DE2362089A1 - Loeschbleche fuer elektrische schalter - Google Patents

Description

DEUTSCHE GOLD- UND SILBER-SCHEIDEANSTALT VORMALS ROESSLER 6-Frankfurt am Main, Weissfrauenstrasse 9

Löschbleche für elektrische Schalter

Die Erfindung betrifft Löschbleche für elektrische Schaltgeräte, bei denen der beim Ausschalten entstehende Lichtbogen in einem aus mehreren Löschblechen bestehenden Löschblechpaket zum Verlöschen gebracht wird.

Es ist bekannt, dass in Schaltgeräten für Nieder- als auch für Hochspannung der beim Ausschalten entstehende Lichtbogen in ein aus Löschblechen bestehendes Löschsystem geleitet wird, wobei er ~ sich ganz oder teilweise in mehrere Serienbögen aufteilen kann, die auf den Löschbleehen Puss fassen. Neben der Kühlung durch die Bleche wird die Löschung bei Wechselstromschaltgeräten durch physikalische Vorgänge bewirkt, die an den nach dem Polaritätswechsel kathodischen Fusspunkten ablaufen. Diese Kathodengebiete können nach dem Polaritätswechsel eine bestimmte, als Wiederverfestigungsspannung bezeichnete Spannung aufnehmen, bevor eine Lichtbogenwiederzündung eintritt. Es ist aus wissenschaftlichen Untersuchungen weiterhin bekannt, dass die Wiederverfestigungsspannung mit sinkender Fusspunkttemperatur zunimmt und dass Werkstoffe mit niedrigerer Siede-, Sublimations- oder Zersetzungstemperatur im allgemeinen eine höhere Wiederverfestigungsspannung bewirken. Aus systematischen Untersuchungen ist bekannt geworden, \. dass die AusschaltIeistung mit der Wiederverfestigungsspannung zunimmt und dass die Wiederverfe st igungs spannung und damit die Aussehaltleistung mit der Anzahl der in Serie geschalteten Teillichtbögen steigt. _:

- - - - \ ■ - " ' Löschbleche bekannter Schaltgeräte bestehen-üblicherweise aus

Kupfer, Messing, Aluminium, Eisen oder Eisenlegierungen.

Der Vorteil ferromagnetischer LöschblechWerkstoffe, z.B. Stahlblech,

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liegt darin, dass durch die ferromagnetische Verzerrung des magnetischen Lichtbogeneigenfeldes eine Kraft auf den Lichtbogen ausgeübt wird, die bestrebt ist, ihn in die Löschbleche hineinzuziehen, Diese saugende Kraft ermöglicht es, magnetische Blasfeldeinrichtungen, die üblicherweise durch entsprechende Gestaltung der Stromzuführungen zu der Lichtbogenlöscheinrichtung gebildet werden, schwächer zu dimensionieren oder ganz entfallen zu lassen. Ein weiterer Vorteil der bekannten Löschbleche aus ferroraagnetischem Werkstoff ist, dass auf den Lichtbogen, der einmal in die Löschblechanordnung hineingezogen worden urid aufgeteilt ist, eine Kraft ausgeübt wird, die der durch Stromschleifen in der Löschblechanordnung hervorgerufenen Tendenz, die Bleche wieder zu verlassen, entgegenwirkt. Der Nachteil der ferromagnetisctien Werkstoffe ist es aber, dass ihre Auswahl durch die magnetischen Eigenschaften bestimmt wird, während vom Gesichtspunkt der Wiederverfestigung andere bekannte Werkstoffe wesentlich günstiger wären.

Demgegenüber weisen Werkstoffe mit geringer Siede-, Sublimationsoder Zersetzungstemperatur bessere Wiederverfestigungseigenschaften •auf. Ihnen fehlen jedoch die ferromagnetischen Eigenschaften und damit die Tendenz zum Anziehen und zum Festhalten des Lichtbogens oder seiner Teile, was nur durch erheblichen Mehraufwand bei der konstruktiven Gestaltung des gesamten Löschsystems ausgeglichen werden kann.

Es wurden auch schon Schaltgeräte hergestellt, deren Stahl-Löschbleche aus optischen oder Korrosionsschutz—Gründen mit dünnen, meist galvanisch aufgebrachten Überzügen aus Silber, Kupfer, Zink, Kadmium oder Zinn versehen'waren.

