DE102006037227B3 - Safety switch for selective current disconnection, on a current overload, has a current overload path which is dead on normal working and triggers the selective switch on a short circuit - Google Patents

Safety switch for selective current disconnection, on a current overload, has a current overload path which is dead on normal working and triggers the selective switch on a short circuit Download PDF

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Abstract

The safety switch (1), for selective disconnection on a current overload, has a main current path (5) and a current overload path (6). The current overload path has a path (12) with a return connection (13) to connect with a current overload return line (25) at the consumer side and a path (14) at the mains side with a connection (15) for the mains side current overload return (25,27). A switch (7) breaks the current flow between the main current paths (8,10) when activated by a magnetic trigger (28).

Description

Die Erfindung betrifft einen Schutzschalter, insbesondere einen Selbstschalter, zum selektiven Abschalten von Überströmen. Die Erfindung betrifft ferner eine Schutzschalteranordnung zum selektiven Abschalten von Überströmen.The Invention relates to a circuit breaker, in particular a self-switch, for selectively switching off overcurrents. The The invention further relates to a circuit breaker arrangement for selectively switching off from overflow.

Aus der EP 1 065 690 A2 ist eine Schutzschalteranordnung zur selektiven Auslösung von hintereinander geschalteten selektiv gestaffelten Schutzschaltern bekannt. Zum selektiven Auslösen sind die nachgeordneten Schutzschalter über Signalleitungen mit einem elektronischen Auslösesystem des vorgeordneten Schutzschalters verbunden. Nachteilig ist, dass Schutzschalter mit elektronischen Auslösesystemen störanfällig, aufwändig und teuer sind.From the EP 1 065 690 A2 For example, a circuit breaker arrangement is known for the selective actuation of series-connected selectively staggered circuit breakers. For selective triggering, the downstream circuit breakers are connected via signal lines to an electronic trip system of the upstream circuit breaker. The disadvantage is that circuit breakers with electronic trip systems are prone to failure, complex and expensive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfachen Schutzschalter zu schaffen, der eine selektive Abschaltung von Überströmen, insbesondere von Kurzschlussströmen ermöglicht, und kostengünstig sowie zuverlässig ist.Of the Invention is based on the object, a simple circuit breaker to provide a selective shutdown of overcurrents, in particular short-circuit currents allows and cost-effective as well as reliable is.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Bei dem erfindungsgemäßen Schutzschalter handelt es sich um einen solchen, mit

  • a. einem Hauptstrompfad, welcher i. einen netzseitigen ersten Hauptstromteilpfad mit einem ersten Hauptstromleitungsanschluss zum Anschließen einer netzseitigen Hauptstromleitung aufweist, und ii. einen verbraucherseitigen zweiten Hauptstromteilpfad mit einem zweiten Hauptstromleitungsanschluss zum Anschließen einer verbraucherseitigen Hauptstromleitung aufweist,
  • b. einem Überstrompfad, welcher i. einen verbraucherseitigen ersten Überstromteilpfad mit einem ersten Überstromrückleitungsanschluss zum An schließen einer verbraucherseitigen Überstromrückleitung aufweist, und ii. einen netzseitigen zweiten Überstromteilpfad mit einem zweiten Überstromrückleitungsanschluss zum Anschließen einer netzseitigen Überstromrückleitung aufweist,
  • c. einer Schalteinrichtung, welche i. mit dem Hauptstrompfad zum Unterbrechen des Stromflusses zwischen dem ersten und zweiten Hauptstromteilpfad zusammenwirkt, und ii. mit dem Überstrompfad zum Kommutieren des Stromflusses von dem zweiten Hauptstromteilpfad auf den zweiten Überstromteilpfad zusammenwirkt, und
  • d. einer magnetischen Auslöseeinrichtung, welche i. zum Betätigen der Schalteinrichtung mit dem ersten Hauptstromteilpfad zusammenwirkt, und ii. zum Blockieren der Schalteinrichtung mit dem ersten Hauptstromteilpfad und dem ersten Überstromteilpfad zusammenwirkt.
This object is solved by the features of independent claim 1. The circuit breaker according to the invention is such, with
  • a. a main current path, which i. a network-side first main flow part path having a first main power line connection for connecting a network-side main power line, and ii. a consumer-side second main flow path part having a second main flow line connection for connecting a load-side main flow line,
  • b. an overcurrent path which i. a consumer-side first overcurrent sub-path having a first overcurrent return connection for connecting to a consumer-side overcurrent return line, and ii. a network-side second overcurrent sub-path having a second overcurrent return connection for connecting a network-side overcurrent return line,
  • c. a switching device, which i. cooperates with the main current path for interrupting the flow of current between the first and second main current subpaths, and ii. cooperates with the overcurrent path for commutating the flow of current from the second main current path to the second overcurrent path, and
  • d. a magnetic tripping device, which i. for actuating the switching device cooperates with the first main flow part path, and ii. for blocking the switching device cooperates with the first main current path part and the first overcurrent part path.

