DE19524915C2 - Lichtbogenlöschanordnung für einen elektrischen Schalter, insbesondere für einen Leitungsschutzschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lichtbogenlöschanordnung gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Ein elektrischer Leitungsschutzschalter besitzt ein festes Kontaktstück, das mit einem beweglichen Kontaktstück zusammenwirkt, welch letzteres an einem schwenkbar gela­ gerten Kontakthebel befestigt ist. An dem festen Kontaktstück schließt sich eine erste Lichtbogenleitschiene an; dieser gegenüber befindet sich eine zweite Lichtbogenleit­ schiene, gegen die das bewegliche Kontaktstück bei einer Schalthandlung bewegt wird; der an dem beweglichen Kontaktstück entstehende Lichtbogenfußpunkt kommutiert beim Öffnen des Schalters auf diese zweite Lichtbogenleitschiene und wird zwischen den beiden Lichtbogenleitschienen in eine dazwischen befindliche Lichtbogenlösch­ kammer getrieben, in welcher der Lichtbogen gelöscht wird. Damit der Lichtbogen be­ schleunigt in die Lichtbogenlöschkammer hineinläuft, ist in Reihe zu dem Lichtbogen ei­ ne Blasschleife geschaltet, die mit einem ersten Abschnitt außerhalb der ersten Licht­ bogenleitschiene bis etwa zumindest zum Eingang der Lichtbogenlöschkammer, da­ nach mit einem zweiten Abschnitt quer zu den Oberflächen der Löschbleche der Licht­ bogenlöschkammer bis zur zweiten Lichtbogenleitschiene und von dort mit einem drit­ ten Abschnitt entlang der zweiten Lichtbogenleitschiene verläuft. Die solcherart gebilde­ te Lichtbogenlöschanordnung ist in dem Leitungsschutzschalter über eine erste und ei­ ne zweite Anschlussstelle kontaktiert.

In der DE 33 34 852 ist eine Lichtbogenlöschanordnung mit einer Blasschleife beschrie­ ben, bei der die Blasschleife an dem beweglichen Kontaktstück angebracht ist und das bewegliche Kontaktstück mit einer Anschlussstelle verbindet. Zwischen dem zweiten Lichtbogenleitblech und der Blasschleife besteht eine elektrische Verbindung. Bei die­ ser Anordnung endet allerdings die durch die Blasschleife bewirkte Beschleunigung des Lichtbogens in dem Moment, in dem das bewegliche Kontaktstück mit dem zweiten Lichtbogenleitblech in Kontakt kommt und/oder der Lichtbogen auf das zweite Lichtbo­ genleitblech kommutiert. Dann nämlich fließt der Strom nicht länger durch den zweiten Abschnitt der Blasschleife, sondern direkt über die leitende Verbindung zwischen dem zweiten Lichtbogenleitblech und der Blasschleife hin zu der zweiten Anschlussstelle, wie der Beschreibung der DE 33 34 852 auf Seite 9, Absatz 1, zu entnehmen ist. Die­ ser Moment tritt ein, bevor der Lichtbogen die Lichtbogenlöschkammer erreicht hat. Die beschleunigende Kraftwirkung auf den Lichtbogen hört damit auf und der Lichtbogen wird von da an mit seiner normalen Lichtbogenwanderungsgeschwindigkeit sich weiter hin auf die Lichtbogenlöschkammer bewegen.

In der DE 21 41 525 ist ebenfalls eine Anordnung mit einer Blasschleife gezeigt, die zwischen dem beweglichen Kontaktstück und einer zweiten Anschlussstelle vorgese­ hen ist, allerdings in sehr stark abstrahierter Form, die nur wenig Aufschlüsse über die tatsächliche geometrische Anordnung der einzelnen Elemente liefert. Die DE 21 41 525 zeigt kein zweites Lichtbogenleitblech, und es geht aus der DE 21 41 525 nicht hervor, wie und ggf. wohin sich der auf dem beweglichen Kontaktstück auftreffende Lichtbo­ genfußpunkt bei der Wanderung des Lichtbogens hin zur Lichtbogenlöschkammer be­ wegt.

Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik nach der DE 33 34 852 und der DE 21 41 525 ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lichtbogenlöschein­ richtung zu schaffen, bei der die beschleunigende Wirkung der Blasschleife auf den Lichtbogen auch dann anhält, wenn das bewegliche Kontaktstück mit dem zweiten Lichtbogenleitblech in Kontakt kommt und/oder der Lichtbogen auf das zweite Lichtbo­ genleitblech kommutiert, so dass die Lichtbogenlaufzeit deutlich verkürzt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Erfindungsgemäß also verbindet die Blasschleife das feste Kontaktstück mit der zwei­ ten Anschlussstelle. Die zweite Lichtbogenleitschiene ist dabei von der Blasschleife elektrisch isoliert, und der dritte Abschnitt der Blasschleife ist elektrisch mit der ersten Lichtbogenleitschiene verbunden.

Durch eine solche erfindungsgemäße Anordnung wird erreicht, dass die Blasschleife vollständig von Strom durchflossen bleibt, auch wenn das bewegliche Kontaktstück in die Nähe des zweiten Lichtbogenleitblechs oder/und mit diesem in Kontakt kommt und der Lichtbogen von seinem Fußpunkt auf dem beweglichen Kontaktstück auf das zwei­ te Lichtbogenleitblech kommutiert ist. Da das zweite Lichtbogenleitblech elektrisch von der Blasschleife isoliert ist, fließt der Strom dann weiterhin durch den ersten, zweiten und dritten Blasschleifenabschnitt zum festen Kontaktstück, von dort über den Lichtbo­ gen zum Lichtbogenfußpunkt auf dem zweiten Lichtbogenleitblech, und von dort über das zweite Lichtbogenleitblech zum beweglichen Kontakthebel und hin zu der zweiten Anschlussstelle. Somit bleibt die Blasschleife vollständig vom Strom durchflossen, die zusätzliche Kraftwirkung auf den Lichtbogen bleibt in vollem Umfang bis zum Erlöschen des Lichtbogens erhalten und treibt denselben beschleunigt in die Lichtbogenlöschkam­ mer. Es ist damit eine während der ganzen Lichtbogenlaufzeit wirksame Zusatzkraft auf den Lichtbogen und damit eine zusätzliche Beschleunigung des Lichtbogens erreicht.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Stromzuführung von der ersten Anschlussstelle zu dem beweglichen Kontaktstück und von der zweiten An­ schlussstelle zu dem ersten Abschnitt der Blasschleife. Die Blasschleife ist dabei vor­ zugsweise in einer Ebene angeordnet; der zweite Abschnitt der Blasschleife, der quer zu den Löschblechen der Lichtbogenlöschkammer verläuft, kann dabei in einer weite­ ren Ausführungsform auch höchstens am Ende dieser angeordnet sein.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sol­ len die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung einer Lichtbogenlöschanord­ nung für einen Leitungsschutzschalter mit darin eingesetzter Blasschleife.

Die Lichtbogenlöschanordnung 10, die in einem Leitungsschutzschalter untergebracht sein kann, besitzt ein festes Kontaktstück 11, dem ein bewegliches Kontaktstück 12 zugeordnet ist, das an einem um einen Drehpunkt 13 schwenkbaren Kontakthebel 14 befestigt ist. Der Kontakthebel 14 ist in dem Leitungsschutzschalter über eine erste An­ schlussstelle 25 elektrisch kontaktiert. Nicht dargestellt bei dieser Anordnung gemäß der einzigen Figur sind die einzelnen Komponenten des Leitungsschutzschalters, z. B. das Schaltschloss, das Thermobimetall oder das Elektromagnetsystem.

Das feste Kontaktstück 11 ist einer Lichtbogenleitschiene 15 zugeordnet; in Abstand zu dieser Lichtbogenleitschiene 15 befindet sich eine zweite Lichtbogenleitschiene 16. Zwischen den Lichtbogenleitschienen befindet sich eine Lichtbogenlöschkammer 18. Der Kontakthebel ist dabei etwa in Richtung des Verlaufes der Lichtbogenleitschienen ausgerichtet. Es besteht auch die Möglichkeit, diesen Kontakthebel quer dazu auszu­ richten.