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Da diese, nur wenige μπι starken Überzüge durch den Lichtbogen jedoch nach wenigen Schaltungen zerstört und abgetragen sind, weisen solche Löschbleche keine besonderen Effekte in bezug auf die Erhöhung der Ausschaltleistung oder die Verringerung der Abmessungen bei gleicher Aus schaltleistung auf.

Bei einigen bekannten Schaltgerätekonstruktionen wird die durch Stromschleifen in der Löschblechanordnung bewirkte Kraft, welche die Lichtbogen aus dem Löschblechpaket zu treiben versucht, dadurch verringert oder unwirksam gemacht, dass durch Falzung der Löschbleche oder eines Teils davon diese den Querschnitt eines langgestreckten U oder eines langgestreckten geschlossenen 0 bilden. Der durch diese Formen vorgegebene Stromverlauf in den Löschblechen erzeugt Magnetfelder, die der Tendenz zum Verlassen der Löschbleche ,

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entgegenwirken. Damit wird die Löschung verbessert. Nachteilig ist hiei* das im Vergleich zu einfachen, gestanzten Blechen aufwendige Herstellungsverfahren, Da sich die beiden Schenkel nicht berühren dürfen, muss für Isolierstoffzwischenlagen oder mechanisch feste Einspannung gesorgt werden. Bei O-förmigem Querschnitt müssen die Bleche zudem verlötet oder verschwelest werden.

Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung,Löschbleche für elektrische Schaltgeräte zu entwickeln, die die vorteilhaften Eigenschaften der ferromagnetischen Werkstoffe in bezug auf die Lichtbogeneinwirkung mit denen solcher Werkstoffe vereinen, die die Wiederverfestigungsspannung erhöhen.

Erfindungsgemäss wurde diese Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Kernblech aus einem ferromagnetischen Werkstoff zumindest einseitig in einer Stärke von wenigstens 0,1 mm mit solchen Werkstoffen plattiert ist, deren Siede-, Sublimations- oder Zersetzungstemperatur um mindestens 10 $ unter derjenigen des Kernblechwerkstoffes und/oder deren, elektrische Leitfähigkeit um mindestens 10 ^ über der Leitfähigkeit des Kernblechwerkstoffes liegen.

Die Nachteile der bekannten Löschbleche werden bei den erfindungsgemässen dadurch vermieden, dass jedes Löschblech, aus einem ferromagnetischen Kernblech besteht, auf das ein metallischer Werkstoff plattiert ist, der in seinen Eigenschaften ausschliesslich darauf abgestimmt ist, die Lichtbogenlöschung zu verbessern, ohne dass auf ferromagnetische Eigenschaften Rücksicht genommen werden muss. Hierdurch wird die vorteilhafte saugende, d.h. die den Lichtbogen anziehende Wirkung ferromagnetischer Löschbleche kombiniert mit der die Löschung verbessernden Wirkung anderer spezieller Werkstoffe, so dass ohne weiteres eine Erhöhung der Ausschaltleistung ohne Vergrösserung des Löschsystems möglich ist.

Durch die Verwendung plattierter Werkstoffe ist es möglich, Auflagen beliebiger Stärke aus Werkstoffen herzustellen, die nur unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Löschung ausgewählt

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werden können. Beim Tauchverfahren oder bei der Elektrolyse können Legierungen oder aus mehreren Komponenten bestehende Verbundwerkstoffe, wie z.B. Metall/Metalloxid-Werkstoffe, entweder gar nicht oder nur in sehr begrenzten Zusammensetzungen unter grossen Schwierigkeiten aufgetragen werden. Zudem sind die damit erreichbaren Schichtdicken nur so gering, dass eine Bemessung der Stärke des Überzuges für die gesamte Schaltgeräte-Lebenszeit nicht möglich ist. - . . .

Besonders vorteilhaft in bezug auf Ausschaltleistung, Löschwirkung und Lebensdauer sind Löschbleche, die über den Querschnitt gesehen jeweils zur Hälfte aus Kernmaterial und Plattierschicht bestehen, egal ob sie ein-, zwei-, drei-, vier- oder allseitig plattiert sind. .

