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Lichtbogenlöscheinrichtung für elektrische Leistungsschalter
Die Erfindung betrifft eine Lichtbogenlöscheinrichtung für elektrische Leistungsschalter mit einem sämtliche Schalterteile dicht umschliessenden Isolierstoffgehäuse, bei denen sich zwischen der mit Löschblechen versehenen Lichtbogenkammer und der im Gehäuse vorgesehenen Ausblasöffnung für die Lichtbogengase eine weitere Kammer befindet, die der Entionisierung und Kühlung der Lichtbogengase dient.
Es sind Lichtbogenlöscheinrichtungen für elektrische Leistungsschalter mit Isolierstoffgehäuse bekannt, bei denen der Kontakt-und Lichtbogenraum gegen den übrigen Schalterraum nahezu vollständig abgeschlossen ist und die Lichtbogengase nur durch eine Öffnung in Richtung der Höhenabmessung des Schaltgerätes austreten können. In der Ausblasöffnung sind Kühlsiebe oder Lochbleche zur Entionisierung der Gase angeordnet. Der durch die fast vollständige Kapselung des Lichtbogenraumes entstehende Überdruck begünstigt die Lichtbogenlöschung. Die Ausblasöffnung ist ausreichend gross bemessen, damit der Schalter durch den Druck nicht zerstört wird.
Nachteilig bei dieser Anordnung ist der erforderliche grosse Respektabstand über der Ausblasöffnung, da die heissen, ionisierten Lichtbogengase von der Löschkammer durch die dicht darüberliegenden Kühlsiebe hindurch direkt in den Aussenraum austreten und die Kühlfläche nur so gross sein kann, wie die Austrittsöffnung selbst. Ausserdem ist es bei einer derartigen Anordnung nötig, zur Vermeidung von Phasenüberschlägen Rippen oder aufsteckbare Trennwände zwischen den Ausblasöffnungen der einzelnen Phasen anzuordnen, die oftmals die Abmessungen des Schalters wesentlich vergrössern.
Es ist auch eine Lichtbogenlöscheinrichtung bekanntgeworden, bei der die Lichtbogengase durch eine metallische Lochplatte hindurchtreten, die parallel zu den Löschblechen angeordnet ist. In einem nachgeordneten Umlenkraum des Isolierstoffgehäuses werden die Lichtbogengase so umgelenkt, dass sie aus dem Gehäuse nach oben hin austreten. Bei dieser Anordnung werden die Lichtbogengase zwar besser gekühlt, jedoch wird der Weg der Lichtbogengase im Schalterinneren nicht wesentlich verlängert, so dass auch bei dieser Anordnung ein erheblicher Respektabstand benötigt wird.
Bei einer andern bekannten Lichtbogenlöscheinrichtung für Hochspannungsschalter sind zwischen der eigentlichen Löschkammer, die die Löschbleche enthält und den die Kammer umgebenden Gehäuse-bzw. Phasentrennwänden Zwischenräume vorgesehen, die für die Rückströmung der Lichtbogengase sowohl an den Längs-als auch an den Schmalseiten der Löschkammer gedacht sind.
Umlenkkeile bzw. Rippen sorgen für die Gasführung. Die der Führung der Lichtbogengase dienenden Zwischenräume sind nach unten hin mit Ausblasöffnungen versehen.
Der wesentliche Nachteil ist eine erhebliche Verbreiterung des Schalters durch jeweils beidseitig zu den Löschkammern befindliche Kanäle für die Rückströmung der Lichtbogengase. Der für den Hochspannungsschalter nötige Aufwand kann für Niederspannungsschalter nicht getrieben werden.
