[0001] Die Erfindung betrifft eine Flachlöschkammer für Lasttrennschalter mit schwenkbar
gelagerten Schleppmessern, bestehend aus einem einen Schleppmesserkontakt aufnehmenden
Kunststoff-Flachgehäuse mit einem sich zumindest über den
Schleppmesser- schwenkbereich erstreckenden schmalen Löschraum.
[0002] Lasttrennschalter sind allgemein mit einer zusätzlichen Einrichtung zur Löschung
des beim Abschalten entstehenden Lichtbogens ausgestattet. Diese zusätzliche Einrichtung
kann insbesondere bei Innenraumanlagen aus einer Schleppmesseranordnung mit Flachlöschkammern
bestehen. Die Wände derartiger Flachlöschkammern bestehen dabei aus einem unter dem
Einfluß des beim Abschalten entstehenden Lichtbogens Löschgas freigebenden Material.
[0003] Es ist eine Flachlöschkammer bekannt, die aus formgesägten Acrylplatten besteht,
von denen jeweils zwei spiegelbildlich angeordnete Ausnehmungen besitzende Platten
zusammengenietet sind. Das Formsägen der Acrylplatten muß dabei sehr sorgfältig erfolgen
und erfordert aus diesem Grunde einen erheblichen Zeitaufwand, was wiederum zu relativ
hohen Herstellkosten führt.
[0004] Es ist ferner eine Flachlöschkammer aus gespritzten Formteilen aus Polyoxymethylen
bzw. Polyformaldehyd (POM) bekannt. Nachteilig bei dieser Flachlöschkammer ist, daß
die Polyformaldehyd-Formteile keine Füllstoffe enthalten dürfen und somit eine starke
Verrippung der Seitenteile vorgesehen werden muß, die wiederum zu Fertigungsschwierigkeiten
und zusätzlichem Aufwand führt. Außerdem verzieht sich dieses Material relativ leicht
in unkontrollierter Weise, so daß sich störende Ungleichmäßigkeiten in den Abmessungen
des schmalen Löschspaltes ergeben können, die eine zuverlässige und einwandfreie Löschung
eines Lichtbogens zumindest beeinträchtigen können.
[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Flachlöschkammer der eingangs definierten Art
so auszubilden, daß sie unter Gewährleistung einer hohen Betriebssicherheit gleichzeitig
eine Vereinfachung der Fertigung und eine Verbesserung der Löscheigenschaften erbringt.
[0006] Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Flachgehäuse aus einem
im wesentlichen steifen Trägerrahmen und an diesem Trägerrahmen befestigten, die Seitenwände
des Löschraums bildenden, elastisch verformbaren Platten aus Löschgas abgebendem Material
besteht.
[0007] Durch die Kombination eines hinsichtlich der geforderten Festigkeitseigenschaften
optimal dimensionierbaren Trägerrahmens mit elastisch verformbaren, d.h. relativ dünnen
Platten aus Löschgas abgebendem Material wird einerseits ein wirtschaftlicher Aufbau
der Flachlöschkammer aus preiswerten, einfachen Einzelteilen ermöglicht, und andererseits
in funktioneller Hinsicht der wesentliche Vorteil erzielt, daß ein in seinen Abmessungen
löschstromabhängig variabler Löschraum erhalten wird, da die elastisch verformbaren
Platten bei hohen Strömen ihren gegenseitigen Abstand vergrößern und damit eine bessere
Druckentlastung erbringen, während bei niedrigen Strömen diese Platten sehr nahe am
Schleppmesse liegen bzw. sogar am Schleppmesser anliegen können und somit den Lichtbogen
optimal löschen.
[0008] Die elastisch verformbaren Platten bestehen vorzugsweise aus Polyformaldehyd und
werden in einem einfachen Stanzvorgang aus Plattei material gefertigt. Für den Trägerrahmen
wird als Material bevorzugt glasfaserverstärkter Kunststoff, verwendet. Die Bestandteile
der Flachlöschkammer können somit durch den Einsatz von Stanzwerk zeugen und Spritzwerkzeugen
gefertigt werden, wodurch die Wirtschaftlichkeit der Herstellung wesentlich erhöht
wird.
