DE891560C

DE891560C - In einem Gehaeuse untergebrachtes Schaltgeraet

Info

Publication number: DE891560C
Application number: DES6058A
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl-Ing Haese; Otto Dipl-Ing Mueller
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1941-03-25
Filing date: 1941-03-25
Publication date: 1953-09-28
Also published as: NL51222C

Description

In einem Gehäuse, untergebrachtes Schaltgerät Die Erfindung bezieht sich auf ein in einem Gehäuse untergebrachtes, insbesondere für hohe Nennstromstärken bestimmtes Schaltgerät, z. B. einen gußgekapselten Selbstschalter,. einen als Überstromschalter zum Schalten und zum Schutz elektrischer Maschinen oder Anlagen gegen Kurzschlüsse oder Überlastungen dienenden gekapselten Motorschutzschalter, Sicherungstrennschalter od. dgl. Derartige Schaltgeräte werden oft während längerer Zeit, z. B. innerhalb mehrerer Stunden, hohen Strombelastungen ausgesetzt. Während bei Schaltgeräten im offenen Einbau die Wärmeabführung der stromleitenden Teile meistens ausreichend ist, ergeben sich bei in Gehäusen untergebrachten Schaltgeräten erhebliche Schwierigkeiten in bezug auf die Wärmeabfuhr.
Man hat versucht, durch Vergrößerung des Gehäuses und durch Anbringung von Kühlrippen am Gehäuse diese erhöhte Erwärmung zu beseitigen. Jedoch haben diese Maßnahmen in der Regel nicht zu dem gewünschten Erfolg geführt, da die Luftbewegung innerhalb des Gehäuses nur durch Auftriebsdifferenz der verschieden warmen Luftschichten bewirkt wird, wodurch, vor allem, wenn der Luftbewegung seitens der Lichtbogenkammern od..dgl. ein etwas größerer Widerstand entgegensteht, nur eine sehr geringe Luftumwälzung stattfiridet. Die heiße Luft kommt alsogar nicht oder nur in einem sehr geringen Maße mit den Gehäusewandurigen in Berührung, so daß keine nennenswerte Wärmeabnahme durch diese Wandungen erfolgt. Eine solche Wärmeabfuhr ist daher oft unzureichend.
Durch die Erfindung werden nicht nur diese Schwierigkeiten beseitigt, sondern es wird darüber hinaus ermöglicht, die durch die elektrischen Geräte entwickelte Wärme, insbesondere ohne Änderung der Gehäuseform in einem derart hohen Maße abzuführen, daß hierdurch die Leistung des jeweiligen elektrischen Geräts merklich gesteigert -werden kann. Die Erfindung zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, daß im Gehäuse ein elektrisch angetriebener Lüfter vorgesehen ist, der einen derartigen Umlauf der Luft innerhalb des Gehäuses hervorruft, daß die erwärmte Luft an den kühlenden Wandungen des Gehäuses vorbeigeführt wird. Auf diese Weise kann die Wärmeabfuhr in einem solchen Maße erfolgen, daß ein gekapseltes Schaltgerät, beispielsweise von iooo Amp. auf i5oo Amp. Nennstrom gebracht werden kann. Der Aufstellung eines Lüfters im Innern eines staub- und wasserdichten- Gehäuses standen hierbei (insofern Bedenken entgegn, als man befürchtete, daß durch die zusätzliche Wärmequelle, die durch einen im Innern des das Schaltgerät aufnehmenden . Gehäuses aufgestellten Lüftermotor entsteht, die Verhältnisse im Innblick auf -die Wärmeabfuhr nicht verbessert, sondern weiterhin verschlechtert werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bereits eine verhältnismäßig geringe Luftströmung ausreicht, um den erwünschten Umlauf und somit trotz der Aizwendung unbedeutender und kleiner Mittel (Lüfter) einen günstigen Wirkungsgrad -der Wärmeübertragung und eine Leistungssteigerung des Schaltgeräts zu erzielen.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand an Handeines im Schnitt dargestellten gekapselten Schaltgeräts veranschaulicht.
