Erdungsvorrichtung für Schalt- oder Verteileranlagen
Die Erfindung betrifft eine Erdungsvorrichtung für Schalt- oder Verteileranlagen, mit mindestens einer Erdungspatrone, die auf einander gegenüberliegenden Seiten Ansätze aufweist, von denen der eine einen elektrisch leitend mit einem Erdseil verbindbaren Kontaktkörper aufweist.
Bei den bekannten Erdungsvorrichtungen dieser Art weiss zwar der Benutzer, welcher der beiden Ansätze mit dem Erdseil leitend verbunden ist und welcher gegen über dem Erdseil isoliert ist. Dagegen kann häufig nicht mit Sicherheit festgestellt werden, welcher der beiden Kontakte, in Idie die Erdungsvorrichtung eingesetzt werden soll, derjenige ist, der mit der spannungsfreien, zu erdenden Leitung verbunden ist. Diese Feststellung wird dadurch erschwert, dass in fein und denselben Anlage die Abgänge teilMileise mit dem oberen Kontakt der Kontaktpaare verbunden sind.
Die Bedienungsperson kann deshalb versehentlich die Erdungsvorrichtung falsch, d. h. den milt dem Erdseil elektrisch leitend verbundenen Ansatz in den spannungsführenden Kontakt, einsetzen, wodurch ein Kurzschluss hergestellt wird, der sowohl für die Bedienungsperson als auch die Anlage erhebliche Gefahren mit sich bringen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Erdungsvorrichtung zu schaffen, die ein versehentliches Erden der unter Spannung stehenden Klemme ausschliesst. Erfindungsgemäss ist die Erdungsvorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass mit dem durch den Kon taktkörper und eine Ansohlussvorrichtung für das Er dungsseil gehenden Strompfad ein Vorkontaktstück für das Erdungsseil oder für die zum Einsetzen des Kon taktkörpers bestimmten Kontakte elektrisch leitend verbunden ist und dass in wider Verbindung des Vorkantstückes mit dem genannten Strompfad eine im stromdurchflossenen Zustand ein Signal erzeugende oder die Herstellung der Verbindung zwischen dem
Erdungsseil und den Kontaktkörper mechanisch verbindernde Sicherungsvorrichtung liegt.
Da Idie Sicherungsvorrichtung die falsche Zuordnung der Ansätze zu den Kontakten schon anzeigt, ehe der Spannung führende Kontakt über das Erdseil kurzgeschlossen wird, kann die Biedienungsperson beli der erfindungsgemässen Erfindungsvorrichtung im Falle einer Anzeige die Zuordnung noch richtig stellen, ehe die falsohe Zuordnung zu eimer Gefährdung oder einem Schaden führen kann.
Die Sicherungsvorrichtung kann an der Erdungspatrone, aber auch ,an einer Verbindungsvorrichtung für mehrere Erdseile oder einem Bedienungsgriff für die Erdungspatronen vorgesehen sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Sicherungsvorrichtung zwischen ìein für den Anschluss des Erdseils vorgesehenes Kontaktstück und das Vorkontaktstück geschaltet. Zur Prüfung, ob die Erdungsvorrichtung richtig dem Kontaktpaar, in das sie eingesetzt werden soll, zugeordnet ist, braucht hierbei die Sicherungsvorrichtung nur einerseits mit dem Erdseil, anderseits mit dem leinen der beiden Kontakte des Kontaktpaares verbunden zu werden. Führt dieser Kontakt keine Spannung, so erfolgt keine Anzeige. Es kann dann eine unmittelbare Erdung ides Kontaktes über das Kontaktstück und das Erdseil erfolgen. Führt dagegen der Kontakt Spannung, so ist ein Kurzschluss dadurch verhindert, dass die Sicherungsvorüchtung im Strompfad liegt.
Die Sicherungsvorrichtung zeigt in diesem Falle an, dass Idie gewählte Zuordnung falsch ist, so dass vor der Herstellung eines Kurzschlusses über das Erdseil die Zuordnung geändert werden kann.
