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Löschblechanordnung für Niederspannungsschaltgeräte Die Lichtbogenkammern
von Schaltgeräten werden meist mit Löschblechen ausgerüstet, die paketartig in Höhe
der Schalterkontakte angeordnet sind. Die vorteilhafte Verwendung eines Löschblechpaketes
für sehr schmale Schaltkammern bei Schaltern in Kleinbauweise bereitet aber erhebliche
Schwierigkeiten. Die bewährte Schlitzung der Bleche an ihren den Kontakten zugeordneten
Stirnseiten ist hierbei nicht durchführbar, da die Blechenden beiderseits des Schlitzes
zu schmal werden und daher zu leicht abbrennen würden. Weiterhin lassen sich die
Abstände der Bleche nicht beliebig verkleinern, denn um den Lichtbogen zum Einwandern
in das Blechpaket zu veranlassen, ist ein Mindestabstand erforderlich. Bei zu kleinem
Abstand bleibt der Lichtbogen nach Ausweitung zwischen den Kontakthörnern vor den
Stirnkanten der Bleche stehen. Dabei werden die benachbarten Partien der Schaltkammerwände
thermisch stark beansprucht, und es besteht die Gefahr, daß es zwischen den Kontakthörnern
zu Rückzündungen des Lichtbogens kommt. Bei Schaltern in Kleinbauweise, wo der Abstand
der Stirnfront des Stapels von den Kontakten nicht viel größer sein kann als die
Querausdehnung des zwischen den engen Schaltkammerwänden flachgedrückten Lichtbogens,
ist die Rückzündungsgefahr besonders groß. Zur Erzielung einer stabilen Lichtbogenspannung
ist es daher notwendig, daß der Lichtbogen auf den einzelnen Blechen Fuß faßt und
unter Aufspaltung in Teillichtbögen in das Blechpaket einwandert. Der zwischen den
einzelnen Blechen notwendige Abstand erreicht oder überschreitet bei sehr schmalen
Schaltkammern die Kammerbreite. Dies hat den Nachteil, daß der Lichtbogen in seiner
räumlichen Ausdehnung großflächig mit den begrenzenden Kammerwänden in Berührung
kommt. Preßstoffwände geben dabei Gas ab und können unter dem entstehenden überdruck
zu Bruch gehen. Keramikwände neigen zu Glasfuß, der die Seitenkanten der Bleche
miteinander leitend verbindet, wenn das Blechpaket nicht beiderseits durch einen
ausreichenden Luftspalt zur Kammerwand geschützt werden kann. Die Anordnung eines
solchen Luftspaltes steht aber der angestrebten Schmalbauweise hindernd entgegen.
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Es sind nun allerdings Schalter bekannt, bei denen die Löschblechanordnung
so getroffen ist, daß der Löschblechstapel aus verschieden langen Blechen besteht,
die so übereinandergeschichtet sind, daß sich jeweils ein langes Blech mit einem
kurzen abwechselt. Der so gebildete Stapel ragt mit seinen langen Blechen bis in
den Kontaktbereich, und die kurzen Bleche sind so weit zurückgesetzt, daß nur in
dem hinteren Teil des Löschblechstapels eine weitere Teilung des durch die langen
gebildeten Zwischenraumes erfolgt. Diese Anordnung ist aber insofern nachteilig,
als der Lichtbogen beim Einwandern in die schmalen Zwischenräume auf den kurzen
Blechen neue Fußpunkte bilden muß. Das ist für die Löschwirkung ungünstig, so daß
diese Löschblechanordnung auch nicht befriedigt.
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Die Erfindung betrifft eine Löschblechanordnung, mit der die erwähnten
Schwierigkeiten vermieden werden. Erfindungsgemäß sind die einzelnen Bleche des
Löschblechpaketes in der Weise ausgebildet, daß ihre gegenseitigen Abstände sich
auf einem Teil ihrer Länge so verringern, daß sie in dem von den Kontakten entfernten
Bereich kleiner als an der den Kontakten zugekehrten Stirnfront sind. Mit der erfindungsgemäßen
Ausbildung der Löschblechanordnung wird erreicht, daß der Lichtbogen in die an der
Stirnfront des Blechpaketes weltgehaltenen Blechabstände schnell eindringt und innerhalb
oder auch hinter einer Zone geringerer Blechabstände im Inneren des Blechpaketes
festgehalten wird. Die gut gekühlten kurzen Teillichtbögen in den Engstellen vermögen
nämlich auf die Stirnfrontpartie des Blechpaketes keine ionisierende Wirkung auszuüben.
