LICHTBOGEN-LÖSCHEINRICHTUNG MIT LICHTBOGENLÖSCHENDES MATERIAL FÜR EINEN SCHÜTZSCHALTER
Die Erfindung bezieht sich auf eine Lichtbogen- Löscheinrichtung für einen elektrischen Schalter mit mehreren parallel zueinander angeordneten Lichtbogen-Löschblechen und mit zumindest einem Teil aus gasendem Kunststoff.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf einen elektrischen Schalter mit einer derartigen Lichtbogen-Löscheinrichtung.
Der Einsatz von gasenden Kunststoffen in Lichtbogen- Löscheinrichtungen ist an sich bekannt. Diese „gasenden" Kunststoffe zeichnen sich dadurch aus, dass bei einer Wechselwirkung mit einem Schaltlichtbogen aus der Oberfläche der Kunststoffe gasförmige Zersetzungsprodukte freigesetzt wer¬ den. Die gasförmigen Zersetzungsprodukte, die auch unter der Bezeichnung „Hartgas" bekannt sind, führen zu einem Überdruck am Ort der Lichtbogenlöschung und zwingen den Lichtbogen damit schneller zum Erlöschen.
Die Druckschrift DE 102 42 310 Al zeigt einen Leitungsschutzschalter mit einer gattungsgemäßen Lichtbogen-Löscheinrichtung. - Bei dieser bekannten Lichtbogen-Löscheinrichtung ist das zusätzliche Teil aus gasendem Kunststoff als Platte vor¬ zugsweise aus Ultramid® A3SK ausgebildet. Diese Platte ist zusätzlich zu den Löschblechen oder an Stelle der Löschbleche vorgesehen und verläuft parallel zu den Löschblechen und da¬ mit quer zur Lichtbogenlaufrichtung. Sie dient zur Stabilisierung des Lichtbogens im Bereich der Löschbleche.
Ausgehend von einer Lichtbogen-Löscheinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 (DE 102 42 310 Al) liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine andere Lösung zur Stabilisierung des Lichtbogens an- zugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das zumindest eine Teil aus gasendem Kunststoff zumindest zwei der Löschbleche übergreift und sich dabei parallel zur Licht- bogenlaufrichtung erstreckt. Vorzugsweise sind zwei der ga¬ senden Teile in Form von flächenhaften Streifen vorgesehen, die sich zur optimalen Stabilisierung des Lichtbogens unterhalb der Löschbleche über alle Löschbleche erstrecken. Die erfindungsgemäßen gasenden Teile sind auf montagetechnisch einfache Weise nachrüstbar, und zwar insbesondere auch nach dem Verstemmen der Lichtbogen-Löschbleche mit Isolierstoff¬ wänden zu einem Löschblechpaket.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der neuen Lichtbogen-Löschein- richtung sieht vor, dass die Löschbleche zwischen zwei paral¬ lel zu ihnen verlaufenden Lichtbogen-Leitblechen angeordnet sind, wobei die beiden flächenhaften Streifen jeweils an den beiden Lichtbogen-Leitblechen fixiert sind. - Zum Fixieren können die Lichtbogen-Leitbleche und die flächenhaften Strei- fen mit korrespondierenden Rastmitteln versehen sein. Insbesondere können die Lichtbogen-Leitbleche Vorsprünge aufwei¬ sen, die in zugeordnete Aussparungen der Isolierwände 22 eingreifen. Einen zusätzlichen Halt für die flächenhaften Streifen können Isolierstoffwände bilden, die sich parallel zu der Lichtbogenlaufrichtung erstreckenden und die an sich zum Fixieren der Löschbleche und der Lichtbogen-Leitbleche dienen. Dabei kann jeweils eine der parallel zu den Isolierwänden
verlaufenden Flachseiten der beiden Streifen an einer der I- solierwände abgestützt sein.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der gasende Kunststoff glasfaserverstärkt ist. -
Diese Glasfaserverstärkung wirkt selbst bei häufiger Wechselwirkung mit Lichtbögen Struktur erhaltend, so dass bei vergleichbar guter Stabilisierung des Lichtbogens eine Verschmutzung von Teilen eines unterhalb der Lichtbogen- Löscheinrichtung angeordneten Schaltkontaktsystems durch herab fallende Abbrandprodukte vermieden wird.
Vorzugsweise enthält der gasende Kunststoff dabei einen Zu¬ satz aus rotem Phosphor zur Brandschutzoptimierung. - So kann als gasender Kunststoff insbesondere das als Spritzgussmarke Ultramid® A3X2G7 bekannte Polyamid verwendet werden.
