DE1027281B - Elektrischer Stromkreisunterbrecher - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Stromkreisunterbrecher mit zueinander beweglichen Kontakten, einer Einrichtung zum Ausziehen eines Lichtbogens zwischen diesem Kontakten und einem zum Aufnehmen und Löschen des Lichtbogens dienenden Lichtbogenschacht, der eine Anzahl Sperrplatten aufweist, die sich längs der Achse der Kammer erstrecken und von denen mehrere mit Schlitzen versehen sind, die in einer Fluchtlinie nahe der Lichtbogenentstehungszone und in einem Abstand hiervon in zueinander gestaffelter Lage angeordnet sind, so daß der Lichtbogen, wenn er sich durch den Schacht bewegt, zum Verlängern gebracht wird, wobei eine Anzahl der Platten eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen aufweist.

Aufgabe jedes elektrischen Stromkreisunterbrechers wie auch des in der zuvor angegebenen bekannten Art und Weise aufgebauten ist es, nicht allein den Lichtbogen so rasch wie möglich zu löschen, sondern dieses Ziel auch mit einem Lichtbogenlöschschacht von möglichst geringen Abmessungen zu erreichen.

Im vorliegenden Falle wird die gestellte Aufgabe nun erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Öffnungen benachbarter Platten in einer Richtung quer zur Längsachse des Schachtes versetzt angebracht sind, um die Lichtbogenspannung durch Einschränken des größten Lichtbogendurchmessers beim Lichtbogendurchtritt durch diese öffnungen zu vergrößern. In diesem Falle haben die zuvor erwähnten öffnungen in den Platten nicht nur die Wirkung, daß sie, wie angeführt, die Lichtbogenspannung durch Einschränken des größten Lichtbogendurchmessers beim Lichtbogendurchtritt durch diese öffnungen vergrößern, sondern trägt ihre Anordnung in einer Richtung quer zur Längsachse des Schachtes vor allem auch dazu bei, durch eine bessere Ausnutzung der Schachtbreite die Höhe dieses Schachtes herabzusetzen. In den Zeichnungen ist

Fig. 1 ein Querschnitt einer erfindungsgemäßen magnetischen Löschvorrichtung bei einem Stromunterbrecher,

Fig. 2 eine auseinandergezogene Darstellung einer Gruppe des in Fig. 1 dargestellten Sperrplattenstapels,

Fig. 3 eine linke Stirnansicht der in Fig. 2 dargestellten Plattengruppe,

Fig. 4 ein Querschnitt einer Gruppe der in Fig. 2 dargestellten Sperrplatten nach Linie IV-IV der Fig. 3, und zwar stromab der Lichtbogenentstehungszone,

Fig. 5 eine auseinandergezogene Ansicht einer Abänderung der in Fig. 2 dargestellten Sperrplattengruppe,

Fig. 6 eine linke Stirnansicht der in Fig. 5 dargestellten Sperrplattengruppe,

Fig. 7 eine auseioandergezogene Ansicht einer

Anmelder:

Allis-Chalmers Manufacturing Company, Milwaukee, Wis. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau,

und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg, München 27,

Pienzenauerstr. 2, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 12. August 1952

Donald E. Weston, Wauwatosa, Wis. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

Änderung der in Fig. 5 dargestellten Sperrplattengruppe,

Fig. 8 eine linke Stirnansicht der in Fig. 7 dargestellten Sperrplattengruppe,

Fig. 9 ein Querschnitt durch eine in Fig. 7 dargestellte Sperrplattengruppe nach Linie IX-IX der Fig. 8, stromab der Lichtbogenentstehungszone,

Fig. 10 eine auseinandergezogene Darstellung einer anderen Abänderung der in Fig. 2 dargestellten Sperrplattengruppe,

Fig. 11 eine linke Stirnansicht der in Fig. 10 dargestellten Sperrplattengruppe,

Fig. 12 eine auseinandergezogene Darstellung einer weiteren Abänderung der in Fig. 5 dargestellten Sperrplattengruppe und

Fig. 13 eine linke Stirnansicht der in Fig. 12 dargestellten Sperrplattengruppe.

