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Die
Erfindung betrifft ein Schaltgerät
mit zumindest einem ein- und ausschaltbaren Hauptkontakt, der Kontaktstücke und
eine bewegliche Kontaktbrücke
aufweist, wobei das Schaltgerät
eine Überwachungseinheit
zur Überwachung
eines Ausschaltvorgangs des zumindest einen Hauptkontakts, eine
Auslösemechanik
zur Unterbrechung einer zu einem verschweißten Hauptkontakt gehörenden Strombahn sowie
eine Vorrichtung zur Anzeige eines verschweißten Hauptkontakts aufweist.
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Mit
Schaltgeräten,
insbesondere Niederspannungsschaltgeräten, lassen sich die Strombahnen
zwischen einer elektrischen Versorgungseinrichtung und Verbrauchern
und damit deren Betriebsströme
schalten. Das heißt,
indem vom Schaltgerät Strombahnen
geöffnet
und geschlossen werden, lassen sich die angeschlossenen Verbraucher
sicher ein- und ausschalten.
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Ein
elektrisches Niederspannungsschaltgerät, wie beispielsweise ein Schütz, ein
Leistungsschalter oder ein Kompaktstarter, weist zum Schalten der
Strombahnen einen oder mehrere so genannte Hauptkontakte auf, die
von einem oder auch mehreren Steuermagneten gesteuert werden können. Prinzipiell
bestehen die Hauptkontakte dabei aus einer beweglichen Kontaktbrücke und
festen Kontaktstücken,
an die der Verbraucher und die Versorgungseinrichtung angeschlossen
sind. Zum Schließen
und öffnen
der Hauptkontakte wird ein entsprechendes Ein- oder Ausschaltsignal
an die Steuermagnete gegeben, woraufhin diese mit ihrem Anker so
auf die beweglichen Kontaktbrücken
einwirken, dass die Kontaktbrücken
eine Relativbewegung in Bezug auf die festen Kontaktstücke vollziehen
und entweder die zu schaltende Strombahnen schließen oder öffnen.
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Zur
besseren Kontaktierung zwischen den Kontaktstücken und den Kontaktbrücken sind
an Stellen, an denen beide aufeinander treffen, entsprechend ausgebildete
Kontaktflächen
vorge sehen. Diese Kontaktflächen
bestehen aus Materialien, wie beispielsweise Silberlegierungen,
die an diesen Stellen sowohl auf die Kontaktbrücke als auch die Kontaktstücke aufgebracht
sind und eine bestimmte Dicke aufweisen.
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Die
Materialien der Kontaktflächen
sind bei jedem der Schaltvorgänge
einem Verschleiß unterworfen.
Faktoren, die diesen Verschleiß beeinflussen können, sind:
der mit steigender Anzahl von Ein- und Ausschaltvorgängen zunehmende
Kontaktabbrand oder Kontaktabrieb, zunehmende Verformungen, zunehmende
Kontaktkorrosion durch Lichtbogeneinwirkung oder Umwelteinflüsse, wie
beispielsweise Dämpfe
oder Schwebstoffe, usw. Als Folge davon werden die Betriebsströme nicht
mehr sicher geschaltet, was zu Stromunterbrechungen, Kontaktaufheizungen
und damit letztendlich zu Kontaktverschweißungen führen kann.
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So
wird sich insbesondere mit zunehmendem Kontaktabbrand die Dicke
der an den Kontaktflächen
aufgebrachten Materialien verringern. Damit wird der Schaltweg zwischen
den Kontaktflächen
der Kontaktbrücke
und der Kontaktstücke
länger,
was letztendlich die Kontaktkraft beim Schließen verringert. Als Folge davon
werden mit zunehmender Anzahl von Schaltvorgängen die Kontakte nicht mehr richtig
schließen.
Durch die daraus resultierenden Stromunterbrechungen oder aber auch
durch ein verstärktes
Einschaltgrellen kann es dann zu einer Kontaktaufheizung und damit
zu einem zunehmenden Aufschmelzen des Kontaktmaterials kommen, was dann
wiederum zu einem Verschweißen
der Kontaktflächen
der Hauptkontakte führen
kann.