Die Sicherungsvorrichtung kann als eine bei falscher Zuordnung das Einsetzen der Erdungsvorrichtung in die Kontakte und/odier das Anschliessen des Erdseils an das Kontaktstück mechanisch isperrende Verriegelungseinrichtung ausgebildet sein. Eine mechanische Sperre hat gegenüber einer optischen oder akustischen Anzeige den Vorteil, dass sie nicht unbemerkt oder unbeachtet bleiben kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Verriegelungseinrichtung einen von einem Elektroma- gneten während dessen Erregung in der Sperrstellung gehaltenen Sperrschieber auf. Die Erregerspule des Elektro magneten ist hierbei zwischen das Kontaktstück und das Vorkontaktstück geschaltet. Die mechanisch wirkende Sperre kann entweder so ausgebildet sein, dass sie das Einsetzen der Erdungsvorrichtung in ,das Kontaktpaar unmöglich macht. Es ist aber auch möglich, die Verriegelungseinrichtung so auszubilden, dass eine Verbindung des Erdseils nur mit dem Vorkontaktstück, jedoch nicht mit dem Kontaktstück möglich ist, wenn die ge wählt Zuordnung falsch ist.
In diesem Falle kann zwar div Erdungsvorrichtung in falscher Zuordnung in die Kontakte der Anlage, beispielsweise mittels eines zum Einsetzen und Ausheben von Sicherungen bekannten Griffes, eingesetzt werden. Das Anschliessen des Erdseils ist jedoch nur dann möglich, wenn die Zuordnung riclatig gewählt ist.
Im folgenden ist die Erfindung anhand mehrerer auf der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig. la eine Seitenansicht einer teilweise im Längsschnitt dargestellten Ausführungsform,
Fig. 1b einen Längsschnitt einer Ausführungsform einer zugeordneten Anschlussvorrichtung für das Erdseil,
Fig. 2 eine Seitenansicht reines teilweise im Längsschnitt dargestellten weiteren Ausführungsform der erfindungsgemässen Erdungsvorrichtung,
Fig. 3 eine Ansicht und Darstellung entsprechend Fig. 2 einer dritten Ausführungsform,
Fig. 4 eine unvollständig dargestellte Ansicht von oben der Ausführungsform gemäss Fig. 3,
Fig.
5 eine schematische Darstellung einer Ausfüh rungsform mit mehreren Erdungspatronen.
Eine Erdungspatrone für Schalt- oder Verteileranlagen besitzt eine äusslere Form ähnlich einer NEI-Si- cherung, nämlich einen als Ganzes mit 1 bezeichneten Mittelteil, an dessen beiden Stirnflächen je ein messer artilge.r Ansatz 2 bzw. 3 vorgesehen ist, wobei die beiden Ansätze in ein und derselben Ebene liegen. Der im Querschnitt rechteckige Mittelteil 1 weist einen aus Kunststoff bestehenden Isolierkörper 4 auf, in den an scKessend an den einen Ansatz 2 ein Kontaktstück 5 eingelassen ist.
Die Länge des Kontaktstückes 5 ist geringer als die Länge des Mittelteils 1. Ebenso ist die Höhe des Kon taktstückes 5 geringer als die Höhe des Mitteltelis 1.
Wie Fig. la zeigt, ist das Kontaktstück 5 mit einer Ge windebohrung 6 versehen, deren Achse senkrecht auf der Längsachse des Mittelteils 1 und in Richtung von dessen Höhe verläuft. An ,die Gewindebohrung 6 schliesst sich gleichachsig eine zylindrische Bohrung 7 des Isolierkörpers 4 an, deren Durchmesser grös.ser ist als der Durchmesser der Gewindebohrung 6. Das Kontaktstück 5 bildjet daher auf der der zylindrischen Bohrung 7 zugekehrten Seite eine Ringscllulter 8.
An das dem IÇontaktstück 5 abgekehrte Ende der zylindrischen Bohrung 7 schliesst sich gleichachsig eine zylindrische Bohrung 9 eielen Durchmessers in einer Vorkontaktplatte 10 an, die auf der Oberseite Ides Iso lierkörpers 4 befestigt ist.
Die Vorkontaktplatte 10 deckt eine neben der zylindrischen Bohrung 7 liegende, jedoch von dieser durch eine Zwischenwand getrennte Kammer 11 im Isolierkörper 4 ab. In der Kammer 11 ist eine el'ektromagne- tisch betätigte Verriegelurkgsvorrichtung mit einem Sperrschieber 12 angeordnet. Der lelbektromlagnetische Antrieb des Sperrschiebers 12 ist schematisch durch eine Erregerspule 13 dargestellt, die einerseits am Kontaktstück 5, anderseits an der Vorkontaktpllatte 10 angeschlossen ist.
Für den in Längsrichtung ,des Mittelteils, also senkrecht zur Längsachse der zylindrischen Bohrung 7 verschiebbaren Sperrschieber ist in der Wand, die die zylindrische Bohrung 7 von der Kammer 11 trennt, lein Durchbruch 14 vorgesehen, durch den hindurch der Sperrschieber 12 in Idie zylindrische Bohrung 7 eingeführt werden kann.
