Elektrischer Leitungsschutzschalter

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen elektrischen Leitungsschutzschalter nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

[0002] Sie betrifft insbesondere die Lichtbogenlöschanordnung und zwar mit einem Löschkammervorraum und einem Lichtbogenlöschblechpaket.

[0003] Bei einer Schalthandlung wird zwischen dem beweglichen und festen Kontakstück ein Lichtbogen gezogen, der entlang zweier sich gegenüberliegender Lichtbogenleitschienen, die das Lichtbogenlöschblechpaket zwischen sich nehmen, mit seinen Fußpunkten entlang bis hin zu dem Lichtbogenlöschblechpaket läuft, in dem der Lichtbogen strombegrenzend gelöscht oder soweit heruntergekühlt wird, daß eine Wiederzündung nach dem Nulldurchgang nicht mehr auftritt.

[0004] Bei allen diesen Löschkammern ist der Abführung des Löschgases besondere Aufmerksamkeit zu widmen. In jedem Falle muß vermieden werden, daß die aus dem Schaltgerät bzw. Leitungsschutzschalter austretenden Löschgase zu heiß sind und ggf. auch noch Metallpartikel mit sich führen.

[0005] Um dies zu verhindern sind Abluftkanäle ins Freie vorgesehen worden, die ggf. auch mit Einsätzen, bspw. aus Metallwolle, zur Erzielung einer ausreichenden Gaskühlung versehen sind. Es ist dabei auch wesentlich, daß das Einführen spitzer Gegenstände von außen nach innen verhindert wird; dies wird mit Umlenkungen oder sogenannten Schikanen erreicht.

[0006] Aus der DE-A 32 25 736 ist ein elektrischer Leitungsschutzschalter der eingangs genannten Art bekannt geworden, der hinter der das feste Kontaktstück tragenden Lichtbogenleitschiene zusätzlich einen Kanal aufweist, durch den ein Teil des bei einer Schalthandlung entstehenden Lichtbogenlöschgases unter Umgehung der Lichtbogenlöschkammer zu einem Auspuff abgeführt wird. Zu diesem Zweck besitzt die Lichtbogenleitschiene einen Schlitz, durch den hindurch das Lichtbogenlöschgas in den Kanal gelangt. Die Aufgabe dieses Kanals besteht aber lediglich darin, den vom Lichtbogen erzeugten Druck in der Lichtbogenlöschkammer zu vermindern und das in der Laufrichtung vor dem Lichtbogen liegende Gaspolster, welches als Gegenkraft sich bremsend auf die Lichtbogenwanderungsgeschwindigkeit auswirkt, abzuführen, so daß eine Erhöhung der Lichtbogenlaufgeschwindigkeit erzeugt wird.

[0007] Aus der FR-A 2 195 049 ist ein Schaltgerät bekannt geworden, bei dem parallel zu zwei Lichtbogenleitschienen je eine Rinne außerhalb der Lichtbogenlöschkammer vorgesehen ist, in der eine Lichtbogenführung liegt. Ob der Bereich zwischen den Lichtbogenleitschienen und den Rinnen ein Kanal ist zur Führung des Lichtbogenlöschgases erscheint zweifelhaft; die Rinnen dürften eher dazu dienen, die Lichtbogenlöschkammer nach unten hin abzugrenzen, so daß Lichtbogenlöschgas nicht nach unten aus der Lichtbogenlöschkammer austreten kann.

[0008] Aufgabe der Erfindung ist es, einen Leitungsschutzschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem ein Austreten der Abgase aus dem Schaltgerätegehäuse vermindert ist.

[0009] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

[0010] Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird in dem Gehäuse eine Art Kreisströmung erzeugt, bei der sich die Lichtbogengase erheblich abkühlen, bzw. bei der sich durch geeignete Führung der Lichtbogenlöschgase diese "totlaufen". In jedem Falle werden die Gase im Inneren des Gehäuses abgekühlt, daß eine Wiederzündung vermieden wird.