In einem mittels eines abnehmbaren oder schwenkbaren Deckels i (der Tür) abgedeckten Gehäuse 2 ist beispielsweise ein ein- oder mehrpoliger Selbstschalter untergebracht, der. einen an der Stromzuleitung 6 angeschlossenen feststehenden Kontakt 3, einen beispielsweise über Strombänder 7 an der Stromableitung 8 angeschlossenen, mittels einer Antriebswelle 9 und eines Hebels ro betätigbaren beweglichen Kontaktq. sowie eineLichtbogenkammer i i enthält, die für eine sichere Lichtbogenführung sorgt. Außerdem können nm Gehäuse 2 noch in der Zeichnung nicht dargestellte Strom-und Spannungsmesser, Relais, z. B. Überstrom- oder Überspannungsrelais usw. untergebracht sein.
An der hinteren Wandung des Gehäuses 2 ist mittels eines konsolartigen feststehenden oder schwenkbaren Tragarmes 15 ein z. B. gelenkig (schwenkbar) gelagerter Ventilator i2, insbesondere nahe der Stirnwandung des Deckels i aufgestellt. Der Lüfter i2 ruft einen in der Zeichnung durch Pfeile 1q, angedeuteten Umlauf der Luft innerhalb des Gehäuses hervor, in der Weise, daß die Luft durch die Lichtbogenkammern i r des Schalters entlang der Strombahnen geführt wird, worauf die erwärmte Luft an den Wandungen des Gehäuses abgekühlt wird. Die Richtung; in der die Luft im Innern des Gehäuses verläuft, kann je nach der einstellbaren Lage des Lüfters 12 verändert werden.
Die zwischen den einzelnen Polen des mehrpoligen Schalters vorgesehenen Phasenisolierstoffwände 17 können vorteilhaft als -Luftführungen dienen. - _ Der Lüfter kann im Geigensatz zur Darstellung in: 'der Zeichnung am Deckel i vorgesehen werden. Auf diese Weise wird die Zugänglichkeit zu den nicht eingezeichneten. Schutzvorrichtungen, z. B. Relais od. dgl., erleichtert.
Man kann ferner erforderlichenfalls mehrere Ventilatoren im Gehäuseinnern vorsehen. Hierbei kann man diese Ventilatoren sä anordnen, daß sie im gleichen oder im wesentlichen im gleichen Sinne wirken, indem sie hintereinander oder unter einem Winkel zueinander angeordnet werden.
Ferner kann, insbesondere bei gekapselten Schaltgeräten, vorteilhaft durch Anordnung einzelner Isolierwände im Innern des Gehäuses die gewünschte; z. B. eine solche Luftströmung erzielt werden, äaß die Blasluft des Lüfters direkt an die warmen- Schalterteile geführt wird. Die warme Luft kann :dann durch eine Öffnung in der oberen Isolierabdeckung aus dem Schaltraum austreten und wird an dien Außenwänden des gekapselten staubdichten Gehäuses entlang dem Lüfter wieder zugeführt. Bei der zwangsweise auftretenden hohen Lufterwärmung kann es mit Rücksicht auf ,die Arbeitsmöglichkeit irgendwelcher eingebauter Relais vorteilhaft sein, ,die Relais od. dgl. durch Einbau einer oder mehrerer Zwischenwände dem Warmluftstrom zu entziehen.
Am Gehäuse z und Deckel i können vorteilhaft z. B. nach Art von Türkontakten ausgebildete, in dem Stromkreis des Lüftermotors sich befindende Kontakte vorgesehen sein, die beim Öffnen des Deckels i den Lüftermotor spannungslos machen.
Eine zweckmäßigeWeiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist in der Form möglich, daß der Lüfterantrieb in Abhängigkeit von der Temperatur im Gehäuse, und zwar entweder von der Lufttemperatur oder der Temperatur eines beliebigen Geräteteils über einen Temperaturwächter, z. B. unter Verwen(dung eines Thermoelementes bzw. unter Benutzung eines Bimetall relais ein- und ausgeschaltet wind. Dadurch kann erreicht werden, daß bei niedriger Belastung des gekapselten Geräts der Ventilator abgeschaltet wird. Die Steuerung kann z. B. durch ein Hilfsrelais (Einbau indem Schutzrahmen für die Maaschennetzrelais) vorgenommen werden, das durch einen Bimetallsatz betätigt wird.