Die Selektivität des Schutzschalters wird mittels des Überstrompfads, insbesondere mittels des ersten Überstromteilpfads, erzielt. Der Überstrompfad ist bei normalen Lastströmen stromlos. Tritt ein Kurzschluss auf, so stellt der Überstrompfad eine Überstromumleitung und/oder eine Überstromrückleitung bereit. Bei von dem Schutzschalter abzuschaltenden, nahe gelegenen Kurzschlüssen ist mittels der magnetischen Auslöseeinrichtung die Schalteinrichtung betätigbar, wobei die Auslöseeinrichtung ausschließlich mit dem ersten Hauptstromteilpfad zusammenwirkt. Mittels der Schalteinrichtung wird der Stromfluss zwischen dem ersten und zweiten Hauptstromteilpfad unterbrochen, wobei der Stromfluss von dem zweiten Hauptstromteilpfad auf den zweiten Überstromteilpfad kommutiert. Nach der Kommutierung stellt der zweite Überstromteilpfad eine Überstromumleitung und eine Überstromrückleitung bereit. Bei von dem Schutzschalter nicht abzuschaltenden, weit entfernten Kurzschlüssen wirkt die magnetische Auslöseeinrichtung mit dem ersten Hauptstromteilpfad und dem ersten Überstromteilpfad zusammen, sodass ein Betätigen der Schalteinrichtung vermieden wird. Der Schutzschalter stellt in diesem Fall eine Überstromrückleitung bereit, wobei der Kurzschluss von einem nachgeordneten Schutzschalter abgeschalten wird.The selectivity the circuit breaker is by means of the overcurrent path, in particular by means of the first overcurrent subpath, achieved. The overcurrent path is at normal load currents de-energized. If a short circuit occurs, the overcurrent path is set an overcurrent diversion and / or an overcurrent return line ready. To be disconnected from the circuit breaker, nearby short circuits is the switching device by means of the magnetic tripping device operable wherein the triggering device exclusively with the first main flow part path cooperates. By means of the switching device becomes the current flow between the first and second main current subpaths interrupted, wherein the flow of current from the second main flow part path on the second overcurrent subpath commutated. After commutation, the second overcurrent subpath sets an overcurrent diversion and an overflow return line ready. In the case of non-disconnectable from the circuit breaker, far away short circuits the magnetic release device acts with the first mainstream subpath and the first overcurrent subpath together so that pressing the switching device is avoided. The circuit breaker stops in this case an overcurrent return line ready, with the short circuit of a downstream circuit breaker is switched off.

Mittels des Überstrompfads, der eine Überstromumleitung und/oder Überstromrückleitung bereitstellt, ermöglicht der Schutzschalter das selektive Abschalten von Überströmen. Dadurch, dass eine elektronische Auslöseeinrichtung nicht erforderlich ist, ist der Schutzschalter einfach und kostengünstig aufgebaut sowie zuverlässig.through the overcurrent path, the overcurrent diversion and / or overflow return provides the circuit breaker the selective switching off of overcurrents. Because of that an electronic triggering device is not required, the circuit breaker is simple and inexpensive as well as reliable.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der von Anspruch 1 abhängigen Ansprüche.advantageous Embodiments of the invention will become apparent from the features of dependent on claim 1 Claims.

Vorteilhafterweise ist der Überstrompfad derart ausgebildet, dass bei von dem Schutzschalter abzuschaltenden Überströmen im Wesentlichen nur der zweite Überstromteilpfad von den Überströmen durchfließbar ist. Durch eine derartige Ausgestaltung wird erzielt, dass der im Wesentlichen stromlose erste Überstromteilpfad nicht mit der magnetischen Auslöseeinrichtung zusammenwirkt, so dass die Schalteinrichtung in einfacher Weise betätigbar ist.advantageously, is the overcurrent path designed so that when switched off by the circuit breaker overflow substantially only the second overcurrent subpath can be flowed through by the overflows. By such a configuration is achieved that the substantially de-energized first overcurrent subpath not with the magnetic trip device cooperates, so that the switching device in a simple manner actuated is.

Günstigerweise ist der Überstrompfad derart ausgebildet, dass bei von dem Schutzschalter nicht abzuschaltenden Überströmen der erste Überstromteilpfad und der zweite Überstromteilpfad von den Überströmen durchfließbar ist. Mittels einer derartigen Ausgestaltung wird erzielt, dass der Überstrompfad eine Überstromrückleitung bereitstellt, wobei der erste Überstromteilpfad gleichzeitig mit der magnetischen Auslöseeinrichtung zusammenwirkt, so dass die Schalteinrichtung in einfacher Weise blockierbar ist.Conveniently, the overcurrent path is designed such that, when the overcurrents are not to be disconnected by the circuit breaker, the first overcurrent subpath and the second overcurrent subpath can be flowed through by the overcurrents. By means of such a configuration it is achieved that the overcurrent path provides an overcurrent return line, wherein the first overcurrent sub-path cooperates simultaneously with the magnetic tripping device, so that the switching device can be blocked in a simple manner.

Weiterhin kann die Auslöseeinrichtung eine in dem ersten Hauptstromteilpfad angeordnete Erregerspule aufweisen. Eine derartig in den ersten Hauptstromteilpfad integrierte Erre gerspule ermöglicht ein einfaches Zusammenwirken des ersten Hauptstromteilpfads und der Auslöseeinrichtung.Farther can the triggering device comprise an excitation coil arranged in the first main current path part. Such an integrally integrated in the first main current partial path exciter coil allows a simple interaction of the first main current path and the triggering device.

