to heat and mechanical stress.
  • the fiberglass cloth is advantageously an electrical insulator. In this way it can be avoided that the arc makes electrical contact between a part of the circuit breaker and other conductors or components. These could otherwise maintain a current flow, which the circuit breaker should just avoid.
  • a pressure relief valve is arranged on the shelter, which is designed for discharging air / gas from the shelter in the formation of an arc.
  • the pressure relief valve is particularly preferably a hose limply suspended in the ground state.
  • the arc that occurs when opening the circuit breaker regularly has temperatures of some 10,000 Kelvin. At these temperatures, the air surrounding the arc is heated so much that it expands abruptly. Via the pressure relief valve, the excess air and gas can escape from the shelter, so that it is depressurized.
  • An embodiment of the pressure relief valve as a hanging hose is particularly advantageous in the case of circuit breakers, which form battery disconnectors of an on-board power supply system of a submarine. In this case, make sure that in the normal operating state, ie in the closed state of the circuit breaker, no water can splash or drip into the shelter. This is ensured in a hanging hose in a simple manner.
  • the tube is formed from the same heat-resistant fibrous material, from which also the sack is formed.
  • the hose which straightens when discharging excess air and gas, for example, advantageous against particles of a blown arc resistant.
  • the tube has a length such that glowing particles go out before they have reached the outer opening of the tube.
  • the hose is preferably so long that contact material released from the circuit breaker when the arc is generated can not be ejected as far as the opening at the outer end of the hose.
  • the power switching device on fastening means for releasably attaching the bag is advantageously arranged on a circuit board arranged on the circuit breaker.
  • the bag of the power switching device is advantageously arranged interchangeable. The assembly or disassembly of the bag for replacement can then be done simply by attaching or detaching the bag to or from the fasteners.
  • the fastening means of the power switching device advantageously a frame on which the opening of the bag is fully attachable.
  • the power switching device has fastening means, which are formed by frame elements, to which the opening of the bag is circumferentially and partially attachable.
  • the power switching device preferably has one or more stiffening elements on the bag, which are arranged on the opening in full circumference and in sections and in sections, and in particular can be connected to at least one fastening means.
  • the power switching device has both the aforementioned fastening means and connectable with them stiffening elements on the bag. In this way, the bag of the power switching device is advantageously especially easy to handle during replacement in case of need by the stiffening elements are connected to the fastening means.
  • the power switching device on holding or supporting elements, which are designed for holding or for supporting the bag.
  • the holding or supporting elements are designed as a suspension of the bag fixed to the circuit breaker.
  • the bag of the power switching device can be suitably formed of a pliable pulp and yet form a defined shelter.
  • the submarine according to the invention has a power switching device with the properties set out above.
  • FIG. 1 shows schematically a side view of the power switching device according to the invention in section.
  • the power switching device 5 shown in FIG. 1 has a circuit breaker in the form of a battery disconnector 10, which is arranged on a control panel 15.
  • the battery disconnect switch 10 includes a shift lever 17 which is disposed on the front side 18 of the control panel 15.
  • the switch contacts (not shown in the drawing) are located on the rear side 19 of the control panel 15.
  • a blowout chamber 20 surrounding the switch contacts is arranged on the rear side 19 of the switch panel 15, in which an arc arising upon actuation of the battery breaker 10 in an exhaust direction 25 can be blown vertically away from the control panel 15 away.
  • a shelter in the form of a bag 30 is arranged.
  • the bag 30 consists here of three-ply sewn fiberglass cloth.
  • the bag 30 forms a thermally and electrically insulating shelter with high thermal and mechanical resistance.
  • the opening 35 of the bag is arranged on the rear side 19 of the dash panel 15 such that the opening 35 circumferentially surrounds the blow-off chamber 20 and thus the switching contacts of the battery disconnector 10 and rests against the control panel 15 over the entire circumference of the opening 35.
  • the switch contacts of the battery disconnector 10 are located within the shelter formed by the bag 30, while the shift lever 17 is located on the front side 18 of the cabinet and thus outside the shelter.
  • a frame 40 For attachment of the bag 30 to the rear side 19 of the control panel 15, a frame 40 is mounted there around which the opening edge 45 of the opening 35 of the bag 30 can be pulled towards the control panel 15.
  • the frame 40 forms a projection in the discharge direction 25.
  • stiffeners 50 are attached to the opening edge.
  • the thus reinforced with the stiffeners 50 opening edge 45 is detachably connectable to the frame 40.