[0009] Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Flachlöschkammer nach der Erfindung zeichnet
sich dadurch aus, daß die elastisch verformbaren Platten im wesentlichen rechteckig
ausgebildet und mit ihren stützerseitigen und deckwandseitigen Randbereichen an dem
im wesentlichen L-förmige Gestalt besitzenden Trägerrahmen befestigt sind.
[0010] Auf diese Weise sind die Löschgas abgebenden Platten an zwei aneinandergrenzenden
Umfangs-Randbereichen eindeutig fixiert, während im Schleppmesser-Schwenkbereich die
gewünschte Elastizität der Platten gewährleistet ist.
[0011] Da aufgrund der Elastizität der Löschgas abgebenden Platten unterschiedliche gegenseitige
Abstände dieser Platten im
Schleppmesser-Schwenkbereich, d.h. im Löschraum,durchaus zulässig sind, kann nach einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung sogar vorgesehen sein, daß die freien Randbereiche
bzw. Kanten der elastisch verformbaren Platten unmittelbar aneinanderliegen. Dies
bedeutet, daß hinsichtlich des Befestigens der elastisch verformbaren Platten am Trägerrahmen
keine hohen Genauigkeitsanforderungen zu erfüllen sind, und überdies wird im Falle
des
Aneinanderliegens der freien Kanten der elastisch verformbaren Platten im praktischen
Einsatz sogar noch ein Schutz gegen unerwünschte Verschmutzung des Löschraums erzielt.
[0012] Um beim Einschaltvorgang ein problemfreies Eintreten des Schleppmessers in den Löschraum
zu gewährleisten, sind die Randkanten der beiden elastisch verformbaren Platten im
Schleppmessereintrittsbereich vorzugsweise etwas gegeneinander versetzt, so daß das
Schleppmesser den Spalt zwischen den beiden Platten stets sicher öffnen und in den
Löschraum eintreten kann.
[0013] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
[0014] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher
erläutert; in der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Lasttrennschalter mit einer erfindungsgemäßen Flachlöschkammer,
und
Fig. 2 eine in Bezug auf die Ansicht nach Fig. 1 um 90° gedrehte Seitenansicht des
Lasttrennschalters.
[0015] Der in den Figuren 1 und 2 insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 versehene Lasttrennschalter
wird mittels eines oberen und unteren Isolierstützers 12 bzw. 14 gehalten. An den
beiden Isolierstützern 12 bzw. 14 sind durch Schrauben 17 Befestigungselemente 19
für eine obere, stationäre Anschlußlasche 13 bzw. eine untere, stationäre Anschlußlasche
15 angebracht.
[0016] An der unteren, stationären Anschlußlasche 15 ist ein Doppelschaltmesser 20 um eine
Achse 21 (siehe Fig. 2) drehbar angelenkt. Wie sich aus Fig. 2 ergibt, besteht das
Doppelschaltmesser 20 aus zwei langgestreckten, parallel zueinander verlaufenden Elementen
20a bzw. 20b, zwischen denen am unteren Ende ein Kontakt 15a der unteren Anschlußlasche
15 und am oberen Ende ein Kontakt 13a der oberen Anschlußlasche 13 angeordnet ist.
[0017] Die beiden Elemente 20a, 20b können gemeinsam mittels einer isolierten Schaltschwinge
16, die an einer Achse 32 an dem Doppelschaltmesser 20 angelenkt ist, über einen Kurbeltrieb
18 verschwenkt werden.
[0018] Wie man Fig. 2 entnehmen kann,'steht die Achse 32 seitlich etwas aus dem linken Element
20b des Boppelschaltmessers 20 vor; auf diesem Ende der Achse 32 ist ein Schleppmesser
28 frei drehbar gelagert. Eine die Achse 32 umgebende Feder 23 ist mit einem Ende
an dem Doppelschaltmesser 20 und mit dem anderen Ende an dem Schleppmesser 28 befestigt.
'
[0019] Das obere Ende des schwenkbar gelagerten Schleppmessers 28 ragt in den Spalt einer
Flachlöschkammer 30, die später noch im einzelnen beschrieben werden soll.