[0011] Dadurch daß, gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 2, die schon abgekühlten Lichtbogenlöschgase wieder in den Löschkammerraum eintreten können, wird aufgrund dieser Rückbeblasung der Lichtbogen zusätzlich in die Lichtbogenlöschkammer gedrückt.

[0012] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.

[0013] Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen und weitere Vorteile näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigt:

[0014] 

Fig. 1

einen Teilschnitt durch einen erfindungsgemäßen Schalter insbesondere im Bereich der Lichtbogenlöschkammer,

Fig. 2

eine Schnittansicht gemäß der Linie II-II der Fig. 1 und

Fig. 3

eine Schnittansicht gemäß der Linie III-III der Fig. 1.

[0015] Die Anordnung die in der Figur 1 dargestellt ist, ist in einen Leitungsschutzschalter eingebaut, der in üblicher Weise einen thermischen Auslöser, einen elektromagnetischen Auslöser, eine Kontaktstelle und eine dazugehörige und daran angepaßte Lichtbogenlöschanordnung aufweist. Die Lichtbogenlöschanordnung, auf die sich die Erfindung bezieht, ist in der Figur 1 mit der Bezugsziffer 10 in ihrer Gesamtheit bezeichnet. Der Schalter besitzt ferner ein an einer Lichtbogenleitschiene 11 angebrachts festes Kontaktstück 12 und ein an einen beweglichen Kontakthebel 13 angebrachtes bewegliches Kontaktstück 14. Die Lichtbogenleitschiene 11 verläuft annähernd L-förmig mit einem nicht näher bezifferten ersten Schenkel, der das feste Kontaktstück 12 trägt, und mit einem senkrecht zu diesem verlaufenden zweiten Schenkel 16; an diesen zweiten Schenkel 16 schließt sich ein Lichtbogenlöschblechpaket 17 an, dessen Lichtbogenlöschbleche 20 parallel zu dem Schenkel 16 verlaufen. Auf der anderen Seite des Lichtbogenlöschblechpaketes 17 befindet sich eine weitere Lichtbogenleitschiene 18, so daß die beiden Lichtbogenleitschienen 18, 16 das Lichtbogenlöschblechpaket 17 zwischen sich nehmen.

[0016] Die gesamte Anordnung der Lichtbogenleitschienen 11 und 18 mit dem Lichtbogenlöschblechpaket 17 sind in einem Gehäuse 15 untergebracht, das in der Figur 1 als eigenständiges Gehäuse gezeichnet ist, das aber tatsächlich Teil des den Leitungsschutzschalter aufnehmenden Gehauses sein kann. Das in der Figur 1 dargestellte Gehäuse besitzt vier ein praktisch geschlossenes Rechteck bildende Gehäusewände, einen Bodenbereich 21, einen Seitenbereich 22, einen oberen Bereich 23 und einen Schottwandabschnitt 24. Die beiden Bereiche 21 und 23 liegen ebenso wie die Bereiche 22 und 24 sich gegenüber und begrenzen auf diese Weise ein Rechteck. Die parallel zu der Zeichenebene vorhandenen Gehäusewandungen sind in der Figur 1 nicht ersichtlich; es können die beiden Seitenwände des Leitungsschutzschalters sein. Im Bereich des beweglichen Kontakthebels 13 ist in Verlängerung der Schottwand 24 ein weiterer Schottwandabschnitt 25 vorgesehen.

[0017] Man erkennt aus der Figur 1, daß die Abstände der Lichtbogenleitschienen 11 bzw. 16, 18 von den benachbarten Gehäusewandungen einen Abstand D₃ (Abstand der Leitschiene 18 von der Gehäusewandung 24) und D₄ (Abstand des Schenkels 16 von der Gehäusewand 22) aufweisen und das zwischen der Leitschiene 18 und dem dieser benach barten Lichtbogenlöschblech 20 ein Abstand D₂ und zwischen dem Schenkel 16 und dem benachbarten Lichtbogenlöschblech 19 ein Abstand D₁ vorgesehen ist.