  • the bag 30 is arranged interchangeably on the battery disconnector 10.
  • the dimensional stability of the protective space formed with the pliable sack 30 is ensured by an outside in several places on the bag 30 attached suspension in the form of loops 55. These are arranged at the edges of the clamped bag 30, so that the intended shape of the shelter is supported by a limited number of loops 55.
  • the bag 30 thus forms a shelter whose longitudinal axis coincides with the discharge direction 25.
  • the strongly heated in the formation of an arc air leads in the bag 30 to an overpressure.
  • the excess air may be discharged from the bag 30 through a valve 60 in the form of a dangling hose 60 having an outer opening 65.
  • the tube 60 opens into the bag 30 with an inner tube opening 70.
  • the inner tube opening 70 is spaced as far as possible from the longitudinal axis of the bag 30 and therefore located near a side wall 75.
  • the inner opening 70 of the tube 60 is located at the battery disconnector 10 opposite end face 80 of the bag 30.
  • the inner tube opening 70 may also be located on the upper side wall 75 of the bag 30. In this way, the inner opening 70 of the tube 60 is spaced as far as possible from an arc.
  • the inner opening 70 of the tube 60 is not located in the discharge direction 25 of the switching contacts of the battery disconnector 10 on the end face 80 of the bag 30, so that when blowing the Arc ejected material of the switch contacts can not get into the tube 60 urgently.
  • the inner opening 70 of the tube 60 is arranged near the upper side 75 of the bag 30. In this way, the hose 60 hangs down when the battery disconnect switch 10 is closed on the end face 80 of the bag 30 almost close fitting. Only in the formation of an arc of the tube 60 is traversed by gas and particles, where he can possibly straighten up. In this way, the tube 60 does not only fulfill a valve function for the excess gas, but also provides a spatial filter that largely prevents the escape of ejected contact material from the bag 30. The tube 60 is also formed so long that glowing material of the switch contacts expires before it reaches the outer tube opening 65.

Landscapes

  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

Die Leistungsschalteinrichtung weist einen Leistungsschalter (10), Mittel zum Ausblasen eines Lichtbogens und einen in Ausblasrichtung (25) hinter dem Leistungsschalter (10) gebildeten Schutzraum (30) auf, der zumindest zum Teil durch einen Sack (30) aus hitzebeständigem Faserstoff gebildet ist. (Fig. 1)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Leistungsschalteinrichtung mit mindestens einem Leistungsschalter mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen insbesondere für ein Unterseeboot.
  • Von leistungsstarken Batterien gespeiste Stromnetze, insbesondere Bordstromnetze von Unterseebooten, weisen regelmäßig Leistungsschalter auf, die beispielsweise durch Kurzschlüsse verursachte Überlastströme unterbrechen können. Dazu werden üblicherweise zwei Kupferkontakte des Leistungsschalters schlagartig getrennt. Zwischen den Kupferkontakten bildet sich dabei regelmäßig ein Lichtbogen aus. Um den Stromfluss zu unterbrechen, muss dieser Lichtbogen im Leistungsschalter gelöscht werden. Hierzu wird der Lichtbogen durch einen Luftstrom und/oder ein Magnetfeld so weit verlängert, bis die Spannung an den Schaltkontakten zur Ionisierung der Luft entlang der Lichtbogenstrecke nicht mehr ausreicht und der Lichtbogen erlischt.
  • Um die Umgebung des Leistungsschalters vor der Hitze des Lichtbogens und des ausgeblasenen Kontaktmaterials sowie der elektrischen Spannung zu schützen, ist um den und hinter dem Leistungsschalter typischerweise ein mechanisch und thermisch abgeschirmter Raum vorgesehen, beispielsweise in Gestalt eines Schutzschranks. Daher sind solche Leistungsschalteinrichtungen mit Leistungsschaltern nur mit hohem Konstruktionsaufwand und großem Raumbedarf realisierbar.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Leistungsschalteinrichtung so auszubilden, dass sie einfach realisiert und kompakt ausgebildet werden kann.
  • Diese Aufgabe wird mit einer Leistungsschalteinrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung.
  • Die erfindungsgemäße Leistungsschalteinrichtung weist mindestens einen Leistungsschalter, Mittel zum Ausblasen des Lichtbogens und einen in Ausblasrichtung hinter dem Leistungsschalter gebildeten Schutzraum auf. Gemäß der Erfindung ist der Schutzraum dabei zumindest zum Teil durch einen Sack aus hitzebeständigem Faserstoff gebildet.
