CH677986A5

CH677986A5 -

Info

Publication number: CH677986A5
Application number: CH284988A
Authority: CH
Inventors: Otto Walther
Original assignee: Sprecher & Schuh Ag
Priority date: 1988-07-27
Filing date: 1988-07-27
Publication date: 1991-07-15
Also published as: DE3904253A1; FR2634942A1; FR2634942B1; DE3904253C2

Description

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lichtbogenlöschanordnung für einen kurzschlusstrombe-grenzenden Niederspannungs-Schalter mit einem Gehäuse aus Isolierstoff, mit zwei im Gehäuse miteinander in und ausser Eingriff bringbaren Kontaktstücken und mit einer zwischen den getrennten Kontaktstücken verschiebbaren, im Gehäuse geführten Isolierwand, die für das Durchgreifen der miteinander in Eingriff stehenden Kontaktstücke eine Öffnung aufweist und sich quer zu ihrer Bewegungsrichtung beidseitig der Öffnung erstreckt.

Aus der FR-PS 1 238 660 ist eine Lichtbogen-iöschanordnung der eingangs erwähnten Art bekannt Bei dieser Anordnung wird zum Zwecke der Kontakttrennung und lichtbogenlöschung eine Isolierwand durch einen elektrodynamischen Antrieb mit Hilfe eines Stromimpulses in ihrer Längsrichtung beschleunigt. Die durch eine in der Isolierwand vorhandene Öffnung in der Einschaltstellung miteinander in Eingriff stehenden Kontaktstücke werden durch die beschleunigte Isolierwand auseinandergespreizt und getrennt. Der bei der Kontakttrennung entstehende Lichtbogen brennt bei der Weiterbewegung der sich jetzt zwischen die beiden Kontaktstücke schiebenden Isolierwand zwischen den Kontaktstücken an den beiden Oberflächen der Isolierwand und durch die Öffnung in der Isolierwand. Der Lichtbogen wirkt dabei bremsend auf die sich bewegende Isolierwand, deshalb ist ein ausreichend grosser teurer elektrodynamischer Antrieb erforderlich, um die Isolierwand bis zu ihrer Endstellung zu bringen. Anschliessend an die erwähnte Kontakttrennung bewegt sich die Isolierwand mit dem an ihren Oberflächen und durch die Öffnung brennenden Lichtbogen in einen engen Spalt hinein, wo der Lichtbogen abgequetscht oder abgeschnitten wird. Die Lichtbogenspannung wird dabei soweit erhöht, dass bei ausreichender Beschleunigung der Isolierwand der Lichtbogen nach einigen Millisekunden erlischt und den Kurzschlussstrom im Anstieg der ersten Halbwelle unterbricht. Um die Lichtbogenspannung genügend erhöhen zu können, wird ein bei Lichtbogeneinwirkung gasabgebendes Material verwendet Nachteil dieser Lichtbogenlöschanordnung ist, dass zur Beschleunigung der Isolierwand ein grosser und wirtschaftlich nachteiliger Antrieb mit Zusatzausrüstungen, wie Stromimpulsgenerator, Ladeeinheit, Steuereinheit usw. erforderlich ist Ausserdem wird der Lichtbogen am Ende der Isolierwandbewegung im engen Spalt abgequetscht oder abgeschnitten, was zu hohen Materialbeanspruchungen führt. Um eine ausreichende Betriebssicherheit der Lichtbogenlöschanordnung zu erreichen, sind deshalb besondere, mit Kosten verbundene Massnahmen notwendig.

In einer weiteren, in der DE-PS 616 194 beschriebenen Lichtbogenlöschanordnung wird bei einer Kontakttrennung und Lichtbogenlöschung ebenfalls eine Isolierwand zwischen zwei Kontaktstücke geschoben, wobei die Kontaktstücke in der Einschaltstellung mittels einer in die Isolierwand eingebetteten Schaltbrücke miteinander verbunden sind. Der nach einer Kontakttrennung zwischen der mit der