Ein Ausführungsbeispiel der neuen Lichtbogen-Löscheinrichtung ist in den Figuren 1 bis 5 dargestellt.
Dabei zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines elektrischen
Schalters mit einer Lichtbogen-Löscheinrichtung,
Figur 2 eine Schaltkontaktanordnung des elektrischen Schal- ters, der eine erfindungsgemäße Lichtbogen-Löscheinrichtung zugeordnet ist,
Figur 3 die Lichtbogen-Löscheinrichtung gemäß der Figur 2 in
Explosionsdarstellung und
Figuren 4 und 5 die Lichtbogen-Löscheinrichtung gemäß der Fi- gur 2 während und nach der Montage der zusätzlichen Teile aus gasendem Kunststoff.
Die Figur 1 zeigt einen elektrischen Schalter 1 in Form eines
Niederspannungs-Leistungsschalters, der ein Schaltkontakt- System, eine dem Schaltkontaktsystem zugeordnete Lichtbogen- Löscheinrichtung 2 und ein aus zwei Gehäuseschalen 3 und 4 gebildetes Schaltpolgehäuse aufweist. Das Schaltpolgehäuse bildet dabei eine integrierte Schaltkammer 5 zur Aufnahme des Schaltkontaktsystems und eine zu der Schaltkammer 5 offene integrierte Löschkammer 6 zur Aufnahme der Lichtbogen-Löscheinrichtung 2. Das Schaltkontaktsystem besteht aus einer feststehenden Schaltkontaktanordnung 7 und einer beweglichen Schaltkontaktanordnung 8. Die bewegliche Schaltkontaktanord¬ nung 8 weist dabei einen schwenkbaren Kontaktträger 11 und mehrere bewegliche Schaltkontakte 12 in Form von Kontakthe¬ beln auf. Die beweglichen Schaltkontakte 12 sind parallel zu- einander schwenkbar und mittels jeweils zwei Kontaktkraft-Fe¬ dern 13 unter Vorspannung federnd an dem Kontaktträger 11 abgestützt. Die bewegliche Schaltkontaktanordnung 7 ist in be¬ kannter Weise über eine in der Figur 1 nur schematisch angedeutete Hebelanordnung 14 mit einer Schaltwelle 15 gekoppelt. Die Schaltwelle 15 dient gleichzeitig zum Antrieb nicht wei¬ ter dargestellter, parallel zu dem gezeigten Schaltkontaktsystem angeordneter weiterer Schaltkontaktsysteme, denen jeweils eine weitere, ebenfalls nicht dargestellte Lichtbogen- Löscheinrichtung zugeordnet ist. Die Schaltwelle 15 ist mit- tels einer Antriebsvorrichtung 16 aus einer Aus-Position, bei der die Schaltkontaktsysteme offen sind, in eine Ein-Posi- tion, bei der die Schaltkontaktsysteme geschlossen sind, zu überführen. Beim Überführen der Schaltwelle 15 in ihre EinPosition werden die Kontaktkraft-Federn 13 weiter gespannt. Die Antriebsvorrichtung 16 weist einen mit einer Speicherfeder 17 versehenen Antrieb 18, einen den Antrieb 18 mit der Schaltwelle 15 koppelnden Antriebsstrang 19 und ein Schalt- schloss 20 auf.
Gemäß der Figuren 2 und 3 besteht jede der Lichtbogen-Löscheinrichtungen 2 aus zwei Isolierwänden 22 aus Fiber oder ab- brandfestem Kunststoff sowie aus Lichtbogen-Löschblechen 23 und Lichtbogen-Leitblechen 24, 25 aus Stahlblech. Die Lichtbogen-Löschbleche 23 und die Lichtbogen-Leitbleche 24, 25 sind mit Zapfen 26 versehen, die in Löcher 27 der Isolierwände 22 eingeführt und verstemmt (vernietet) werden. Dadurch entsteht ein Löschblechpaket, das in die Löschkammer 6 einge- setzt wird. Die Lichtbogen-Löscheinrichtung weist weiterhin einen abschließenden Deckel 28 auf, der mit Ausblasschlitzen 29, seitlichen Anformungen 30 und einer Durchführungsöffnung 31 versehen ist. Die seitlichen Anformungen 30 greifen in Schlitze 33 der Isolierwände 22, um den Deckel 28 an dem Löschblechpaket zu befestigen. Zur Befestigung der Lichtbogen-Löscheinrichtung 2 in der Löschkammer 6 dient eine nicht dargestellte Befestigungsschraube, die die Durchführungsöff¬ nung 31 durchgreifend in eine ihr zugeordnete Gewindebohrung einer der beiden Gehäuseschalen 3 des Schaltpolgehäuses ein- greift.