[0020] Mit der oberen, stationären Anschlußlasche 13 ist eine Blattfeder 22 verbunden, die
an ihrem freien Ende mit einem zur Führung eines Abbrennkontaktes 24 dienenden Schlitz
versehen ist. Dieser Abbrenhkontakt 24 ragt von der außerhalb der Flachlöschkammer
30 angeordneten und an der Flachlöschkammerwand anliegenden Blattfeder 22 durch eine
Aussparung in der Wand dieser Flachlöschkammer 30 in den Spalt der Flachlöschkammer
und liegt in der Bahn der Schwenkbewegung des Schleppmessers 28. Die Schlitzführung
des Abbrenn- bzw. Abstreifkontaktes 24 in der Blattfeder gewährleistet eine axiale
Verschiebbarkeit dieses Kontaktes, so daß der Kontakt beim Einschlagen des Messers
ausweichen kann, beim Herausziehen aber seine Lage beibehält, so daß sich das Messer
an ihm abstreifen kann. Die Feder 22 hat somit eine Mehrfachfunktion, nämlich die
Funktion der Kontaktbolzenführung und der Stromleitung.
[0021] Im folgenden soll die Funktionsweise dieses Lasttrennschalters 10 beschrieben werden.
Dabei wird von dem eingeschalteten Zustand ausgegangen, d.h., die beiden oberen Enden
der Elemente 20a, 20b des Doppelschaltmessers 20 liegen rechts bzw. links an dem Kontakt
12a der oberen, stationären Anschlußlasche 13 an, schließen also den Kontakt 13a gabelförmig
zwischen sich ein, während sich das Schleppmesser 28 in dem Spalt der Flachlöschkammer
30 befindet und dabei an dem Abbrennkontakt 24 anliegt. In diesem Zustand fließt Strom
im wesentlichen über die Hauptstrombahn, d.h. zwischen den beiden Anschlußlaschen
13 und 15 über die beiden Elemente 20a, 20b des Doppelschaltmessers 20.
[0022] Wenn nun die Schaltschwinge 16 mittels des vorzugsweise als Sprungfederantrieb ausgebildeten
Kurbeltriebs 18 betätigt wird, so wird das Doppelschaltmesser 20 um die Achse 21 geschwenkt,
und die oberen Enden der beiden Elemente 20a, 20b kommen von dem Kontakt 13a frei.
Hierbei entsteht jedoch kein Lichtbogen, da der Strom über die Nebenstrombahn, d.h.
über die Anschlußlasche 13, die Blattfeder 22, den Abbrennkontakt 24, das Schleppmesser
28, die Achse 32 und den unteren Teil des Elementes 20b zu der Anschlußlasche 15 fließen
kann.
[0023] Bei der weiteren Schwenkbewegung des Schaltmessers 20 wird die Feder 23 stärker gespannt,
und durch die geometrischen Verhältnisse,gemäß der die Achse des Schleppmessers eine
Kreisbewegung ausführt, streift das Schleppmesser am Abbrennkontakt 24 ab, so daß
sich das Schleppmesser aufgrund der vorgespannten Feder 23 schließlich schlagartig
von dem Abbrennkontakt 24 löst und um die Achse 32 schwenkt. Der zwischen
[0024] dem Abbrennkontakt 24 und dem Schleppmesser 28 auftretende Lichtbogen führt zu einer
starken Erhitzung der Wände der Flachlöschkammer 30, die sofort ein Löschgas abgeben.
Auf diese Weise wird der Lichtbogen sofort gelöscht, d.h., noch während der Zeitspanne,
in der sich das Schleppmesser 28 in dem Spalt der Flachlöschkammer 30 befindet.
[0025] Zur Einschaltung dieses Lasttrennschalters 10 wird das Doppelschaltmesser 20 und
damit auch das Schleppmesser 28 mittels der Schaltschwinge 16 in die aus den Figuren
1 und 2 ersichtliche Lage geschwenkt.
[0026] Im folgenden soll im einzelnen der Aufbau der Flachlöschkammer 30 beschrieben werden.
[0027] Die Flachlöschkammer 30 besteht aus einem L-förmigen Versteifungsrahmen 34 aus glasfaserverstärktem
Kunststoff, dessen kurzer Schenkel 34a an dem oberen Isolierstützer 12 angebracht
ist. Dieser kurze Schenkel 34a geht über eine Verbreiterung 34b in den langen Schenkel
34c über, der an seinem gemäß der Darstellung in Fig. 1 vorderen Ende mit einem nach
unten ragenden Vorsprung 34d versehen ist.