Isolierwand mitbewegten Schaltbrücke und den Kontaktstücken brennende Lichtbogen wird in eine nach oben offene Kammer hineingezogen, deren Volumen mit dem Fortschreiten des Ausschaltvorganges wächst. Diese Lichtbogenlöscheinrichtung kann nur für die Unterbrechung eines verhältnismässig bescheidenen Kurzschlussstromes verwendet werden, weil in der oben offenen Lichtbogenkammer für die Löschung eines höheren Kurzschlussstromes kein ausreichender Druck aufgebaut werden kann. Im weiteren ist für die Bewegung der die Schaltbrücke tragenden Isolierwand ein verhältnismässig grosser und wirtschaftlich nachteiliger Antrieb erforderlich, weil nicht nur die Isolierwand, sondern auch die Schaltbrücke beschleunigt werden muss. Dieses Schaltgerät ist ungeeignet für eine Kurzschlussstrombegrenzung, weil es zu langsam ist und den Lichtbogen nicht im Anstieg der ersten Stromhalbwelle des Kurzschlussstromes unterbrechen kann. Es sind keine Massnahmen für ein Schnellschalten vorgesehen.

Die DE-PS 959 660 beschreibt eine Löschkammer eines Hochspannungs-Leistungsschalters, in der ein beim Öffnen des Schalters sich bildender Lichtbogen durch ein isolierendes, vom Druck der durch den Lichtbogen erzeugten Gase bewegtes Abschlussglied abgequetscht oder abgeschnitten wird. Das Abquetschen oder Abschneiden des Lichtbogens verursacht hohe Materialbeanspruchungen, die nur durch Anwendung besonderer, kostspieliger Massnahmen beherrschbar sind. Ausserdem bedarf dieser Hochspannungsschalter eines leistungsfähigen und teuren Schalterantriebes. Auch dieser Schalter ist ungeeignet zur Kurz-schlussstrombegrenzung, weil er den Lichtbogen nicht im Anstieg der ersten Halbwelle des Kurzschlussstromes unterbrechen kann. Für eine Kurzschlussstrombegrenzung sind keine Massnahmen vorgesehen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lichtbogenlöschanordnung der eingangs erwähnten Gattung so auszubilden, dass die strombegrenzende Lichtbogenlöschung mit einem verhältnismässig einfachen und wirtschaftlich vorteilhaften Antrieb durchgeführt werden kann, dass in der Lichtbogenlöschanordnung nur relativ kleine Materialbeanspruchungen auftreten und dass die Lichtbogenlöschanordnung zur Unterbrechung eines verhältnismässig hohen KurzsGhlussstromes im Anstieg seiner ersten Hälbwelle geeignet ist

Die gestellte Aufgabe ist dadurch gelöst, dass zwischen den miteinander in Eingriff stehenden Kontaktstücken und den diese umgebenden Wandungen des Gehäuses und der Öffnung in der Isolierwand liegender Gasraum kleiner ist als die Hälfte des durch den Kontakttrennhub und durch die Kontaktflächen der Kontaktstücke gegebenen Kon« takthubvolumens und dass die im Gehäuse dicht geführte Isolierwand im bei einer Lichtbogenlöschung in Bewegungsrichtung der Isolierwand liegenden Randbereich der Öffnung eine aus mindestens einer der beiden Flächen der Isolierwand vorstehende, eine kleinere Breite als die Isolierwand aufweisende, in einer Zusatznut im Gehäuse dicht geführte Verdickung aufweist, wobei Jede Zusatznut im