Mit Vorteil ist vorgesehen, dass die Auslöseeinrichtung eine zumindest teilweise in dem ersten Überstromteilpfad angeordnete Sperreinheit aufweist. Eine derartig in den ersten Überstromteilpfad integrierte Sperreinheit ermöglicht ein einfaches Zusammenwirken des ersten Überstromteilpfads und der Auslöseeinrichtung.With Advantage is provided that the triggering device at least one partially in the first overcurrent subpath having arranged locking unit. Such integrated into the first overcurrent subpath Locking unit allows a simple interaction of the first overcurrent subpath and the triggering device.

Günstigerweise weist die Sperreinheit eine von einem Überstrom durchfließbare Sperrspule auf. Mittels einer derartigen Sperrspule wird eine magnetische Kopplung des ersten Überstromteilpfads und der Auslöseeinrichtung in Abhängigkeit eines Überstroms erzielt.conveniently, the blocking unit has a blocking coil which can be flowed through by an overflow on. By means of such a blocking coil is a magnetic coupling of the first overcurrent subpath and the triggering device dependent on an overcurrent achieved.

Vorteilhafterweise ist die Sperrspule derart ausgebildet, dass zum Blockieren der Schalteinrichtung ein von der Erregerspule erzeugtes Magnetfeld kompensierbar ist. Eine derartige Sperrspule ermöglicht ein magnetisches Blockieren der Auslöseeinrichtung bei von dem Schutzschalter nicht abzuschaltenden Kurzschlüssen.advantageously, the blocking coil is designed such that for blocking the switching device a magnetic field generated by the excitation coil is compensated. Such a blocking coil allows a magnetic blocking of the tripping device from the circuit breaker non-disconnect short circuits.

Weiterhin kann die Sperreinheit zum Blockieren der Schalteinrichtung ein magnetisch antreibbares und mechanisch wirkendes Sperrelement aufweisen. Ein derartiges Sperrelement ermöglicht ein einfaches mechanisches Blockieren der Auslöseeinrichtung in Abhängigkeit eines Überstroms.Farther For example, the blocking unit for blocking the switching device can be magnetic have drivable and mechanically acting blocking element. One allows such blocking element a simple mechanical locking of the triggering device in dependence an overcurrent.

Vorteilhafterweise ist in dem zweiten Überstromteilpfad mindestens ein Strombegrenzungselement angeordnet. Das mindestens eine Strombegrenzungselement als Teil der Überstromrückleitung ermöglicht in einfacher Weise eine Strombegrenzung im Kurzschlussfall.advantageously, is in the second overcurrent subpath arranged at least one current limiting element. That at least a current limiting element as part of the overcurrent return allows in easy way, a current limit in the event of a short circuit.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Schutzschalteranordnung zu schaffen, die eine einfache und zuver lässige selektive Abschaltung von Überströmen, insbesondere von Kurzschlussströmen, ermöglicht.Of the Invention is also the object of a circuit breaker assembly to provide a simple and reliable selective shutdown of overflows, in particular of short-circuit currents, allows.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 10 gelöst. Bei der erfindungsgemäßen Schutzschalteranordnung handelt es sich um eine solche, mit

  • a. einem vorgeordneten ersten Schutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, i. wobei dessen erster Hauptstromleitungsanschluss mit einem Phasenleiter eines Energieversorgungsnetzes elektrisch leitend verbunden ist, und ii. wobei dessen zweiter Überstromrückleitungsanschluss mit einem Neutralleiter des Energieversorgungsnetzes elektrisch leitend verbunden ist, und
  • b. mindestens einem dem ersten Schutzschalter nachgeordneten zweiten Schutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, i. wobei dessen erster Hauptstromleitungsanschluss mit dem zweiten Hauptstromleitungsanschluss des ersten Schutzschalters elektrisch leitend verbunden ist, ii. wobei dessen zweiter Hauptstromleitungsanschluss mit einem Verbraucher elektrisch leitend verbunden ist, und iii. wobei dessen zweiter Überstromrückleitungsanschluss mit dem ersten Überstromrückleitungsanschluss des ersten Schutzschalters elektrisch leitend verbunden ist.
This object is solved by the features of claim 10. In the circuit breaker assembly according to the invention is such, with
  • a. an upstream first circuit breaker according to one of claims 1 to 9, i. wherein the first main power line terminal is electrically connected to a phase conductor of a power supply network, and ii. wherein the second overcurrent return terminal is electrically connected to a neutral conductor of the power supply network, and
  • b. at least one of the first circuit breaker downstream second circuit breaker according to one of claims 1 to 9, i. wherein the first main power line terminal is electrically connected to the second main power line terminal of the first circuit breaker, ii. wherein the second main power line terminal is electrically connected to a load, and iii. wherein the second overcurrent return terminal is electrically connected to the first overcurrent return terminal of the first circuit breaker.

