EP0980085A2 - Leitungsschutzschalter mit lichtbogenbetätigter Blasspule - Google Patents

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EP0980085A2
EP0980085A2 EP99115328A EP99115328A EP0980085A2 EP 0980085 A2 EP0980085 A2 EP 0980085A2 EP 99115328 A EP99115328 A EP 99115328A EP 99115328 A EP99115328 A EP 99115328A EP 0980085 A2 EP0980085 A2 EP 0980085A2
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EP
European Patent Office
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arc
circuit breaker
contact element
blow coil
contact
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EP0980085A3 (de
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Anton Dipl.-Ing. Glas
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Siemens AG
Siemens Corp
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Siemens AG
Siemens Corp
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    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/46—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using arcing horns
    • H01H9/465—Shunt circuit closed by transferring the arc onto an auxiliary electrode
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H73/00—Protective overload circuit-breaking switches in which excess current opens the contacts by automatic release of mechanical energy stored by previous operation of a hand reset mechanism
    • H01H73/02—Details
    • H01H73/18—Means for extinguishing or suppressing arc

Definitions

  • the invention relates to a circuit breaker or also circuit breakers with a fixed contact and with a for establishing a switchable electrical connection two leads against this pivotable moving contact as well as with a blow coil for magnetic blowing resulting electrical when the contacts are separated Arc.
  • the switch contacts are usually on the side an extinguishing device, in particular an extinguishing chamber, intended.
  • the arc is often a cross to Arcing path exposed magnetic field.
  • a Lorentz force designated force exerted this towards the extinguishing device accelerated.
  • Such a means of a magnetic field forced migration of the arc referred to as magnetic blowing.
  • the invention has for its object a circuit breaker with a direction independent of the current flow and particularly effective magnetic blowing of a electric arc.
  • the invention is based on the consideration that a magnetic Blowing in an all-current circuit breaker is particularly effective when the direction of the magnetic field changes always with the current flow direction within the Arc changes. It uses the experience that such current-dependent magnetic field change advantageously by means of a Blow coil is achieved. This could be an improvement compared to a conventional blow coil, if the blow coil is only operated with an existing arc, i.e. flowed through by electricity. To everyone else At times, however, a current flow through the blow coil should be prevented to be an unnecessary sales revenue and thus to prevent undesirable heat generation. As is known the effect described is achieved when the blow coil is contacted by means of the arc. The arc acts as a switch that only turns the blow coil switches on if the arc is present.
  • this is with the blow coil connected contact element in the form of a catching shoe, which at least the moving contact in its open position surrounds laterally with respect to the arc gap.
  • the Moving contact thus dips into its open position Catch shoe, the arc from the moving contact to the Catch shoe jumps over and turns on the blow field.
  • the contact element is advantageously connected to a Provide permanent magnets, the one to the arc path approximately generates a vertical magnetic field and thus the arc in Deflects the direction of the contact element. That way skipping the arc on the contact element considerably accelerates.
  • the circuit breaker includes in Appropriate design two tracks that the arc lead from the area of the contacts to an arcing chamber.
  • the area formed between the runners is as Expansion area of the arc.
  • this closes a first track electrically conductive to the contact element on.
  • the electrical connection of the first track to the contact element encourages the arc to jump over from the contact element to the running rail.
  • the first track is only an alternative except for an insulation distance to the contact element introduced and via a parallel to the blow coil Line connected to the corresponding supply line. On this way the blow coil is only turned on the arc from the contact element to the running rails float. In this version, the current flow through the Blow coil interrupted as soon as the arc hits the running rails skipped. A heating of the blow coil through the electrical power implemented in it further reduced. The blow coil can be particularly space-saving will be realized.
  • circuit breaker 1 shows a partial circuit breaker in a partial view (Circuit breaker) 1, which has two leads 2 and 3 in one Circuit not shown is arranged.
  • the supply line 2 is via a contact bracket 4 with a fixed contact 5 electrically connected.
  • the feed line 3 is over Conductors 6 and 7 electrically connected to a contact arm 8, which carries a moving contact 9 at the end.
