DE102006049811A1 - Schutzschalter, insbesondere Leistungsschutzschalter - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Löschkammer für einen Leistungsschalter, zum Unterbrechen einer elektrischen Verbindung im Falle eines Kurzschlusses, mit zwei Schaltkontakten (2, 3), die im Kurzschlussfall unter Bildung eines Lichtbogens voneinander getrennt werden, wozu mindestens einer der beiden Schaltkontakte (2, 3) bewegbar ausgebildet ist, mit einer im Bereich der Schaltkontakte (2, 3) zum Löschen des Lichtbogens angeordneten Löschkammer (5), die rippenartig angeordnete ferromagnetische Löschelemente (6) aufweist, in denen je eine Ausnehmung (7) vorgesehen ist, die beidseitig von je einem Steg (8) begrenzt ist, wobei die Ausnehmungen (7) aller Löschelemente (6) einen durchgehenden Kanal (9) bilden, in dessen Längsrichtung die Bewegungsbahn (4) des bewegbaren Schaltkontakts (3) verläuft. Um eine schnelle schlagartige Unterbrechung des Stroms im Falle eines Kurzschlusses sicherzustellen, wird vorgeschlagen, dass die Innenseiten des KanaLöschelemente (6) gebildet werden, zumindest im Bereich beidseitig der Bewegungsbahn (4) des bewegbaren Schaltkontakts (3) von einem elektrisch nicht leitenden Material abgedeckt sind.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Schutzschalter, insbesondere einen Leistungsschutzschalter, zum Unterbrechen einer elektrischen Verbindung im Falle eines Kurzschlusses und eine Löschkammer für einen Schutzschalter gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 3.
- Leistungsschutzschalter zum Schutz von elektrischen Netzen und Komponenten durch Unterbrechen der elektrischen Verbindung im Falle eines Kurzschlusses sind bekannt. Die Leistungsschutzschalter sind so ausgebildet, dass beim Trennen der Schaltkontakte mittels eines Auslösers eine Gegenspannung aufgebaut wird, die den Lichtbogen löscht, der sich zwischen den Schaltkontakten bildet. Dazu wird im Bereich der Schaltkontakte eine Löschkammer angeordnet, die Löschbleche aufweist, welche aus einem ferromagnetischen Material bestehen. Die Löschbleche weisen jeweils eine Ausnehmung auf, die zusammen einen auf einer Seite offenen Kanal bilden, der seitlich durch Stege der Löschbleche begrenzt wird. In diesem Kanal bewegt sich z.B. einer der beiden Schaltkontakte bis zu seiner Endposition, wenn der Schutzschalter im Kurzschlussfall öffnet, wobei sich der Lichtbogen jeweils in Kanallängsrichtung erstreckt. Aufgrund der durch den Lichtbogen erzeugten magnetischen Felder wird der Lichtbogen in die Löschkammer gezogen und in Teillichtbögen zwischen den Löschblechen zerlegt. Dies nennt man auch das Einlaufen des Lichtbogens in die Löschkammer. Die Teillichtbögen sind mit einer Vergrößerung der Gegenspannung verbunden, was den durch den Lichtbogen fließenden Strom verringert, bis der Lichtbogen verlöscht.
- Nachteilig ist dabei, dass die Unterbrechung des Stroms nicht immer sichergestellt ist. Speziell bei der Verwendung von Gleichspannungen kann eine zu frühe Strombegrenzung zu einem Strom führen, der unterhalb der Ansprechwerte des verwendeten Auslösers liegt. In einem solchen Falle erfolgt keine Auslösung und der Kontakt bewegt sich nicht in seine Endposition, sondern verbleibt in einem Zwischenzustand stehen, was zu einem Ausbrennen des Schutzschalters führen kann. Bei Wechselströmen ist es so, dass es bei Kurzschlussströmen im Bereich der dynamischen Abhebung des Schaltkontaktes zu einem ähnlichen Effekt kommen kann. Die Zeitverzögerung beim Ansprechen des Auslösers kann dabei dazu führen, dass nicht innerhalb der ersten Halbwelle des Wechselstroms reagiert wird, wodurch die Schaltkontakte erneut schließen, so dass der Kurzschlussstrom erneut fließt und der Schutzschalter der Belastung ein zweites Mal ausgesetzt ist.
- Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine schnelle schlagartige Unterbrechung des Stromes im Falle eines Kurzschlusses sicherzustellen.
- Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
-
1 eine Vorderansicht eines Schutzschalters, -
2 den Schutzschalter gemäß1 in Richtung der Sichtlinie II gesehen, -
3 den Schutzschalter gemäß1 in Richtung der Sichtlinie III gesehen, -
4 die Vorderansicht der seitlichen Abdeckung der Löschelemente und -
5 die Abdeckung gemäß4 von oben gesehen. - Die
1 zeigt einen Schutzschalter1 (z.B. Leistungsschutzschalter), der zum Unterbrechen von elektrischen Verbindungen im Falle eines Kurzschlusses dient. Der Schutzschalter1 weist zwei Schaltkontakte2 ,3 auf, die mit der zu unterbrechenden elektrischen Leitung elektrisch verbunden sind (nicht gezeigt). Der Schaltkontakt3 ist beweglich angeordnet und kann sich von seiner Ausgangsposition (s.2 und3 ), in der er am Schaltkontakt2 anliegt, in seine Endposition bewegen. - In
1 ist die Öffnung des Schalters und damit der größte Abstand der beiden Schaltkontakte2 ,3 dargestellt. Die Bewegungsbahn4 des Schaltkontaktes3 von vorn auf den Schutzschalter1 gesehen zeigt die Linie mit der Bezugsziffer4 . Von der Seite betrachtet (s.2 und3 ) sieht man, dass es sich bei der Bewegungsbahn4 um einen Teilkreisbogen handelt. Weiter zeigt die1 eine Löschkammer5 , die als Löschelemente6 rippenartig angeordnete Bleche aufweist, welche aus einem ferromagnetischen Material bestehen. Jedes Löschelement6 ist mit einer Ausnehmung7 versehen, die beidseitig von je einem Steg8 begrenzt wird. Die Ausnehmungen aller Löschelemente6 bilden einen durchgehenden auf einer Seite offenen Kanal9 , der sich in1 zwischen den beiden Seitenflächen10 einer Abdeckung11 befindet. - Die Bewegungsbahn
4 des Schaltkontakts3 verläuft innerhalb des durchgehenden Kanals9 in Richtung der Längserstreckung des Kanals9 . - Die
2 und3 zeigen einen Querschnitt des Schutzschalters1 in Richtung der Sichtlinien II (2 ) und III (3 ) gesehen. Wie die beiden2 ,3 zeigen, sind die Innenseiten des Kanals9 , welche durch die seitlichen Stege8 der Löschelemente6 gebildet werden, im Bereich der Bewe gungsbahn4 von den Seitenwänden12 der Abdeckung11 abgedeckt. Diese besteht aus einem elektrisch nicht leitenden Material, insbesondere einem harzgetränkten Gewebe oder einem harzgetränkten Papier. - In den
2 ,3 ist der Schaltkontakt3 wiederum in seiner oberen Position (Endposition) zu sehen. Außerdem ist seine untere Position (Ausgangsposition) gezeigt, die gestrichelt dargestellt ist. - Die
4 und5 zeigen die Abdeckung12 in einer Seitenansicht (4 ) und in einer Draufsicht (5 ). Dabei weist die Abdeckung12 durch einfaches Umbiegen erzeugte Halteelemente13 auf, welche die Stege8 der Löschelemente6 außen umgreifen (s. auch1 ). - Im Falle eines Kurzschlusses werden die beiden Schaltkontakte
2 ,3 nach Auslösen durch eine nicht gezeigte Auslöseeinheit voneinander getrennt, wobei sich der Schaltkontakt3 aus seiner Ausgangsposition in seine Endposition bewegt. Dabei entsteht zwischen den Schaltkontakten2 und3 regelmäßig ein Lichtbogen. Die Abdeckung11 mit den beiden Seitenflächen12 ist so dimensioniert und angeordnet, dass die Bewegungsbahn4 des beweglichen Schaltkontaktes3 zu den Stegen8 hin abgedeckt ist, so dass der Lichtbogen nicht bereits vor dem vollständigen öffnen der Schaltkontakte2 ,3 die Löschelemente berühren kann. Erst nach dem vollständigem öffnen der Schaltkontakte2 ,3 läuft der Lichtbogen aufgrund der elektromagnetischen Wechselwirkung wie gewünscht in die Löschkammer5 ein, wodurch er in eine Vielzahl von Teillichtbögen zerlegt wird. Dies ist mit einer abrupten Vergrößerung der Gegenspannung verbunden, was die nur noch durch den Lichtbogen aufrechterhaltene elektrische Verbindung schlagartig unterbricht.
