AT374969B

AT374969B - Leitungsschutzschalter mit fehlerstromausloesung

Info

Publication number: AT374969B
Application number: AT314382A
Authority: AT
Inventors: Gottfried Dr Biegelmeier; George Roy Mcdowell
Original assignee: Biegelmeier Gottfried
Priority date: 1982-08-19
Filing date: 1982-08-19
Publication date: 1984-06-25
Also published as: ATA314382A

Description

Die Erfindung betrifft einen Leitungsschutzschalter mit Fehlerstromauslösung, bestehend aus nebeneinander angeordneten Bauelementen (Schaltfluchten), in denen die Polstrecken für die Unterbrechung der Phasenleiter und des Neutralleiters untergebracht sind und die die miteinander gekuppelten Schaltschlösser mit den thermischen und magnetischen Auslöser enthalten, wobei in der Schaltflucht des Neutralleiters kein thermischer Auslöser, aber Bauteile für den Magnetauslöser und das Schaltschloss, die den entsprechenden Bauteilen in den Schaltfluchten der Phasenleiter gleichen, angeordnet sind und wobei die Strombahn des Neutralleiters von den Anschlussklemmen über den Summenstromwandler, der auch die Phasenleiter erfasst, zu den Unterbrecherkontakten geführt ist.

Kombinierte Leitungsschutzschalter-Fehlerstromschutzschalter sind bekannt. So beschreibt z. B. die DE-AS 1169015 einen derartigen Schalter, bei dem an einen als Leitungsschutzschalter ausgebildeten Bauteil quer zur Verbindungslinie der Anschlussklemmen ein Bauteil angesetzt ist, der den Fehlerstromauslöser enthält. Dabei ist zwischen den beiden Bauteilen ein Übertragungsglied zum Einwirken des Fehlerstromauslösers auf das Schaltschloss vorgesehen. In der DE-AS 1280382 wird wieder vorgeschlagen, den LS-Schalterteil jedes Stromzweiges unabhängig von den übrigen LS-Schalter-Polstrecken zu machen und dabei alle Abzweige gemeinsam auf Fehlerstrom zu kontrollieren.

Auch die DE-AS 1563827 verwendet für einen kombinierten FI-LS-Schalter einen Fehlerstromschutzschalter, an den selbständige Schalter, insbesondere Leitungsschutzschalter, angesetzt sind, deren Schaltschlösser in geeigneter Weise miteinander gekuppelt sind.

Kombinierte FI-LS-Schalter mit netzspannungsabhängigen Verstärkereinrichtungen werden in einer Reihe von Patentschriften beschrieben, etwa in der DE-AS 2730874. Diese Lösungen beschreiben aber nur die elektrische Funktion der elektronischen Schaltungen und nicht den prinzipiellen Aufbau des FI-LS-Schalters.

Alle genannten Konstruktionen sind relativ aufwendig, erfordern entweder eine zusätzliche Schaltflucht oder besondere Schlossteile und einen speziellen Magnetauslöser, der entweder direkt vom Summenstromwandler erregt wird oder über einen Verstärker bei Fliessen des Fehlerstroms mit Hilfe der Netzenergie anspricht.

Die Erfindung setzt sich nun zum Ziel, einen Leitungsschutzschalter mit Fehlerstromauslösung zu schaffen, der sowohl in bezug auf Wirtschaftlichkeit als auch in bezug auf Zuverlässigkeit der Auslösung wesentliche Vorteile gegenüber den bisher bekannten Lösungen bietet.

Dafür ist zunächst eine kritische Prüfung der Grundforderungen notwendig, die ein derartiger Schalter erfüllen muss. Da nach dem Prinzip der dreifachen Sicherheit in den geschützten Anlagen der Schutz beim indirekten Berühren entweder durch die Nullung oder durch den kurzverzögerten FI-Schutzschalter an der Wurzel der Verteilung gewährleistet ist, dient der nachgeschaltete hochempfindliche LS-FI-Schalter nur zum zusätzlichen Schutz beim direkten Berühren. Er braucht daher weder gleichstromsensitiv zu sein, noch bringt eine Erdschlussüberwachung des Neutralleiters nennenswerte Vorteile. Man wird auch die Netzspannungsabhängigkeit der Auslösung akzeptieren können, weil dadurch wenig störungsanfällige, robuste mechanische Schlossteile verwendet werden können.