Dadurch, dass der Überstrompfad des vorgeordneten Schutzschalters netzseitig mit dem Neutralleiter und verbraucherseitig mit den Überstrompfaden aller nachgeordneten Schutzschalter verbunden ist, wird durch die Überstrompfade eine Kurzschlussumleitung und/oder Kurzschlussrückleitung bereitgestellt, die als Baumnetz aufgebaut ist. Die Selektivität der Schutzschalteranordnung wird über die miteinander verbundenen Überstrompfade erzielt, die als Kurzschlussumleitung und/oder Kurzschlussrückleitung eine Art Kommunikation zwischen den nachgeordneten Schutzschaltern und dem vorgeordneten Schutzschalter ermöglichen. Dadurch, dass im Falle eines Kurzschlusses eine Überstromumleitung und/oder eine Überstromrückleitung bereitgestellt wird, fließt der Überstrom nicht länger über den Kurzschluss, sodass die Energie im Kurzschlussfall stark begrenzt wird. Die weiteren Vorteile der erfindungsgemäßen Schutzschalteranordnung entsprechen denen, die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Schutzschalter ausgeführt wurden.Thereby, that the overcurrent path of the upstream circuit breaker on the mains side with the neutral conductor and consumer side with the Überstrompfaden all downstream circuit breaker is connected, is by the overcurrent paths a short circuit bypass and / or short circuit return provided, the is constructed as a tree network. The selectivity of the circuit breaker assembly is about the interconnected overcurrent paths achieved as short circuit bypass and / or short circuit return a kind of communication between the downstream circuit breakers and allow the upstream circuit breaker. In that case a short circuit an overcurrent bypass and / or an overcurrent return line provided will, flows the overcurrent no longer about the Short circuit, so that the energy is severely limited in the event of a short circuit becomes. The further advantages of the circuit breaker arrangement according to the invention correspond those mentioned above in connection with the circuit breaker according to the invention were executed.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigt:Further Features, advantages and details of the invention will become apparent the following description of embodiments with reference to Drawing. It shows:

1 eine Prinzipdarstellung eines Schutzschalters mit einem Hauptstrompfad und einem Überstrompfad, 1 a schematic diagram of a circuit breaker with a main current path and an overcurrent path,

2 eine schematische Darstellung des Schutzschalters gemäß 1, 2 a schematic representation of the circuit breaker according to 1 .

3 eine schematische Darstellung einer Schutzschalteranordnung mit einem vorgeordneten Schutzschalter und nachgeordneten Schutzschaltern gemäß 2 in einem ersten Schaltungszustand, 3 a schematic representation of a Circuit breaker assembly with a upstream circuit breaker and downstream circuit breakers according to 2 in a first circuit state,

4 eine schematische Darstellung der Schutzschalteranordnung gemäß 3 in einem zweiten Schaltungszustand, und 4 a schematic representation of the circuit breaker assembly according to 3 in a second circuit state, and

5 eine schematische Darstellung der Schutzschalteranordnung gemäß 3 in einem dritten Schaltungszustand. 5 a schematic representation of the circuit breaker assembly according to 3 in a third circuit state.

Eine Schutzschalteranordnung 1 zum selektiven Abschalten von Überströmen, insbesondere von Kurzschlussströmen, weist einen vorgeordneten ersten Schutzschalter 2, einen dem ersten Schutzschalter 2 nachgeordneten zweiten Schutzschalter 3 und einen dem ersten Schutzschalter 2 nachgeordneten und parallel zu dem zweiten Schutzschalter 3 angeordneten dritten Schutzschalter 4 auf. Die Schutzschalter 2, 3, 4 sind abgesehen von ihren Nennströmen identisch aufgebaut und weisen jeweils einen Hauptstrompfad 5 und einen Überstrompfad 6 auf. In den Hauptstrompfaden 5 der Schutzschalter 2, 3, 4 ist jeweils eine Schalteinrichtung 7 angeordnet, die die Hauptstrompfade 5 jeweils in einen netzseitigen ersten Hauptstromteilpfad 8 mit einem ersten Hauptstromleitungsanschluss 9 und einen verbraucherseitigen zweiten Hauptstromteilpfad 10 mit einem zweiten Hauptstromleitungsanschluss 11 unterteilt. Die Schalteinrichtungen 7 der Schutzschalter 2, 3, 4 sind derart ausgebildet, dass diese mit dem jeweils zugehörigen Hauptstrompfad 5 zum Unterbrechen des Stromflusses zwischen dem ersten und zweiten Hauptstromteilpfad 8, 10 zusammenwirken. Ferner unterteilen die Schalteinrichtungen 7 die Überstrompfade 6 der Schutzschalter 2, 3, 4 jeweils in einen verbraucherseitigen ersten Überstromteilpfad 12 mit einem ersten Überstromrückleitungsanschluss 13 und einen netzseitigen zweiten Überstromteilpfad 14 mit einem zweiten Überstromrückleitungsanschluss 15. Die Schalteinrichtungen 7 der Schutzschalter 2, 3, 4 sind derart ausgebildet, dass diese mit dem jeweils zugehörigen Überstrompfad 6 zum Kommutieren des Stromflusses von dem zweiten Hauptstromteilpfad 10 auf den zweiten Überstromteilpfad 14 zusammenwirken.A circuit breaker arrangement 1 for selectively switching off overcurrents, in particular short-circuit currents, has an upstream first circuit breaker 2 , the first circuit breaker 2 downstream second circuit breaker 3 and a first circuit breaker 2 downstream and parallel to the second circuit breaker 3 arranged third circuit breaker 4 on. The circuit breaker 2 . 3 . 4 are identical apart from their rated currents and each have a main current path 5 and an overcurrent path 6 on. In the main current paths 5 the circuit breaker 2 . 3 . 4 is each a switching device 7 arranged, which are the main current paths 5 each in a network-side first main flow part path 8th with a first main power line connection 9 and a consumer-side second main current path 10 with a second main power line connection 11 divided. The switching devices 7 the circuit breaker 2 . 3 . 4 are designed such that these with the respectively associated main current path 5 for interrupting the flow of current between the first and second mainstream subpaths 8th . 10 interact. Furthermore, the switching devices divide 7 the overcurrent paths 6 the circuit breaker 2 . 3 . 4 each in a consumer-side first overcurrent sub-path 12 with a first overflow return port 13 and a network-side second overcurrent sub-path 14 with a second overflow return port 15 , The switching devices 7 the circuit breaker 2 . 3 . 4 are designed such that these with the respectively associated overcurrent path 6 for commutating the flow of current from the second main flow path 10 on the second overcurrent subpath 14 interact.