Weiterhin ist eine Lichtbogenlöscheinrichtung bekanntgeworden, bei der dem aus
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Isolierstoffwänden bestehenden Löschraum ein vorzugsweise kleinerer, ebenfalls aus Isolierstoffwänden gebildeter Raum nachgeschaltet ist, der nach aussen Ausblasöffnungen aufweist. In der Zwischenwand sind ebenfalls Öffnungen angeordnet, wobei die Öffnungen beider Räume in gegeneinander vorzugsweise rechtwinkelig geneigten Ebenen liegen. Zweifellos werden die Gase beim Durchtritt durch die Zwischenwand und bei der Umlenkung gekühlt, jedoch ist die Wärmeaufnahme der Isolierstoffwände infolge der geringen spezifischen Wärmeleitfähigkeit des Isolierstoffe gering. Hiedurch sind der gewünschten Entionisierung der Lichtbogengase Grenzen gesetzt.
Auch ist der zurückgelegte Weg der Lichtbogengase innerhalb des Schaltgerätes gering, so dass noch sehr heisse Gase austreten können und dementsprechend einen grossen Respektabstand erfordern. Ferner ist ungünstig, dass der nachgeordnete Raum sich in Richtung der Verlängerung gegebenenfalls vorhandener Löschbleche befindet, da bekannterweise hiebei die äusseren Bleche oft nicht an der Lichtbogenlöschung teilnehmen und zum andern die Höhenabmessungen der Schaltgeräte durch eine derartige Zuordnung wesentlich vergrössert werden.
Zweck der Erfindung ist die weitestgehende Kühlung und Entionisierung der Lichtbogengase innerhalb des Schaltgerätes unter Vermeidung der aufgeführten Nachteile.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, der Lichtbogenlöschkammer eine Kammer nachzuordnen, die den Weg der Lichtbogengase innerhalb des Gehäuses wesentlich verlängert, hiebei die Gase intensiv kühlt und dabei keine wesentliche Vergrösserung des Schaltergehäuses verursacht.
Erfindungsgemäss wird das dadurch erreicht, dass die über eine Öffnung des die Lichtbogenkammer abschliessenden Leitbleches nachgeschaltete Kammer durch ein oder mehrere Lochbleche oder Siebe und eine Isolierstoffzwischenlage in zwei Kammerräume geteilt ist und dass die Isolierstoffzwischenlage eine Durchlassöffnung aufweist, die der Öffnung des Leitbleches derart zugeordnet ist, dass die Kammerräume der nachgeschalteten Kammer gegenläufig durchströmt werden.
Vorteilhafterweise sind die der Kammertrennung dienenden Lochbleche bzw. Siebe und die Isolierstoffzwischenlage derart angeordnet, dass sie etwa parallel zu den Löschblechen der Lichtbogenkammer verlaufen.
Die Lichtbogenlöschkammer ist bekannterweise mit einem Leitblech abgeschlossen, das dazu dient, bei öffnenden Kontakten vom Horn des beweglichen Schaltstückes einen Teillichtbogen zu übernehmen. Dieses Leitblech erstreckt sich über die gesamte Höhe der Lichtbogenlöschkammer bis hinunter zur Isolierwand, die den Löschraum vom übrigen Schalterraum trennt, so dass die Löschkammer fast völlig abgeschlossen ist. Das Leitblech besitzt an der der Kontaktstelle abgewandten Seite eine Öffnung, die die einzige Öffnung für die Lichtbogengase darstellt. Durch diese Anordnung wird einmal ein grosser Überdruck erzielt, der die Lichtbogenlöschung unterstützt, zum andern wird der Lichtbogen gezwungen, infolge der erzielten Strömungsrichtung auch an den letzten Löschblechen anzusetzen und hochzulaufen.
Die aus der Öffnung des Leitbleches ausströmenden Gase treffen auf das Lochblech, wo sie aber nicht geradlinig durchströmen können, sondern durch die dahinterliegende Isolierstoffzwischenlage nach unten abgelenkt werden. Durch die Durchlassöffnung der Isolierstoffzwischenlage, die der Öffnung des Leitbleches diametral gegenüberliegt, treten die Gase hindurch und werden um 1800 nach oben umgelenkt und durch eine enge Deckelöffnung hindurch ins Freie ausgeblasen. Infolge der grossen Kühlwirkung des Metalls, der grossen Kühlfläche und der Wirbelbildung werden die Lichtbogengase stark gekühlt und entionisiert. Der Weg der Gase wird bis zur Ausblasung etwa um die doppelte Löschkammerhöhe verlängert und damit der erforderliche Respektabstand wesentlich verringert. Trotz der zusätzlichen Kammer wird aber das Einbauvolumen des Schalters nicht vergrössert.