  • Vorteilhaft ist der durch einen Sack gebildete Schutzraum konstruktiv einfach umzusetzen. So müssen etwa nicht für sämtliche in der Umgebung befindliche Vorrichtungen eigens Verkleidungen vorgesehen werden. Auch ein Schaltschrank zur Kapselung des Leistungsschalters ist entbehrlich. Ein weiterer Vorteil des so gebildeten Schutzraums besteht darin, dass für diesen nur ein deutlich reduzierter Freiraum vorzuhalten ist. So kann es beispielsweise hinreichend sein, lediglich entlang eines schmalen Bereichs, welcher die Ausblasrichtung des Lichtbogens umgibt, einen Schutzraum durch den Sack aus Faserstoff auszubilden. Auf diese Weise können seitlich der Ausblasrichtung und nahe dem Leistungsschalter beispielsweise Zuführungen von Kabeln etc. angeordnet sein, welche gemäß der Erfindung nicht notwendig gesondert zu kapseln sind, da sie bei der entsprechender Auslegung der Leistungsschalteinrichtung bereits außerhalb des Schutzraums gelegen sind.
  • Faserstoff im Sinne dieser Erfindung ist ein aus Fasern bestehendes, vorzugsweise biegeschlaffes Textil. Dabei kann es sich entweder um einen Vliesstoff mit ungeordneten Fasern oder aber um ein Textil aus geordneten Fasern, wie beispielsweise ein Gewebe oder ein Maschentextil handeln.
  • Bevorzugt ist der Leistungsschalter ein Batterietrennschalter, insbesondere eines Bordstromnetzes eines Unterseebootes. Gerade bei leistungsstarken Gleichspannungsbatterien, bei welchen der zu unterbrechende Überlaststrom naturgemäß groß ist und keinen Nulldurchgang aufweist, gibt es bislang zum Erfordernis aufwendig konstruierter und voluminöser Schutzräume keine praktikable Alternative. Dies ist insbesondere bei Bordstromnetzen von Unterseebooten relevant, da Bauraum in Unterseebooten eine wertvolle Ressource darstellt. Indem also die erfindungsgemäße Leistungsschalteinrichtung deutlich kompakter ausgelegt werden kann, bleibt ein Teil dieser Ressource anderweitig nutzbar. Darüber hinaus wird der notwendige Freiraum auch nur beim Öffnen des Leistungsschalters benötigt.
  • Vorteilhaft umgibt bei der Leistungsschalteinrichtung die Öffnung des Sacks den Leistungsschalter. Auf diese Weise gelangt ein Lichtbogen unmittelbar nach dem Ausblasen in das Sackinnere, ohne dass seitlich der Ausblasrichtung zusätzliche Schutzmaßnahmen erforderlich sind.
  • Bevorzugt ist der Faserstoff durch insbesondere mehrlagiges Glasfasertuch gebildet. Glasfasertuch weist dabei zum einen vorteilhaft eine hohe Hitzebeständigkeit auf, ist flexibel und kostengünstig. Es kann sowohl ein vom Leistungsschalter ausgeblasener Lichtbogen als auch vom Leistungsschalter abgelöstes, heißes Material der Leistungsschalterkontakte durch das Sackmaterial selbst aufgehalten werden. Gleichzeitig weist Glasfasertuch eine hohe mechanische Beständigkeit auf, so dass dieses dem Auftreffen ausgeworfenen Kontaktmaterials des Leistungsschalters standhält. Ein mehrlagig ausgebildetes Glasfasertuch bietet dabei eine besonders hohe Beständigkeit bezüglich Hitze und mechanischer Beanspruchung. Zum anderen ist das Glasfasertuch vorteilhaft ein elektrischer Isolator. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass der Lichtbogen einen elektrischen Kontakt zwischen einem Teil des Leistungsschalters und weiteren Leitern oder zu Bauteilen herstellt. Diese könnten sonst einen Stromfluss aufrechterhalten, was der Leistungsschalter gerade vermeiden soll.