Die in Fig. 1 dargestellte magnetische Löschvorrichtung enthält zwei Klemmbolzen 6 und 7 zur Verbindung des Unterbrechers mit den Stromleitungen (nicht dargestellt). Stromunterbrecher der in Fig. 1 dargestellten Art haben zwar mehrere gleichartige PoI-aufbauten, nämlich einen Aufbau für jede Phase eines mehrphasigen Stromkreises, jedoch ist in der Zeichnung nur ein einziger derartiger Polaufbau dargestellt, an dem die Einzelheiten des Stromunterbrechers beschrieben werden sollen.

Der in Fig. 1 dargestellte Stromunterbrecher besteht im wesentlichen aus einem Unterbrecherschalter, in dem sich der Schaltlichtbogen bildet, und aus einer Löschvorrichtung für den Schaltlichtbogen. Der Schalter hat einen feststehenden Kontaktteil 8, einen

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Tertiär kontakt 9, einen festen Abreißkontakt 10 und einen beweglichen Abreißkontakt 11. Der Abreißkontakt 11 sitzt auf einem Hebel 28, der bei 12 auf einem Ansatz 13 des Klemmbolzens 6 gelagert ist und mittels einer hin und her beweglichen Stange 14 angetrieben wird. Die Antriebsstange 14 ist mit einem Antrieb (nicht dargestellt) verbunden, um den beweglichen Kontakt zwischen der geschlossenen und der offenen Stellung zu bewegen. In Fig. 1 befindet sich der bewegliche Kontaktteil 11 in geschlossener Stellung. Die Abreißkontakte sind mit dem unteren Ende der Klemmbolzen 6 und 7 elektrisch verbunden. Liegt der Unterbrecher daher- in Reihe in einem geschlossenen Stromkreis und werden die Abreißkontakte getrennt, dann entsteht in dem zwischen den Kontakten vorhandenen Spalt ein Schaltlichtbogen.

Zum Löschen dieses Schaltlichtbogens ist eine Löschvorrichtung, nämlich ein Löschschacht 15, vorgesehen, der den Schaltlichtbogen aufnimmt und der unter dem Einfluß einer magnetischen Löschvorrichtung steht. Der Schacht befindet sich, wenn die Löschvorrichtung nach oben wirkt, vorzugsweise unmittelbar oberhalb der Abreißkontakte, kann aber auch an einem anderen Ort angebracht werden, wenn die Löschvorrichtung in anderer Richtung arbeitet. Die Schalt- oder Abreißkontakte und die magnetische Löschvorrichtung können eine beliebig bevorzugte Form haben, so daß eine kurze Beschreibung genügt. Die magnetische Löschvorrichtung besteht aus einem Kern 17, den Polen 18 und einer Spule 16. Die Spule 16 ist mit dem Klemmbolzen 7 und einer metallischen Laufschiene 19 in Verbindung, so daß der Schaltlichtbogenstrom bei der Bewegung des Schaltlichtbogens längs der Laufschiene 19 durch die Löschspule in bekannter Weise fließt.

In der geschlossenen Stellung des Schalters wird der Strom durch den federbeaufschlagten Kontakt 8 geleitet. Bei Offenstellung des beweglichen Abreißkontaktes 11 fließt der Strom vom feststehenden Kontakt 8 zuerst zum feststehenden Kontakt 9 und dann zum feststehenden Abreißkontakt 10. Sobald ein Schaltlichtbogen von dem beweglichen Abreißkontakt 11 gezogen wird, erfolgt eine Übertragung des Schaltlichtbogenendes vom Abreißkontakt 10 auf die Laufschiene 19, die für gewöhnlich ein Ansatz des feststehenden Abreißkontaktes ist. Sobald der bewegliche Abreißkontakt 11 sich einer bestimmten Offenstellung nähert, springt das andere Ende des Schaltlichtbogens von dem beweglichen Abreißkontakt 11 auf eine Laufschiene 20 über, die den Schaltlichtbogen in den Schacht 15 leitet. Der Abreißkontakt 10 und die Laufschiene 19 sind elektrisch hintereinandergeschaltet mit der Löschspule 6 und dem Kontakt 7. Bei Beginn der Schaltlichtbogenunterbrechung ist also die Löschspule bereits eregt, um den Lichtbogen in bekannter Weise zu beeinflussen, d. h. den sich ausdehnenden Lichtbogen in den Schacht zu treiben. Das Löschfeld ist sehr wirksam, wenn die Poleisen 18 außerhalb des Schachtes so aufgestellt sind, daß sie mit der Löschspule in üblicher Weise zusammenarbeiten.