Claims (3)
- Schutzschalter (
1 ), insbesondere Leistungsschutzschalter, zum Unterbrechen einer elektrischen Verbindung im Falle eines Kurzschlusses, mit zwei Schaltkontakten (2 ,3 ), die im Kurzschlussfall unter Bildung eines Lichtbogens voneinander getrennt werden, wozu mindestens einer der beiden Schaltkontakte (2 ,3 ) bewegbar ausgebildet ist, mit einer im Bereich der Schaltkontakte (2 ,3 ) zum Löschen des Lichtbogens angeordneten Löschkammer (5 ), die rippenartig angeordnete ferromagnetische Löschelemente (6 ) aufweist, in denen je eine Ausnehmung (7 ) vorgesehen ist, die beidseitig von je einem Steg (8 ) begrenzt ist, wobei die Ausnehmungen (7 ) aller Löschelemente (6 ) einen durchgehenden Kanal (9 ) bilden, in dessen Längsrichtung die Bewegungsbahn (4 ) des bewegbaren Schaltkontakts (3 ) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass die Innseiten des Kanals (9 ), welche durch die seitlichen Stege (8 ) der Löschelemente (6 ) gebildet werden, zumindest im Bereich beidseitig der Bewegungsbahn (4 ) des bewegbaren Schaltkontakts (3 ) von einem elektrisch nicht leitenden Material abgedeckt sind. - Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Löschelemente (
6 ) als Bleche ausgebildet sind. - Löschkammer (
5 ) für einen Schutzschalter (1 ), insbesondere einen Leistungsschutzschalter, zum Unterbrechen einer elektrischen Verbindung im Falle eines Kurzschlusses, wobei zwei Schaltkontakte (2 ,3 ) im Kurzschlussfall unter Bildung eines Lichtbogens voneinander trennbar sind, wozu mindestens einer der beiden Schaltkontakte (2 ,3 ) bewegbar ausgebildet ist, mit rippenartig angeordneten ferromagnetischen Löschelementen (6 ), die im Bereich der Schaltkontakte (2 ,3 ) angeordnet und in denen je eine Ausnehmung (7 ) vorgesehen ist, die beidseitig von je einem Steg (8 ) begrenzt ist, wobei die Ausnehmungen (7 ) aller Löschelemente (6 ) einen durchgehenden Kanal (9 ) bilden, in dessen Längsrichtung die Bewegungsbahn (4 ) des bewegbaren Schaltkontakts (3 ) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass die Innseiten des Kanals (9 ), welche durch die seitlichen Stege (8 ) der Löschelemente (6 ) gebildet werden, zumindest im Bereich beidseitig der Bewegungsbahn (4 ) des bewegbaren Schaltkontakts (3 ) von einem elektrisch nicht leitenden Material abgedeckt sind.
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