  • the contact arm 8 is pivotably mounted about an axis of rotation 10, that in the closed position, not shown, of the circuit breaker 1 the moving contact 9 on the fixed contact 5 rests.
  • the circuit in this case is over the Lead 2, the contact bracket 4, the fixed contact 5, the moving contact 9, the contact arm 8, the conductors 7 and 6 and the Supply line 3 closed.
  • the circuit breaker 1 is shown with an only hint Trigger 11 provided that when a predetermined occurs Trigger condition a mechanical impulse to the Contact arm 8 and a switch lock, not shown delivers.
  • a short-circuit current for example, can be used as the trigger condition be fixed within the circuit.
  • the mechanical output from the trigger 11 to the contact arm 8 Impulse is the contact arm 8 in the according to FIG. 1 shown open position pivoted.
  • this Pivoting of the contact arm 8 which is known in itself Can also be done manually, the fixed contact 5 and the moving contact 9 separated from each other.
  • the moving contact 9 is in its open position within a catching shoe 13 arranged.
  • the catching shoe 13 is essentially formed as a hollow cuboid from a conductive material.
  • the catching shoe 13 is on a fixed contact 5 facing side surface 14 and on one of the axis of rotation 10 of the contact arm 8 facing side surface 15 open, so that the interior 16 of the catching shoe 13 is a pocket forms, into which the contact arm 8 can be pivoted.
  • the Side surface 17 facing away from axis of rotation 10 carries the catching shoe 13 a permanent magnet 18, the north-south axis 19 is aligned at least approximately to the axis of rotation 10.
  • the north-south axis 19 thus runs approximately parallel to the contact arm 8 in its open position. That way achieved that the generated by the permanent magnet 18 (in Fig. 3 shown) static magnetic field S approximately perpendicular stands on the arc gap 12.
  • the catching shoe 13 is electrically connected to a blow coil 20, which in turn are electrically connected to the feed line 3 is.
  • the blow coil 20 is in a coil plane 21 wound, which is arranged parallel to a contact plane 22 is.
  • the contact level 22 is defined as the level in which the contact arm 8 is pivotable, and the contacts 5 and 9 and the arc gap 12 contains.
  • Between the blow coil 20 and the contact plane 22 is an insulating wall 23 arranged. This prevents the arc B overlaps the blow coil 20 and this shorts.
  • the circuit breaker 1 further comprises two rails 24 and 25, which are near each end point of the arc path 12 begin and from there to an arcing chamber 26 extend.
  • the distance between the runners increases 24, 25 in the course of the extinguishing chamber 26.
  • the first running rail 24 assigned to the moving contact 9 is attached to the catching shoe 13 in an electrically conductive manner.
  • the second track 25 is made of a remote from the trigger 11 and beyond the fixed contact 5 extended part of the Contact bracket 4 formed.
  • the rails 24 and 25 extend about within contact level 22 the arc gap 12, the rails 24, 25 and Extinguishing chamber 26 enclosed area is as an expansion area 27 of the arc B.
  • the magnetic field direction is within of the catching shoe 13 approximately parallel to the north-south axis 19 of the permanent magnet 18.
  • the arc B is due to the Lorentz force F1 towards a side wall 28 or 29 of the Catch shoe 13 displaced.
  • the direction of the Lorentz force is F1 - depending on the direction of current flow within the arc B - either on the side wall 28 or diametrically opposite aligned with the opposite side wall 29.
  • the arc B thus automatically switches the Blow coil 20, which is now about to the contact plane 22 vertical magnetic field M generated. Under the influence of this Magnetic field M is the arc B with another Lorentz force F2 acts on the arc B in the direction the rails 24,25 acted upon. Under the effect the Lorentz force F2, the arc B jumps from the fixed contact 5 on the adjacent second rail 25 or from the Catch shoe 13 on the associated first running rail 24. Then the arc is along the expansion area 27 supplied to the quenching chamber 26 where the arc B is extinguished becomes.
