Die Erfindung betrifft eine Lichtbogenlöscheinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches
1.
Zum Abschalten eines Kurzschlussstromes in einem Verbrauchernetz wird meist ein
Leitungsschutzschalter verwendet, der ein feststehendes und ein bewegliches Kontaktstück
aufweist, die miteinander eine Kontaktstelle bilden. Sobald aufgrund eines Kurzschlussstromes
eine Ausschalthandlung stattfindet, entsteht dort ein Lichtbogen, der
über Lichtbogenleitschienen einem Lichtbogenlöschblechpaket oder einem Deion-Paket
zugeführt wird, in der der Lichtbogen in einzelne Teillichtbögen unterteilt wird; wenn die
Lichtbogenspannung höher ist als die treibende Spannung, wird der Lichtbogen gelöscht.
Bei Wechselstrom wird die Löschung dadurch begünstigt, dass der Strom einen Nulldurchgang
hat, in dem dann die Lichtbogenlöschung zumindest erleichtert wird. Das
eigene Blasfeld des Wechselstromes reicht dann auch aus, den Lichtbogen in die Lichtbogenlöschkammer
hineinzutreiben, so dass er dort gelöscht wird.
Wenn der Leitungsschutzschalter für Gleichstrom ausgelegt sein soll, erfolgt keine
selbstständige Unterbrechung des Lichtbogens, wenn kleinere Ströme bei Gleichspannungen
von ungefähr 220 V abgeschaltet werden; in diesem Fall ist ein Dauermagnet in
der Löschkammer erforderlich, um den Lichtbogen in den Lichtbogenlöschblechstapel
zu treiben.
Bei üblichen Lichtbogenlöschblechformen, bei denen lediglich ein V-förmiger Ausschnitt,
der in Richtung zur Kontaktstelle offen ist, vorhanden ist, besteht die Gefahr,
dass Teillichtbögen zurücklaufen bzw. bei geringer werdenden Stromstärken am Ende
der Abschaltung zu den Rändern der Löschbleche hin getrieben werden, so dass dort
ein Überschlag des Lichtbogens bzw. eine Rückzündung über mehrere Löschbleche
oder über das ganze Lichtbogenlöschblechpaket entstehen kann, was zum Ausfall des
Schalters führt.
Aus der DE 35 31 040 ist eine Lichtbogenlöscheinrichtung der eingangs genannten Art
bekannt geworden, bei der jedes Löschblech zusätzlich zu dem V-förmigen Ausschnitt,
der zur Kontaktstelle hin offen ist, seitliche Ausschnitte aufweist, die von den Seitenkanten
in Richtung zum V-förmigen Ausschnitt verlaufen und deutlich vor den Rändern des
V-Ausschnittes enden. In diese Ausschnitte wird eine kammartige Einlage eingesetzt,
deren Zinken als isolierende schmale Lichtbogenlaufsperren dienen. Darüber hinaus ist
bei dieser Anordnung eine Isolierstoffplatte in dem Bereich, in dem der Lichtbogen entsteht,
vorgesehen, die hin zu den Lichtbogenlöschblechen treppenartige Verdickungen
aufweisen, wodurch der Lichtbogen beschleunigt wird. Dies bedeutet aber, dass zusätzliche
Teile verwendet werden müssen, was schlussendlich wieder zu einem erhöhten
Montageaufwand und zu erhöhten Kosten führt.
Aus der DE 41 01 434 C2 ist eine Lichtbogenlöscheinrichtung insbesondere für Gleichströme
bzw. Gleichspannungen bekannt geworden, deren Löschbleche einen V-förmigen
Einschnitt aufweisen, der in einen in Richtung des Lichtbogenlaufes verlaufen
langgestreckten Kanal übergeht; wenigstens von einer Seitenflanke des V-förmigen Abschnittes
zweigt ein weiterer Einschnitt ab, wodurch magnetische Engstellen und
Löschblechteilbereiche entstehen, die dem Lichtbogen frühzeitig das Kommutieren erleichtern,
was insbesondere bei kleinen und mittleren Stromstärken bis 200 A günstig
sein soll.
Dadurch wird aber das Volumen der Löschblechzungen zwischen dem Einlaufabschnitt
des V-förmigen Ausschnittes und den Endbereichen der abzweigenden Einschnitte geschwächt,
was bei einer Lichtbogenbeanspruchung zum Durchbrennen der Löschbleche
führen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lichtbogenlöscheinrichtung der eingangs genannten
Art zu schaffen, bei der zusätzliche Teile und eine Schwächung der Lichtbogenlöschbleche
durch zusätzliche Einschnitte vermieden wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Danach besitzt jedes Lichtbogenlöschblech eine Aussparung, die sich zur Kontaktstelle
hin trichterförmig symmetrisch öffnet und in Lichtbogenlaufrichtung in eine Kanalform
übergeht, die einen schräg zur Längsmittelachse des Lichtbogenlöschbleches von dieser
weg verlaufenden ersten Abschnitt und einen daran anschließenden zweiten Abschnitt
aufweist, der zurück zur Längsmittellinie hin verläuft und etwa dort endet, wobei
innerhalb eines Lichtbogenlöschblechpaketes ein erstes Lichtbogenlöschblech über ein
zweites Lichtbogenlöschblech gestapelt wird, welches gegenüber dem zweiten Lichtbogenlöschblech
um 180° gedreht ist, und so weiter.