Der sich an das lSontaktstück 5 anschliessende Ansatz 2 ist einstückig mit dem KontaLtstück ausgebildet, also elektrisch leitend, während der andere Ansatz 3 einstückig mit dem Isolierkörper 4 ausgebildet ist und daher nicht leitend ist.
Zum Anschluss eines Erdseiis 15 an das Kontaktstück 5 ist im Ausführungsbeispiel eine als Ganzes mit 16 bezeichnete Kupplungsvorrichtung vorgesehen, die eine fest mit dem Erdseil 15 verbundene Büchse 17 aufweist, wobei das angeschlossene Ende des Erdseils im Winkel zur Längsachse der Büchse 17 steht. In dler Büchse 17 ist drehbar, aber axial unverschiebbar ein Gewindezapfen 18 gelagert. Das eine aus der Büchse 17 herausragende Ende des Gewindezapfens 18 ist mit einem Querstift 19 versehen, der eine drehfeste Kupp lung mit (einer in bekannter Weise ,ausgebil,deten und daher nicht dargestellten Betäfigungsstange gestattet, die auf dieses Ende des Gewindezapfens aufgeschoben werden kann.
Das andere, ebenfalls aus der Büchse 17 herausragende Ende der Gewindespindel 18 ist mit einem dem Gewinde der Gewindebohrung 6 angepassten Gewinde 20 versehen. Der Durchmesser der Büchse 17 ist in demjenigen Endablschnitt, aus dem das das Gewinde 20 tragende Ende des Gewindezapfens 18 herausragt, geringfügig grösser als der Durchmesser der zylindrischen Bohrung 9.
Durch Längsschlitze 21 der Büchse 17 ist jedoch die Möglichkeit vorhanden, den Durchmesser Idieses Endabschnittes so weit zu verringern, dass der Endabschnitt in die zylindrische Bohrung 9 eingeführt werden kann. Um die Reibung der Büchse 17 in den Bohrungen 7 und 9 möglichst gering zu halten, ist der Durchmesser des sich an den Endabschnitt an schliessenden Mittelablschnitts etwas geringer gewählt als der Durchmesser ,der Bohrungen 7 und 9.
Wenn in einer Schalt- oder Verteileranlage ein Lei tungszug Igeerdet werden soll, wird zunächst mittels einer isolierten Betätigungsstange, die in die zylindrischen Bohrungen 7 und 9 eingesetzt und in die Gewindebohrung 6 eingeschraubt werden kann, !die Erdungsvorrichtung in das dem zu erdenden Leitungszug zugeordnete Kontal:tpaar (eingesetzt. Nun wird die Kupplungsvorrichtung 16 an die Erdungsvorrichtung angelegt. Hier- bei kommt zwangsläufig das mit dem Gewinde 20 versehene Ende des Gewindezapfens 18 oder die Büchse 17 mit der Vorkontaktplatte 10 in Berührung.
Ist die Erdungsvorrichtung zuvor falsch in das Kontaktpaar eingesetzt worden, d. h. li.qgt de.r Ansatz 2 an diem spannungsführenden Kontakt indes K;ontaktpaanes ,an, so hat die B;erührung der Vorkontaktplatte mit der Kupplungsvorrichtung 16 zur Folge, dass durch die Erregerspule 13 ein Strom fliesst. Der Sperrschieber 12 wird dadurch aus der in Fig. 1a dargestellten Ruhelage in die Sperrstellung geschoben, in wider er in die zylindrische Bohrung 7 ragt. In dieser Stellung bleibt der Sperrschieber 12, solange Idie Erregerspule 13 erregt ist.
In der Sperrstellung verhindert der Sperrschieber 12, dass der Ge windezapfen 18 und die Büchse 17 bis zum Kontaktstück 5 gelangen können. Es ist daher bei einer falschen Zuordnung der Ansätze 2 und 3 der Erdungsvorrich tung zu den Kontakten der Anlage unmöglich, die Büchse 17 unmittelbar mit dem Kontaktstück 5 zu verbinden und damit den Ansatz 2 gegenüber Erdpotential kurz zu schliessen.