  • the leads 2 and 3 After extinguishing the arc B, the leads 2 and 3 electrically isolated. Since there is a reversal of the current flow direction the direction of current flow within the arc B. within the blow coil 20 and thus the direction reverses the magnetic field M, the direction depends on Lorentz force F2 only from the winding direction of the blow coil 20, but not on the direction of current flow.
  • the sense of winding the blow coil 20 is chosen such that the direction the Lorentz force F2 on the expansion region 27 of the arc B is aligned.
  • FIG 4 shows an advantageous development of the circuit breaker 1.
  • the first running rail 24 is not directly connected to the catching shoe 13 connected. Rather, there is between the running rail 24 and the catching shoe 13 an insulating distance 30 is formed.
  • the Track 24 is connected to the by means of a separate line 31 Supply line 3 connected.
  • This version has the advantage that after the arc B has skipped onto the track 24 the blow coil 20 is de-energized. Another heating up the blow coil 20 and thus the circuit breaker 1 avoided.

Landscapes

  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
  • Circuit Breakers (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Breakers (AREA)

Abstract

Um bei einem Leitungsschutzschalter (1) unabhängig von der Stromflußrichtung eine besonders effektive magnetische Beblasung eines bei einem Ausschaltprozeß entstehenden elektrischen Lichtbogens (B) zu erzielen, ist eine zwischen eine Zuleitung (3) und ein Kontaktelement (13) geschaltete Blasspule (20) vorgesehen. Das Kontaktelement (13) ist dabei derart ausgebildet, daß nach der Trennung der Kontakte (5,9) der Lichtbogen (B) an das Kontaktelement (13) ankoppelt und auf diese Weise die Blasspule (20) betätigt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Leitungsschutzschalter oder auch Leistungsschalter mit einem Festkontakt und mit einem zur Herstellung einer schaltbaren elektrischen Verbindung zweier Zuleitungen gegen diesen verschwenkbaren Bewegkontakt sowie mit einer Blasspule zur magnetischen Beblasung eines bei der Trennung der Kontakte entstehenden elektrischen Lichtbogens.
Ein bei einem Ausschaltvorgang eines Leitungsschutzschalters (LS-Schalter) entstehender elektrischer Lichtbogen ist in hohem Maße unerwünscht, da ein solcher einerseits auch nach dem Öffnen der Kontaktstelle den Stromfluß aufrechterhält und somit die Schaltzeit verlängert. Andererseits setzt der als Lichtbogen bezeichnete elektrische Funkenüberschlag eine vergleichsweise große Wärmemenge frei, die insbesondere zu einer starken Erhitzung der Schalterkontakte am Ansatzpunkt des Lichtbogens führt. Diese Erhitzung kann zu einer Schädigung oder Zerstörung der Kontakte führen. Es ist deshalb erforderlich, den unvermeidlicherweise bei einem Ausschaltprozeß entstehenden Lichtbogen möglichst schnell nach dessen Entstehen zu löschen.
Zu diesem Zweck ist üblicherweise seitlich der Schalterkontakte eine Löscheinrichtung, insbesondere eine Löschkammer, vorgesehen. Um den Lichtbogen aus dem Kontaktbereich in die Löscheinrichtung zu treiben und somit den Aus-Schaltvorgang zu beschleunigen, wird der Lichtbogen häufig einem quer zur Lichtbogenstrecke wirkenden magnetischen Feldes ausgesetzt. Auf den aus bewegten Ladungsträgern bestehenden Lichtbogen wird bei richtiger Ausrichtung des Magnetfeldes eine als Lorentzkraft bezeichnete Kraft ausgeübt, die diesen in Richtung der Löscheinrichtung beschleunigt. Eine solche mittels eines Magnetfeldes erzwungene Wanderung des Lichtbogens wird als magnetische Beblasung bezeichnet.