Um nun in der zu erwartenden Massenfertigung möglichst wirtschaftlich bauen zu können, wird erfindungsgemäss ein Leitungsschutzschalter mit Fehlerstromauslösung vorgeschlagen, der in der üblichen Bauweise aus nebeneinander angeordneten Bauelementen (Schaltfluchten) besteht, wobei die Schaltflucht des Neutralleiters dazu verwendet wird, eine netzspannungsabhängige elektronische Verstärkungseinrichtung mit Summenstromwandler aufzunehmen und. die in den Schaltfluchten der Phasenleiter vorhandenen thermischen Überstromauslöser entfallen. Der Magnetauslöser in der Schaltflucht des Neutralleiters und das zugehörige Schaltschloss besitzt im wesentlichen die gleichen Bauteile wie die Magnetauslöser und die Schaltschlösser in den Schaltfluchten der Phasenleiter.

Die Auslösespule des Magnetauslösers in der Neutralleiterschaltflucht mit entsprechender Windungszahl ist über die elektronische Schaltung mit dem Netz verbunden und betätigt beim Fliessen eines Fehlerstroms den Magnetauslöser. Die Strombahn des Neutralleiters ist über den Summenstromwandler von den Anschlussklemmen zu den Unterbrecherkontakten geführt. Man erreicht durch diese Erfindung, dass für die Fehlerstromauslösung mit Ausnahme der Auslösespule praktisch die gleichen Bauteile verwendet werden können, wie für die Überstromauslösung in den

Schaltfluchten der Phasenleiter. Damit ist aber grösste Wirtschaftlichkeit gegeben und in bezug auf die Zuverlässigkeit wird für die Fehlerstromauslösung das gleiche Niveau erreicht wie bisher bei der Überstromauslösung üblich.

Fast bei allen modernen LS-Schaltern ist der Anker der elektromagnetischen Überstromauslöser mit der beweglichen Kontaktbrücke mechanisch derart gekuppelt, dass der Anker beim Auslösen eine zusätzliche Kraft auf diese Brücke ausübt und dadurch ihre Öffnungsbewegung unterstützt wird.

Erfindungsgemäss kann die Auslösespule für die Fehlerstromauslösung in der Schaltflucht des Neutralleiters so dimensioniert werden, dass ihre Erregung ausreicht, um nach Entklinkung des Schaltschlosses über eine mechanische Kopplung eine Zug- oder Schlagkraft auf die beweglichen Kontakte des Schaltgerätes auszuüben. Diese Lösung hat den Vorteil, dass auch bei geringen Fehlerströmen die Öffnungsbewegung des Kontaktapparates unterstützt wird und beim Schalten auf einen Kurzschluss mit Fehlerstrom die Verschweissungsgefahr sinkt.

Des weiteren kann erfindungsgemäss die Auslösespule des Magnetauslösers in der Schaltflucht des Neutralleiters zweiteilig ausgeführt sein, wobei eine Spule über eine geeignete elektronische Schaltung mi < dem Netz verbunden ist und beim Fliessen eines Fehlerstroms den Magnetauslöser betätigt und die andere Spule vom Neutralleiterstrom durchflossen wird und ebenfalls beim Überschreiten eines bestimmten Einstellwertes des Neutralleiterstroms den Magnetauslöser betätigt.

Durch diese Lösung wird erreicht, dass bei reinen Kurzschlüssen ohne Fehlerstrom gegen Erde auch der Magnetauslöser in der Schaltflucht des Neutralleiters anspricht und die Öffnungsbewegung des zugeordneten Neutralleiterkontaktes unterstützt. Dadurch wird die Verschweissungsgefahr des Neutralleiterkontaktes verringert. Die Fig. 1 bis 4 zeigen beispielhaft erfindungsgemässe Ausführungen.

Fig. 1 zeigt den Aufriss des geschlossenen Schutzschalters, bestehend aus den nebeneinander angeordneten Bauelementen (Schaltfluchten) für den Phasenleiter Ll--1-mit den zugeordneten Anschlussklemmen --13a und 14a-- und den Neutralleiter N --2-- mit den zugeordneten Anschlussklemmen --13b und 14b--. Das Betätigungsorgan besteht aus den miteinander gekuppelten Knebeln - 12a und 12b--. Die Kupplung der Schaltschlösser im Innern des Gerätes ist nicht sichtbar.