[0028] Die Verbreiterung 34b des Versteifungsrahmens 34 weist eine kreisförmige Öffnung
auf, durch die der Abbrennkontakt 24 der Blattfeder 22 von außen in das Innere des
Versteifungsrahmens 34, nämlich in den noch zu erläuternden Spalt.des Rahmens 34,
ragt.
[0029] Wie man insbesondere Fig. 2 entnehmen kann, hat der Versteifungsrahmen 34 einen U-förmigen
Querschnitt, d.h., gemäß der Darstellung in Fig. 1 weist der untere Rand des langen
Schenkels 34c sowie der Verbreiterung 34b und der linke Rand des kurzen Schenkels
34a des Versteifungsrahmens 34 eine durchgehende, spaltförmige Aussparung 36 auf.
In diese Aussparung 36, in der sich auch das Schleppmesser 28 befindet, ragt auf einer
Seite der Abbrennkontakt 24.
[0030] Die Aussparung 36 des Versteifungsrahmens 34 hat im Querschnitt Rechteckform und
ist in ihrer Bodenfläche mit zwei Nuten 38 versehen, die durch einen Mittelsteg 40
voneinander getrennt sind und an ihren Außenflächen jeweils bündig in die Seitenflächen
der Aussparung 36 übergehen (siehe Fig. 2).
[0031] In diese Nuten 38 in der Aussparung 36 werden die Ränder von zwei dünnen Platten
42, 44 aus Polyformaldehyd (POM) eingeführt und an den in Fig. 1 angedeuteten Stellen
46 durch Nieten an dem Versteifungsrahmen 34 befestigt. Wesentlich ist auch, daß am
Versteifungs- bzw. Halterahmen Platten unterschiedlicher Größe ohne irgendwelche erforderlichen
Änderungen befestigt werden können, so daß je nach der vorgesehenen Spannung die jeweils
passenden und erforderlichen Platten eingesetzt werden können.
[0032] Nur der gemäß der Darstellung in Fig. 1 obere bzw. rechte Rand der beiden Platten
42 und 44 ist also fest an dem Versteifungsrahmen 34, d.h., in seiner Aussparung 36,
angebracht, so daß die relativ große, übrige, nahezu rechteckige Fläche der die Seitenwände
der Flachlöschkammer 30 bildenden Platten 42, 44 aufgrund der Elastizität des Polyformaldehyds
eine gewisse Verformung und Verbiegung durchführen können.
[0033] Zwischen den Innenflächen der beiden Platten 42 und 44 befindet sich in der Einschaltstellung
das Schleppmesser 28, wie man Fig. 2 entnehmen kann.
[0034] Der Versteigungsrahmen 34 aus glasfaserverstärktem Kunststoff wird durch ein übliches
Spritzverfahren hergestellt, während die Platten 42, 44 aus plattenförmigen Polyformal-dehyd-Halbzeug
ausgestanzt werden. Anschließend werden die Platten 42, 44 mit dem Versteifungsrahmen
34 vernietet.
[0035] Da die Platten 42, 44 eine gewisse Elastizität haben, werden sie bei einer Betätigung
des Lasttrennschalters 10 selbst dann durch das Schleppmeser 28 auseinandergedrückt,
wenn ihre gemäß der Darstellung in Fig. 1 unteren Randbereiche aneinanderliegen sollten.
Um den Eintritt des Schleppmessers 28 in den Eintrittsbereich zwischen den beiden
Platten, also an der gemäß der Darstellung in Fig. 1 linken unteren Ecke der beiden
Platten 42, 44 zu erleichtern, sind an dieser Ecke die Randkanten der beiden Platten
etwas gegeneinander versetzt, wie durch die Bezugszeichen 42a bzw. 42b angedeutet
ist.
[0036] Wenn zumindest am unteren Rand der beiden Platten 42, 44 die Breite des Spaltes zwischen
ihnen kleiner als die Breite des Schleppmessers 28 ist, so liegen bei niedrigen Strömen
die Platten 42, 44 an dem Schleppmesser 28 an, wodurch sich eine bessere Löschung
des Lichtbogens erreichen läßt. Bei hohen Strömen entsteht ein starker Lichtbogen
und eine entsprechend starke Erhitzung, so daß die Platten 42, 44 noch mehr Gas abgeben
und sich dadurch entsprechend weiter öffnen. Auf diese Weise kann eine bessere Druckentlastung
erreicht werden.