  • Bevorzugt ist am Schutzraum ein Druckentlastungsventil angeordnet, welches zum Auslassen von Luft/Gas aus dem Schutzraum bei Ausbildung eines Lichtbogens ausgebildet ist. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Druckentlastungsventil um einen im Grundzustand schlaff herabhängenden Schlauch. Der beim Öffnen des Leistungsschalters entstehende Lichtbogen weist regelmäßig Temperaturen von einigen 10.000 Kelvin auf. Bei diesen Temperaturen wird die den Lichtbogen umgebende Luft derart stark erhitzt, dass sie sich schlagartig ausdehnt. Über das Druckentlastungsventil kann die überschüssige Luft und Gas aus dem Schutzraum austreten, so dass dieser druckentlastet wird. Eine Ausbildung des Druckentlastungsventils als herabhängender Schlauch ist dabei insbesondere bei Leistungsschaltern von Vorteil, welche Batterietrennschalter eines Bordstromnetzes eines Unterseebootes bilden. In diesem Fall ist darauf zu achten, dass im normalen Betriebszustand, also im geschlossenen Zustand des Leistungsschalters, kein Wasser in den Schutzraum einspritzen bzw. tropfen kann. Dies ist bei einem herabhängenden Schlauch auf einfache Weise gewährleistet.
  • Ferner bevorzugt ist der Schlauch aus dem gleichen hitzebeständigen Faserstoff gebildet, aus welchem auch der Sack gebildet ist. So ist der Schlauch, welcher sich beim Auslassen überschüssiger Luft und Gas beispielsweise aufrichtet, vorteilhaft gegenüber Partikeln eines ausgeblasenen Lichtbogens beständig. Bevorzugt weist der Schlauch eine derartige Länge auf, dass glühende Partikel erlöschen, bevor sie die äußere Öffnung des Schlauches erreicht haben. Ferner ist der Schlauch bevorzugt derart lang, dass vom Leistungsschalter bei Entstehung des Lichtbogens gelöstes Kontaktmaterial nicht bis zur Öffnung am äußeren Ende des Schlauchs ausgeworfen werden kann.
  • In weiter vorteilhafter Ausgestaltung weist die Leistungsschalteinrichtung Befestigungsmittel zur lösbaren Anbringung des Sacks auf. Besonders bevorzugt ist das bzw. sind die Befestigungsmittel an einer am Leistungsschalter angeordneten Schalttafel angeordnet. In einer solchen Ausbildung ist der Sack der Leistungsschalteinrichtung vorteilhaft austauschbar angeordnet. Die Montage bzw. Demontage des Sacks zum Austausch kann dann einfach durch Befestigen bzw. Lösen des Sacks an bzw. von den Befestigungsmitteln erfolgen.
  • Hierzu weisen die Befestigungsmittel der Leistungsschalteinrichtung vorteilhaft einen Rahmen auf, an welchem die Öffnung des Sacks vollumfänglich anbringbar ist. In einer alternativen bevorzugten Ausgestaltung weist die Leistungsschalteinrichtung Befestigungsmittel auf, welche durch Rahmenelemente gebildet sind, an welchen die Öffnung des Sacks umfänglich und abschnittsweise anbringbar ist.
  • Die Leistungsschalteinrichtung weist bevorzugt ein oder mehrere Versteifungselemente am Sack auf, welche vollumfänglich bzw. umfänglich und abschnittsweise an der Öffnung angeordnet und insbesondere mit zumindest einem Befestigungsmittel verbindbar sind. Besonders bevorzugt weist die Leistungsschalteinrichtung sowohl die zuvor genannten Befestigungsmittel als auch mit ihnen verbindbare Versteifungselemente am Sack auf. Auf diese Weise ist der Sack der Leistungsschalteinrichtung im Bedarfsfall vorteilhaft besonders einfach beim Austausch handhabbar, indem die Versteifungselemente mit den Befestigungsmitteln verbunden werden.
  • Weiter bevorzugt weist die Leistungsschalteinrichtung Halte- bzw. Stützelemente auf, welche zum Halten bzw. zur Stützung des Sacks ausgebildet sind. Besonders bevorzugt sind die Halte- bzw. Stützelemente als Aufhängung des Sacks ortsfest zum Leistungsschalter ausgebildet. Auf diese Weise kann der Sack der Leistungsschalteinrichtung zweckmäßig aus einem biegeschlaffen Faserstoff ausgebildet werden und dennoch einen definierten Schutzraum ausbilden.
  • Das erfindungsgemäße Unterseeboot weist eine Leistungsschalteinrichtung mit den zuvor dargelegten Eigenschaften auf.
  • Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figur 1 zeigt schematisch eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Leistungsschalteinrichtung im Schnitt.