Ausserdem besitzt der Leitungsschutzschalter mit Fehlerstromauslösung die bekannte Prüfeinrichtung - -15--, mit der bei Drücken der Taste ein Prüfstromkreis geschlossen wird, in dem der Prüffehlerstrom fliesst. Fig. 2 zeigt das Innere der Schaltflucht für den Phasenleiter --L1-- mit dem elektromagnetischen Schnellauslöser --3a-- und dem thermischen Überstromauslöser --4--, die beide in Serie geschaltet sind und den Hauptstromkreis bilden. Dieser Hauptstromkreis wird durch geeignete Öffnungen über den Summenstromwandler, der sich in der Schaltflucht des Neutralleiters befindet, geführt.

Das Schaltschloss --11-- wird durch die thermischen und elektromagnetischen Überstromauslöser in geeigneter Weise entklinkt, wobei der Anker des Schnellauslösers --6-- zu- sätzlich über eine mechanische Kupplung --7-- die Öffnungsbewegung der beweglichen Kontakt- brücke --5-- unterstützt. Der Lichtbogen wird dadurch schnell von der beweglichen Kontaktbrücke - und dem Fixkontakt --9-- in die Lichtbogenlöschbleche --10-- getrieben. Mit der Prüftaste --15-- kann der Prüfstromkreis geschlossen werden.

Fig. 3 zeigt das Innere der Schaltflucht für den Neutralleiter --N-- mit dem Summenstromwandler --16--, dem netzspannungsabhängigen
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eines Fehlerstroms durch den Verstärker an die Netzspannung angeschlossen wird und somit den Schutzschalter mit Hilfe der Netzenergie auslöst. Die Hauptstrombahn des Neutralleiters führt direkt von den Anschlussklemmen --13 und 14b-- über den Summenstromwandler zu den Unterbrecherkon- takten --8 und 9--. Die Verdrahtung des Prüfstromkreises --18-- und der Netzanschluss des Ver- stärkers --19-- ist ebenfalls sichtbar. Fig. 4 zeigt in einer Teilabbildung einen elektromagneti- schen Schnellauslöser mit zwei Auslösespulen --3b und 3c--.

Die Spule --3c-- liegt im Hauptstromkreis und wird vom Neutralleiterstrom durchflossen. Sie unterstützt bei reinen Kurzschlüssen ohne Fehlerstrom die Öffnungsbewegung der beweglichen Kontaktbrücke --5-- über die mechanische Kupplung --7--. Die Spule --3b-- wird bei Fliessen eines Fehlerstroms durch den Verstärker an die Netzspannung angeschlossen und löst dadurch den Schutzschalter aus.

Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Leitungsschutzschalter mit Fehlerstromauslösung, bestehend aus nebeneinander angeordneten Bauelementen (Schaltfluchten), in denen die Polstrecken für die Unterbrechung der Phasenleiter und des Neutralleiters untergebracht sind und die die miteinander gekuppelten Schaltschlösser mit den thermischen und magnetischen Auslösern enthalten, wobei in der Schaltflucht des Neutralleiters kein thermischer Auslöser, aber Bauteile für den Magnetauslöser und das Schaltschloss, die den entsprechenden Bauteilen in den Schaltfluchten der Phasenleiter gleichen, angeordnet sind, und wobei die Strombahn des Neutralleiters von den Anschlussklemmen über den Summenstromwandler, der auch die Phasenleiter erfasst, zu den Unterbrecherkontakten geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Schaltflucht des Neutralleiters (2)

angeordnete Auslösespule des Magnetauslösers (3b) über eine netzspannungsabhängige elektronische Verstärkungseinrichtung (17) und den Summenstromwandler (16) mit dem Netz verbunden ist, wodurch beim Fliessen eines Fehlerstroms der Magnetauslöser (3b) betätigt wird.

2. Leitungsschutzschalter mit Fehlerstromauslösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslösespule des Magnetauslösers, der im Bauteil des Neutralleiters untergebracht ist, zweiteilig ausgeführt ist, wobei eine Spule (3b) über eine netzspannungsabhängige elektronische Verstärkungseinrichtung (17) mit dem Netz verbunden ist und beim Fliessen eines Fehlerstroms den Magnetauslöser betätigt und die andere Spule (3c) vom Neutralleiterstrom durchflossen wird und ebenfalls beim Überschreiten eines Einstellwertes des Neutralleiterstroms den Magnetauslöser betätigt.