Das resultiert daraus, dass der Raum unter dem Schalterdeckel über Kontaktträger und Auslöseeinheit für auswechselbare Bausteine, wie Hilfsschalter und Unterspannungs-bzw. Arbeitsstromauslöser, genutzt wird, während der Lichtbogenkammerraum bei bekannten Schaltern nicht genutzt bzw. durch Einsatz von zusätzlichen Löschblechen ausgefüllt ist, die aber grösstenteils wirkungslos sind, da der Lichtbogen hier gar nicht erst ansetzt. Dieser an sich ungenutzte Raum wird nun durch die erfindungsgemäss ausgebildete Kammer wirkungsvoll zur Kühlung und Entionisierung der Lichtbogengase herangezogen.
Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht und Fig. 2 den Schnitt A-A nach Fig. 1.
Der Schalter besteht aus dem Gehäuse --10-- und dem Deckel--11--aus Formstoff, in denen alle übrigen Teile gelagert bzw. befestigt sind. Die kontaktgebenden Teile bestehen aus der Schiene-2-, die am unteren Ende das feste Schaltstück-3-trägt und gleichzeitig den oberen Anschluss bildet und dem Kontakthebel-4-, an dem das bewegliche Schaltstück-5-angelötet
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Abdichtung zu erreichen, kann der Schlitz durch einen vom Kontakthebel mitgeführten Schieber aus geeignetem Isolierstoff (nicht dargestellt) abgedeckt werden.
Die Lichtbogenlöschkammer-6--trägt die Löschbleche-14-und das Lichtbogenleitblech-17--, das die Lichtbogenlöschkammer völlig gegen die nachgeordnete Kammer abschliesst. Lediglich zum Durchtritt der Lichtbogengase befindet sich am oberen Ende des Lichtbogenleitbleches eine Öffnung-16--. Die nachgeordnete Kammer wird durch zwei Lochbleche-7 und 8-in zwei Teilräume-21'und 21"-unterteilt. Zwischen den Lochblechen befindet sich die Isolierzwischenlage-19-mit dem Durchlass--20--. Die Lochbleche liegen auf Vorsprüngen der Rippen --12-- auf und sind durch eingeklebte Stege - -13-- in ihrer Lage gehalten.
Bei Kontaktöffnung wandert der Lichtbogen von der Kontaktstelle nach oben und teilt sich zwischen den Löschblechen-14-auf. Die Gase gelangen am oberen Ende
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Lage der öffnung --16-- wird der Lichtbogen gezwungen, sich auch an den letzten Löschblechen aufzuteilen und hochzulaufen. Nach Passieren der öffnung --16-- trifft der Gasstrom auf das
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die Ablenkung und gegenläufige Strömung werden die heissen Lichtbogengase sehr gut gekühlt und entionisiert sowie der Austrittsweg wesentlich verlängert.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Lichtbogenlöscheinrichtung für elektrische Leistungsschalter mit einem sämtliche Schalterteile umschliessenden Isolierstoffgehäuse, bei denen sich zwischen der Löschbleche aufweisenden Lichtbogenlöschkammer und der im Gehäuse vorgesehenen Ausblasöffnung für die Lichtbogengase eine weitere der Entionisierung und Kühlung der Lichtbogengase dienende Kammer befindet,
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abschliessenden Leitbleches (17) nachgeschaltete Kammer (21) durch ein oder mehrere Lochbleche oder Siebe (7 ; 8) und einer Isolierstoffzwischenlage (19) in zwei Kammerräume (21'und 21") geteilt ist, und dass die Isolierstoffzwischenlage eine Durchlassöffnung (20) aufweist, die der Öffnung des Leitbleches derart zugeordnet ist, dass die Kammerräume der nachgeschalteten Kammer von den Lichtbogengasen gegenläufig durchströmt werden.
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