  • Die in der Figur 1 dargestellte Leistungsschalteinrichtung 5 weist einen als Batterietrennschalter 10 ausgebildeten Leistungsschalter auf, der an einer Schalttafel 15 angeordnet ist. Der Batterietrennschalter 10 umfasst einen Schalthebel 17, welcher an der Vorderseite 18 der Schalttafel 15 angeordnet ist. Die Schaltkontakte (in der Zeichnung nicht dargestellt) befinden sich an der Rückseite 19 der Schalttafel 15. Zusätzlich ist an der Rückseite 19 der Schalttafel 15 eine die Schaltkontakte umgebende Ausblasekammer 20 angeordnet, in welcher ein bei Betätigung des Batterietrennschalters 10 entstehender Lichtbogen in einer Ausblasrichtung 25 senkrecht von der Schalttafel 15 weg ausgeblasen werden kann.
  • In Ausblasrichtung 25 hinter dem Batterietrennschalter 10 ist ein Schutzraum in Form eines Sacks 30 angeordnet. Der Sack 30 besteht hier aus dreilagig vernähtem Glasfasertuch. Damit bildet der Sack 30 einen thermisch und elektrisch isolierenden Schutzraum mit hoher thermischer und mechanischer Beständigkeit. Dabei ist die Öffnung 35 des Sacks derart an der Rückseite 19 Schalttafel 15 angeordnet, dass die Öffnung 35 die Ausblasekammer 20 und damit die Schaltkontakte des Batterietrennschalters 10 umfänglich umgibt und über dem gesamten Umfang der Öffnung 35 an der Schalttafel 15 anliegt. Somit sind die Schaltkontakte des Batterietrennschalters 10 innerhalb des durch den Sack 30 gebildeten Schutzraums gelegen, während der Schalthebel 17 auf der Vorderseite 18 des Schaltschranks und damit außerhalb des Schutzraums gelegen ist.
  • Zur Befestigung des Sacks 30 an der Rückseite 19 der Schalttafel 15 ist dort ein Rahmen 40 angebracht, um welchen der Öffnungsrand 45 der Öffnung 35 des Sacks 30 in Richtung auf die Schalttafel 15 zu gezogen werden kann. Der Rahmen 40 bildet dabei eine Auskragung in Ausblasrichtung 25. Für eine erleichterte Handhabung sind um den Öffnungsrand 45 Versteifungen 50 befestigt. Der derart mit den Versteifungen 50 verstärkte Öffnungsrand 45 ist lösbar mit dem Rahmen 40 verbindbar. Damit ist der Sack 30 austauschbar am Batterietrennschalter 10 angeordnet.
  • Die Formstabilität des mit dem biegeschlaffen Sack 30 gebildeten Schutzraums wird durch eine außen an mehreren Stellen am Sack 30 befestigte Aufhängung in Form von Schlaufen 55 gewährleistet. Diese sind dabei an den Kanten des aufgespannten Sacks 30 angeordnet, so dass die vorgesehene Form des Schutzraums durch eine begrenzte Anzahl von Schlaufen 55 gestützt ist. Der Sack 30 bildet so einen Schutzraum, dessen Längsachse mit der Ausblasrichtung 25 zusammenfällt.
  • Die bei Ausbildung eines Lichtbogens stark erhitzte Luft führt im Sack 30 zu einem Überdruck. Die überschüssige Luft kann durch ein Ventil in Form eines herabhängenden Schlauchs 60 mit einer äußeren Öffnung 65 aus dem Sack 30 ausgelassen werden. Der Schlauch 60 mündet mit einer inneren Schlauchöffnung 70 in den Sack 30 ein. Die innere Schlauchöffnung 70 ist möglichst weit von der Längsachse des Sacks 30 beabstandet und daher nahe einer Seitenwand 75 gelegen. Dabei befindet sich die innere Öffnung 70 des Schlauchs 60 an der dem Batterietrennschalter 10 gegenüberliegenden Stirnseite 80 des Sacks 30. In einer weiteren, hier nicht gezeigten, vorteilhaften Ausführung kann die innere Schlauchöffnung 70 auch an der oberen Seitenwand 75 des Sacks 30 gelegen sein. Auf diese Weise ist die innere Öffnung 70 des Schlauchs 60 von einem Lichtbogen möglichst weit beabstandet. Gleichzeitig ist die innere Öffnung 70 des Schlauchs 60 nicht in Ausblasrichtung 25 von den Schaltkontakten des Batterietrennschalters 10 an der Stirnseite 80 des Sacks 30 gelegen, so dass beim Ausblasen des Lichtbogens ausgeworfenes Material der Schaltkontakte nicht vordringlich in den Schlauch 60 gelangen kann.
