AT253592B - Auslöse- oder Anzeigevorrichtung für elektrische Sicherungen - Google Patents

Description

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    Auslöse-oder   Anzeigevorrichtung für elektrische Sicherungen 
Die Erfindung bezieht sich auf eine   Auslöse- oder   Anzeigevorrichtung für elektrische Sicherungen, insbesondere   Hochspannungs-Hochleistungssicherungen,   mit einem unter Federwirkung stehenden Schlagbolzen, der von einer Verklinkungseinrichtung gehalten wird und nach Durchschmelzen des Schmelzleiters in die Auslösestellung gelangt. 



   Derartige Vorrichtungen dienen   z. B.   zum allpoligen Abschalten mittels eines Schalters, sobald nur in einer Phase durch einen auftretenden Kurzschluss die Sicherung anspricht. Die Sicherungen ergeben für sich eine gute Begrenzung des Kurzschlussstromes in den einzelnen Phasen. Es hat sich als sehr schwierig erwiesen, Hochspannungs-Hochleistungssicherungen so zu bauen, dass sie auch relativ kleine Überströme sicher ertragen können. Langandauernde derartige Überströme bringen eine solche thermische Beanspruchung der Sicherung mit sich, dass das Isolierrohr vor dem Schmelzen des Schmelzleiters zerspringen kann. Eine Vorkehrung gegen ein derartiges Ausfallen der Sicherungen kann z.

   B. darin bestehen,   dass anderSiche-   rung eine Temperaturmeldevorrichtung angebracht wird, die eine bleibende Anzeige bei einer zu hohen thermischen Belastung ergibt und so den Schaltwärter auffordert, Abhilfe zu schaffen. 



   An eine   solche Temperaturüberwachungsvorrichtung müssen   aber besondere Forderungen gestellt werden, die nicht leicht zu erfüllen sind. So muss   z. B.   die Anzeigung gut sichtbar sein   undso langesichtbar   bleiben, bis sie von Hand gelöscht wird. Ferner muss die Anzeige mehrmals hintereinander nach jeweiliger Löschung erfolgen können. Ein wesentlicher Gesichtspunkt ist die Wirtschaftlichkeit, denn die Sicherungen selbst dürfen durch eine derartige Vorrichtung nicht oder nicht wesentlich verteuert werden. 



   Die Erfindung zeigt nun einen Weg, wie bei einer Sicherung mit einer   Auslöse- oder   Anzeigevorrichtung das Problem der Temperaturmeldung einwandfrei und zweckmässig zu lösen ist, so dass die Gefahr einer Zerstörung der Sicherung ausgeschlossen wird. Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dass auf die Verklinkungseinrichtung eine auf Wärme ansprechende Vorrichtung einwirkt. Bei einer mit einer sol-   chenAuslöse- und   Anzeigevorrichtung versehenen   Hochspannungs-Hochleistungssicherung   sind nachteilige Folgen einer Überlastung praktisch ausgeschlossen. Bei einer Auslösevorrichtung schaltet diese den vorgeschalteten Schalter ab, so dass die thermische Beanspruchung beseitigt wird.

   Ist die Vorrichtung als Anzeigevorrichtung gedacht, so wird der Wärter bald bemerken, dass die Sicherung einer erhöhten Temperatur unterworfen ist bzw. war, wenn die Vorrichtung in der Anzeigestellung sich befindet. 



   Um nun zu erfahren, ob die   Auslöse- oder   Anzeigevorrichtung auf Grund einer Übertemperatur oder auf Grund eines Kurzschlusses angesprochen hat, braucht der Schlagbolzen der Vorrichtung nur in die Ausgangsstellung zurückgedrückt zu werden. Lässt sich der Schlagbolzen in die Ausgangsstellung zurückdrükken und wird er in dieser verrastet, so erfolgt dieAnzeigung auf Grund einer Überlastung. Bei einer nachfolgenden thermischen Beanspruchung wird die Vorrichtung diese erneut anzeigen. Bei einem Ansprechen der Sicherung auf Grund eines Kurzschlusses lässt der Schlagbolzen sich zwar in die Ausgangsstellung zurückbringen aber ein Verrasten in dieser findet nicht statt. 



