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Schutzschalter mit polarisiertem Relais.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzvorrichtung zum Verhindern des Bestehenbleibens von Fehlerströmen, wie z. B. bei durch Leitungsberührung verursachten Erdschlüssen in elektrischen Anlagen. Bei derartigen Schutzvorrichtungen kommt es darauf an, dass sie eine sehr grosse Empfindlichkeit aufweisen, indem sie einerseits bei schon sehr geringen Strömen von etwa 10 mA ansprechen und anderseits innerhalb einer so kurzen Zeit abschalten, dass Personen nicht zu Schaden kommen können.
Zur Erfüllung dieser beiden Bedingungen ist schon eine Vorrichtung bekanntgeworden, bei welcher der als Differenzstrom in der Zu-oder Ableitung auftretende Fehlerstrom ein polarisiertes Relais beeinflusst, dessen im Ruhestand gegen den Zug einer Feder angezogene Anker infolge vorübergehender Schwächung des Magnetismus beim Auftreten eines Fehlerstromes vom Magneten losgelassen und unter der Wirkung der Feder abgezogen wird, wodurch dann eine Abschaltung des gefährdeten Stromkresies bewirkt wird.
Dadurch wird erreicht, dass der Auslöseanker bei der geringsten Feldsehwankung, also auch beim Auftreten eines nur sehr kleinen Fehlerstromes, abfällt und unter dem Einfluss der Feder stark beschleunigt in die Abschaltstellung übergeht.
Um nun aber die hohe, mit dieser Anordnung erzielbare Ansprechempfindlichkeit und Schaltgeschwindigkeit voll ausnutzen zu können, wäre es ferner erforderlich, dass die dem Magneten innewohnende Kraft derart konstant bliebe, dass die zufälligen Schwankungen wesentlich kleiner sind als die durch den Fehlerstrom hervorgerufene Schwächung des Magnetismus.
Die Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, dass es für ein dauernd einwandfreies Arbeiten erforderlich ist, die durch den Einfluss der auftretenden Fehlerströme bei jedesmaliger Betätigung des Schalters geschwächte Magnetkraft stets wieder auf ihren ursprünglichen Wert zurückzuführen. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst worden, dass der beim Auftreten von Fehlerströmen abfallende Magnetanker durch die von ihm bewirkte Schalterauslösung zwangsläufig in seine magnetische Schliessstellung zurückgeführt wird. Dadurch wird erreicht, dass der magnetische Kraftfluss nur ganz kurzzeitig geschwächt und unterbrochen wird und sich schnell wieder erholen kann.
Die Schwankungen der magnetischen Kraft im Dauerzustand werden damit in sehr geringen Grenzen gehalten und die Schutzeinrichtung kann somit lange einwandfrei ihren Zweck erfüllen, selbst wenn sie auf höchste Empfindlichkeit eingestellt ist.
Um die Rückführung des Auslöseankers möglichst zu beschleunigen, ist die Anordnung zweckmässig so getroffen, dass die Rückführkraft mit fortschreitender Schalteröffnung zunimmt und dass sie unmittelbar nach Beginn der Schalteröffnung einsetzt. Am einfachsten kann diese Wirkungsweise dadurch erzielt werden, dass die Rückführung des Magnetankers durch eine vom Schaltmechanismus beeinflusste Feder erfolgt.
Eine weitere Steigerung der Empfindlichkeit und damit Beschleunigung sowohl der Ankerauslösung und Abschaltung des Fehlerstromkreises als auch der Rückführung des Auslöseankers in seine Schliessstellung kann erfindungsgemäss dadurch erzielt werden, dass der Magnetanker unter dem Einfluss einer Feder steht, die normalerweise etwa in Totpunktlage zu dem schwenkbaren Anker liegt, so dass ihre Krafteinwirkung auf den Auslöseanker im Ruhestand nahezu Null ist, während sie beim Abfallen des Magnetankers plötzlich mit steigender Kraft zur Wirkung kommt.
Eine leichte und baulich einfache Einstellmöglichkeit für die Ansprechempfindlichkeit der Einrichtung lässt sich in Verbindung hiemit dadurch erreichen, dass die Ankerfeder durch einen Exzenter od. dgl. verstellbar ist.
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Der feste Punkt der Ankerfeder t befindet sich an einem Exzenter s und kann durch Drehung des Exzenters in gewissen Grenzen verstellt werden. Dadurch lässt sich die Ansprechempfindlichkeit der Einrichtung in den gewünschten Grenzen regeln. Ferner ist noch eine Stellschraube s'an dem Exzenter vorgesehen ; durch die ausser dem Hebelarm auch noch die Höhe der Federspannung verändert werden kann.