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Ist
ein Hauptkontakt des Schaltgerätes
verschlissen oder sogar verschweißt, kann das Schaltgerät den Verbraucher
nicht mehr sicher ausschalten. So wird gerade bei einem verschweißten Kontakt trotz
des Ausschaltsignals zumindest die Strombahn mit dem verschweißten Hauptkontakt
weiter strom- beziehungsweise spannungsführend bleiben und damit der
Verbraucher nicht vollständig
von der Versorgungseinrichtung getrennt. Da somit der Verbraucher in
einem nicht sicheren Zustand ver bleibt, stellt das Schaltgerät eine potentielle
Fehlerquelle dar.
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Dadurch
kann beispielsweise bei Kompaktstartern nach der IEC 60 947-6-2,
bei denen ein zusätzlicher
Schutzmechanismus auf die selben Hauptkontakte wirkt wie der Steuermagnet
beim betriebsmäßigen Schalten,
die Schutzfunktion blockiert werden.
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Zum
sicheren Betrieb von Schaltgeräten
und damit zum Schutz des Verbrauchers und der elektrischen Anlage
sind deshalb solche Fehlerquellen zu vermeiden.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, bei einem Schaltgerät, das eine
solche potentielle Fehlerquelle erkennen und entsprechend darauf
reagieren kann, einen aufgetretenen Störfall einem Bediener zur Anzeige
zu bringen.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Schaltgerät
mit zumindest einem ein- und ausschaltbaren Hauptkontakt, der Kontaktstücke und
eine bewegliche Kontaktbrücke
aufweist, wobei das Schaltgerät
eine Überwachungseinheit
zur Überwachung
eines Ausschaltvorgangs des zumindest einen Hauptkontakts, eine
Auslösemechanik
zur Unterbrechung einer zu einem verschweißten Hauptkontakt gehörenden Strombahn sowie
eine Vorrichtung zur Anzeige eines verschweißten Hauptkontakts aufweist,
wobei die Vorrichtung mittels der Auslösemechanik betätigbar ist, die
von der Überwachungseinheit
bei Meldung eines verschweißten
Hauptkontakts über
eine Steuereinheit aktivierbar ist.
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Durch
die Betätigung
der Vorrichtung mittels der Auslösemechanik
ist sichergestellt, dass bei Auftreten eines verschweißten Hauptkontakts
dieser Ausfall und damit der Ausfallgrund „Lebensdauer-Ende" eindeutig angezeigt
wird. Da das Zurücksetzen der
Auslösemechanik
typischerweise manuell erfolgt, wird ein Bediener auf den Störfall aufmerksam
gemacht und kann einen Austausch einplanen bzw. mittelfristig veranlassen.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
ist zur Anzeige eine mechanische Anzeige vorgesehen, die über einen
Umlenkhebel betätigbar
ist. Hiermit kann die Anzeige auf einfache Weise realisiert werden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die mechanische
Anzeige eine Verrastung auf, mittels derer die Anzeige nach Betätigung durch die
Auslösemechanik
nur manuell zurücksetzbar
ist. Damit wird der Störfall
bleibend angezeigt, bis ein bewusstes Eingreifen eines Bedieners
erfolgt.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist zur Anzeige
ein Meldekontakt für
eine elektronische Ausgabe der Anzeige vorgesehen. Dabei kann der
Meldekontakt vorteilhaft als bistabiles Relais ausgeführt sein.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispiele näher beschrieben
und erläutert.
Es zeigen:
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1 schematische
Darstellung einer ersten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Schaltgerätes im nicht-betätigten Zustand
der Anzeigevorrichtung,
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2 die
erste Ausführungsform
im betätigten
Zustand der Anzeigevorrichtung,
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3 eine
zweite Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Schaltgerätes im nicht-betätigten Zustand
der Anzeigevorrichtung,
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4 die
zweite Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
im betätigten
Zustand der Anzeigevorrichtung.
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1 zeigt
schematisch den Aufbau einer ersten Ausführungsform eines Schaltgerätes, bei dem
die Anzeigevorrichtung im nicht-betätigten Zustand dargestellt
ist. Ein- und Ausschaltsteuersignale zum Ein- und Ausschalten der
Hauptkontakte 1 werden über
Klemmen A1 und A2 und eine Steuereinheit 6 an den Steuermagneten 2 angelegt.