   Nach der weiteren Erfindung wird daher vorgeschlagen, dass die auf Wärme ansprechende Vorrichtung 

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 und mit ihr die Verklinkung nach dem Abkühlen in ihre Ausgangslage   zurückkehren,   wobei die Klinke derart ausgebildet ist, dass sich ein erneutes Verrasten des Schlagbolzens durch dessen Eindrücken ergibt. 



   Zweckmässig besteht die Verklinkungsvorrichtung aus einem zweiarmigen Hebel, dessen einer Hebelarm als Klinke ausgebildet ist und auf dessen andern Hebelarm der Auslösestift und der Bimetallstreifen sowie eine ihn in der Verklinkungsstellung haltende Feder einwirkt. 



   Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Verklinkung auch aus einer magnetischen Verklinkung mit einem Dauermagneten und einem Rückschlussteil aus einer Wärmelegierung bestehen. 



   Die Wirkung einer solchen Wärmelegierung ist bekannt. Ihre Permeabilität fällt beim Erreichen einer bestimmten Temperatur plötzlich auf 1 ab, so dass sie sich wie Luft verhält. Bei Erwärmung über eine bestimmte Temperatur wird daher der Teil aus einer solchen Wärmelegierung, z. B. Thermoferrit, durch Federkraft von dem Dauermagneten getrennt. Wenn daher der Dauermagnet oder die Wärmelegierung mit 
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 hitzung anzeigt oder aber er bringt einen Schalter zur Auslösung, der die Anlage allpolig abschaltet. 



   Nach der weiteren Erfindung steht   derRückschlussteil mitdemSchmelzdraht in Verbindung   und ausserdem unter der Einwirkung einer Feder, wobei der Rückschlussteil mit einem mit dem Anzeigestift verbundenen Dauermagneten zusammenwirkt und eine Feder vorgesehen ist, die den Dauermagneten vom   Rückschlussteil   wegzubewegen sucht. Diese Feder ist zweckmässig zwischen dem Rückschlussteil und einer im Anzeigestift verstellbar angeordneten Schraube vorgesehen. Die Kraft dieser Feder ist daher mittels der Schraube einstellbar. An sich würde diese Anordnung als Anzeigevorrichtung genügen. Da jedoch für die Auslösung eines Schalters mitunter eine grössere Kraft erforderlich ist, die durch die zwischen den Dauermagneten und dem Rückschlussteil angeordnete Feder nicht aufgebracht wird, geht die Erfindung noch einen Schritt weiter. 



   Es wird daher ausserdem vorgeschlagen, dass der Anzeigestift ein unter der Wirkung des Auslösekraftspeichers stehender Auslöseteil über Sperrmittel mit einem Sicherungsbauteil verrastet. In diesem Falle muss also die Verklinkung bzw. Halterung des Auslösekraftspeichers nicht von der magnetischen Verklinkung und auch nicht vom Schmelzdraht aufgenommen werden, sondern der Auslösekraftspeicher wird an einem Sicherungsbauteil verklinkt, wobei die Verklinkung dann aufgehoben wird, wenn der Anzeigestift entweder bei thermischer Überlastung oder beim   Abschmelzen   des Sicherungsschmelzleiters unter Federkraft in die Anzeigestellung bewegt wird. 



   Die Auslösevorrichtung kann zweckmässig auch so ausgelegt sein, dass   sie Motorschutzcharakteristik   besitzt. Dabei kann der wärmeempfindliche Teil, also das Bimetall bzw. der Thermoferrit direkt oder indirekt vom Strom beheizt werden. 