Der erste Hauptleitungsanschluss 9 des ersten Schutzschalters 2 ist über eine erste Hauptstromleitung 16 mit einem Phasenleiter 17 eines Energieversorgungsnetzes elektrisch leitend verbunden. Der zweite Hauptstromleitungsanschluss 11 des ersten Schutzschalters 2 ist über eine zweite Hauptstromleitung 18 mit den ersten Hauptstromleitungsanschlüssen 9 der nachgeordneten Schutzschalter 3, 4 elektrisch leitend verbunden, wobei sich die zweite Hauptstromleitung 18 in einem Hauptstromleitungsknoten 19 verzweigt. Der zweite Hauptstromleitungsanschluss 11 des zweiten Schutzschalters 3 ist über eine dritte Hauptstromleitung 20 mit einem ersten Verbraucher 21 elektrisch leitend verbunden, wobei der erste Verbraucher 21 mittels der dritten Hauptstromleitung 20 weiterhin mit einem Neutralleiter 22 des Energieversorgungsnetzes elektrisch leitend verbunden ist. Entsprechend ist der zweite Hauptleitungsanschluss 11 des dritten Schutzschalters 4 über eine vierte Hauptstromleitung 23 mit einem zweiten Verbraucher 24 elektrisch leitend verbunden, wobei der zweite Verbraucher 24 weiterhin mittels der vierten Hauptstromleitung 23 mit dem Neutralleiter 22 elektrisch leitend verbunden ist.The first main line connection 9 of the first circuit breaker 2 is via a first main power line 16 with a phase conductor 17 a power supply network electrically connected. The second main power line connection 11 of the first circuit breaker 2 is via a second main power line 18 with the first main power line connections 9 the downstream circuit breaker 3 . 4 electrically connected, wherein the second main power line 18 in a main power line node 19 branched. The second main power line connection 11 of the second circuit breaker 3 is via a third main power line 20 with a first consumer 21 electrically connected, wherein the first consumer 21 by means of the third main power line 20 continue with a neutral conductor 22 the power supply network is electrically connected. Accordingly, the second main line connection 11 of the third circuit breaker 4 over a fourth main power line 23 with a second consumer 24 electrically connected, wherein the second consumer 24 continue by means of the fourth main power line 23 with the neutral conductor 22 is electrically connected.

Die ersten Überstromrückleitungsanschlüsse 13 des zweiten und dritten Schutzschalters 3, 4 liegen frei, d. h. sie laufen leer. Die zweiten Überstromrückleitungsanschlüsse 15 des zweiten und dritten Schutzschalters 3, 4 sind über eine erste Überstromrückleitung 25 mit dem ersten Überstromrückleitungsanschluss 13 des ersten Schutzschalters 2 elektrisch leitend verbunden, wobei sich die erste Überstromrückleitung 25 in einem Überstromrückleitungsknoten 26 verzweigt. Der zweite Überstromrückleitungsanschluss 15 des ersten Schutzschalters 2 ist über eine zweite Überstromrückleitung 27 mit dem Neutralleiter 22 des Energieversorgungsnetzes elektrisch leitend verbunden.The first overflow return connections 13 of the second and third circuit breaker 3 . 4 are free, ie they are empty. The second overflow return connections 15 of the second and third circuit breaker 3 . 4 are over a first overcurrent return line 25 with the first overflow return port 13 of the first circuit breaker 2 electrically connected, wherein the first overcurrent return line 25 in an overflow return node 26 branched. The second overflow return port 15 of the first circuit breaker 2 is via a second overflow return line 27 with the neutral conductor 22 the power supply network electrically connected.