Gemäß der Erfindung ist der Lichtbogenlöschschacht 15 mit mehreren auf Abstand stehenden geschlitzten Sperrplatten vorgesehen, die in Längsrichtung der Achse des Löschschachtes verlaufen, und gleichzeitig ist eine Anzahl der Platten mit mehreren öffnungen versehen. Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich, sind die Sperrplatten in Gruppen angeordnet, wobei jede Gruppe aus mehreren verschiedenartigen Sperrplatten besteht, die einen verschiedenen geometrischen Umriß haben. Jede Gruppe besteht aus einer ersten Sperrplatte 23, aus einer zweiten Sperrplatte 24 und aus einer dritten Sperrplatte 25. Die Sperrplatte 23 hat einen verhältnismäßig kurzen, umgekehrt V-förmigen Schlitz 26 und mehrere Öffnungen 27, die nahe dem Scheitel des Schlitzes 26 stehen und sich in einer geraden Linie von dem Schlitz des Scheitels nach dem Ausgangspunkt der Sperrplatte erstrecken. Die Öffnungen 27 in der Platte 23 können in verschiedener Weise angeordnet sein. Die geradlinige Anordo nung ist jedoch eine bevorzugte Ausführungsform, wobei die kleinen Öffnungen einen Durchmesser von etwa 3 mm haben und in einem Abstand von 12,5 mm in der Symmetrieebene des Lichtbogenlöschschachtes liegen.

Die Sperrplatten 24 und 25 haben verhältnismäßig lange Schlitze 30 bzw. 31 mit schmalen parallelen Enden 32 und 33, die an gegenüberliegenden Seiten der Symmetrieebene des Lichtbogenlöschschachtes sich befinden. Der Schlitz 31 und sein Endschlitz 33 in der Sperrplatte 25 sind ein Spiegelbild des Schlitzes 30 und Endschlitzes 32 in der Sperrplatte 24. Diese versetzte Anordnung der Schlitze 30 und 31 sowie ihrer Enden 32 und 33 bildet eine Zickzackbahn finden Lichtbogen. Die Sperrplatten 24 und 25 können bei anderen Ausführungsformen mit mehreren öffnungen 29 versehen sein, die sich von den stromabliegenden Enden der Schlitze 30 und 31 nach dem Austrittsende des Lichtbogenlöschschachtes erstrecken. Bei anderen Au'sführungsformen können die Öffnungen 29 der Sperrplatten 24 und 25 weggelassen werden.

Die Schlitze 26, 30 und 31 der Sperrplatten 23, 24 und 25 liegen an ihren gegen die Lichtbogenentstehungszone gerichteten Enden nebeneinander, um einen Lichtbogendurchlaß zu bilden, und sind an ihren der Liohtbogenentstehungszone abliegenden Enden versetzt zueinander. Infolge der versetzten Anordnung der Schlitze 26, 30 und 31 verlängert sich der durch die Schlitze hindurchbewegende Lichtbogen. Der Schlitz 26 in der Sperrplatte 23 liegt mit seinem Eadpunkt auf der Längsachse der Sperrplatte 23. Der Schlitz 30 der Sperrplatte 24 ist mit dem Schlitz 26 der Sperrplatte 23 an der Lichtbogenentstehungszone ausgerichtet und liegt mit seinem am anderen Ende befindlichen Endpunkt versetzt zu dieser Mittelachse. Der Schlitz 31 der Sperrplatte 25 ist mit den Schlitzen 26 und 30 der Sperrplatten 23 und 24 an der Lichtbogenentstehungszone ausgerichtet und ist ein Spiegelbild des in der Sperrplatte 24 befindlichen Schlitzes 30. Die Ebene, bis zu der die in den Sperrplatten 24 und 25 befindlichen Schlitze 32 und 33 heruntergehen, liegt etwa auf der Ebene·, an der die in der Sperrplatte 23 befindlichen öffnungen beginnen. Die durchschnittliche Breite der schmalen Schlitzteile in den Sperrplatten 24 und 25 und die Breite oder der Durchmesser der in der Sperrplatte 23 befindlichen öffnungen 27 sind vorzugsweise von der gleichen Größe.