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Gehäuse von den Kontaktstücken ausgehend eine Strecke mit gleichbleibendem Querschnitt und mit einem das 20- bis 100fache des Kontakthubvolumens betragenden Volumen aufweist, die anderends mit einem Ausblasraum in Gasverbindung steht. Da- 5 durch, dass der Gasraum um die miteinander in Eingriff stehenden Kontaktstücke sehr klein gehalten ist, werden die kurz nach der Kontakttrennung im Lichtbogen entstehenden Gase die Kontaktstücke zumindest helfen voneinander zu entfernen. Daher 10 muss für die Betätigung der Kontaktstücke nur ein einfacher Antrieb vorgesehen werden. Sobald die Kontaktstücke die Öffnung in der Isolierwand freigegeben haben, beschleunigen die im Lichtbogen sich entwickelnden und sich ausdehnenden Gase 15 die Isolierwand in der mit mindestens einer Verdickung versehenen Richtung. Die Isolierwand wird ausschliesslich durch die im Lichtbogenraum entstehenden Gase angetrieben, ein ausserhalb der Lichtbogenlöscheinrichtung angeordneter Antrieb ist da- 20 zu nicht erforderlich. Zur Lichtbogenlöschung steht in der Zusatznut dem Lichtbogen ein Kanal mit gleichbleibendem Querschnitt zur Verfügung. Der Lichtbogen wird in diesem Kanal in die Länge gezogen und an den Wandungen gekühlt. Die Material- 25 Beanspruchung ist dabei verhältnismässig klein. Am Ende der Bewegung der Isolierwand wird die Zusatznut mit dem Ausblasraum verbunden und so entlastet. Diese Massnahmen ermöglichen die Unterbrechung eines relativ grossen Kurzschlussstro- 30 mes im Anstieg der ersten Halbwelle.

Die Isolierwand kann eine gerade flache Form, die Form mindestens eines Segmentes einer Ringscheibe, oder eine zylindrische Form aufweisen. Bei einer zylindrischen Form kann die Bewegungs- 35 richtung der Isolierwand in der Achsrichtung liegen oder die Isolierwand für eine Schwenkbewegung um die Zylinderachse ausgebildet sein.

Zwischen zwei miteinander ausser Eingriff stehenden Kontaktstücken können vorteilhafterweise 40 mehrere Isolierwände vorhanden sein. Diese Anordnung erlaubt eine grössere Verlängerung des in den Zusatznuten brennenden Lichtbogens und ergibt bessere Lichtbogenlöscheigenschaften bei gleichbleibendem Verschiebungsweg der Isolier- 45 wände.

Mehrere Kontaktstückpaare können in einem Gehäuse untergebracht sein, wobei zwischen den ausser Eingriff stehenden Kontaktstücken jedes Kontaktstückpaares mindestens eine verschiebbare 50 Isolierwand liegt. Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft bei mehrphasig ausgebildeten Lichtbogenlöschanordnungen oder bei Lichtbogenlöschanordnungen mit mehreren in Reihe geschalteten Kontaktstückpaaren. 55

Jede Zusatznut steht mit Vorteil über einen Diffuser mit dem Ausblasraum in Gasverbindung. Vorteil-hafterweise weist der Diffuser einen konstanten Druckgradienten auf und kann im Gehäuse untergebracht sein. In einem Diffusor mit konstanten 60 Druckgradienten entstehen keine Stosswellen, wodurch die Materialbeanspruchung klein gehalten werden kann.

Vorteilhafterweise besteht die Isolierwand und/

oder das Gehäuse mindestens an den mit dem Licht- 65

bogen in Berührung kommenden Oberflächen aus einem bei Lichtbogeneinwirkung gasabgebenden Material. Durch die Verwendung eines bei Lichbogen-einwirkungen gasabgebenden Materials kann die Lichtbogenspannung erhöht und die Lichtbogenlöschbedingungen verbessert werden.

Im folgenden werden anhand der beiliegenden Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Lichtbogenlöschanordnung mit einer geraden Isolierwand in schematischer Darstellung im Schnitt,

Fig. 2 eine Isolierwand mit einer geraden Form,

Fig. 3 eine Lichtbogenlöschanordnung mit einer ringscheibensegmentförmigen Isolierwand im Schnitt,

Fig. 4 einen Schnitt der Anordnung nach Fig. 3 nach der Linie A-A und

Fig. 5 nach der Linie B-B,

Fig. 6 eine zylindrische Isolierwand mit in Achsrichtung liegender Bewegungsrichtung,

Fig. 7 eine für eine Schwenkbewegung um die Zylinderachse ausgebildete zylindrische Isoiierwand und

Fig. 8 eine Lichtbogenlöscheinrichtung mit zwei gegenläufig bewegbaren geraden Isolierwänden.