[0018] Zwischen der Lichtbogenleitschiene 11 mit dem Schenkel 16 und der Gehäusewandung 21 bzw. 22 befindet sich ein Kanal 26 bzw. 27. Die Kanalform im Bereich der Bodenwand 21 ist aus der Fig. 2 zu ersehen. Man erkennt, daß dieser Kanalbereich eine U-förmige Ausnehmung bildet mit einem Kanalboden 27a und Kanalseitenwänden 28 und 29; die Breite D der Lichtbogenleitschiene 11 ist schmaler als die Breite des Kanals 26, so daß zwischen den Seitenkanten der Lichtbogenleitschiene 11 und den Seitenwänden 28 und 29 ein Durchgang 30 und 31 vorgesehen ist. Der Kanalabschnitt 26 geht in den Kanalabschnitt 27 stufig bei 32 über. Man erkennt, daß der Kanalabschnitt 27 gegenüber dem Abschnitt 26 schmaler ausgebildet ist und nach oben eine Stufung 32 und 33 aufweist, auf der die Lichtbogenleitschiene 11 bzw. der Schenkel 16 aufgelegt ist, wodurch der Schenkel 16 quasi eine Brücke über den Abschnitt 27 bildet. Die Breite B der Lichtbogenleitschiene 11/ 16 ist dann größer als die Breite des Kanalabschnittes. Der Abschnitt 27 geht also über die Stufung 32 über in den breiteren Kanalschnitt 26, gesehen entgegen der Laufrichtung des Lichtbogens.

[0019] Wenn zwischen den beiden Kontaktstücken 12 und 14 ein Lichtbogen entsteht, dann wandert dieser Lichtbogen in das Lichtbogenlöschblechpaket 17 ein und es bildet sich eine Gasströmung aus, die durch die Pfeile P1 bzw. P2 angedeutet ist. Es bildet sich also eine Art Wirbelströmung einerseits um das Leitblech 18 und andererseits um den Schenkel 16 der Lichtbogenleitschiene 11/16, wodurch eine optimale Entlüftung der Lichtbogenkammer erreicht wird, obwohl der Lichtbogen selbst nicht aus der Lichtbogenlöschkammer austreten kann.

[0020] Die Gasströmung durch die Kanalabschnitte 27 und 26 gelangt durch die Durchtritte bzw. Durchgänge 30 und 31 gemäß Pfeilrichtung P₁ wieder in den Bereich vor dem Lichtbogenlöschblechpaket 17. Aufgrund der Strömung durch den Kanalabschnitt 27 haben sich die Lichtbogenlöschgase schon ausreichend weit abgekühlt, so daß das in den Raum vor dem Lichtbogenlöschblechpaket 17 durch die Durchgänge 30 und 31 hindurch eintretende Gas praktisch wieder frisch ist, zumindest aber entionisiert ist. Es kann dann optimal und zweckmäßigerweise wieder für die Beschleunigung des Lichtbogens verwendet werden. Das gleiche gilt auch für die Gasströmung um die Lichtbogenleitschiene 18.

[0021] Man erkennt aus der Figur 1, daß der Gasstrom hinter dem Lichtbogenlöschblechpaket 17 durch einen Gehäusevorsprung 35 in zwei Teilströme unterteilt ist. Dieser Gehäusevorsprung 35 liegt in Verlängerung des dem Schenkel 16 benachbarten Lichtbogenlöschbleches 19, was bedeutet, daß lediglich der zwischen dem Löschblech 19 und dem Schenkel 16 befindliche Gasstrom in die Kanalabschnitte 27 bzw. 26 gelangen kann. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, daß der Vorsprung 35 an einem anderen Lichtbogenlöschblech anschließt.

[0022] Die Abgasseite des Lichtbogenlöschblechpaketes ist in üblicher Weise mit einer Abdeckung 36 versehen, die ein Austritt der zwischen den Löschblechen entstandenen Gase nach hinten gestattet.

[0023] Der Kanalabschnitt 26 ist durch einen im Bereich der Kontaktstelle 12/14 angeformten Wandvorsprung 21a begrenzt.