   In den Zeichnungen   sindAusführungsbeispiele   der Erfindung in mehr schematischer Weise dargestellt. 



  Es zeigen Fig. 1 eine Auslösevorrichtung mit einem Bimetallstreifen und Fig. 2 eine Auslösevorrichtung mit einer magnetischen Verklinkung. Fig. 3 zeigt die Anordnung nach Fig. 1 bei thermischer Auslösung und Fig. 4 die Anordnung bei Kurzschlussauslösung. 



   Der Schlagbolzen   1,   der unter der Wirkung der Feder 2 steht, wirkt auf   ein Auslöseglied   des vorgeschalteten Lasttrennschalters ein. Der Schlagbolzen 1 wird in der Ausgangsstellung durch eine Verklinkungseinrichtung gehalten, die aus dem Hebelarm 3 und einer Klinke 4 besteht. Die Klinke 4 wird von einem doppelarmigen Hebel gebildet, dessen einer Hebelarm mit 5 bezeichnet ist. 



  Auf diesen Hebelarm 5 wirken der Auslösestift 6, der Bimetallstreifen 7 sowie eine Feder 8 ein. Der Auslösestift 6 steht mit dem Schmelzdraht 9 in Verbindung. Eine Feder 10 bewegt den Auslösestift 6 gegen den Hebelarm 5, sobald der Schmelzdraht 9 durchgeschmolzen ist. Der Einbau der Anordnung in die Sicherung ergibt keine Schwierigkeiten, da die Länge des Hebels 4,5 und des Bimetallstreifens 7 derart ist, dass sie nicht über den Durchmesser der Sicherung hinausragen. Lediglich die Feder 2 und der Schlagbolzen 1 befinden sich in einem Rohrteil kleineren Durchmessers. 



   Beim Auftreten eines Kurzschlusses, also beim Durchschmelzen des Drahtes wird derAuslösestift 6 gegen den Hebelarm 5 gedrückt. Die Klinke 4   gibt dadurch den Hebelarm 3 frei und derSchlag-   bolzen 1 kann unter der Wirkung der Feder 2 heraustreten. Die Klinke 4 bleibt dabei in der aus-   geschwenkten Stellung, so dass sich der Schlagbolzen l beim Zurückdrücken in die Ausgangsstellung    nicht wieder verrasten kann. Das Ansprechen   durchKurzschluss   ist also dadurch einwandfrei festzustellen. 



   Erreicht dagegen die Sicherung die lediglich   höchstzulässige Temperatur,   so biegt sich der Bimetallstreifen 7, wie gestrichelt dargestellt ist, nach oben aus und nimmt daher den Hebelarm 5 ebenfalls mit. Die Klinke 4 wird daher ausgeschwenkt und der Schlagbolzen 1 freigegeben. Die Anlage wird also ebenfalls abgeschaltet. Bei einer   Anzeigevonichtung wirdauf"butehende Gefahr hmgewiesen.   

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  Nach Zurückgehen der thermischen Belastung, sei es durch Abschalten der Anlage oder aus andern Grün- den, kehrt auch der Bimetallstreifen 7 und mit ihm die Klinke 4 durch die Feder 8 in die Aus- gangsstellung zurück. Die Klinke 4 ist mit einer Schrägfläche 11 versehen. Wird nun der Schlagbolzen 1 in die Sicherung zurückgedrückt, so kann sich nun der Hebelarm 3 und damit der Schlag- bolzen 1 in der Ausgangsstellung wieder verrasten. Der Wärter weiss daher, dass die Abschaltung oder Anzeigung infolge einer thermischen Beanspruchung erfolgt ist und die   Sicherung für denKurzschlussschutz   ihren Zweck noch erfüllt. Das Zurückdrücken des Schlagbolzens 1 kann   z. B. auch selbsttätig   durch das Einschalten des mit der Sicherung zusammenwirkenden Schalters erfolgen. 