Es ist insbesondere bei Gleichstromanwendungen üblich, das zur magnetischen Beblasung erforderliche Magnetfeld mittels eines nahe der Lichtbogenstrecke angeordneten Permanentmagneten zu erzeugen. Da ein Permanentmagnet ein statisches Magnetfeld erzeugt, ist die Wirksamkeit des LS-Schalters von der Richtung des durch diesen fließenden Stromes abhängig. Bei Umkehr des Stromflußrichtung kehrt sich nämlich auch die Richtung der auf den Lichtbogen wirkenden Lorentzkraft um. Dies bedeutet, daß bei einem Stromfluß entgegen der vorgesehenen Richtung der Lichtbogen nicht in die Löscheinrichtung getrieben wird, sondern von ihr weg. Beim Betrieb des LS-Schalters mit einem Wechselstrom wechselt auch die Lorentzkraft alternierend. Dies bewirkt in nachteiliger Weise eine gegenüber dem Gleichstrombetrieb erheblich gestörte Abschaltung.
Bei einem sogenannten Allstrom-Leitungsschutzschalter, d.h. bei einem LS-Schalter, der polungsunabhängig für Gleichstrom und Wechselstrom geeignet ist, könnte der Einsatz einer mit einem Dauerstrom durchflossenen Magnetspule zur Beblasung vorgesehen werden. Diese Blasspule ist zwischen die Zuleitungen des LS-Schalters geschaltet, so daß der Netzstrom in der Blasspule ein einem Permanentmagneten vergleichbares Magnetfeld erzeugt. Eine Blasspule hat gegenüber einem Permanentmagneten den Vorteil, daß sich ihr Magnetfeld bei einer Umkehr der Stromflußrichtung ebenfalls umkehrt. Die gleichzeitige Invertierung des Stromflusses und der Magnetfeldrichtung bewirkt, daß die resultierende Lorentzkraft unabhängig von der jeweiligen Stromflußrichtung stets in dieselbe Richtung zeigt. Bei geeigneter Anordnung der Spule wird somit der Lichtbogen stets in die Löscheinrichtung getrieben.
Der Einsatz einer dauerstromdurchflossenen Blasspule hat jedoch den Nachteil, daß sich die Blasspule infolge des Stromflusses stark erwärmt. Eine Erwärmung der Blasspule und somit des Innenraums des LS-Schalters ist jedoch unerwünscht. Ferner ist die Wirkung einer dauerstromdurchflossenen Blasspule vergleichsweise gering. Dies liegt daran, daß die Windungszahl der dauerstromdurchflossenen Blasspule aufgrund des im LS-Schalter vorhandenen Raumes gering gehalten werden muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Leitungsschutzschalter mit einer von der Stromflußrichtung unabhängigen und besonders effektiven magnetischen Beblasung eines elektrischen Lichtbogens anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Danach ist zur magnetischen Beblasung des Lichtbogens eine Blasspule vorgesehen, die einerseits an eine Zuleitung, insbesondere die dem Bewegkontakt zugeordnete Zuleitung, angeschlossen ist. Andererseits ist die Blasspule mit einem Kontaktelement verbunden, welches als Ableitung für den Lichtbogen vorgesehen ist. Das Kontaktelement ist derart ausgebildet, daß nach Trennung der Kontakte der Lichtbogen am Kontaktelement angreift. Die Blasspule ist derart geschaltet, daß über den Lichtbogen und die Blasspule die beiden Zuleitungen leitend verbunden sind.
Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, daß eine magnetische Beblasung bei einem Allstrom-Leitungsschutzschalter dann besonders effektiv wirkt, wenn sich die Richtung des Magnetfeldes stets mit der Stromflußrichtung innerhalb des Lichtbogens ändert. Sie nutzt die Erfahrung, daß eine solche stromflußabhängige Magnetfeldänderung vorteilhaft mittels einer Blasspule erzielt wird. Dabei könnte eine Verbesserung gegenüber einer herkömmlichen Blasspule erzielt werden, wenn die Blasspule lediglich bei einem bestehenden Lichtbogen betrieben, d.h. von Strom durchflossen, würde. Zu allen anderen Zeiten sollte dagegen ein Stromfluß durch die Blasspule unterbunden sein, um einen unnötigen Leistungsumsatz und damit eine unerwünschte Wärmeentwicklung zu verhindern. Erkanntermaßen wird der beschriebene Effekt erzielt, wenn die Blasspule mittels des Lichtbogens kontaktiert wird. Der Lichtbogen wirkt hierbei quasi als Schalter, der die Blasspule nur dann zuschaltet, wenn der Lichtbogen vorhanden ist.