Wenn eine Schalthandlung stattfindet, schwenkt der Kontakthebel 14 um die Drehach­ se 13; zwischen dem festen Kontaktstück 11 und dem beweglichen Kontaktstück 12 wird ein Lichtbogen gezogen, dessen einer Fußpunkt auf der ersten Lichtbogenleit­ schiene 15 und dessen anderer Fußpunkt auf dem Kontakthebel 14 und der zweiten Lichtbogenleitschiene 16 hin zur Lichtbogenlöschkammer 18 getrieben wird, in der der Lichtbogen gelöscht wird.

Durch Hinzufügen einer elektrisch in Reihe geschalteten und speziell ausgeformten Leiterschleife 19 ist die Laufzeit des Schaltlichtbogens in die Lichtbogenlöschkammer 18 verkürzt und mithin die thermische Belastung des elektrischen Schaltgerätes redu­ ziert.

Die durch die Blasschleife 19 aufgespannte Fläche überdeckt (zumindest teilweise) den Lichtbogenbereich. Die Blasschleife 19 verläuft mit einem ersten Abschnitt 20, begin­ nend an einer zweiten Anschlussstelle 26, außerhalb der ersten Lichtbogenleitschiene 15, mit einem zweiten Abschnitt 21 vor der Lichtbogenlöschkammer 18 senkrecht zu dieser und mit einem dritten Abschnitt 22 parallel zur zweiten Lichtbogenleitschiene 16. Die zweite Lichtbogenleitschiene 16 ist dabei von der Blasschleife 19 elektrisch isoliert. Weiter verläuft die Blasschleife 19 in Richtung des Festkontaktstückes 11, mit dem sie auch elektrisch verbunden ist, etwa parallel zur Bewegungsrichtung des Kontakthebels 14. Diese aufgespannte Fläche überdeckt also zumindest teilweise den Lichtbogenlauf­ bereich und beginnt entgegen der Bogenlaufrichtung hinter der Kontaktstelle und endet anschließend wieder mindestens etwa entlang der Festkontaktanordnung oder außer­ halb dieser. Die Blasschleife verbindet mithin das feste Kontaktstück mit der zweiten Anschlussstelle 26. Dabei kann, wie dick ausgezogen dargestellt, der Abschnitt 21 vor der Lichtbogenlöschkammer 18, oder, wie strichliiert dargestellt und mit 21a bezeichnet, hinter der Lichtbogenlöschkammer oder dazwischen verlaufen.

Durch diese Maßnahme entsteht eine Erhöhung der Magnetfeldliniendichte im Kontakt­ bereich, d. h. ein stromabhängiges, eigenerregtes magnetisches Zusatzblasfeld über den gesamten Bogenlaufbereich mit einer Kraftwirkung, die den Lichtbogen rasch aus dem Kontaktstellenbereich in den Aufweitungsbereich unmittelbar hinter der Kontakt­ stelle treibt, wobei der eine Lichtbogenfußpunkt auf den Kontakthebel und/oder die zweite Lichtbogenleitschiene kommutiert, in die Lichtbogenlöschkammer 18 getrieben und darin gelöscht wird.

Verfolgt man den Verlauf des Stromes, beginnend bei der zweiten Anschlussstelle 26, in der Figur in Betrachtungsrichtung oben an den ersten Blasschleifenabschnitt 20 an­ geformt, so stellt man fest: Der Strom durchläuft den ersten, zweiten und dritten Ab­ schnitt der Blasschleife 20, 21 bzw. 21a, 22 bis zur Kontaktstelle mit dem festen Kon­ taktstück 11, von wo aus er über das bewegliche Kontaktstück 12 auf den beweglichen Kontakthebel 14 und von dort zur ersten Anschlussstelle 25 übergeht.

Wird nun die Kontaktstelle geöffnet, so dass das bewegliche Kontaktstück 12 von dem festen Kontaktstück 11 weggerissen wird und sich zwischen dem festen und dem be­ weglichen Kontaktstück ein Lichtbogen ausbildet, so fließt der Strom immer noch durch den ersten, zweiten und dritten Abschnitt 20, 21 bzw. 21a, 22 der Blasschleife 19 bis zum festen Kontaktstück 11, von dort über den Lichtbogen zum beweglichen Kontakt­ stück 12 und von dort über den beweglichen Kontaktarm 14 zu der ersten Anschluss­ stelle 25. Die Blasschleife 19 ist vom Strom durchflossen, und das von dieser erzeugte zusätzliche Blasfeld beschleunigt den Lichtbogen hin zur Lichtbogenlöschkammer.