Beim Ausschalten wird der Steuer magnet 2, der als elektromagnetischer
Antrieb 2 für
die Hauptkontakte 1 dient, über die Steuereinrichtung 6 entregt
(z.B. bei monostabilem Antriebssystem) oder umgeschaltet (z.B. bei
bistabilem Antrieb). Durch die von der nicht näher bezeichneten Feder des
elektromagnetischen Antriebs 2 auf die Kontaktbrücken einwirkende
Kraft werden die Hauptkontakte 1 geöffnet und damit der Verbraucher
M von der Versorgungseinrichtung, hier durch die drei Leitungen
L1–L3
gekennzeichnet, getrennt. Nach dem Entregen bzw. Umschalten des
Antriebes 2 wird von der Überwachungseinheit 5 mittels Stromsensoren 11 (z.B.
Stromwandler) der Stromfluss in den Leistungspolbahnen L1–L3 gemessen. Ist
nach einer bestimmten Zeit (z.B. 100 Millisekunden) immer noch ein
Stromfluss vorhanden, so wird über
die Steuereinheit 6 die Auslösemechanik 4 aktiviert.
Der Federkraftspeicher 3 (z.B. das Schaltschloss eines
Leistungsschalters/Kompaktstarters) wird entklinkt und schlägt mit einer
hohen Kraft auf die nicht geöffneten
Schaltstellen 1. Die Kraft des Federspeichers 3 ist
dabei so dimensioniert, dass Kontaktverschweißungen aufgebrochen werden
können. Um
eine eindeutige Anzeige über
einen Störfall
zu geben, ist eine mechanische Anzeige 7 vorgesehen, die über die
Auslösemechanik 4 und
einen Umlenkhebel 8 betätigt
werden kann.
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2 zeigt
die erste Ausführungsform
aus 1 im betätigten
Zustand der Anzeigevorrichtung. Der Federspeicher 3 bleibt
entweder in der ausgeklinkten Stelle und kann nicht mehr zurückgesetzt werden,
oder der Federspeicher 3 (z.B. Schaltschloss) hat eine
Mechanik, mittels der die Feder wieder gespannt und die Auslösemechanik 4 wieder verklinkt
werden kann. Da das Zurücksetzen
der Mechanik 3, 4 manuell erfolgt, wird der Bediener
auf den Störfall
aufmerksam gemacht und wird einen Austausch einplanen bzw. mittelfristig
veranlassen. Die mechanische Anzeige 7 weist eine Verrastung
auf und kann ebenfalls nur durch bewusstes Eingreifen zurückgesetzt
werden.
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3 zeigt
eine zweite Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Schaltgerätes im nicht-betätigten Zustand
der Anzeigevorrich tung. Hier wird anstelle des mechanischen Anzeigegliedes
ein Meldekontakt 9, bei dem es sich auch um ein bistabiles
Relais handeln kann, angesteuert. Für eine Erläuterung der weiteren Bezugszeichen
wird auf die Ausführungen
zu 1 verwiesen.
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4 zeigt
die zweite Ausführungsform
aus 3 im betätigten
Zustand der Anzeigevorrichtung. Auch hier liegt die Meldung solange
vor, bis die Mechanik 3, 4 manuell wieder zurückgesetzt
wurde, so dass ein Bediener auf den Störfall aufmerksam gemacht wird.
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Zusammenfassend
betrifft die Erfindung ein Schaltgerät mit zumindest einem ein-
und ausschaltbaren Hauptkontakt, der Kontaktstücke und eine bewegliche Kontaktbrücke aufweist,
wobei das Schaltgerät
eine Überwachungseinheit
zur Überwachung eines
Ausschaltvorgangs des zumindest einen Hauptkontakts, eine Auslösemechanik
zur Unterbrechung einer zu einem verschweißten Hauptkontakt gehörenden Strombahn
sowie eine Vorrichtung zur Anzeige eines verschweißten Hauptkontakts
aufweist. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einem derartigen
Schaltgerät
einen aufgetretenen Störfall
einem Bediener zur Anzeige zu bringen. Diese Aufgabe wird dadurch
gelöst,
dass die Vorrichtung mittels der Auslösemechanik betätigbar ist,
die von der Überwachungseinheit
bei Meldung eines verschweißten
Hauptkontakts über
eine Steuereinheit aktivierbar ist. Hierdurch ist sichergestellt,
dass bei Auftreten eines verschweißten Hauptkontakts dieser Ausfall
und damit der Ausfallgrund „Lebensdauer-Ende" eindeutig angezeigt
wird.