Aufgrund des lichtbogenbetätigten, und deshalb nur kurzzeitigen Stromflusses durch die Blasspule, ist die während des Abschaltvorgangs in der Blasspule umgesetzte elektrische Leistung vernachlässigbar gering. Infolgedessen kann bei vergleichsweise kleinem Drahtdurchmesser eine hohe Windungszahl der lichtbogenbetätigten Blasspule verwirklicht werden, wodurch die Wirkung erheblich höher als die Wirkung einer herkömmlichen dauerstromdurchflossenen Blasspule ist. Infolge des nur kurzzeitigen Stromes wird die Blasspule nur geringfügig erwärmt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das mit der Blasspule verbundene Kontaktelement in Form eines Fangschuhs ausgebildet, welcher den Bewegkontakt in dessen Öffnungsstellung zumindest seitlich bezüglich der Lichtbogenstrecke umgibt. Der Bewegkontakt taucht somit in dessen Öffnungsstellung in den Fangschuh ein, wobei der Lichtbogen vom Bewegkontakt auf den Fangschuh überspringt und auf diese Weise das Blasfeld einschaltet. Vorteilhafterweise ist das Kontaktelement mit einem Permanentmagneten versehen, der ein zur Lichtbogenstrecke etwa senkrechtes Magnetfeld erzeugt und somit den Lichtbogen in Richtung des Kontaktelements ablenkt. Auf diese Weise wird das Überspringen des Lichtbogens auf das Kontaktelement erheblich beschleunigt.
Zur Verkürzung der Schaltzeit umfaßt der LS-Schalter in zweckmäßiger Ausgestaltung zwei Laufschienen, die den Lichtbogen aus dem Bereich der Kontakte einer Löschkammer zuführen. Der zwischen den Laufschienen gebildete Bereich ist als Ausweitungsbereich des Lichtbogens bezeichnet.
Mittels einer parallel zum Ausweitungsbereich des Lichtbogens gewickelten Blasspule wird zweckmäßigerweise eine besonders effektive Beblasung des Lichtbogens erreicht. Bevorzugt ist dabei zwischen dem Ausweitungsbereich des Lichtbogens und der Blasspule eine Isolierwand angeordnet, die ein Überschlagen des Lichtbogens auf die Blasspule verhindert.
In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform schließt dabei eine erste Laufschiene elektrisch leitend an das Kontaktelement an. Die elektrische Anbindung der ersten Laufschiene an das Kontaktelement begünstigt das Überspringen des Lichtbogens vom Kontaktelement auf die Laufschiene. In einer vorteilhaften Alternativausführung ist die erste Laufschiene lediglich bis auf einen Isolierabstand an das Kontaktelement herangeführt und über eine zur Blasspule parallelverlaufenden Leitung mit der korrespondierenden Zuleitung verbunden. Auf diese Weise wird die Blasspule lediglich eingeschaltet, um den Lichtbogen vom Kontaktelement auf die Laufschienen zu treiben. In dieser Ausführung ist der Stromfluß durch die Blasspule unterbrochen, sobald der Lichtbogen auf die Laufschienen übergesprungen ist. Eine Aufheizung der Blasspule durch die in ihr umgesetzte elektrische Leistung ist somit weiter reduziert. Die Blasspule kann dadurch besonders platzsparend realisiert werden.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß mittels einer lichtbogenbetätigten Blasspule eine besonders effektive magnetische Beblasung eines Lichtbogens stattfindet, da die Blasspule nur im Bedarfsfall, d.h. bei Auftreten eines Lichtbogens in Betrieb ist. Vorteilhafterweise ist die Richtung der Lorentzkraft dabei lediglich vom Wicklungssinn der Blasspule abhängig, nicht aber von der Stromflußrichtung innerhalb des Lichtbogens.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
FIG 1
eine Teilansicht eines Leitungsschutzschalters mit einem Festkontakt, einem Bewegkontakt und einer Blasspule,
FIG 2
einen Schnitt II-II durch den Leitungsschutzschalter gemäß FIG 1,
FIG 3
einen Schnitt III-III durch den Leitungsschutzschalter gemäß FIG 1, und
FIG 4
in einer Darstellung gemäß FIG 1 eine alternative Ausführungsform des Leitungsschutzschalters.
