DE3818864A1 - Stromunterbrecher mit lichtbogenbegrenzungseinrichtung - Google Patents
Stromunterbrecher mit lichtbogenbegrenzungseinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Stromunterbrecher mit Licht
bogenbegrenzungseinrichtung nach dem Oberbegriff des An
spruchs 1.
Derartige Stromunterbrecher dienen in Schaltgeräten zur
Unterbrechung der Hauptstrombahnen. Hierbei kann die Kon
taktöffnung durch ein Schaltschloß erfolgen, oder durch
elektrodynamische Öffnungskräfte, wie es beispielsweise
bei Hochleistungs-Schaltern der Fall ist.
Bei derartigen Schaltgeräten ist für die Lebensdauer und
Schaltleistung von entscheidender Bedeutung, daß der beim
Öffnen der Kontakte entstehende Lichtbogen nicht auf den
Kontaktstücken verharrt, sondern möglichst schnell in den
Löschkammerbereich geführt wird, wo eine Kühlung und Lö
schung des Lichtbogens erfolgt. Hierfür sind die unter
schiedlichsten Systeme bekannt, die im wesentlichen da
rauf basieren, daß die entstehenden Magnetfelder ausge
nutzt werden, um den Lichtbogen über ein Lichtbogenleit
blech in die Löschkammer laufen zu lassen.
Ein derartiges Löschsystem ist bereits in der Firmen
schrift "Klöckner-Moeller-Post" Ausgabe 94, Seiten 13
bis 17 beschrieben.
Hierbei wird der bewegliche Kontakt elektrodynamisch ge
öffnet und der Lichtbogen durch Magnetfelder zwischen
die Löschbleche geblasen.
Bei Schaltungen im hohen Schaltleistungsbereich führt jedes
Verharren des Lichtbogens auf den Kontaktstücken auch im
Millisekunden-Bereich zu erhöhtem Abbrand und Verschleiß
der Kontaktstücke.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Lichtbogen
noch schneller an die Lichtbogenlaufschiene zu übergeben
und zwischen die Löschbleche zu führen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kennzeich
nenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die Verwendung von Werkstoffen mit niedriger elek
trischer Austrittsarbeit erfolgt eine schnelle Fußpunkt
bildung des Lichtbogens auf der Lichtbogenlaufschiene. Hier
aus folgt, daß die Kommutierungszeit, d. h. die Zeit, die
der Lichtbogen benötigt, um von dem Kontaktstück auf die
Lichtbogenlaufschiene zu wandern erheblich kürzer wird, als
bei den beim Stand der Technik für die Lichtbogenlaufschiene
verwendeten Werkstoffe.
Werkstoffe die für eine wesentliche Verkürzung der Kommu
tierungszeit sorgen sind insbesondere Magnesium oder Magne
siumlegierungen und Selten-Erde-Werkstoffe wie beispiels
weise Cer. Diese Werkstoffe führen zu einer schnellen Zün
dung des Lichtbogenfußpunktes auf der Lichtbogenlaufschiene
und dämit auch zu einer schnellen Wegführung des Licht
bogens von dem Kontaktmaterial.
Die weiteren Ansprüche zeigen besonders vorteilhafte Aus
gestaltungen der Erfindung. Da die für die Lichtbogenüber
nahme vorteilhaften Materialien kostenaufwendig sind,
ergeben sich durch die Auflage von in Längsrichtung auf
der Lichtbogenlaufschiene aufgebrachte Streifen oder durch
andere bekannte Verfahren aufgebracht geringe Mengen der be
anspruchten Werkstoffe kostengünstige Lösungen.
Eine zusätzliche Verbesserung ergibt sich noch durch das
Aufbringen der vorteilhaften Werkstoffe auf der Kathoden
seite der Löschbleche.
Die Erfindung wird nachstehend anhand
der beispielhaften Darstellung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Stromunterbrecher bei geschlossenen Kontakten.
Fig. 2 einen Stromunterbrecher mit sich öffnenden Kontakten.
Fig. 3 einen Stromunterbrecher mit verringertem Leitma
terial auf der Lichtbogenlaufschiene.
Fig. 4 einen Stromunterbrecher wie Fig. 1, jedoch mit be
schichteten Löschblechen.
In Fig. 1 ist ein Stromunterbrecher dargestellt, der aus
einem feststehenden Kontakt 2 und einem beweglichen Kon
taktarm 1 besteht, die Kontaktstücke 4 und 7 aufweisen.
Von dem Kontaktstück 4 auf dem feststehenden Kontakt 2
führt eine Lichtbogenlaufschiene 5 in Richtung der Lösch
kammerrückseite, in der für die Lichtbogenkühlung Lösch
bleche 8 quer zur Bewegungsrichtung des beweglichen Kon
taktarmes 1 angeordnet sind. Auf der Lichtbogenlaufschiene
5 ist ein Streifen 6, aus einem Werkstoff mit einer im
Verhältnis zu den in Stand der Technik verwendeten Werk
stoffen niedriger elektrischer Austrittsarbeit für den
Lichtbogen, aufgebracht.