Die Schutzschalter 2, 3, 4 weisen jeweils eine magnetische Auslöseeinrichtung 28 auf. Mittels der Auslöseeinrichtungen 28 ist die jeweils zugehörige Schalteinrichtung 7 betätigbar. Dies ist in den 3 bis 5 durch gestrichelte Pfeile angedeutet. Zum Betätigen der Schalteinrichtungen 7 wirken die jeweiligen Auslöseeinrichtungen 28 mit dem zugehörigen ersten Hauptstromteilpfad 8 zusammen, wohingegen die Auslöseeinrichtungen 28 zum Blockieren der jeweiligen Schalteinrichtung 7 mit dem zugehörigen ersten Hauptstromteilpfad 8 und dem zugehörigen ersten Überstromteilpfad 12 zusammenwirken. Zum Begrenzen von Überströmen, insbesondere von Kurzschlussströmen, ist in den zweiten Überstromteilpfaden 14 der Schutzschalter 2, 3, 4 jeweils ein Strombegrenzungselement 29 angeordnet. Das Strombegrenzungselement 29 ist als ohmscher Widerstand ausgebildet.The circuit breaker 2 . 3 . 4 each have a magnetic trip device 28 on. By means of the tripping devices 28 is the respective associated switching device 7 actuated. This is in the 3 to 5 indicated by dashed arrows. For actuating the switching devices 7 act the respective triggering devices 28 with the associated first main flow part path 8th together, whereas the triggering devices 28 for blocking the respective switching device 7 with the associated first main flow part path 8th and the associated first overcurrent subpath 12 interact. For limiting overcurrents, in particular short-circuit currents, is in the second overcurrent subpaths 14 the circuit breaker 2 . 3 . 4 each a current limiting element 29 arranged. The current limiting element 29 is designed as an ohmic resistance.

In 3 ist zwischen dem zweiten Hauptstromleitungsanschluss 11 des zweiten Schutzschalters 3 und dem Neutralleiter 22 an einer Kurzschlussstelle K1 ein erster Kurzschluss eingezeichnet. Ferner ist in 3 zwischen dem zweiten Hauptstromleitungsanschluss 11 des ersten Schutzschalters 2 und dem Haupt stromleitungsknoten 19 an einer zweiten Kurzschlussstelle K2 ein zweiter Kurzschluss eingezeichnet.In 3 is between the second main power line connection 11 of the second circuit breaker 3 and the neutral conductor 22 at a short-circuit point K 1 a first short circuit drawn. Furthermore, in 3 between the second main power line connection 11 of the first circuit breaker 2 and the main power line node 19 at a second short-circuit point K 2, a second short circuit shown.

Nachfolgend wird anhand der 1 und 2 der Aufbau der Schutzschalter 2, 3, 4 genauer beschrieben. Die Schutzschalter 2, 3, 4 sind abgesehen von ihren Nennströmen identisch aufgebaut, sodass nachfolgend lediglich der Schutzschalter 2 genauer beschrieben wird.The following is based on the 1 and 2 the structure of the circuit breaker 2 . 3 . 4 described in more detail. The circuit breaker 2 . 3 . 4 are abgese hen of their rated currents identically constructed so that subsequently only the circuit breaker 2 will be described in more detail.

1 zeigt den prinzipiellen Aufbau des Schutzschalters 2. 2 zeigt eine schematische Darstellung des Schutzschalters 2, die den prinzipiellen Aufbau nach 1 widerspiegelt. Die schematische Darstellung nach 2 ist zur Darstellung der Schutzschalter 2, 3, 4 in den 3 bis 5 verwendet. 1 shows the basic structure of the circuit breaker 2 , 2 shows a schematic representation of the circuit breaker 2 , according to the basic structure 1 reflects. The schematic representation after 2 is to represent the circuit breaker 2 . 3 . 4 in the 3 to 5 used.

Der Schutzschalter 2 ist als einfach unterbrechender Selbstschalter ausgebildet. Die Schalteinrichtung 7 umfasst ein Festkontaktelement 30, ein Bewegkontaktelement 31, eine Löschkammer 32, ein Lichtbogenleitelement 33, ein Bimetallelement 34 und ein das Bimetallelement 34 mit dem Bewegkontaktelement 31 verbindendes Verbindungselement 35. Zum Betätigen der Schalteinrichtung 7 ist die magnetische Auslöseeinrichtung 28 vorgesehen. Die magnetische Auslöseeinrichtung 28 umfasst eine Erregerspule 36, einen mit der Erregerspule 36 zusammenwirkenden Spulenkern 37, einen mit der Erregerspule 36 und dem Spulenkern 37 zusammenwirkenden Anker 38, ein zwischen dem Spulenkern 37 und dem Anker 38 angeordnetes und in 1 nicht dargestelltes Federelement und eine Sperreinheit 39.The circuit breaker 2 is designed as a simple interrupting auto switch. The switching device 7 includes a fixed contact element 30 , a moving contact element 31 , a quenching chamber 32 , an arc guide 33 , a bimetallic element 34 and a bimetallic element 34 with the moving contact element 31 connecting connecting element 35 , For actuating the switching device 7 is the magnetic trip device 28 intended. The magnetic trip device 28 includes an excitation coil 36 , one with the exciter coil 36 cooperating spool core 37 , one with the exciter coil 36 and the spool core 37 interacting anchor 38 , one between the bobbin 37 and the anchor 38 arranged and in 1 not shown spring element and a locking unit 39 ,