In Fig. 1 ist eine Lichtbogenlöschanordnung schematisch dargestellt. In dieser Figur sind aus Gründen einer besseren Übersichtlichkeit nur die funktionswesentlichen Teile dargestellt. Diese für einen kurzschlussstrombegrenzenden Niederspannungs-Schalter bestimmte Lichtbogenlöschanordnung besteht aus einem in Schnitt dargestellten Gehäuse 1 aus Isoliermaterial, aus zwei im Gehäuse 1 miteinander in und ausser Eingriff bringbaren Kontaktstücken 2, 3 und aus einer zwischen den getrennten Kontaktstücken 2, 3 verschiebbaren isolierwand 4. Die Isolierwand 4 weist eine Öffnung 5 auf, durch die die miteinander in Eingriff stehenden Kontaktstücke 2, 3 hindurchgreifen. Zwischen den miteinander in Eingriff stehenden Kontaktstücken 2, 3 und den diese umgebenden Wandungen des Gehäuses 1 und der Öffnung 5 liegt ein Gasraum, der kleiner ist als die Hälfte des Kontakthubvolumens. Das Kontakthubvolumen ist das Produkt aus der Kontaktfläche der Kontaktstücke 2, 3 und aus dem Kontakttrennhub. Der Kontakttrennhub ist nur unwesentlich grösser als die Dicke der Isolierwand 4. Die Isolierwand 4 erstreckt sich beidseitig der Öffnung 5 wie auch aus der Fig. 2 ersichtlich ist und ist an den beiden Seitenrändern im Gehäuse 1 dicht geführt. In Fig. 1 ist die Lichtbogenlöschanordnung mit der in einer Zwischenstellung zwischen der Ein- und der Ausschaltstellung stehenden Isolierwand 4 dargestellt. Die Isolierwand 4 liegt zwischen den Kontaktstücken 2, 3, die Öffnung 5 befindet sich bereits links von den Kontaktstücken 2, 3. In Fig. 1 im linken, bei einer Lichtbogenlöschung in Bewegungsrichtung der Isolierwand 4 liegenden Randbereich der Öffnung 5 in der Isolierwand 4 sind den beiden Flächen der Isolierwand 4 vorstehende Verdickungen 6, 7 angeformt. Diese Verdickungen 6, 7 sind in den beiden im Gehäuse 1 angebrachten Zusatznuten

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8, 9 dicht geführt. Die Verdickungen 6, 7 sind weniger breit als die Isolierwand 4. Jede Zusatznut 8, 9 weist von den Kontaktstücken 2, 3 ausgehend eine Strecke mit gleichbleibendem Querschnitt auf, wobei das Volumen dieser Strecke das 20- bis 10Ofache des Kontakthubvolumens beträgt. Die beiden Zusatznute 8, 9 werden über Diffusoren 10, 11 mit einem ausserhalb des Gehäuses 1 liegenden Ausblasraum verbunden, sobald der Weg durch die Verdickungen 6, 7 freigegeben ist. Für die Bewegung des beweglichen Kontaktstückes 3 ist ein elektromagnetischer Antrieb vorgesehen. Am oberen Ende des beweglichen Kontaktstückes 3 ist ein fer-romagnetischer Kern 12 befestigt. Der Strom wird durch die Wicklung 13 über die elastische Verbindung 14 zum beweglichen Kontaktstück 3 geführt. Die Lichtbogenlöschanordnung wird an der Klemme 15 und am unbeweglichen Kontaktstück 2 angeschlossen.