Der Biinetallsatz kann, wie bereits an anderer Stelle angegeben wurde, aus zwei Streifen bestehen, von denen der eine die Zuschaltung, der andere die Abschaltung übernimmt. Der Bimetallsatz wird beispielsweise oben im Gehäuse gegen. Schaltfeuer geschützt eingebaut und wird somit bei Stillstand des Lüfters der aufsteigenden Warmluft ausgesetzt. Der . erste B:imetallstreifen ist so eingestellt, daß der Lüfter eingeschaltet wird, wenn die Erwärmung des Schaltgeräts, die künstliche Belüftung notwendig macht. Da bei Anlauf des Lüfters eine sofortige Temperaturabsenkung der Luft oben im Gehäuse eintritt, so wird die Lüftersteuerung über den zweiten Bimetallstreifen nach dem Ansprechen geschlos- i sen gehalten. Der zweite Bimetallstreifen öffnet erst, wenn die Lufttemperatur im Gehäuse so weit gesunken ist, daß ein ungefährdeter Betrieb des Schalters ohneLüfter aufrechterhalten werden kann.
Für den Fall, daß aus irgendeinem Grund der Lüfter nicht anlaufen sollte, kann ein weiterer Bimetallstreifen vorgesehen werden, der dann den Schalter bei Gefährdung über den Arbeitsstromausläser ausschaltet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. In einem Gehäuse untergebrachtes Schaltgerät, :dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (2) ein elektrisch angetriebener Lüfter (i2) vorgesehen ist, der einen derartigen Umlauf der Luft innerhalb des Gehäuses hervorruft, daß die erwärmte Luft an den kühlenden Wandungen des Gehäuses entlanggeführt wird.
2.. Schaltgerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Lüfter an der Innenwanidungdes Gehäuses (2), insbesondere in der Nähe .des Deckels (i), und zwar beispielsweise auf einem konsolartigen Tragarm (i5) angeordnet ist.
3. Schaltgerät mach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Lüfter am Deckel (i) des Gehäuses (2) vorgesehen ist. q..
Schalter nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, @daß die umlaufende Kühlluft durch die Lichtbogenkammer des Schalters entlang den Strombahnen geführt wird.
5. Schalter nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß der Lüfter (i2) schwenkbar gelagert ist, insbesondere derart, daß je nach der jeweiligen Lage des Lüfters die Richtung der im Innern des gekapselten Gehäuses (2) umlaufenden Luft verändert werden kann.
6. Schalter nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den einzelnen Polen des Schalters vorgesehenen Ph:asenisolierwände (i7) als Luftführungen dienen.
7. Schalter nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (2) und/bzw. im Deckel (i) Leitflächen zum Führen der umlaufenden Luft vorgesehen sind. B.
Schalter nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitflächen insbesondere zwischen den Strombahnen (der Hin- und Rückleitung) angeordnet sind.
9. Schalter nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, :daß der Luftstrom des Lüfters (i2) direkt auf den Schalter gerichtet ist. io.
Schalter nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (2) mehrere im wesentlichen im gleichen Sinne wirkende Lüfter vorgesehen sind. i i.
Schalter nach Anspruch i bis 1o, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüfter hintereinanderliegen.
12. Schalter nach Anspruch i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüfter unter einem Winkel zueinander angeordnet sind. 13. Schalter nach Anspruch i bis i2, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse (2) und Deckel (i) z. B. nach Art von Türkontakten ausgebil-,dete, in dem Stromkreis des Lüftermotors sich befindende Kontakte vorgesehen sind, die beim Öffnen des Deckels den Lüftermotor spannungslos machen. , 1q..
Schalter nach Anspruch i bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des Gehäuses (2) eine Zwischenwand eingebaut ist, mit deren Hilfe Relais od. dgl. dem Warmluftstrom entzogen werden.