Die Erregerspule 36 ist mit einem ersten freien Ende mit dem ersten Hauptstromleitungsanschluss 9 elektrisch leitend verbunden. Ein zweites freies Ende der Erregerspule 36 ist mit dem Festkontaktelement 30 elektrisch leitend verbunden. Die Erregerspule 36 umfasst mehrere Windungen und begrenzt einen im Wesentlichen zylinderförmigen Spuleninnenraum mit einer mittig verlaufenden Spulenachse 40. Das Festkontaktelement 30 ist als gebogene Schiene ausgebildet und weist einen U-förmig gebogenen ersten Festkontaktabschnitt 41 und einen parallel zu der Spulenachse 40 verlaufenden zweiten Festkontaktabschnitt 42 auf. Der erste Hauptstromleitungsanschluss 9, die Erregerspule 36 und das Festkontaktelement 30 bilden den ersten Hauptstromteilpfad 8 des Hauptstrompfades 5 aus. Die Erregerspule 36 ist in dem ersten Hauptstromteilpfad 8 angeordnet.The exciter coil 36 is with a first free end to the first main power line connection 9 electrically connected. A second free end of the exciter coil 36 is with the fixed contact element 30 electrically connected. The exciter coil 36 includes a plurality of turns and defines a substantially cylindrical coil interior with a centrally extending coil axis 40 , The fixed contact element 30 is formed as a curved rail and has a U-shaped first fixed contact portion 41 and one parallel to the coil axis 40 extending second fixed contact portion 42 on. The first main power line connection 9 , the exciter coil 36 and the fixed contact element 30 form the first main flow part path 8th of the main stream path 5 out. The exciter coil 36 is in the first main stream subpath 8th arranged.

Benachbart zu dem Festkontaktelement 30 ist das zugehörige Bewegkontaktelement 31 angeordnet. Das Bewegkontaktelement 31 ist um eine Schwenkachse 43 relativ zu dem Festkontaktelement 30 verschwenkbar, wobei die Schwenkachse 43 mittig durch einen stabförmigen ersten Bewegkontaktabschnitt 44 verläuft. An den ersten Bewegkontaktabschnitt 44 ist ein hakenförmiger zweiter Bewegkontaktabschnitt 45 angeformt. Der zweite Bewegkontaktabschnitt 45 liegt in einer ersten Schwenkposition des Bewegkontaktelements 31 gegen den ersten Festkontaktabschnitt 41 des Festkontaktelements 30 an. Dies ist in 1 gezeigt. In einer zweiten Schwenkposition des Bewegkontaktelements 31 ist der zweite Bewegkontaktabschnitt 45 ca. 4 mm von dem ersten Festkontaktabschnitt 41 abgehoben.Adjacent to the fixed contact element 30 is the associated moving contact element 31 arranged. The moving contact element 31 is about a pivot axis 43 relative to the fixed contact element 30 pivotable, wherein the pivot axis 43 centrally through a rod-shaped first moving contact section 44 runs. To the first moving contact section 44 is a hook-shaped second Bewegkontaktabschnitt 45 formed. The second moving contact section 45 lies in a first pivot position of the Bewegkontaktelements 31 against the first fixed contact portion 41 of the fixed contact element 30 at. This is in 1 shown. In a second pivot position of the Bewegkontaktelements 31 is the second moving contact section 45 about 4 mm from the first fixed contact section 41 lifted.

Mittels des ersten Verbindungselements 35 ist der erste Bewegkontaktabschnitt 44 mit dem Bimetallelement 34 verbunden. Das erste Verbindungselement 35 ist als Litze ausgebildet. Das Bimetallelement 34 ist stabförmig ausgebildet und mit dem zweiten Hauptstromleitungsanschluss 11 elektrisch leitend verbunden. Das Bewegkontaktelement 31, das erste Verbindungselement 35, das Bimetallelement 34 und der zweite Hauptstromleitungsanschluss 11 bilden den zweiten Hauptstromteilpfad 10 des Hauptstrompfades 5 aus. Der Hauptstrompfad 5 ist mittels des Festkontaktelements 30 und des Bewegkontaktelements 31 unterbrechbar.By means of the first connecting element 35 is the first moving contact section 44 with the bimetal element 34 connected. The first connection element 35 is designed as a strand. The bimetal element 34 is rod-shaped and with the second main power line connection 11 electrically connected. The moving contact element 31 , the first connecting element 35 , the bimetallic element 34 and the second main power line connection 11 form the second main flow part path 10 of the main stream path 5 out. The main stream path 5 is by means of the fixed contact element 30 and the moving contact element 31 interruptible.