Auch wenn zufällig die Gewindespindel die Vorkontaktplatte 10 beim Ansetzen der Kupplungsvorrichtung nicht berühren sollte, so ist durch den im Vergleich zur Bohrung 9 grösseren Durchmesser der Büchse 17 am vorderen Ende sichergestellt, dass die Vorkontaktplatte 10 stets geerdet wird, ehe die Büchse 17 so tief in die Bohrung 7 eingeführt ist, dass der Sperrschieber 12 nicht mehr zwischen Idie Ringschulter 8 des Kontaktstückes 5 und die Idilesem zugekehrten Stirnflächen des Gewindezapfens 18 oder der Büchse 17 geschoben werden könnte.
Ist die Zuordnung der Ansätze 2 und 3 zu den Kontakten der Anlage richtig gewählt, !so steht die Vorkontaktplatte 10 nicht unter Spannung. Beim Einführen wider Büchse 17 und Ides Gewindezapfens 18 in die Bohrungen 7 und 9 wird deshalb die Erregerspule 13 nicht erregt. Der Sperrschieber 12 bleibt in der in Fig. la dargestellten Ruhestellung, in der er nicht in die Bohrung 7 ragt. Die Büchse 17 kann daher so weit in die Bohrung 7 eingeführt werden, bis das mit dem Gewinde 20 versehene Ende des Gewindezapfens 18 in die Ge windebohrung 6 eingreift.
Der Gewindezapfen 18 wird nun in die Gewindebohrung 6 eingeschraubt, wobei die Büchse 17 noch gedreht werden kann. Dies ist insofern von Bedeutung, als les hierdurch möglich ist, das Erdseil 15 in der zweckmässigsten Richtung zu führen. Erst dann, wenn die Stirnfläche Idler Büchse 17 mittels des Gewindezapfens gegen die Ringschulter 8 des Kontaktstückes 5 gepresst wird, ist leine Drehung nicht mehr möglich. Die zum Drehen des Gewindezapfens 18 verwendete Betätigungsstange kann nunmehr vom Gewindezapfen abgezogen werden.
Dile in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemässen Erdungsvorrichtung unterscheidet sich in ihner äusseren Form nicht von derjenigen des AusführlmgsbeisEpiels gemäss Fig. la. Anstelle einer me mechanisch wirkenden Sicherungsvorrichtung ist hier jedoch eine Sicherungsvorrichtung vorgesehen, die durch akustische Signale eine falsche Zuordnung der Ansätze zu den Kontakten der Anlage anzeigt.
Der eine Ansatz 102 des Mittelteils 101 besteht bei dieser Ausführungsform nur zum Teil aus einem elektrisch gut leitenden Metall. Wie Fig. 2 zeigt, ist zwischen einem Vorkontaktstück 110, das auf der beim Einsetzen zuerst mit dem Kontakt in Berührung kommendlen Seite liegt und die Schneide des messerartigen Ansatzes 102 bildet, sowie einer den Rücken des Ansatzes 102 bildenden, elektrisch leitenden Kontaktplatte 122 eine aus Isolierstoff bestehende Zone 123 vorhanden.
Das Vorkontaktstück 110 ist am Isolierkörper 104 des Mittelteils 101 befestigt. Die Kontaktplatte 122 ist einstückig mit einem in den Isolierkörper 104 eingelasse- nen Kontaktstück 105 ausgebildet. Ebenso ist die Zone 123 einstückig mit dem Isolierkörper 104 ausgebildet, was auch für den Ansatz 103 gilt.
In einer Kammer 111 des Isolierkörpers 104 ist ein einerseits an Idas Vorkontaktstück 110, anderseits an das Kontaktstück 105 angeschlossener Summer 113 an geordnet, der bei Erregung ein deutlich wahrnehmbares Geräusch erzeugt.
Das nicht dargestellte Erdseil ist bei dieser Ausführungsform fest mit dem Kontaktstück 105 verbun den, also schon angeschlossen, ehe die Vorrichtung in dile Kontakte eingesetzt wird, wozu beispielsweise der für das Einsetzen von Slcherungen übliche Griff verwendet werden kann. Zum Aufsetzen eines solchen Griffes sind zwei Kupplungslaschen 124 vorhanden.
Zunächst wird die Erdungsvorrichtung nur leicht auf die Kontakte der Anlage aufgelegt, so dass nur das Vor kontaktstück 110, nicht aber die Kontaktplatte 122 den zugeordneten Kontakt berührt. Führt dieser Kontakt Spannung, so wird die Erregerspule des Summers 113 erregt. Die Bedienungsperson weiss auf Grund dieser akustischen Signale, dass die Zuordnung falsch gewählt ist. Bei richtiger Zuordnung liegt am Vorkontaktstück 110 keine Spannung, wenn die Vorrichtung auf die Kontakte der Anlage aufgesetzt wird. Das Fehlen akustischer Signale des Summers zeigt der Bedienungsperson also an, dass die Ansätze 102 und 103 vollständig in die Kontakte der Anlage eingeführt werden können.