In verstärktem Maße gilt dies für hinter den Engstellen befindliche Lichtbögen.
Auf diese Weise wird ein Rückzünden des Bogens vor der Stirnfront des Paketes und
die dadurch verursachte Überschlagsgefahr zwischen den geöffneten Kontakten mit
Sicherheit vermieden. Die Blechabstände im Inneren des Paketes können sehr klein
gewählt werden, d. h., sie können wesentlich kleiner als die Kammerbreite sein,
so daß die Kühlung der zwischen den Blechen stehenden kurzen Teillichtbögen vorherrschend
durch die Bleche erfolgt und daß die thermische Beanspruchung der benachbarten Schaltkammerwände
gering ist. Die Schaltkammerwände in der Nachbarschaft der Stellen
geringsten
Blechabstandes sind zweckmäßigerweise auch noch mit Vertiefungen versehen.
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An Hand der Zeichnung sei die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
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In Fig.1 ist eine Löschblechanordnung mit U-förmigen Löschblechen
dargestellt, während Fig.2 eine Anordnung zeigt, bei der abwechselnd mittig gefaltete
und an den Enden U-förmig auseinandergebogene Bleche und ebene Bleche vorgesehen
sind; Fig. 3 zeigt eine Löschblechanordnung, bei der die Bleche ausgescherte Wölbungen
besitzen, und in Fig. 4 ist ein Blechschnitt mit flossenähnlichen Ansätzen dargestellt,
die abwinkelbar sind.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind die Löschbleche 1 etwa
U-förmig ausgebildet und in Parallelanordnung mit ihren abgerundeten Stegteilen
den Kontakten 4 und 5 zugekehrt. Sie befinden sich zwischen Lichtbogenleitblechen
2 und 3, die ihrerseits mit den Kontakten 4 bzw. 5 in leitender Verbindung stehen.
Der Schenkelabstand der Bleche untereinander ist dabei wesentlich kleiner als der
gegenseitige Abstand der eigenen Schenkel. Durch die abgerundeten Stegteile der
Löschbleche und durch die schräge Abwinkelung des einen Schenkels der Bleche wird
von den Kontakten aus gesehen eine kontinuierliche Verringerung des Blechabstandes
bewirkt. Der an der Stirnfront der Bleche bestehende Abstand a ist so groß gehalten,
daß ein Einlaufen des bei der Kontakttrennung entstehenden Lichtbogens leicht erfolgen
kann. Der Blechabstand verringert sich dann bis auf ein Maß b, das wesentlich kleiner
als das Maß a ist. Der beim Öffnen der Kontakte entstehende Lichtbogen, dessen Lauf
an den Löschblechen durch die Leitbleche 2, 3 beschleunigt wird, eilt nach Fußfassung
auf den Blechen in Form von Teillichtbögen 6 in die Engstellen zwischen den Blechen
hinein und kommt dort schließlich zum Erlöschen. Durch die fortschreitende Verringerung
des Abstandes zwischen den Blechen wird das Einlaufen der Teillichtbögen wesentlich
erleichtert, denn die Brennspannung der Lichtbögen ist an den Engstellen geringer
als an der Stirnfront, d. h.; die Lichtbögen bewegen sich in Richtung abnehmenden
Energiebedarfs.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.2 sind die dem Beispiel nach
Fig. 1 entsprechenden Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Hierbei ist ein
Löschblechpaket verwendet, das aus ebenen Blechen 7 und aus zusammengefalteten,
an den Enden aufgespreizten Blechen 8 besteht. Die Bleche 8 sind auch durch Zusammenpunkten
von Einzelblechen an den Stellen 9 darstellbar. Sie sind in abwechselnder Reihenfolge
mit den ebenen Blechen den Kontakten 4 und 5 gegenüber angeordnet. Bei dieser Anordnung
ist zwar eine größere Unterteilung des Lichtbogens möglich, denn es lassen sich
mehr Zwischenräume als bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 einrichten, jedoch
ist die Eigenblasung nicht so stark wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, bei
dem durch die magnetische Wirkung der schleifenförmigen Stromführung in den U-förmigen
Blechen eine starke Blasung des Lichtbogens erzielt wird. Die Anordnung nach Fig.