Der Schalter ist ferner noch mit einer Einrichtung versehen, welche ihn zur Verwendung als Überstromschutzschalter geeignet macht. Der Überstrom ruft jedoch nicht wie durch Leitungs- berührung oder sonstwie hervorgerufene Fehlerströmen eine unmittelbare Schwächung des Permanent- magneten durch elektromagnetische Wirkung hervor, sondern wirkt auf einen Bimetallstreifen t einer dessen Bewegung zum Einschalten eines magnetischen Kurzschlusses oder Nebenweges benutzt wird.
Dieser magnetische Kurzschluss wird durch einen Hebelarm u hergestellt, der gelenkig am freien Ende des kürzeren der beiden Magnetschenkel befestigt ist und dessen freies Ende beim Auftreten eines Über- stromes in Richtung gegen das freie Ende des längeren Magnetsehenkels sehwingt. Auf diese Weise wird der Kraftfluss des Permanentmagneten wenigstens zum Teil durch den Kurzschluss-oder Nebenschlussarm u vor dem Auslöseanker d abgeleitet, so dass die den Anker festhaltende Kraft geschwächt und damit in der schon oben beschriebenen Weise eine Auslösung des Ankers und des Schaltmechanismus eingeleitet wird. Der Schwenkwinkel des Kurzschlussarmes ist durch einen verstellbaren Anschlag v begrenzt.
Die Schaltung des Kurzschlussarmes M wird durch den Bimetallstreifen t lediglich eingeleitet ; sobald ein nur geringer Ausschlag des Kurzschlussarmes erfolgt ist, wird die weitere Schaltung durch eine Zugfeder x beherrscht. Diese Zugfeder greift an dem rückwärtigen Schenkel des Kurzschlussarmes in gleicherWeiseanwiedieAnkeriederfandemAuslöseankerd. SieistnämlichebensowiedieAnkerfederf in Totpunktlage zu dem hinteren Schenkel des Kurzschlusshebels angeordnet. Die Wirkungsweise dieser Feder ist daher die gleiche wie beim Auslöseanker.
Auch der Kurzschlussarm it wird nach erfolgter Auslösung durch die Öffnung des Hauptschalters in seine Ausgangsstellung zurückgeführt. Diese Rückführung kann, wie im Beispiel dargestellt, durch die gleiche V-Feder bewirkt werden, die auch den Auslöseanker in seine Schliessstellung zurückbringt. Um diese V-Feder auch zur Rückführung des Kurzschlussankers benutzen zu können, ist um den Gelenkzapfen des Kurzschlussarmes u lose drehbar ein zweischenkeliger Hebelarm y angeordnet, der mit seinem einen Schenkel gewöhnlich vor dem Auslöseanker d liegt und dessen anderer Schenkel eine Mitnehmernase ? aufweist,
die den Kurzschlussarm in seine Ausgangsstellung zurückschwenkt. Der vor dem Auslöseanker d liegende Schenkel des Hebelarmes y dient als Angriff für die Rüekführfeder p.
Da der Hebelarm y frei beweglich ist, kann er sich, wenn die Einrichtung nicht als Überstromschutz, sondern als Fehlerstromschutz benutzt wird, mit dem Auslöseanker d frei bewegen, so dass er die Wirkungsweise nicht beeinträchtigt.
Natürlich ist die Erfindung nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt, sondern es sind noch mancherlei Abänderungen und andere Ausführungen möglich, so z. B. könnte die zur Überstromauslösung dienende Feldschwächung anstatt durch Kurzschluss des Magnetfeldes auch durch entsprechenden Kurzschluss einer der beiden Differentialwicklungen geschehen. Diese Anordnung hat noch den besonderen Vorteil, dass dabei weniger bewegliche Teile erforderlich sind und eine einfache und empfindliche Einstellung des Auslösepunktes erfolgen kann.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schutzschalter mit polarisiertem Relais, insbesondere zum Verhindern des Bestehenbleibens von Fehlerströmen, beispielsweise bei Erdschlüssen, dadurch gekennzeichnet, dass der beim Auftreten von Fehlerströmen abfallende Magnetanker (d) sofort durch die von ihm bewirkte Sehalterauslösung zwangläufig in seine magnetische Schliessstellung zurückgeführt wird.