Dadurch wird erreicht, dass bei dem einen Löschblech die Kanalform in Lichtbogenlaufrichtung
nach links und bei dem direkt darunter oder darüber befindlichen Lichtbogenlöschblech
nach rechts vorspringt, usw.
Ein Lichtbogen, der in ein derartiges Lichtbogenlöschblechpaket hineinläuft, wird bis
zum Ende des Kanals getrieben und brennt dort in der Mitte, wobei er in dem Bereich
der Spitze der jeweiligen V-Form eine Zickzackform ausbildet, wodurch der Lichtbogen
in diesem Bereich verlängert wird. Die Rückbiegung aufgrund des zweiten Abschnittes
bedeutet eine Zentrierung des Lichtbogens, so dass dieser Lichtbogen in der Mitte festgehalten
wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen
die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen und
weitere Vorteile der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.
Es zeigt:
- Fig. 1
- eine Aufsicht auf ein Lichtbogenlöschblech und
- Fig. 2
- eine Seitenansichten eines Lichtbogenlöschblechpaketes.
Das in der Fig. 1 dargestellte Löschblech 11 ist Teil eines Lichtbogenlöschblechpaketes
10, das aus mehreren Lichtbogenlöschblechen 11, 12 und 11 (kurz Löschbleche genannt)
usw. zusammengesetzt ist und mittels einer seitlichen Isolierstoffhalterung 13 auf
beiden Längsseitenkanten 14, 15 des Lichtbogenlöschblechpaketes festgehalten ist,
siehe Fig. 2. In der Zeichnung sind nur drei Löschbleche gezeichnet; bei in einem
Schalter eingesetzten Lichtbogenlöschblechpaket sind entsprechend der abzuschaltenden
Leistung mehr Löschbleche vorgesehen. Innerhalb der Längsseitenkanten befinden
sich strichlierte Aussparungen 16, 17 usw. zwischen denen Zapfen 18 und 19 bzw.
Aussparungen 20 und 21, zwischen denen ein Zapfen 22 vorspringt, welche jeweils in
geeignete Ausnehmungen an der Isolierstoffhalterung 13 eingreifen. Eine derartige Fixierung
der Lichtbogenlöschbleche innerhalb des Lichtbogenlöschblechpaketes ist als
solche bekannt und für die Erfindung nicht von Bedeutung.
Zu dem Schalter, der hier nicht näher dargestellt ist, gehört eine Kontaktstelle, die aus
einem feststehenden Kontaktstück 23 und einem beweglichen Kontaktstück 24 gebildet
ist, welches Kontaktstück 24 in Pfeilrichtung P bei einer Ausschalthandlung zum Löschblechpaket
10 hin bewegt wird; eine solche Kontaktanordnung aus einem feststehenden
Kontaktstück und beweglichen Kontaktstück 23, 24 ist ebenfalls an sich bekannt und für
die Erfindung nicht von Bedeutung. Lediglich ergänzend wird darauf hingewiesen, dass
das bewegliche Kontaktstück 24 an einem Kontakthebel angebracht ist, wobei der Kontakthebel
um eine Drehachse senkrecht zur Mittelebene M-M des Lichtbogenlöschblechpaketes
10 verschwenkbar ist, und wobei der Kontakthebel in Richtung der Mittelebene
gemäß Pfeilrichtung P schwenkt. Am feststehenden Kontaktstück 23 und am
beweglichen Kontaktstück 24 sind jeweils Lichtbogenleitschienen angeordnet bzw. diesen
zugeordnet, die den Lichtbogen in Richtung zum Lichtbogenlöschblechpaket 10 hin
führen.