In Fig. 3 ist eine Lichtbogenlöschanordnung mit einer ringscheibensegmentförmigen Isolierwand 16 dargestellt. In dieser Figur ist nur die untere Hälfte des Gehäuses 17 gezeichnet, um die aktiven Teile der Anordnung besser sehen zu können. Fig. 4 zeigt einen Schnitt der in Fig. 3 dargestellten Anordnung nach der Linie A-A und Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie B-B. Die ringscheibensegmentför-tnige Isolierwand 16 ist im Zentrum, an der Achse 18 schwenkbar gelagert. Das unbewegliche Kontaktstück 19 ist in der unteren Hälfte des Gehäuses 17 mit Hilfe der Abdeckplatte 20 befestigt. Das bewegliche Kontaktstück 21 ist in der oberen Hälfte des Gehäuses 22 längsverschiebbar geführt und weist einen ferromagnetischen Teil auf. In der oberen Hälfte des Gehäuses 22 ist eine Wicklung 23 mittels der Abdeckplatte 24 befestigt. Zwischen der Wicklung 23 und dem beweglichen Kontaktstück 21 besteht eine elastische Stromverbindung 25. In der Wicklung 23 ist eine auf das bewegliche Kontaktstück 21 wirkende Kontaktdruckfeder 26 untergebracht. Die Klemmen 27 und 28 dienen zum An-schluss der Lichtbogenlöschanordnung. Die Isolierwand 16 ist mit einer Öffnung 29 versehen, durch die das bewegliche Kontaktstück 21 in der Einschaltstellung durchgreift. Im bei einer Lichtbogenlöschung in Bewegungsrichtung der isolierwand 16 liegenden Randbereich der Öffnung 29 stehen aus beiden Flächen der Isolierwand 16 Verdickungen 30, 31 vor. Diese Verdickungen 30, 31 sind in den Zusatznuten 32, 33 dicht geführt. Die Zusatznuten 32, 33 münden in die Diffusoren 34, 35, die ihrerseits mit dem Ausblasraum 36 gasverbunden sind.

Fig. 6 zeigt eine eine zylindrische Form aufweisende Isolierwand 37. Einfachheitshalber wurde das diese Isolierwand 37 umgebende Gehäuse und die darin gehaltenen bzw. geführten Kontaktstücke weggelassen. Die isolierwand 37 ist mit einer für das Durchgreifen der miteinander in Eingriff stehenden Kontaktstücke bestimmten Öffnung 38 versehen. An der äusseren Oberfläche der Isolierwand 37 im unteren Randbereich der Öffnung 38 ist eine Verdickung 39 vorgesehen. Diese Verdickung 39 wird in einer Zusatznut des nicht dargestellten Gehäuses dicht geführt. Diese Isolierwand 37 führt bei einer Lichtbogenlöschung eine in Achsrichtung des Zylinders liegende Verschiebung aus, wie der Pfeil 40 es andeutet.

Fig. 7 zeigt eine weitere Variante einer zylinderförmigen Isolierwand 41. Auch bei dieser Figur sind sowohl das Gehäuse als auch die Kontaktstücke aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit weggelassen worden. In der Isolierwand 41 sind drei am Umfang gleichmässig verteilte Öffnungen 42, 43, 44 angebracht. In den in Umfangrichtung an den gleichen Seiten liegenden Randbereichen der Öffnungen 42, 43, 44 sind Verdickungen 45,46, die in Zusatznuten des nicht dargestellten Gehäuses dicht geführt sind, angebracht. Die hinter dem Zylinder am Rand der Öffnung 42 nach hinten vorstehende Verdickung ist in dieser Figur nicht sichtbar. Diese Isolierwand 41 führt bei einer Lichtbogenlöschung eine Schwenkbewegung um die Zylinderachse aus.

Aus Fig. 8 ist eine schematisch dargestellte Lichtbogenlöschanordnung mit zwei im gleichen Gehäuse 47, 48 gegenläufig bewegbaren Isolierwänden 49, 50 ersichtlich. Die beiden Gehäusehälften 47, 48 sind mit Platten 51, 52 zusammengespannt. Das feste Kontaktstück 53 ist in der unteren Hälfte des Gehäuses 48 befestigt. Das bewegliche Kontaktstück 54 ist in der oberen Hälfte des Gehäuses 47 geführt. Der Antrieb des beweglichen Kontaktstückes 54 ist ähnlich ausgebildet wie der Antrieb der Anordnung nach Fig. 4, ist aber nicht dargestellt. Das bewegliche Kontaktstück 54 greift in der dargestellten Einschaltstellung durch die in den Isolierwänden 49, 50 angebrachten Öffnungen 55, 56. In den in Bewegungsrichtung 57, 58 der Isolierwände 49, 50 bei einer Lichtbogenlöschung liegenden Randbereichen der Öffnungen 55, 56 sind an beiden Oberflächen beider Isolierwände 49, 50 Verdickungen 59, 60, 61, 62 angeformt. Diese Verdickungen 59,60,61,62 sind in den im Gehäuse 47, 48 angebrachten Zusatznuten 63, 64, 65, 66 dicht geführt. Die Hälften des Gehäuses 47, 48 und die beiden Isolierwände 49, 50 bestehen aus einem bei Lichtbogeneinwirkung gasabgebenden Material. Solche Materialien sind beispielsweise Polymethyl-methacrylat (Plexiglas) oder Polyoxymethylen (Del-rin).