Fig. 4 zeigt die Bahn eines Lichtbogens durch einen Stapel von Sperrplatten an ungefähr der durch die Linie IV-IV der Fig. 3 angedeuteten Stelle, die oberhalb der Lichtbogenentstehungszone liegt. Fig. 4 zeigt auch eine Änderung des Stapelaufbaues der in Fig. 2 dargestellten Sperrplatten. Der in den Fig. 2 und 3 dargestellte besondere Sperrplattenaufbau ist nur als Beispiel einer Stapelung zu werten. Die Sperrplatten können in jeder beliebigen anderen Folge aufgestellt werden, wobei trotzdem die Ergebnisse und die Vorteile der Erfindung erreicht werden.

Fig. S und 6 zeigen eine Abänderung des in den Fig. 2 und 3 dargestellten Sperrplattenaufbaues, wobei die Sperrplatten 35 und 36 den Sperrplatten 24

und 25 ähnlich sind, mit der Ausnahme, daß die schmalen Enden 32 und 33 der Sperrplatten 24 und 25 durch mehrere Öffnungen 37 ersetzt sind, die sich von den Enden der Schlitze 30 und 31 in geraden Linien ungefähr parallel zur Längsachse des Lichtbogenlöschschachte» nach dem Ausgangsende des Schachtes erstrecken. Ein Stapelaufbau oder ein Gruppenaufbau der in der Fig. 5 dargestellten Sperrplatten kann alle Sperrplatten oder einen Teil der dargestellten Sperrplatten in beliebigen Reihenfolgen enthalten.

Fig. 7 und 8 zeigen eine Abwandlung des in den Fig. 5 und 6 dargestellten Sperrplattenaufbaues, wobei die Sperrplatte 23 der Fig. 2 durch eine Sperrplatte 38 ersetzt ist. "Die Sperrplatte 38 hat einen Schlitz 39, dessen Schenkel nahe der Längsachse des Lichtbogenlöschschachtes liegt und sich in der Nähe des Ausgangsendes der Platte befindet.

Fig. 9 zeigt die Lichtbogenbahn durch einen Sperrplattenstapel ungefähr an der durch die Linie IX-IX der Fig. 8 dargestellten Stelle, die oberhalb der Licht- ao bogenentstehungszone liegt. Fig. 9 zeigt auch eine andere Zusammenstellung des Stapels der in den Fig. 7 und 8 dargestellten Sperrplatten.

Fig. 10 und 11 zeigen eine Änderung des in den Fig. 2 und 3 dargestellten Sperrplattenaufbaues, wobei die Öffnungen 27 der Sperrplatte 23 gestaffelt nahe dem Endpunkt dee Schlitzes 26 stehen und nach dem Ausgangsende der Sperrplatte sich erstrecken.

Fig. 12 und 13 zeigen eine Abänderung des in Fig. 5 dargestellten Sperrplattenaufbaues. Die Öffnungen 37 der Sperrplatten 35 und 36 stehen nahe dem Endpunkt der Schlitze30 und 31 gestaffelt und erstrecken sich von den Schlitzen nach dem Ausgangsende der Sperrplatten zu.

Unter normalen Unterbrechungsbedingungen wird ein Lichtbogen unmittelbar nach Trennen der Abreißkontakte 10 und 11 erzeugt. Das Ende des auf dem feststehenden Abreißkontakt 10 befindlichen Lichtbogens wird über die Laufschiene 19 durch die magnetische Löschvorrichtung uind die Wärmewirkung des Lichtbogens getrieben. Sobald der bewegliche Abreißkontakt 11 sich von dem feststehlenden Abreißkontakt 10 trennt, springt das andere Ende des Lichtbogens von dem Kontakt 11 zur Schiene 20 und wird ebenfalls durch die Löschvorrichtung und die Wärmewirkung des Lichtbogens nach dem Ausgangsende des Lichtbogenschachtes 15 getrieben.