Ansprüche

1. Elektrischer Leitungsschutzschalter mit einer aus einem festen und einem beweglichen Kontaktstück (12, 14) gebildeten Kontaktstelle, mit einem der Kontaktstelle (12, 14) zugeordneten Lichtbogenlöschblechpaket (17), wobei das Lichtbogenlöschblechpaket zwischen zwei Lichtbogenleitschienen (16, 18) angeordnet ist, von denen die eine Lichtbogenleitschiene das feste Kontaktstück (12) trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogenlöschkammer (10) mit der Kontaktstelle (12, 14) und dem Lichtbogenlöschblechpaket (17) in einer eigenständigen Kammer (15) des den Leitungsschutzschalter aufnehmenden Gehäuses aufgenommen ist, daß zwischen den Lichtbogenleitschienen (11, 16, 18) und den benachbarten Kammerwandungen (21, 22, 24) ein erstes Paar von Strömungskanälen (26, 27) vorgesehen ist und zwischen den äußersten Lichtbogenlöschblechen (19, 20) und den benachbarten Leitschienen (16, 18) ein zweites Paar von Strömungskanälen vorgesehen ist, so daß sich eine Gasströmung durch die ersten und zweiten Paare von Strömungskanälen um die Lichtbogenleitschienen herum ausbildet.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen der das feste Kontaktstück (12) tragenden Lichtbogenleitschiene (11) und der Gehäusewand (21, 22) befindliche erste Paar von Strömungskanälen (26, 27) zwei Bereiche unterschiedlicher Breite aufweist, von denen derjenige Bereich, der an das feste Kontaktstück (12) angrenzt, breiter ausgebildet ist als die Lichtbogenleitschiene, so daß sich dort je ein Durchgang (30, 31) zwischen der Lichtbogenleitschiene (11) und den Wandungen (28, 29) dieses Kanalabschnittes bildet, durch die die Gase aus dem Kanalabschnitt in den Raum vor dem Lichtbogenlöschblechpaket austreten können.

3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Kanalabschnitt (27) schmaler ausgebildet ist als die Lichtbogenleitschiene (11, 16), so daß die Lichtbogenleitschiene diesen Abschnitt vollständig brückenartig überdeckt.

4. Schalter nach einen der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verlängerung eines der der Lichtbogenleitschiene (11, 16), die das feste Kontaktstück (12) trägt, benachbarten Lichtbogenlöschbleches (19) an der quer zu den Löschblechen verlaufenden Gehäusewandung (23) ein Vorsprung 35 angeformt ist, der den Bereich hinter der Lichtbogenlöschkammer (17) in zwei Raumabschnitte unterteilt, so daß das aus dem Lichtbogenlöschblechpaket ausströmende Löschgas teils in das erste Paar von Strömungskanälen (26, 27) und teils in das zwischen der Gehäusewandung (23, 24) und dem Lichtbogenlöschblechpaket gebildeten zweiten Paares von Strömungskanälen unterteilt ist.

5. Schalter nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogenlöschkammer beidseitig durch Abdeckplatten (40, 41) aus Keramik begrenzt ist.

Claims

1. Electric circuit breaker comprising a point of contact formed from a fixed and a movable contact piece (12, 14) and comprising an arc splitter assembly (17) assigned to the point of contact (12, 14), the arc splitter assembly being arranged between two arc guide rails (16, 18), of which one arc guide rail carries the fixed contact piece (12), characterised in that the arc quenching chamber (10) is accommodated with the point of contact (12, 14) and the arc splitter assembly (17) in a self-contained chamber (15) of the housing accommodating the circuit breaker, and in that a first pair of flow ducts (26, 27) is provided between the arc guide rails (11, 16, 18) and the adjacent chamber walls (21, 22, 24) and a second pair of flow ducts is provided between the outermost arc splitters (19, 20) and the adjacent guide rails (16, 18), so that a gas flow is formed through the first and second pairs of flow ducts around the arc guide rails.