Im folgenden wird die Funktionsweise der beschriebenen Lichtbogenlöschanordnungen näher erläutert.

Die in Fig. 1 dargestellte Lichtbogenlöschanord-nung wird an der Klemme 15 und am unbeweglichen Kontaktstück 2 angeschlossen. Der Strom fliesst durch die Wicklung 13 über die elastische Verbindung 14 zum beweglichen Kontaktstück 3. Beim Auftreten eines Kurzschlussstromes wird der am beweglichen Kontaktstück 3 befestigte ferromagneti-sche Kern 12 in Richtung der Wicklung 13 gezogen, wodurch eine Trennung der Kontaktstücke 2 und 3 bewirkt wird. Der zwischen den Kontaktstücken 2 und 3 sich entzündende Lichtbogen verursacht eine Gasausdehnung mit Druckanstieg. Nachdem zwischen den Kontaktstücken 2 und 3 und den diese umgebenden Wandungen nur ein Gasraum vorhanden ist, der kleiner ist als die Hälfte des Kontakthubvolumens, wird das sich zwischen den Kontaktstücken 2 und 3 sich ausdehnende Gas die Kon5

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taktstücke 2 und 3 voneinander entfernen. Die Lichtbogenenergie wird in einem ersten Schritt zur Unterstützung der Kontakttrennung ausgenützt. Sobald das bewegliche Kontaktstück 3 die Öffnung 5 in der Isolierwand 4 freigegeben hat, bewegt das sich ausdehnende Gas die Isolierwand 4 in Fig. 1 nach links. Die Querschnitte der in den Zusatznuten 8 und 9 dicht geführten Verdickungen 6 und 7 wirken dabei als Kolbenflächen für das sich im Lichtbogen ausdehnende Gas. Nachdem das Gasvolumen bei Beginn der Verschiebung der Isolierwand 4 höchstens um das anderthalbfache des Kontakthubvolumens liegt, wird die Isolierwand 4 mit einem relativ grossen Druck beschleunigt. Diese grosse Anfangsbeschleunigung ist notwendig, um den Lichtbogen im Anstieg der ersten Halbwelle des Kurzschlussstromes unterbrechen zu können. Während dem sich die Isolierwand in Fig. 1 nach links verschiebt, wird der zwischen den Kontaktstücken 2 und 3 brennende Lichtbogen in die Zusatznuten 8 und 9 mit gleichbleibenden Querschnitten und durch die Öffnung 5 in der Isolierwand 4 in die Länge gezogen und gekühlt. Um die Lichtbogenlöschung zu begünstigen und die Beschleunigung der Isolierwand 4 zu erhöhen, sind das Gehäuse 1 und die Isolierwand 4 aus einem bei Lichtbogeneinwirkung gasabgebenden Material, aus Polymethyl-methacrylat (Plexiglas) hergestellt. Der erwähnte geschlossene Lichtbogenkanal wird durch die Bewegung der Isolierwand 4 verlängert bis das Volumen jeder Zusatznut 8, 9 das 20- bis "lOOfache des Kon-takthubvolumens erreicht hat. Die Verdickungen 6, 7 verlassen dann die Zusatznute 8, 9 und ermöglichen auf diese Weise, dass die unter Druck stehenden Gase aus den Zusatznuten 8, 9 durch die Diffusoren 10,11 in den ausserhalb des Gehäuses 1 liegenden Ausblasraum strömen. Die Diffusoren 10 und 11 weisen einen konstanten Druckgradienten auf, so dass beim Ausströmen der Gase keine Druckwellen entstehen. Nach erfolgter Lichtbogenlöschung treten nicht dargestellte Rückholeinrichtungen in Funktion und bringen die Isolierwand 4 in die Ausgangsstellung zurück, worauf die Kontaktstücke 2, 3 durch nicht dargestellte Kontaktdruckfedern wieder in Eingriff gebracht werden.