Jedes Lichtbogenlöschblech 11 besitzt einen der Kontaktstelle zugeordneten Ausschnitt
25, der zur Kontaktstelle hin offen ist und einen ersten Abschnitt 26 aufweist, dessen
Aussparungs- oder Ausschnittkanten 27 und 28 parallel zu den Längskanten des Lichtbogenlöschbleches
11 oder auch in Lichtbogenlaufrichtung verlaufen. An diesen ersten
Abschnitt 26 schließt ein zweiter Abschnitt 29 an, der eine V-Form bildet, wobei der offene
Winkel der V-Form hin zur Kontaktstelle gerichtet ist. Dieser V-förmige zweite Abstand
29 endet in einem Abschnitt D1 von der mit der Bezugsziffer 30 bezeichneten
Frontkante des Lichtbogenlöschbleches, welche Frontkante der Kontaktstelle zugewandt
ist. An den zweiten Abschnitt 29 schließt sich ein Kanal 31 an, der einen ersten
Kanalabschnitt 32 und einen zweiten Kanalabschnitt 33 aufweist. Der erste Kanalabschnitt
32 verläuft schräg zur Mittellinie M-M unter einem Winkel α1 von 40 bis 50° und
zwar aus der Mitte M-M heraus und geht dort in den zweiten Kanalabschnitt 33 über,
der quasi zur Mittellinie M-M zurückgebogen ist und dessen inneres Ende 34 etwa im
Bereich der Mittellinie M-M endet. Dieser zurückgebogene zweite Kanalabschnitt 33
verläuft zur Mittelachse M-M unter einem Winkel α2, der etwa dem Winkel α1 entspricht,
wobei sich die Winkel α1 und α2 aufeinander zu öffnen. Bei der Ausführung
nach Fig. 1 schließt sich an den zweiten Abschnitt 29 der Kanal 31 an, der hier V-förmig
gezeichnet ist und dessen offene Seite in Richtung der Mittellinie M-M hinweist.
Bei der Ausführung gemäß Fig. 1 geht die eine Begrenzungskante 29a des Abschnittes
29 linear über in die zur Mittellinie M-M hin gelegene Kante 31a, wobei die Kante 29a
und die Kante 31a bogenförmig ineinander übergehen. Die Kanten 29a und 31a können
auch auf einer Linie liegen bzw. untereinander fluchten.
Anstatt einer V-Form kann in gleicher Weise auch eine U- oder Sinus- Form vorgesehen
sein, wesentlich ist dabei, dass der Kanal 31 seitlich aus der Mitte M-M ausweicht
und wieder etwa zur Mitte hin zurückgebogen ist. Dabei kann das Ende 34 exakt auf der
Mittellinie M-M liegen; es besteht natürlich auch die Möglichkeit, dass der Abschnitt 33
kurz davor endet oder die Mittellinie M-M überdeckt, was allerdings nur im zehntel/mm-Bereich
erfolgen sollte.
Das kontaktstellenabseitige Ende 34 des Kanals 31 sollte in einem Abstand von D2 von
der Endkante 40 des Lichtbogenlöschbleches enden, wobei der Abstand D2 etwa gleich
oder geringfügig größer ist als die Hälfte des Abstandes des Endes des zweiten Ausschnittes
29, zur Endkante 40 mit D3 bezeichnet.
Die gesamte Länge L des Löschbleches 11 teilt sich dann auf in den Abstand D1 bis
zum Grunde des zweiten, V-förmigen Abschnittes 29, an die sich der Abstand D3 von
dort bis zur Endkante 40 anschließt; D2 ist dann gleich groß oder geringfügig größer als
D3/2. Die Tiefe D1 der Aussparung 25, in Lichtbogenlaufrichtung P gemessen, ist ca.
L/3.
Ein weiterer, wichtiger Abstand D4 ist der Abstand zwischen der Spitze der außenliegend
Kante 31b des Kanals 31 hin zu der Längsseitenkante 14 oder zur Kante 21a im
Bereich der Aussparung 21; dieser Abstand D4 sollte mindestens ein viertel der Löschblechbreite
B, quer zur Lichtbogenlaufrichtung gemessen, betragen.
Wenn ein solches Lichtbogenlöschblech in ein Lichtbogenlöschblechpaket 10 eingesetzt
wird, dann erfolgt dies wie folgt:
Zunächst wird das Lichtbogenlöschblech 11 in der in Fig. 1 dargestellten Lage eingesetzt,
bei der der V-förmige Kanal bezogen auf die Mittelachse M-M nach links ausweicht;
das nächste Lichtbogenlöschblech 12 wird um 180° um die Mittelachse M-M
eingesetzt, so dass der Kanal 31 nach rechts ausweicht; daran anschließend wird das
nächste Lichtbogenlöschblech 11 wieder so verwendet wie in der Fig. 1 dargestellt und
so weiter, so dass die Kanäle 31 in jedem übereinanderliegenden Lichtbogenlöschblech
einmal nach links und einmal nach rechts, also abwechselnd, ausweichen.
Mit dieser Ausgestaltung des Lichtbogenlöschblechpaketes wird ein optimaler Einlauf
des Lichtbogens in den Ausschnitt 25 mit den Abschnitten 26 und 29 erreicht, so dann
biegt sich der Lichtbogen bzw. der entsprechende Lichtbogenfuß bei dem einen Lichtbogenlöschblech
nach links und bei dem direkt darunter befindlichen Lichtbogenlöschblech
nach rechts usw. aus, bis er in das Ende 34 des Kanals 31 gewandert ist und dort
zentral brennt und in jedem Falle nicht mehr entgegen der Lichtbogenlaufrichtung nach
vorne oder seitlich zu den Längsseitenkanten 14, 15 auswandern kann, um dann an
diesen Stellen Rückzündungen zu erzeugen.