FIG 1 zeigt in einer Teilansicht einen Leitungsschutzschalter (LS-Schalter) 1, der über zwei Zuleitungen 2 und 3 in einem nicht näher dargestellten Stromkreis angeordnet ist. Die Zuleitung 2 ist über einen Kontaktbügel 4 mit einem Festkontakt 5 elektrisch leitend verbunden. Die Zuleitung 3 ist über Leiter 6 und 7 elektrisch an einen Kontaktarm 8 angeschlossen, der endseitig einen Bewegkontakt 9 trägt. Der Kontaktarm 8 ist dabei um eine Drehachse 10 derart schwenkbar gelagert, daß in der nicht dargestellten Schließstellung des Leitungsschutzschalters 1 der Bewegkontakt 9 auf dem Festkontakt 5 aufliegt. Der Stromkreis ist in diesem Fall über die Zuleitung 2, den Kontaktbügel 4, den Festkontakt 5, den Bewegkontakt 9, den Kontaktarm 8, die Leiter 7 und 6 und die Zuleitung 3 geschlossen.
Der LS-Schalter 1 ist mit einem nur andeutungsweise dargestellten Auslöser 11 versehen, der bei Eintreten einer vorgegebenen Auslösebedingung einen mechanischen Impuls an den Kontaktarm 8 und ein nicht näher dargestelltes Schaltschloß abgibt. Als Auslösebedingung kann beispielsweise ein Kurzschlußstrom innerhalb des Stromkreises festgelegt sein. Infolge des vom Auslöser 11 an den Kontaktarm 8 abgegebenen mechanischen Impulses wird der Kontaktarm 8 in die gemäß FIG 1 dargestellte Öffnungsstellung verschwenkt. Infolge dieser Verschwenkung des Kontaktarmes 8, die in an sich bekannter Weise auch manuell erfolgen kann, werden der Festkontakt 5 und der Bewegkontakt 9 voneinander getrennt. Bei der sukzessiven Auseinanderbewegung des Festkontaktes 5 und des Bewegungskontaktes 9 entsteht ein sogenannter elektrischer Lichtbogen B, bei dem durch Ionisation der sich zwischen den Kontakten 5 und 9 befindenden Luft der Stromfluß zwischen den Zuleitungen 2 und 3 aufrechterhalten wird. Der Lichtbogen verläuft näherungsweise entlang der Verbindungslinie der Kontakte 5 und 9 in deren Öffnungsstellung. Diese Strecke ist daher als Lichtbogenstrecke 12 bezeichnet.
Der Bewegkontakt 9 ist in seiner Öffnungsstellung innerhalb eines Fangschuhs 13 angeordnet. Der Fangschuh 13 ist im wesentlichen als Hohlquader aus einem leitfähigen Material ausgebildet. Der Fangschuh 13 ist dabei an einer dem Festkontakt 5 zugewandten Seitenfläche 14 sowie an einer der Drehachse 10 des Kontaktarmes 8 zugewandten Seitenfläche 15 offen, so daß der Innenraum 16 des Fangschuhs 13 eine Tasche bildet, in die der Kontaktarm 8 einschwenkbar ist. An der der Drehachse 10 abgewandten Seitenfläche 17 trägt der Fangschuh 13 einen Permanentmagneten 18, dessen Nord-Süd-Achse 19 zumindest annähernd zur Drehachse 10 hin ausgerichtet ist. Die Nord-Süd-Achse 19 verläuft somit etwa parallel zum Kontaktarm 8 in dessen Öffnungsstellung. Auf diese Weise wird erreicht, daß das vom Permanentmagneten 18 erzeugte (in Fig. 3 dargestellte) statische Magnetfeld S etwa senkrecht auf der Lichtbogenstrecke 12 steht.