[0037] Bei Bedarf können die beiden Platten 42, 44 so ausgelegt werden, daß sie unter einer
bestimmten Vorspannung in Anlage aneinander kommen, um sicherzustellen, daß sie zumindest
bei niedrigen Strömen an dem Schleppmesser 28 anliegen.
1. Flachlöschkammer für Lasttrennschalter mit schwenkbar gelagerten Schleppmessern,
bestehend aus einem einen Schleppmesserkontakt aufnehmenden Kunststoff-Flachgehäuse
mit einem sich zumindest über den Schleppmesser-schwenkbereich erstreckenden schmalen
Löschraum, dadurch gekennzeichnet , daß das Flachgehäuse aus einem im wesentlichen
steifen Trägerrahmen (34) und an. diesem Trägerrahmen befestigten, die Seitenwände
des , Löschraums (41) bildenden, elastisch verformbaren Platten (42, 44) aus Löschgas
abgebendem Material besteht.
2. Flachlöschkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die elastisch verformbaren
Platten (42, 44) aus Polyformaldehyd bestehen.
3. Flachlöschkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Trägerrahmen
(34) aus glasfaserverstärktem Kunststoff besteht.
4. Flachlöschkammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die elastisch
verformbaren Platten (42, 44) aus ebenen Stanzteilen bestehen.
5. Flachlöschkammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet
, daß der Trägerrahmen (34) aus einem Spritzgußteil besteht.
6. Flachlöschkammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet
, daß die elastisch verformbaren Platten (42, 44) im wesentlichen rechteckig ausgebildet
und mit ihren stützerseitigen und deckwandseitigen Randbereichen an dem im wesentlichen
L-förmige Gestalt besitzenden Trägerrahmen (34) befestigt sind.
7. Flachlöschkammer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet , daß der Abstand zwischen den beiden elastisch verformbaren Platten
(42, 44) im Bereich des Trägerrahmens (34) im wesentlichen gleich der Stärke des Schleppmessers
(28) ist.
8. Flachlöschkammer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Abstand zwischen
den beiden elastisch verformbaren Platten (42, 44) in ihren freien Randbe- reichen kleiner als die Stärke des Schleppmessers (28) ist.
9. Flachlöschkammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet
, daß die freien Randbereiche der elastisch verformbaren Platten (42, 44) unter leichter
Vorspannung aneinanderliegen.
10. Flachlöschkammer nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Randkanten
der beiden elastisch verformbaren Platten (42, 44) im Schleppmesser-Eintrittsbereich
gegeneinander versetzt sind.
11. Flachlöschkammer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet , daß der Trägerrahmen (34) zur Fixierung der Randbereiche der elastisch
verformbaren Platten (42, 44) im Querschnitt im wesentlichen U-förmig ausgebildet
ist, und daß die Plattenränder an den Innenwänden der Aufnahmeschenkel anliegen.
12. Flachlöschkammer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Bodenfläche
der U-förmigen Aussparung (36) zwei Nuten (38) zur Aufnahme der Randbereiche der elastisch
verformbaren Platten (42, 44) aufweist.
13. Flachlöschkammer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Nuten
(38) durch einen Mittelsteg (40) voneinander getrennt sind, und daß die Außenflächen
der Nuten (38) bündig in die Innenwände der Schenkel der Aussparung (36) übergehen.
14. Flachlöschkammer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet , daß die Randbereiche der elastisch verformbaren Platten (42, 44)
durch Nieten an dem Trägerrahmen (34) befestigt sind.
15. Flachlöschkammer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet , daß der Trägerrahmen (34) zur Aufnahme unterschiedlich großer Platten
(42,44) ausgebildet ist.
16. Flachlöschkammer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet , daß sich durch eine Aussparung in der trennstreckenseitigen Platte
ein Abbrandkontakt (24) in den Löschkammerraum erstreckt, und daß dieser Abbrandkontakt
(24) in einem Längsschlitz einer gleichzeitig die Stromleitbahn bildenden und an der
Außenseite der Platte anliegenden Blattfeder (22) geführt ist.