   In denFig. 2-4 ist mit 15 der Sicherungskörper bezeichnet, an dem die Kappe 16, die gleich- zeitig als Kontaktteil dient, befestigt ist. DerSchmelzleiter 17 ist mit einem Rückschlussteil 18 aus einer Wärmelegierung, z. B. Thermoferrit, verbunden. Dieser Thermoferrit hat einen niedrigen Curiepunkt, bei dem also seine Permeabilität plötzlich auf 1 absinkt, so dass er sich dann wie Luft verhält. Der Rückschlussteil 18 steht unter der Wirkung einer Feder 19. An der Polfläche 20 des Rückschlussteiles 18 liegt eine Polfläche des mit 21 bezeichneten Dauermagneten an. Dieser ist mit dem Anzeigestift 22 fest verbunden. Zwischen Rückschlussteil 18 und Anzeigestift 22 ist eine Feder 23 vorgesehen, die die beiden Teile 18 und 22 zu trennen versucht. Die Kraft dieser Feder 23 kann durch die Stellschraube 24 verändert werden. Der Anzeigestift 22 besitzt eine Ringnut 25. 



   Der Anzeigestift 22 ist im Inneren einer Kappe 26 geführt, die den Auslöseteil bildet und die   unter der Wirkung derAuslösefeder   27   steht. Die Auslösefeder   27 stützt sich dabei einerseits an einer Scheibe 28 und anderseits an einem Flansch 29 desAuslöseteiles 26   ab. Der Auslöseteil   26 besitzt an der oberen Stirnfläche eine Bohrung, durch die das obere Ende 30 des Anzeigestiftes 22 etwas hindurchtritt. Für den Auslöseteil 26 wird von der Kappe 16 eine Führungshülse 31 gebildet, die am unteren Ende erweitert ist und so einen ringförmigen Absatz 32 ergibt. 



   Der Auslöseteil 26 besitzt Öffnungen 33   (Fig. 4) durch die Kugeln   34 hindurchtreten können. Diese Kugeln 34 legen sich in Fig. 1 hinter den Ansatz 32, u. zw. dadurch, dasssie durch den Anzeigestift 22   nach aussen gedrückt werden.   



     Fig. l stellt also denAusgangszustand dar, bei welchem der Rückschlussteil   18 durch den Schmelzleiter 17 gehalten wird. Der Anzeigestift 22 ist durch den Dauermagneten 21 entgegen der Wirkung der Feder 23 gehalten. Der Auslöseteil 26 wird an der Hülse 31 durch die Kugeln 34 verrastet. 



   Erfolgt eine thermische Belastung der Sicherung bis zu einem bestimmten Temperaturwert, der dem Curiepunkt des Rückschlussteiles 18 entspricht, so verliert dieser plötzlich seine Permeabilität und ver-   hält sich wie Luft. Der Dauermagnet   21   verliert daher seine Haftung, so dass der Anzeigestift   22 unter der Wirkung der Feder 23 nach oben bewegt wird. Bei dieser Bewegung können die Kugeln 34 in der Ringnut 25 des Anzeigestiftes 22 eintreten, so dass sie damit den Auslöseteil 26 freigeben,   der von derFeder 27 nach aussen getrieben wird. Der Auslöseteil   26 wirkt dabei in bekannter Weise auf einAuslöseglied eines Schalters, der dann die dreipolige Abschaltung vornimmt. Diese Auslösestellung ist in Fig. 3 wiedergegeben. 



   Nach Erkalten des thermoferritischen Rückschlussteiles 18 kann durch Drücken auf den Auslöseteil 26 und denAnzeigestift 22 der Auslöser wieder zurückgestellt werden, da die magnetische Verklinkung wieder wirksam wird. Die Sicherung ist dann wieder für eine neue thermische Auslösung bereit. 