Die in den Fig. 3, 4 und 5 gezeigte Lichtbogenlöschanordnung wird an den Klemmen 27, 28 angeschlossen. Der Betriebsstrom und auch ein allfälliger Kurzschlussstrom fliessen durch die Wicklung 23 und durch die elastische Stromverbindung 25 zum beweglichen Kontaktstück 21. Das bewegliche Kontaktstück 21 weist einen ferromagnetischen Teil auf, der beim Auftreten eines Kurzschlussstromes in Richtung der Wicklung 23 bewegt wird. Danach entsteht zwischen den Kontaktstücken 19, 21 ein Lichtbogen, der sich ausdehnende Gase erzeugt und so zur Kontakttrennung Energie zur Verfügung stellt. Nachdem das bewegliche Kontaktstück 21 die Öffnung 29 in der ringscheibensegmentförmigen Isolierwand 16 verlassen hat, wird durch die sich ausdehnenden Gase die Trennwand 16 in eine Schwenkbewegung versetzt. Die sich ausdehnenden Gase wirken nämlich auf die durch die Verdickungen 30, 31 gegebenen Kolbenflächen und beschleunigen die Isolierwand 16. Der Lichtbogen wird in den Zusatznuten 32, 33 mit konstantem Querschnitt und durch die Öffnung 29 in der Isolierwand 16 in die Länge gezogen, gekühlt und auch gelöscht. Nachdem die Verdickungen 30, 31 die Zusatznuten 32, 33 verlassen haben, strömt das darin unter Druck stehende Gas durch die Diffusoren 34, 35 in den Ausblasraum 36. Eine nicht dargestellte Rückholfeder bringt die Isolierwand 16 wieder in die Ausgangslage. Das bewegliche Kontaktstück 21 wird durch die Kontaktdruckfeder 26 wieder mit dem unbeweglichen Kontaktstück 19 in Eingriff gebracht.

Die zwischen den Kontaktstücken im Lichtbogen entstehenden, sich ausdehnenden Gase bewegen die in Fig. 6 dargestellte zylindrische Isolierwand 37 in Achsrichtung des Zylinders. Die sich im Lichtbogen ausdehnenden Gase versetzen die in Fig. 7 gezeichnete zylindrische Isolierwand 41 in eine begrenzte Drehbewegung. Bei dieser Isolierwand 41 sind Öffnungen 42, 43, 44 und entsprechende Verdickungen 45, 46 für drei Kontaktstückpaare einer dreiphasigen Lichtbogenlöschanordnung vorgesehen. Die Gehäuse und die Kontaktstücke sowie die Betätigungsorgane der Kontaktstücke sind in diesen beiden Fig. 6 und 7 weggelassen worden, weil der Fachmann diese Teile aufgrund der vorher beschriebenen Anordnungen ohne erfinderische Tätigkeit ausführen kann.

Bei der Lichbogenlöschanordnung nach Fig. 8 wird das bewegliche Kontaktstück 54 durch einen ähnlichen Antrieb, wie in Fig. 4 gezeigt ist, beim Auftreten eines Kurzschlussstromes vom unbeweglichen Kontaktstück getrennt. Der zwischen den Kontaktstücken entstehende Lichtbogen erzeugt Gase, die die Kontaktstücke 53, 54 in Öffnungsrichtung beschleunigen. Sobald das bewegliche Kontaktstück 54 die Offnungen 55, 56 in den beiden Isolierwänden 57, 58 freigegeben hat, werden die beiden Isolierwände 57, 58 in entgegengesetzte Richtungen beschleunigt. Der Lichtbogen wird dabei in drei Kanälen mit gleichbleibenden Querschnitten und durch die Öffnungen in den Isolierwänden 57, 58 in die Länge gezogen, gekühlt und gelöscht. Die Hälften des Gehäuses 47, 48 und die beiden Isolierwände 49,50 bestehen aus einem bei Lichtbogeneîn-wirkung gasabgebenden Material, so dass die Lichtbogenlöschung durch die abgegebenen Gase unter-stüzt wird.