Wird der Stromunterbrecher durch einen hohen Strom (Kurz
schlußstrom) belastet, hebt der bewegliche Schaltarm 1
unter der Wirkung des entstehenden elektrodynamischen
Magnetfeldes von dem feststehenden Kontakt 2 gegen die
Federkraft der Druckfeder 11 ab. (Fig. 2)
Hierbei bildet sich zwischen den Kontaktstücken 4 und 7
ein Lichtbogen 12, der das Bestreben hat, auf den Kon
taktstücken zu verharren. Damit diese Verharrzeit auf den
Kontaktstücken 4 und 7 jedoch so kurz wie möglich ge
halten wird, ist ein Blasmagnet 3 vorgesehen, der den Licht
bogen 12 zwischen die Löschbleche 8 treiben und dort in
Einzellichtbögen 12′ aufteilen soll. Durch eine Auflage 6
aus Magnesium oder Selten-Erde-Werkstoff wird die Kommu
tierungszeit, d. h. die Zeit die für das Wandern des Licht
bogen 9 von dem Kontaktstück 4 auf die Lichtbogenlaufschiene
5 benötigt wird, erheblich verringert und die Laufgeschwindig
keit des Lichtbogens 12 zwischen die Löschbleche 8 wird er
höht.
In Fig. 3 ist dabei die Auflage 10 aus Magnesium nur in
einem Teilbereich vorgesehen. Hierdurch ergibt sich eine
kostengünstige Lösung, die jedoch nur bei guter magnetischer
Blasung des Lichtbogens vorteilhaft ist.
Eine schnellere Übergabe des Lichtbogens an die Lösch
bleche erreicht man, wenn auch die Löschbleche selbst
kathodenseitig mit einer Auflage (9) aus einem Werk
stoff mit niedriger elektrischer Austrittsarbeit versehen
sind. (Fig. 4)
Für das Aufbringen einer Schicht oder eines Streifens aus
Magnesium oder einer Magnesiumlegierung auf die Lichtbogen
laufschiene oder die Löschbleche sind unterschiedliche an
sich bekannte Verfahren wie z. B. einlegen, plattieren,
flammspritzen usw. denkbar, während für die Verbindung
eines Streifens aus Selten-Erde-Werkstoff neben den mecha
nischen Verfahren noch Sintern in Betracht zu ziehen ist.
Claims (10)
1. Stromunterbrecher mit Lichtbogenbegrenzungseinrichtung, be
stehend aus einem feststehenden Kontakt und einem beweglichen
Kontaktarm, die jeweils mit im geschlossenen Zustand sich be
rührenden Kontaktstücken versehen sind, wobei quer zur Bewe
gungsrichtung des beweglichen Kontaktarmes Lichtbogenlösch
bleche angeordnet sind, während ausgehend von dem Kontaktstück
des feststehenden Kontaktes eine Lichtbogenlaufschiene in Rich
tung der Löschbleche verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lichtbogenlaufschiene (5) teilweise oder vollständig aus einem
Werkstoff mit niedriger elektrischer Austrittsarbeit besteht.
2. Stromunterbrecher mit Lichtbogenbegrenzungseinrichtung nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogenlauf
schiene (5) aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung be
steht.
3. Stromunterbrecher mit Lichtbogenbegrenzungseinrichtung nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogenlauf
schiene (5) aus einem Selten-Erde-Werkstoff, beispielsweise
Cer, besteht.
4. Stromunterbrecher mit Lichtbogenbegrenzungseinrichtung nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogenlauf
schiene (5) aus ferromagnetischem Werkstoff besteht, und
daß in Längsrichtung der Lichtbogenlaufschiene (5) ein Strei
fen (6) geringerer Breite, bestehend aus einem Werkstoff mit
niedriger elektrischer Austrittsarbeit, auf der Lichtbogen
laufschiene (5) in der Weise angeordnet ist, daß er von dem
Kontaktstück (4) bis zum Ende der Lichtbogenlaufschiene (5)
verläuft.
5. Stromunterbrecher mit Lichtbogenbegrenzungseinrichtung nach
Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der in Längsrichtung
der Lichtbogenlaufschiene (5) verlaufende Streifen (6) aus
Magnesium oder einer Magnesiumlegierung besteht.
6. Stromunterbrecher mit Lichtbogenbegrenzungseinrichtung nach
Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der in Längsrichtung
der Lichtbogenlaufschiene (5) verlaufende Streifen (6) aus
Selten-Erde-Werkstoff, beispielsweise Cer, besteht.
7. Stromunterbrecher mit Lichtbogenbegrenzungseinrichtung nach
den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Löschbleche (8) kathodenseitig mit in Längsrichtung (Licht
bogenlaufrichtung) verlaufenden Streifen (9) aus Werkstoff
mit niedriger elektrischer Austrittsarbeit versehen sind.
8. Stromunterbrecher mit Lichtbogenbegrenzungseinrichtung nach
den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Löschbleche (8) kathodenseitig mit in Längsrichtung (Licht
bogenlaufrichtung) verlaufenden Streifen (9) aus Magnesium
oder einer Magnesiumlegierung versehen sind.
9. Stromunterbrecher mit Lichtbogenbegrenzungseinrichtung nach
den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Löschbleche (8) kathodenseitig mit in Längsrichtung (Licht
bogenlaufrichtung) verlaufenden Streifen (9) aus Selten
-Erde-Werkstoff, beispielsweise Cer, versehen sind.
10. Stromunterbrecher mit Lichtbogenbegrenzungseinrichtung nach
den Ansprüchen 1 und 7 dadurch gekennzeichnet, daß auf der
Lichtbogenlaufschiene (5) eine durch Oberflächenbehandlungs
verfahren aufgebrachte Schicht aus Magnesium oder einer
Magnesiumlegierung vorgesehen ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE8807222U DE8807222U1 (de) | 1988-06-03 | 1988-06-03 | Stromunterbrecher mit Lichtbogenbegrenzungseinrichtung |
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