Gemäß der Figur 2 ist der feststehenden Schaltkontaktanordnung 7 das flache Lichtbogen-Leitblech 24 zugeordnet, das eine senkrecht zu den Isolierplatten verlaufende Au- ßenseite des Löschblechpaketes bildet. Der beweglichen
Schaltkontaktanordnung 8 ist das Lichtbogen-Leitblech 25 zugeordnet, das ebenfalls eine senkrecht zu den Isolierplatten verlaufende Außenseite des Löschblechpaketes bildet. Es weist einen parallel zu den Lichtbogen-Löschblechen 23 verlaufenden ersten Teil 40 und einen entgegen der Öffnungsrichtung 32 der beweglichen Schaltkontakte 12 geneigte Abwinklung 41 auf. Das freie Ende dieser Abwinklungen 41 weist einen geringen Abstand zu den Bewegungsbahnen der als Lichtbogenhörner 34 aus-
gebildeten freien Enden der beweglichen Schaltkontakte 12 auf. Dies gewährleistet eine optimale Übergabe des Lichtbo¬ genfußpunktes von den Lichtbogenhörnern 34 zu dem Lichtbogen- Leitblech 25. Die Lichtbogenlaufrichtung entspricht dabei der Öffnungsrichtung 32.
Gemäß der Figuren 4 und 5 sind an den einander zugewandten Innenseiten der Isolierwände 22 unterhalb der Lichtbogen- Löschbleche 23 zwei zusätzliche Teile 50 in Form flächenhaf- ter Streifen abgestützt, deren Flachseiten parallel zu den
Isolierwänden verlaufen. Diese zusätzlichen Teile 50 bestehen aus gasendem Kunststoff, der als Brandschutzausrüstung einen Zusatz aus rotem Phosphor enthält. Weiterhin weist der gasende Kunststoff zur Verstärkung Verstärkungsstoffe in Form von Glasfasern auf. Bevorzugt bestehen die gasenden Teile 50 aus dem unter der Handelsmarke Ultramid® A3X2G7 bekannten Polya- mid-Kunsstoff PA 66, der sich durch eine niedrige Schmelzvis¬ kosität auszeichnet, und der neben dem roten Phosphor einen Massenanteil an Glasfasern von 35% aufweist. Die beiden Streifen weisen jeweils eine Länge von 98 mm, eine Breite von 22 mm und eine Dicke von 3 mm auf.
Die Streifen sind mittels korrespondierender Rastmittel an den Lichtbogen-Leitblechen fixiert. Dabei weisen die Lichtbo- gen-Leitbleche an ihren den beiden Isolierwänden 22 zugewandten Kanten Vorsprünge 51 auf, die in zugeordnete Aussparungen 52 in Form von Bohrungen in den Isolierwänden 22 eingreifen.
Die Montage der beiden flächenhaften Streifen erfolgt erst nachdem die Lichtbogen-Löschbleche 23 und die Lichtbogen- Leitbleche 24, 25 mit den Isolierwänden 22 zu dem Löschblechpaket verstemmt (vernietet) wurden. Dabei werden die Isolier¬ wände 22 kurzzeitig elastisch nach außen aufgebogen, um die
flächenhaften Streifen auf der dem Schaltkontaktsystem zugewandten Seite des Löschblechpakets unterhalb der Löschbleche so zu positionieren, dass die Vorsprünge 51 der Lichtbogen- Leitbleche 24, 25 in die zugeordneten Aussparungen 52 der flächenhaften Streifen eingreifen können.
Durch die derart angeordneten und fixierten zusätzlichen Teile 50 aus gasendem Kunststoff, insbesondere aus Ultra- mid® A3X2G7, kann das Löschverhalten der Lichtbogen- Löscheinrichtung erheblich verbessert werden. Andere montagetechnisch aufwendigere Lösungen zur Stabilisierung des Lichtbogens innerhalb des Löschblechpaketes - beispielsweise in Form der aus der DE 102 50 950 B4 bekannten Lichtbogen- Leitelementen aus Kupfer - können entfallen. Eine Personenge- fährdung beispielsweise aufgrund von Löschversagern im Kurzschlussfall ist dabei sicher ausgeschlossen, so dass keine weiteren Schutzmaßnahmen, insbesondere keine zusätzlichen Schutzabdeckungen der Isolierwände erforderlich sind.
Durch die Glasfaserverstärkung des gasenden Kunststoffes, aus dem die Teile 50 bestehen, ist ein Strukturerhalt der Teile 50 sichergestellt, so dass selbst bei häufiger Wechselwirkung mit Schaltlichtbögen ein Lösen und Herabfallen der Teile 50 vermieden werden kann.