Der Fangschuh 13 ist elektrisch an eine Blasspule 20 angeschlossen, die wiederum mit der Zuleitung 3 elektrisch verbunden ist. Wie aus einer Zusammenschau der Figuren 1 und 2 ersichtlich ist, ist die Blasspule 20 in einer Spulenebene 21 gewickelt, die parallel zu einer Kontaktebene 22 angeordnet ist. Die Kontaktebene 22 ist dabei definiert als die Ebene, in welcher der Kontaktarm 8 schwenkbar ist, und die die Kontakte 5 und 9 sowie die Lichtbogenstrecke 12 enthält. Zwischen der Blasspule 20 und der Kontaktebene 22 ist eine Isolierwand 23 angeordnet. Auf diese Weise wird verhindert, daß der Lichtbogen B auf die Blasspule 20 überschlägt und diese kurzschließt.
Der LS-Schalter 1 umfaßt desweiteren zwei Laufschienen 24 und 25, die in der Nähe jeweils eines Endpunktes der Lichtbogenstrecke 12 beginnen und sich von dort bis zu einer Löschkammer 26 erstrecken. Dabei nimmt der Abstand zwischen den Laufschienen 24,25 in deren Verlauf zur Löschkammer 26 hin zu. Die dem Bewegkontakt 9 zugeordnete erste Laufschiene 24 ist dabei elektrisch leitend an den Fangschuh 13 angesetzt. Die zweite Laufschiene 25 ist aus einem vom Auslöser 11 abgewandten und über den Festkontakt 5 hinaus verlängerten Teil des Kontaktbügels 4 gebildet. Die Laufschienen 24 und 25 erstrecken sich dabei etwa innerhalb der Kontaktebene 22. Die von der Lichtbogenstrecke 12, den Laufschienen 24,25 und der Löschkammer 26 eingeschlossene Fläche ist als Ausweitungsbereich 27 des Lichtbogens B bezeichnet.
Beim Trennen der Kontakte 5 und 9 entsteht der Lichtbogen B - wie in FIG 1 angedeutet - entlang der Lichtbogenstrecke 12 zwischen dem Festkontakt 5 und dem Bewegkontakt 9. In der Umgebung des Bewegkontaktes 9 gerät der Lichtbogen B in Einfluß des in FIG 3 skizzierten statischen Magnetfeldes 5 des Permanentmagneten 18. Auf den aus bewegten Ladungsträgern bestehenden Lichtbogen B wird mittels des Magnetfeldes S eine Lorentzkraft F1 senkrecht zur Lichtbogenstrecke 12 sowie senkrecht zur innerhalb des Fangschuhs 13 vorherrschende Magnetfeldrichtung ausgeübt.
Wie aus FIG 3 hervorgeht, ist die Magnetfeldrichtung innerhalb des Fangschuhs 13 etwa parallel zur Nord-Süd-Achse 19 des Permanentmagneten 18. Der Lichtbogen B wird infolge der Lorentzkraft F1 in Richtung einer Seitenwand 28 oder 29 des Fangschuhs 13 verdrängt. Die Richtung der Lorentzkraft F1 ist - abhängig von der Stromflußrichtung innerhalb des Lichtbogens B - entweder auf die Seitenwand 28 oder diametral entgegengesetzt auf die gegenüberliegende Seitenwand 29 ausgerichtet. Nach dem Überspringen des Lichtbogens B auf die Seitenwand 28 oder 29 erfolgt der Stromfluß nunmehr über den Festkontakt 5 und den Lichtbogen B sowie über den Fangschuh 13. Von dort wird er über die Blasspule 20 an die Zuleitung 3 geleitet. Der Lichtbogen B schaltet somit selbsttätig die Blasspule 20 ein, die nunmehr ein zur Kontaktebene 22 etwa senkrechtes Magnetfeld M erzeugt. Unter dem Einfluß dieses Magnetfeldes M wird der Lichtbogen B mit einer weiteren Lorentzkraft F2 beaufschlagt, die den Lichtbogen B in Richtung der Laufschienen 24,25 beaufschlagt. Unter der Wirkung der Lorentzkraft F2 springt der Lichtbogen B von dem Festkontakt 5 auf die angrenzende zweite Laufschiene 25 bzw. von dem Fangschuh 13 auf die zugehörige erste Laufschiene 24 über. Hierauf wird der Lichtbogen entlang des Ausweitungsbereiches 27 der Löschkammer 26 zugeführt, wo der Lichtbogen B gelöscht wird.