  • Die innere Öffnung 70 des Schlauchs 60 ist dabei nahe der oberen Seite 75 des Sacks 30 angeordnet. Auf diese Weise hängt der Schlauch 60 bei geschlossenem Batterietrennschalter 10 an der Stirnseite 80 des Sacks 30 außen nahezu anliegend herab. Lediglich bei der Ausbildung eines Lichtbogens wird der Schlauch 60 von Gas und Partikeln durchströmt, wobei er sich gegebenenfalls aufrichten kann. Auf diese Weise erfüllt der Schlauch 60 nicht allein eine Ventilfunktion für das überschüssige Gas, sondern stellt auch einen räumlichen Filter dar, der das Austreten von ausgeworfenem Kontaktmaterial aus dem Sack 30 weitgehend verhindert. Der Schlauch 60 ist darüber hinaus derart lang ausgebildet, dass glühendes Material der Schaltkontakte erlischt, bevor es die äußere Schlauchöffnung 65 erreicht.
    • Bezugszeichenliste
    • 5
    Leistungsschalteinrichtung
    10
    Batterietrennschalter
    15
    Schalttafel
    17
    Schalthebel
    18
    Vorderseite der Schalttafel
    19
    Rückseite der Schalttafel
    20
    Ausblasekammer
    25
    Ausblasrichtung (Lichtbogen)
    30
    Sack
    35
    Sacköffnung
    40
    Rahmen
    45
    Öffnungsrand des Sacks
    50
    Versteifungen
    55
    Schlaufen
    60
    Schlauch als Druckentlastungsventil
    65
    äußere Schlauchöffnung
    70
    innere Schlauchöffnung
    75
    Seitenwand des Sacks
    80
    Stirnseite

Claims (11)

  1. Leistungsschalteinrichtung, mit mindestens einem Leistungsschalter (10), Mitteln zum Ausblasen eines Lichtbogens und mit einem in Ausblasrichtung (25) hinter dem Leistungsschalter (10) gebildeten Schutzraum (30), dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzraum (30) zumindest zum Teil durch einen Sack (30) aus hitzebeständigem Faserstoff gebildet ist.
  2. Leistungsschalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungsschalter (10) ein Batterietrennschalter insbesondere eines Bordstromnetzes eines Unterseebootes ist.
  3. Leistungsschalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (35) des Sacks (30) den Leistungsschalter (10) umgibt.
  4. Leistungsschalteinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserstoff durch insbesondere mehrlagiges Glasfasertuch gebildet ist.
  5. Leistungsschalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Schutzraum (30) ein Druckentlastungsventil (60) insbesondere in Form eines im Grundzustand herabhängenden Schlauches (60), angeordnet ist, welcher zum Ein- und Auslassen von Luft/Gas aus dem bzw. in den Schutzraum (30) bei Ausbildung bzw. beim Erlöschen eines Lichtbogens ausgebildet ist.
  6. Leistungsschalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Befestigungsmittel (55) zur lösbaren Anbringung des Sacks (30)vorgesehen sind, insbesondere an einer am Leistungsschalter (10) angeordneten Schalttafel (15).
  7. Leistungsschalteinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel (40) einen Rahmen (40) bzw. Rahmenelemente aufweisen, an welchem bzw. welchen die Öffnung (35) des Sacks (30) vollumfänglich bzw. an umfänglich verteilten Stellen anbringbar ist.
  8. Leistungsschalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie am Sack (30) ein oder mehrere Versteifungselemente (50) vorgesehen sind, die vollumfänglich bzw. umfänglich verteilt an der Öffnung (35) angeordnet und insbesondere mit zumindest einem Befestigungsmittel (40) verbindbar sind.
  9. Leistungsschalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Halte- bzw. Stützelemente (55) vorgesehen sind, welche zum Halten bzw. zum Stützen des Sacks ausgebildet sind.
  10. Leistungsschalteinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Halte- bzw. Stützelemente (55) eine Aufhängung (55) des Sacks (30) ortsfest zum Leistungsschalter (10) aufweisen.
  11. Unterseeboot, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Leistungsschalteinrichtung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
EP09009709A 2008-09-16 2009-07-28 Leistungsschalteinrichtung Withdrawn EP2164083A3 (de)

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