Die Ausführungsform gemäss Fig. 3 unterscheidet sich von derjenigen gemäss Fig. 2 dadurch, dass an Stelle eines Summers ein elektromagnetisch angetriebener Sperrschieber 212 vorgesehen ist. Die Erregerspule 213 ist dagegen wie bei der Ausführungsform gemäss Fig. 2 (einerseits an das Vorkontaktstück 210, anderseits an das Kontaktstück 205 angeschlossen, mit dem das Erd- seil fest verbunden ist. Der Sperrschieber 212 ist in Längsrichtung des Mittelteils 201 verschiebbar und besitzt, wie Fig. 4 zeigt, sinken Kopf 212', leder breiter ist als die Dicke des Ansatzes 202, an dessen die Schneide bildenden Ende das Vorkontaktstück 210 und an dem den Rücken bildenden Ende die Kontaktplatte 222 vorgesehen ist.
In Verlängerung des Sperrschiebers 212 ist die zwischen dem Vorkontaktstück und zudem Kontaktstück liegende Zone 223 des Ansatzes 202 aus Isolierstoff mit einem Schlitz 225 versehen, dessen Breite der Stärke des Kopfes 212' des Sperrschiebers 212 angepasst ist, damit sich Ider Kopf 212' in Längsrichtung des Schlitzes 225 verschieben kann. In der Ruhestellung des Sperrschiebers ragt, wie Fig. 3 zeigt, der Kopf 212' nicht aus dem Isolierkörper 204 heraus. In der Sperrstellung steht hingegen der Kopf 212 an dem dem Isolierkörper 204 abgekehrten Ende des Schlitzes 225 (Fig. 4).
Wird beim Auflegen der Erdur4gsvorrichtung auf die Kontakte der Anlage das Vorkontaktstück 210 mit einem Spannung führenden Kontakt in Berührung gebracht, so fliesst vom Vorkontaktstück 210 ein Strom über Idie Erregerspule 213 zum Kontaktstück 205 und über das Erdseil 215 zur Erde. Die Erregung der Er regerspule hat zur Folge, dass sich der Sperrschieber 212 bei einer Blickrichtung gemäss Fig. 3 nach links verschiebt. Da in Idlieser Sperrstellung der Kopf 212' im Schlitz 225 steht und den Ansatz 212 seitlich überragt, kann der Ansatz 202 nur so weit in den Kontakt der Anlage eingeführt werden, bis der Kopf 212' ein weiteres Einführen mechanisch sperrt.
Es ist daher ebenfalls verhindert, dass lein Spannung führender Kontakt über die Kontaltplatte 222, das Kontaktstück 205 und das Erdseil 215 kurz geschlossen werden kann.
Blei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Erdungsvorrichtung aus drei gleich ausgebildeten Erdungspatronen 330, deren einer aus einem elektrisch leitenden Material bestehender Ansatz 331 elektrisch leitend mit einem Erdseil 333 fest verbunden ist. Der andere Ansatz 332 besteht aus einem elektrisch isolierenden Stoff. Die Erdseile 333 weisen je an ihrem der Erdungspatrone 330 abgekehrten Ende eine Kupp lungsvorrichtung 334 auf, Idie im Ausführungsbeispiel wie die Kupplungsvorrichtung 16 der Ausführungsform gemäss den Fig. la und 1b ausgebildet ist.
Eine Verbindungsvorrichtung 335 besteht im Prinzip aus drei nebeneinander angeordneten Mittelteilen 1 der Erdungspatrone Igemäss Fig. la. Das im Abstand von der Vorkontaktplatte angeordnete Kontaktstück jedes der drei Kanäle 336 ist jedoch mit einem Erdseil 337 verbunden.
Jede der Kupplungsvorrichtungen 334 kann nur dann vollständig in einen der Kanäle 336 eingeführt und mit dem zugeordneten Kontaktstück verbunden werden, wenn die Kupplungsvorrichtung spannungsfrei, die Zuordnung der Erdungspatrone also richtig gewählt ist.
Führt dagegen die Kupplungsvorrichtung 334 Spannung, so verhindern die in der Verbindungsvorrichtung 335 vorgesehenen Sperrschieber ein vollständiges Binschie- ben der Kupplungsvorrichtung und Idamit ein Kurzschliessen.