Nach dem Löschen des Lichtbogens B sind die Zuleitungen 2 und 3 elektrisch getrennt. Da sich bei einer Umkehr der Stromflußrichtung innerhalb des Lichtbogens B auch die Stromflußrichtung innerhalb der Blasspule 20 und somit die Richtung des Magnetfeldes M umkehrt, hängt die Richtung der Lorentzkraft F2 lediglich vom Wicklungssinn der Blasspule 20, nicht aber von der Stromflußrichtung ab. Der Wicklungssinn der Blasspule 20 ist dabei derart gewählt, daß die Richtung der Lorentzkraft F2 auf den Ausweitungsbereich 27 des Lichtbogens B ausgerichtet ist.
FIG 4 zeigt eine vorteilhafte Weiterbildung des LS-Schalters 1. Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß FIG 1 ist hierbei die erste Laufschiene 24 nicht direkt mit dem Fangschuh 13 verbunden. Vielmehr ist zwischen der Laufschiene 24 und dem Fangschuh 13 ein Isolierabstand 30 gebildet. Die Laufschiene 24 ist mittels einer separaten Leitung 31 an die Zuleitung 3 angeschlossen. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß nach dem Überspringen des Lichtbogens B auf die Laufschiene 24 die Blasspule 20 stromlos ist. Eine weitere Aufheizung der Blasspule 20 und somit des LS-Schalters 1 ist hierdurch vermieden.

Claims (8)

  1. Leitungsschutzschalter mit einem Festkontakt (5) und mit einem zur Herstellung einer schaltbaren elektrischen Verbindung zweier Zuleitungen (2,3) gegen diesen verschwenkbaren Bewegkontakt (9) sowie mit einer Blasspule (20) zur magnetischen Beblasung eines bei der Trennung der Kontakte (5,9) entstehenden elektrischen Lichtbogens (B), dadurch gekennzeichnet, daß die Blasspule (20) derart zwischen eine Zuleitung (3) und ein Kontaktelement (13) zur Ankopplung an den Lichtbogen (B) geschaltet ist, daß nach Trennung der Kontakte (5,9) eine elektrische Verbindung der Zuleitungen (2,3) über den Lichtbogen (B) und die Blasspule (20) erfolgt.
  2. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement als den Bewegkontakt (9) in dessen Öffnungsstellung zumindest seitlich bezüglich einer Lichtbogenstrecke (12) umgebender Fangschuh (13) ausgebildet ist.
  3. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (13) mit einem Permanentmagneten (18) versehen ist, der ein zu einer Lichtbogenstrecke (12) etwa senkrechtes Magnetfeld (5) erzeugt.
  4. Leitungsschutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch zwei elektrisch mit jeweils einer Zuleitung (2,3) verbundene Laufschienen (24,25) zur Führung des Lichtbogens (B) an eine Löschkammer (26), wobei der zwischen den Laufschienen (24,25) gebildete Ausweitungsbereich (27) des Lichtbogens (B) sich zur Löschkammer (26) hin verbreitert.
  5. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasspule (20) in einer zum Ausweitungsbereich (27) des Lichtbogens (B) parallelen Spulenebene (21) gewickelt ist.
  6. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Laufschiene (24) zu deren Kontaktierung elektrisch leitend an das Kontaktelement (13) angesetzt ist.
  7. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer dem Kontaktelement (13) zugeordneten ersten Laufschiene (24) und dem Kontaktelement (13) ein Isolierabstand (30) gebildet ist.
  8. Leitungsschutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Blasspule (20) und den Kontakten (5,9) eine Isolierwand (23) angeordnet ist.
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