Sobald die Enden des Lichtbogens sich längs der Schienen 19 und 20 nach dem Ausgangsende des Lichtbogenlöschschachtes 15 bewegen, verschiebt sich der Lichtbogen in den Lichtbogendurchlaß, der durch die nahe der Zone der Lichtbogenentstehung gebildeten Schlitze der Sperrplatten vorhanden ist.

Der Lichtbogen steigt in dem Lichtbogendurchlaß unter dem Einfluß der Löschvorrichtung und der Wärmewirkung des Lichtbogens und wird durch die Seiten des Schlitzes eingeengt. Bei der Bewegung des Lichtbogens durch den Sperrplattenstapel wird der Lichtbogen verlängert, da er durch die Sperrplatten mit ihren parallel und versetzt zu der Mittellinie oder der Längsachse des Lichtbogenlöschschachtes 15 stehenden Lichtbogenführungsschlitzen in einer waagerechten Ebene gleichförmig und mit bestimmter Geschwindigkeit sich verschiebt. Bei gestaffelter Lage der Schlitze in einigen der Sperrplatten folgt der Lichtbogen einer Zickzackbahn durch den Lichtbogenlöschschacht. Die in einigen Platten verwendeten öffnungen begrenzen den Höchstdurchmesser des Lichtbogens über einen großen Abschnitt seiner Länge, erhöhen dadurch den Spannungsanstieg des Lichtbogens und verzögern die Bewegung des Lichtbogens durch den Licbtbogenlöschschacht. Die öffnungen dieser Platten kühlen und entionisieren auch die Lichtbogenverbrennungsprodukte, so daß die aus dem Ausgangsende des Lichtbogenlöschschachtes austretende Flamme sehr stark verkleinert ist oder überhaupt nicht mehr austritt. Die Lichtbogenlänge wird durch die versetzte Anordnung der Schlitze in der Sperrplatte geregelt. Die der Lichtbogenbewegung durch den Lichtbogenlöschschacht entgegenstehende Impedanz wird durch die Öffnungen geregelt, die in einigen der Platten vorgesehen sind.

Es sind zwar nur wenige Ausführungsformen der Erfindung dargestellt und beschrieben, doch können Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden, ohne den Bereich der Erfindung oder den Rahmen der Ansprüche zu verlassen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Stromkreisunterbrecher mit zueinander beweglichen Kontakten, einer Einrichtung zum Ausziehen eines Lichtbogens zwischen diesen Kontakten und einem zum Aufnehmen und Löschen des Lichtbogens dienenden Lichtbogenschacht, der eine Anzahl isolierender Platten aufweist, die sich längs der Achse der Kammer erstrecken und von denen mehrere mit Schlitzen versehen sind, die in einer Fluchtlinie nahe der Lichtbogenentstehungszone und in einem Abstand hiervon in zueinander gestaffelter Lage angeordnet sind, so daß der Lichtbogen, wenn er sich durch den Schacht bewegt, zum Verlängern gebracht wird, wobei eine Anzahl der Platten eine Mehrzahl von im wesentlichen runden Durchgangsöffnungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnungen benachbarter Platten in einer Richtung quer zur Längsachse des Schachtes versetzt angebracht sind, um die Lichtbogenspannung durch Einschränken des größten Lichtbogendurchmessers beim Lichtbogendurchtritt durch diese Öffnungen zu vergrößern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen in einer Platte einer Gruppe in einer geraden Linie angeordnet sind, die im wesentlichen parallel zur Längsachse des Lichtbogenschachtes verläuft.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in der zweiten und dritten Platte einer Gruppe vorgesehenen, von den Enden der Schlitze nach dem Ausgangsende des Lichtbogenschachtes verlaufenden öffnungen in einer Zickzackbahn angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen in der ersten Platte einer Gruppe sich nach dem Ausgangsende des Lichtbogenlöschschachtes in einer Zickzacklinie erstrecken.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 403 068, 597 181, britische Patentschrift Nr. 615 025.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 709 958/305 3.