2. Circuit breaker according to Claim 1, characterised in that the first pair of flow ducts (26, 27) located between the arc guide rail (11) carrying the fixed contact piece (12) and the housing wall (21, 22) has two regions of different width, of which that region which abuts the fixed contact piece (12) is constructed to be wider than the arc guide rail, so that there is formed there in each case a passage (30, 31) between the arc guide rail (11) and the walls (28, 29) of this duct section, through which the gases can emerge from the duct section into the space in front of the arc splitter assembly.

3. Circuit breaker according to Claim 2, characterised in that the other duct section (27) is constructed to be narrower than the arc guide rail (11, 16), so that the arc guide rail covers this section completely in the manner of a bridge.

4. Circuit breaker according to one of the preceding claims, characterised in that a projection 35 (sic), which subdivides the region behind the arc quenching chamber (17) into two spatial sections, is integrally formed in the extension of an arc splitter (19) adjacent to the the (sic) arc guide rail (11, 16), which carries the fixed contact piece (12), on the housing wall (23) extending transversely to the splitters, so that the quenching gas emerging from the arc splitter assembly is subdivided partly into the first pair of flow ducts (26, 27) and partly into the second pair of flow ducts formed between the housing wall (23, 24) and the arc splitter assembly.

5. Circuit breaker according to one of the preceding claims, characterised in that the arc quenching chamber is delimited on both sides by cover plates (40, 41) made of ceramic.

Revendications

1. Disjoncteur de protection de lignes électriques, comprenant un contact constitué d'une pièce de contact fixe et d'une pièce de contact mobile (12, 14) et un paquet de tôles (17) d'extinction d'arc électrique, associé au contact (12, 14), le paquet de tôles d'extinction d'arc étant disposé entre deux rails (16, 18) de guidage d'arc dont un rail porte la pièce de contact fixe (12), caractérisé par le fait que la chambre (10) d'extinction d'arc est placée, conjointement avec le contact (12, 14) et le paquet de tôles (17) d'extinction d'arc, dans une chambre (15) indépendante du boîtier recevant le disjoncteur de protection de ligne, qu'une première paire de canaux d'écoulement (26, 27) est prévue entre les rails (11, 16, 18) de guidage d'arc et les parois de chambre (21, 22, 24) voisines et une deuxième paire de canaux d'écoulement est prévue entre les tôles (19, 20) d'extinction d'arc extérieures et les rails de guidage (16, 18) voisins, de sorte qu'un courant de gaz se forme à travers la première et la deuxième paire de canaux d'écoulement, autour des rails de guidage d'arc.

2. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la première paire de canaux d'écoulement (26, 27), qui se trouve entre le rail (11) de guidage d'arc, portant la pièce de contact fixe (12), et la paroi (21, 22) du boîtier, présente deux zones de largeur différente, dont la zone, qui est adjacente à la pièce de contact fixe (12), est plus large que le rail de guidage d'arc, de sorte qu'à cet emplacement il existe chaque fois un passage (30, 31) entre le rail (11) de guidage d'arc et les parois (28, 29) de cette portion de canal, passage à travers lequel les gaz peuvent parvenir de la portion de canal à l'espace situé devant le paquet de tôles d'extinction d'arc.

3. Disjoncteur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'autre portion de canal (27) est plus étroite que le rail (11, 16) de guidage d'arc, de sorte que le rail recouvre complètement cette portion, à la manière d'un pont.

4. Disjoncteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que dans le prolongement de la tôle (19) d'extinction d'arc, adjacente au rail (11, 16) de guidage d'arc portant la pièce de contact fixe (12), une saillie (35) est formée d'une seule pièce sur la paroi de boîtier (23) perpendiculaire aux tôles d'extinction, saillie qui divise la zone située derrière la chambre (17) d'extinction d'arc en deux compartiments, de sorte que le gaz d'extinction sortant du paquet de tôles d'extinction d'arc est envoyé en partie dans la première paire de canaux d'écoulement (26, 27) et en partie dans la deuxième paire de canaux d'écoulement, qui est formée entre la paroi de boîtier (23, 24) et le paquet de tôles d'extinction d'arc.

5. Disjoncteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la chambre d'extinction d'arc est délimitée sur les deux côtés par des plaques de recouvrement (40, 41) en céramique.

Zeichnung