An diesen Verhältnissen ändert sich auch nichts, wenn das bewegliche Kontaktstück 12 in die Nähe des zweiten Lichtbogenleitblechs 16 oder/und mit diesem in Kontakt kommt und der Lichtbogen von seinem Fußpunkt auf dem beweglichen Kontaktstück 12 auf das zweite Lichtbogenleitblech 16 kommutiert ist. Da das zweite Lichtbogenleitblech 16 elektrisch von dem dritten Blasschleifenabschnitt 22 isoliert ist, fließt der Strom weiter­ hin durch den ersten, zweiten und dritten Blasschleifenabschnitt 20, 21 bzw. 21a, 22 zum festen Kontaktstück 11, von dort über den Lichtbogen zum Lichtbogenfußpunkt auf dem zweiten Lichtbogenleitblech 16, und von dort über das zweite Lichtbogenleitblech 16 zum beweglichen Kontakthebel 14 und hin zu der ersten Anschlussstelle 25.

Somit bleibt die Blasschleife vollständig vom Strom durchflossen, die zusätzliche Kraft­ wirkung auf den Lichtbogen bleibt in vollem Umfang bis zum Erlöschen des Lichtbo­ gens erhalten und treibt denselben beschleunigt in die Lichtbogenlöschkammer. So wird eine während der ganzen Lichtbogenlaufzeit wirksame Zusatzkraft auf den Licht­ bogen und damit eine zusätzliche Beschleunigung des Lichtbogens erreicht.

Die Lichtbogenlöschkammer kann, wie dargestellt, ein Lichtbogenlöschblechpaket ent­ halten.

Claims (4)

1. Lichtbogenlöschanordnung für einen elektrischen Schalter, insbesondere für einen Leitungsschutzschalter,
mit einer ersten Anschlussstelle (25) und einer zweiten Anschlussstelle (26),
mit einem festen Kontaktstück (11), an das eine erste Lichtbogenleitschiene (15) an­ schließt,
mit einem beweglichen Kontaktstück (12),
mit einer zweiten Lichtbogenleitschiene (16), gegen die das bewegliche Kontaktstück (12) bei einer Schalthandlung bewegt wird und auf die der am beweglichen Kontakt­ stück (12) entstehende Lichtbogenfußpunkt beim Öffnen des Schalters kommutieren kann,
mit einer Lichtbogenlöschkammer zwischen den Leitschienen (15, 16),
mit einer in Reihe zu dem Lichtbogen geschalteten Blasschleife (19), die mit einem ersten Abschnitt (20) außerhalb der ersten Lichtbogenleitschiene (15) bis etwa zumin­ dest zum Eingang der Lichtbogenlöschkammer, danach mit einem zweiten Abschnitt (21) quer zu den Oberflächen der Löschbleche (18) der Lichtbogenlöschkammer bis zur zweiten Lichtbogenleitschiene (16) und von dort mit einem dritten Abschnitt (22) entlang der zweiten Lichtbogenleitschiene verläuft,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Blasschleife (19) das feste Kontaktstück (11) mit der zweiten Anschlussstelle (26) verbindet,
daß die zweite Lichtbogenleitschiene (16) von der Blasschleife (19) elektrisch isoliert ist, und
daß der dritte Abschnitt der Blasschleife elektrisch mit der ersten Lichtbogenleit­ schiene (15) verbunden ist.

2. Lichtbogenlöschanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der ersten Anschlussstelle (25) die Stromzuführung zu dem beweglichen Kontakt­ stück und von der zweiten Anschlussstelle (26) die Stromzuführung zu dem ersten Abschnitt der Blasschleife erfolgt.

3. Lichtbogenlöschanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasschleife (19) in einer Ebene angeordnet ist.

4. Lichtbogenlöschanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt (21) der Blasschleife (19), der quer zu den Löschblechen (18) der Lichtbogen­ löschkammer verläuft, höchstens am Ende dieser angeordnet ist.