Claims

Patentansprüche

1. Lichtbogenlöschanordnung für einen kurz-schlussstrombegrenzenden Niederspannungs-Schalter mit einem Gehäuse aus Isolierstoff, mit zwei im Gehäuse miteinander in und ausser Eingriff bringbaren Kontaktstücken und mit einer zwischen den getrennten Kontaktstücken verschiebbaren, im Gehäuse geführten Isolierwand, die für das Durchgreifen der miteinander in Eingriff stehenden Kontaktstücke eine Öffnung aufweist und sich quer zu ihrer Bewegungsrichtung beidseitig der Öffnung erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den miteinander in Eingriff stehenden Kontaktstücken (2,3,19,21,53,54) und den diese umgebenden Wandungen des Gehäuses (1, 17, 22, 47, 48) und der Öffnung (5, 29, 38, 42, 43, 44, 55, 56) in

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der Isoiierwand (4,16,37,41,57,58) liegender Gasraum kleiner ist als die Hälfte des durch den Kontakttrennhub und durch die Kontaktflächen der Kontaktstücke (2, 3, 19, 21, 53, 54) gegebenen Kon-takthubvoiumens und dass die im Gehäuse (1,17,22, 47,48) dicht geführte Isolierwand (4, 16, 37, 41, 57, 58) im bei einer Lichtbogenlöschung in Bewegungsrichtung der Isolierwand (4,16, 37, 41, 57, 58) liegenden Randbereich der Öffnung (5, 29, 38, 42, 43, 44, 55, 56) eine aus mindestens einer der beiden Flächen der Isolierwand (4, 16, 37, 41, 57, 58) vorstehende, eine kleinere Breite als die Isolierwand (4,16,37,41,57,58) aufweisende, in einer Zusatznut (8, 9, 32, 33, 63, 64, 65, 66) im Gehäuse (1, 17, 22, 47, 48) dicht geführte Verdickung (6, 7, 30, 31, 39, 45, 46, 59, 60, 61, 62) aufweist, wobei jede Zusatznut (8, 9, 32, 33, 63, 64, 65, 66) im Gehäuse (1,17,22,47,48) von den Kpntaktstücken (2, 3,19, 21,53,54) ausgehend eine Srecke mit gleichbleibendem Querschnitt und mit einem das 20- bis lOOfache des Kontakthubvolumens betragenden Volumen aufweist, die anderends mit einem Ausblasraum (36) in Gasverbindung steht,

2. Lichtbogenlöschanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierwand (4) eine gerade flache Form aulweist.

3. Lichtbogenlöschanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierwand (16) die Form mindestens eines Segmentes einer Ringscheibe aufweist,

4. Lichtbogenlöschanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierwand (37, 41) eine zylindrische Form aufweist.

5. Lichtbogenlöschanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsrichtung der Isolierwand (37) in Achsrichtung des Zylinders liegt,

6. Lichtbogenlöschanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierwand (41) für eine Schwenkbewegung um die Zylinderachse ausgebildet ist.

7. Lichtbogenlöschanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei miteinander ausser Eingriff stehenden Kontaktstücken (53, 54) mehrere Isolierwände vorhanden sind,

8. Lichtbogenlöschanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kontaktstückpaare in einem Gehäuse untergebracht sind, wobei zwischen den ausser Eingriff stehenden Kontaktstücken jedes Kontaktstückpaares mindestens eine verschiebbare Isolierwand (41) liegt.

9. Lichtbogenlöschanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jede Zusatznut (8, 9, 32, 33, 63, 64, 65, 66) über einen Diffusor (10,11,34,35) mit dem Ausblasraum (36) in Gasverbindung steht.

10. Lichtbogenlöschanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Diffusor (10, 11) einen konstanten Druckgradienten aufweist.

11. Lichtbogenlöschanordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Diffusor (10,11) im Gehäuse (1) untergebracht ist.

12. Lichtbogenlöschanordnung nach einem der

Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierwand (4,16, 37, 41, 57, 58) und/oder das Gehäuse (1, 17, 22, 47, 48) mindestens an den mit dem Lichtbogen in Berührung kommenden Oberflächen aus einem bei Lichtbogeneinwirkung gasabgebenden Material besteht.

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