Löschkammer / Lichtbogenlöschkammer

Die Löschkammer (auch Lichtbogenlöschkammer) ist eine kritische Sicherheitskomponente eines Leistungsschalters (Hauptschalters). Ihre Hauptfunktion besteht darin, den bei Unterbrechung eines Stromkreises unter Last entstehenden Hochtemperatur-Lichtbogen sicher zu beherrschen. Sie begrenzt den Lichtbogen in einer kontrollierten Umgebung, kühlt und entionisiert das Plasma schnell und verlängert den Lichtbogenweg, um dessen Widerstand zu erhöhen, was letztendlich zum Erlöschen des Lichtbogens führt und Schäden an den Schaltkontakten und der umgebenden Ausrüstung verhindert. Die Kammer besteht typischerweise aus verzinkten Stahlplatten, lichtbogenbeständiger Keramik wie Steatit und Kupferlegierungen, die aufgrund ihrer thermischen und elektrischen Eigenschaften ausgewählt werden. Das Design umfasst eine Reihe von Metallplatten, sogenannte Lichtbogenleiter oder Entionisierungsplatten, die den Lichtbogen in mehrere kleinere Teillichtbögen aufteilen, wodurch die Gesamtlichtbogenspannung erhöht und eine schnelle Löschung ermöglicht wird. Die Bemessungsspannung beträgt 12–40,5 kV, der Bemessungsstrom 630–4000 A und das Kurzschluss-Ausschaltvermögen 25–63 kA gemäß IEC 62271-100. Die Lichtbogenlöschzeit beträgt 10–30 ms, der Kontakthub 8–20 mm und der Druck in der Löschkammer 0,1–0,5 MPa. Der Betriebstemperaturbereich liegt bei -40 bis 85 °C, der Isolationspegel bei 28–95 kV und die Materialgüte für Keramik bei Al2O3 95–99% gemäß GB/T 5593. Das Gewicht liegt je nach Nennleistung zwischen 2 und 15 kg. Diese Werte sind Referenzbereiche und müssen für das spezifische Modell und die Anwendung mit dem Hersteller oder Lieferanten verifiziert werden. Die Löschkammer ist für die zuverlässige Unterbrechung von Fehlerströmen und den Schutz nachgeschalteter Geräte unerlässlich.

Wenn der Leistungsschalter öffnet, trennt sich der bewegliche Kontakt vom festen Kontakt, wodurch ein Lichtbogen entsteht. Dieser Lichtbogen wird in die Struktur der Kammer getrieben, typischerweise eine Reihe von Metallplatten (Lichtbogenleiter oder Entionisierungsplatten). Die Platten teilen den Lichtbogen in mehrere kleinere Teillichtbögen auf, was die Gesamtlichtbogenspannung über die Systemspannung erhöht. Gleichzeitig absorbieren die Platten Wärme aus dem Lichtbogen, kühlen das Plasma und fördern die Entionisierung der Luft/des Gases in der Kammer. Diese kombinierte Wirkung von Lichtbogenaufteilung, Kühlung und Verlängerung führt dazu, dass der Lichtbogen schnell erlischt.