   Bei der Kurzschlussauslösung schmilzt der Schmelzdraht 17 durch und gibt somit den Rückschlussteil 18, den Dauermagneten 21 und den Anzeigestift 22 frei. Diese Teile werden durch die Feder 19 nach oben bewegt. Die Kugeln 34 treten ebenfalls in die Nut 25 ein. und geben damit den Auslöseteil 26 frei, der wieder von der Kraft der Feder 27 nach oben bewegt wird. Diese   Auslöse-   
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 also dann zu erkennen ist, dass eine Kurzschlussauslösung stattgefunden hat. 

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Auslöse- oderAnzeigevorrichtung für elektrische Sicherungen, insbesondere Hochspannungs-Hochleistungssicherungen, mit einem unter Federwirkung stehenden Schlagbolzen, der von einer Verklinkungeinrichtung gehalten wird und nach Durchschmelzen des Schmelzleiters in die Auslösestellung gelangt, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Verklinkungseinrichtung (4,3 bzw. 21) eine auf Wärme <Desc/Clms Page number 4> ansprechende Vorrichtung (7 bzw. 18) einwirkt.

   2. Vorrichtung nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die auf Wärme ansprechende Vorrichtung (7) und mit ihr die Verklinkung (4) nach dem Abschalten in ihre Ausgangslagen zurückkehren, wobei die Klinke (4) derart ausgebildet ist, dass sich ein erneutes Verrasten des Schlagbol- zens (l) durch dessen Eindrücken ergibt. EMI4.1 kungsvorrichtung aus einem zweiarmigen Hebel (4, 5) besteht, dessen einer Hebelarm (4) als Klinke ausgebildet ist und auf dessen andernHebelarm (5) derAuslösestift (6) und derBimetallstreifen (7) sowie eine ihn in der Verklinkungsstellung haltende Feder (8) einwirkt.

   4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bimetall- streifen (7) mit dem Isolierkörper der Sicherung in Berührung steht.

   5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöseklinke (4) beim Ansprechen des Auslösestiftes (6) durch dessen Feder (10) in der Entklinkungsstellung gehalten wird.

   6. Auslöse- bzw. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verklinkung aus einer magnetischen Verklinkung mit einem Dauermagneten (21) und einem Rückschlussteil (18) aus einer Wärmelegierung mit niedrigem Curiepunkt besteht. EMI4.2 dem Schmelzdraht (17) in Verbindung und unter der Einwirkung einer Feder (19) steht und mit einem mit dem Anzeigestift (22) verbundenen Dauermagneten (21) zusammenwirkt, wobei eins Feder (23) vorgesehen ist, die den Dauermagneten (21) vom Rückschlussteil (18) wegzubewegen sucht. EMI4.3 zwischen dem Rückschlussteil (18) und einer im Anzeigestift (22) verstellbar angeordneten Schraube (24) vorgesehen ist.

   9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzeigestift (22) ein unter der Wirkung des Auslösekraftspeichers (27) stehender Auslöseteil (26) über Sperrmittel (34) mit einem Sicherungsbauteil (31) verrastet.

   10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslöseteil (26) von einer über denAnzeigestift (22) geschobenen Kappe (26) gebildet ist, an der der Federkraftspeicher (27) angreift und die an ihrer oberen Stirnfläche eine Öffnung für den Durchtritt des am oberen Ende (30) einen kleineren Durchmesser aufweisenden Anzeigestiftes (22) bildet.

   11. Vorrichtung nach denAnsprüchen 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrmittel aus in Durchbrechungen (33) der Kappe (26) gelagerten Kugeln (34) bestehen, die je nach Stellung des Anzeigesttftes (22) entweder in Vertiefungen des Sicherungsbauteiles (31) oder in eine Ringnut (25) des Anzeigestiftes (22) greifen.

   12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die auf Wärme ansprechende Vorrichtung (7, 18) mittelbar, z. B. mittels einer Heizwicklung vom Strom beheiztist..

   13. Vorrichtung nach denAnsprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (7, 18) unmittelbar vom Strom beheizt ist.