Bei einer bevorzugten Form der erfindungsgemässen Löschbleche ist das ferromagnetische Kernblech, das vorzugsweise aus Eisen oder einer Eisenverbindung besteht, beidseitig mit Werkstoff niedriger Siede-, SvfalLmations- oder Zersetzungstemperatur plattiert. Als solche Werkstoffe, die eine hohe Wiederverfestigungsspannung besitzen, lcöanen Messing, Zink, Kadmium, Magnesium und Verbundwerkstoffe wie Silber/Kadmiumoxid, Kupfer/Kadmiumoxid, Silber/Zinkoxid, Kupfer/Zinkoxid Verwendung finden.Besonders bewährt als Plattierungswerkstoff haben sich Messing und die angeführten Verbundwerkstoffe. Zweckmässigerweise werden die Löschbleche aus plattiertem Halbzeug . in der Form von Tafeln oder Bändern nach üblichen Verfahren ausgestanzt. '"-:"-.

Die Löschbleche können auch aus dem Kernblech und einer dreiseitigen Plattierung gemäss Abbildung II oder einer vierseitigen Plattierung gemäss Abbildung III aus elektrisch gut leitendem Werkstoff bestehen. Der Querschnitt des gut leitenden Werkstoffes . entspricht im Fall der dreiseitigen Plattierung einem langgestreckten U, im Fall der vierseitigen Plattierung einem langgestreckten

Da der Stromfluss in der Hauptsache in dem gutleitenden Über.zugswerketoff erfolgt, wird der gleiche, die Löschung verbessernde

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Effekt erzielt wie bei den bekannten, U- und 0-förmig gefalzten Löschblechausführungen. Bei diesen erfindungsgemässen Löschblechen entfallen Arbeitsgänge, die bisher bei gefalzten Blechen zusätzlich erforderlich waren und zudem ist der Raumbedarf je Löschblech geringer. Als gut leitende Werkstoffe kommen z.B. Silber, Kupfer, Gold, Platinmetalle und deren Legierungen in Betracht. Die Herstellung derartiger Löschbleche erfolgt bei vierseitiger Plattierung zweckmässigerweise durch einfaches Abschneiden von vierseitig plattierten Streifen. Dreiseitig plattierte Bleche können ebenfalls durch Abschneiden von dreiseitig plattierten Streifen oder durch paarweises Ausstanzen aus vierseitig plattierten Streifen hergestellt werden.

Abbildung I gibt in schematischer Schnittdarstellung eine beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemässen Löschbleches wieder.

Das ferromagnetische Kernblech 1 ist zweiseitig mit plattierten Auflagen 2 aus Werkstoffen mit niedriger Siede- Sublimations- oder Zersetzungstemperatur versehen.

Abbildung H zeigt schematisch im Querschnitt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemässen Löschbleches, wobei das Kernblech 3 mit einer dreiseitigen Plattierung W aus elektrisch gut leitendem Werkstoff versehen ist.

Abbildung M. gibt im Querschnitt eine ebenfalls erfindungsgemässe Ausführungsform eines Löschbleches wieder, bestehend aus einem Kernblech 5 mit vierseitiger Plattierung 6 aus gut leitendem Werkstoff.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Löschbleche mit saugender Wirkung auf den Lichtbogen für . Löschanordnungen von Schaltgeräten, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kernblech aus ferromagnetischem Werkstoff zumindest/ einseitig in einer Stärke von wenigstens 0,1 m mit solchen Werkstoffen plattiert ist, deren Siede-, Sublimations- oder Zersetzungstemperatur um mindestens 10 $ unter derjenigen des Kernblech-Werkstoffes und/oder deren elektrische Leitfähigkeit um mindestens 10 $ über der Leitfähigkeit des Kernblech-Werkr stoffes liegen.

   2. Löschbleche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernblech zwei-, drei- oder vierseitig plattiert igt. ■

   3. Löschbleche nach Anspruch 1 und 2, dadurc'h- gekeniizeichnet,

   dass zur Plattierung als Werkstoff mit niedriger Siedetemperatur etc. Messing, Zink, Magnesium, Cadmium, Woodsches Metall, Silber-Kadmiumoxid, Silber-Zinkoxid, Kupfer-Kadmiumoxid oder Kupfer-Zinkoxid und als gut leitende Werkstoffe Silber, Kupfer, Gold oder Platinmetalle verwendet werden.

   4. Löschbleche nach Anspruch 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, dass als ferromagnetische Werkstoffe Eisen oder Eisenlegierungen verwendet werden.

   5· Löschbleche nach Anspruch 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus mit Messing plattierten Eisen- oder Stahlblechen bestehen,

   6. Löschbleche nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, dass sie über den Querschnitt gesehen jeweils etwa zur Hälfte aus Kernmaterial und Plattierschicht bestehen.

   13.12.1973
   Dr.Bre-P

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