2 wird daher zweckmäßigerweise bei Schaltern verwendet, bei denen eine ausreichende
Fremdblasung vorhanden ist. Anderenfalls müßten die stirnseitigen Blechabstände
relativ groß gemacht werden. Die Anordnung nach Fig.2 kann auch noch dadurch abgeändert
werden, daß die ebenen Bleche weggelassen werden. Die Löschblechpaketanordnung nach
Fig. 3 besitzt ebene Bleche 10, die ausgescherte Wölbungen 11 aufweisen. Die Ausscherung
nimmt den größten Teil der Blechbreite ein, während der Steg 12 nur sehr schmal
gehalten ist. Der Steg dient lediglich dazu, ein ungehindertes Durchlaufen des Lichtbogens
6 bis zur Engstelle zu ermöglichen. Die Ausscherungen sind in einer Hälfte der Bleche
vorgesehen, und die Bleche sind so angeordnet, daß abwechselnd einmal die Wölbungen
an dem kontaktseitigen Ende des Stapels und zum anderen Male an dem anderen Ende
angeordnet sind. Durch genügend scharfes Abknicken der den Kontakten abgewandten
Kanten der Wölbungen kann erreicht werden, daß die Lichtbögen an den Engstellen
in der dargestellten Weise bis zum Verlöschen stehenbleiben.
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Ein Ausführungsbeispiel für Löschbleche, bei denen die Fixierung der
Fußpunkte der Lichtbögen leicht erreicht werden kann, ist in Fig. 4 dargestellt.
Das ebene Blech besitzt fiossenförmige seitliche Ansätze, die im spitzen Winkel
zum Blech hin abgebogen werden können. Es werden so Spitzen gebildet, an denen bei
Parallelanordnung der so geformten Bleche die Lichtbögen festgehalten werden.
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Die Fixierung der Lichtbögen ist zweckmäßigerweise dann anzuwenden,
wenn eine gute Ausnutzung der kühlenden Wirkung der Bleche auf die Abgase erwünscht
ist. Eine solche Fixierung ist besonders bei Blechpaketen nach dem Ausführungsbeispiel
der Fig. 9. angebracht, da durch die schleifenförmige Stromführung eine starke Eigenblasung
auftritt. Die Fixierung der Lichtbögen kann auch dadurch erfolgen, daß die Bleche
an den Stellen einfach abgeschnitten werden. Bei dem Beispiel nach Fig.1 würde dies
bedeuten, daß die Schenkel der Bleche ungleich lang ausgeführt sind. Die benachbarten
Schaltkammerwände an den Fixierungspunkten sind mit Vertiefungen versehen, damit
Überbeanspruchungen der Wände vermieden werden.
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Die Verkürzung der Teillichtbögen in den erfindungsgemäßen Engstellen
des Blechstapels bringt eine gewisse Verringerung der Lichtbogenspannung mit sich.
Diese ist jedoch für Niederspannungsschaltgeräte durchaus tragbar, da die Anoden-
und Kathodenfälle von der Bogenlänge praktisch unabhängig sind, also konstante Größen
darstellen; deren Summe schon bei wenigen Blechen die Größenordnung der Netzspannung
erreicht. Derartige kurze Teillichtbögen haben zudem den Vorzug, relativ ruhig zu
brennen und somit bis zum Verlöschen eine außerordentlich gleichmäßige Lichtbogenspannung
zu liefern. Längere Lichtbögen neigen insbesondere in gasabgebenden Schaltkammern
zu starkem Flattern, wobei unerwünschte Spannungsspitzen auftreten, welche die Rückzündungsgefahr
erhöhen. Davon abgesehen, besteht bei höherem Spannungsbedarf des Löschvorganges
die Möglichkeit, durch allmähliche Erweiterung der Blechdistanz hinter den Engstellen
den ablaufenden Lichtbogen wieder zu verlängern; damit wird allerdings auch die
thermische Beanspruchung der seitlich begrenzenden Kammerwände vergrößert. Eine
solche Erweiterung kann beispielsweise durch strahlenförmige Spreizung des Blechpaketes
erfolgen.