Die Sperreinheit 39 weist eine Sperrspule 46 auf, die konzentrisch zu der Erregerspule 36 und der Spulenachse 40 angeordnet ist. Die Sperrspule 46 ist mit einem ersten freien Ende mit dem ersten Überstromrückleitungsanschluss 13 elektrisch leitend verbunden. Mit einem zweiten freien Ende ist die Sperrspule 46 mit einem zweiten Verbindungselement 47 elektrisch leitend verbunden. Der erste Überstromrückleitungsanschluss 13, die Sperreinheit 39 mit der Sperrspule 46 und das zweite Verbindungselement 47 bilden den ersten Überstromteilpfad 12 des Überstrompfades 6 aus. Die Sperreinheit 39 mit der von einem Überstrom durchfließbaren Sperrspule 46 ist in dem ersten Überstromteilpfad 12 angeordnet. Das zweite Verbindungselement 47 verbindet die Sperrspule 46 mit dem Lichtbogenleitelement 33.The lock unit 39 has a locking coil 46 on, concentric with the exciter coil 36 and the coil axis 40 is arranged. The locking coil 46 is at a first free end with the first overflow return port 13 electrically connected. With a second free end is the blocking coil 46 with a second connecting element 47 electrically connected. The first overflow return port 13 , the blocking unit 39 with the locking coil 46 and the second connecting element 47 form the first overcurrent subpath 12 of the overcurrent path 6 out. The lock unit 39 with the by an overcurrent flow-through blocking coil 46 is in the first overcurrent subpath 12 arranged. The second connection element 47 connects the locking coil 46 with the arc guide element 33 ,

Das Lichtbogenleitelement 33 weist einen stabförmigen ersten Lichtbogenleitabschnitt 48 und einen S-förmig gebogenen zweiten Lichtbogenleitabschnitt 49 auf. Der erste Lichtbogenleitabschnitt 48 ist unterhalb des zweiten Festkontaktabschnitts 42 angeordnet und verläuft im Wesentlichen parallel zu diesem. Zwischen dem ersten Lichtbogenleitabschnitt 48 und dem zweiten Festkontaktabschnitt 42 ist die Löschkammer 32 angeordnet. Die Löschkammer 32 umfasst mehrere parallel zu dem zweiten Festkontaktabschnitt 42 verlaufende und beabstandet voneinander angeordnete Löschbleche 50, die im Wesentlichen deckungsgleich mit dem zweiten Festkontaktabschnitt 42 und dem ersten Lichtbogenleitabschnitt 48 sind. Ausgehend von dem ersten Lichtbogenleitabschnitt 48 verläuft der zweite Lichtbogenleitabschnitt 49 S-förmig geschwungen bis in die Nähe des zweiten Bewegkontaktabschnitts 45 des Bewegkontaktelements 31. Der zweite Lichtbogenleitabschnitt 49 ist über ein drittes Verbindungselement 51 mit dem Strombegrenzungselement 29 verbunden, wobei dieses mit dem zweiten Überstromrückleitungsanschluss 15 elektrisch leitend verbunden ist. Die Löschkammer 32, das Lichtbogenleitelement 33, das dritte Verbindungselement 51, das Strombegrenzungselement 29 und der zweite Überstromrückleitungsanschluss 15 bilden den zweiten Überstromteilpfad 14 des Überstrompfades 6 aus. Das Kommutieren des Stromflusses von dem zweiten Hauptstromteilpfad 10 auf den zweiten Überstromteilpfad 14 erfolgt mittels des Bewegkontaktelements 31 und des Lichtbogenleitelements 33.The arc guide element 33 has a rod-shaped first arc guide section 48 and a S-shaped second arc guide portion 49 on. The first arc guide section 48 is below the second fixed contact section 42 arranged and runs substantially parallel to this. Between the first arc guide section 48 and the second fixed contact portion 42 is the quenching chamber 32 arranged. The extinguishing chamber 32 includes a plurality of parallel to the second fixed contact portion 42 extending and spaced apart quenching plates 50 substantially congruent with the second fixed contact portion 42 and the first arc guide section 48 are. Starting from the first arc guide section 48 the second arc guide section runs 49 S-shaped curved to near the second Bewegkontaktabschnitts 45 the moving contact element 31 , The second arc guide section 49 is via a third connecting element 51 with the current limiting element 29 connected to the second overcurrent return connection 15 electrically conductive verbun that is. The extinguishing chamber 32 , the arc guiding element 33 , the third connecting element 51 , the current limiting element 29 and the second overflow return port 15 form the second overcurrent subpath 14 of the overcurrent path 6 out. The commutation of the flow of current from the second main flow path 10 on the second overcurrent subpath 14 takes place by means of the moving contact element 31 and the arc guide element 33 ,

Der Spulenkern 37 der Auslöseeinrichtung 28 ist teilweise in dem Spuleninnenraum und konzentrisch zu der Spulenachse 40 der Erregerspule 36 angeordnet. Der Spulenkern 37 ist an dem Festkontaktelement 30 befestigt und relativ zu der Erregerspule 36 festgelegt. Zur Durchführung des Ankers 38 ist der Spulenkern 37 ringförmig ausgebildet und weist eine konzentrisch zu der Spulenachse 40 angeordnete Durchführungsöffnung auf. Der Anker 38 ist konzentrisch zu der Spulenachse 40 angeordnet und relativ zu dem Spulenkern 37 entlang der Spulenachse 40 verlagerbar. Der Anker 38 umfasst einen im Wesentlichen hohlzylinderförmigen Ankergrundkörper 52 und einen daran formschlüssig befestigten Ankerstift 53. Der Ankergrundkörper 52 ist zumindest teilweise innerhalb des Spuleninnenraums angeordnet, wobei der Spulenkern 37 zwischen dem Ankergrundkörper 52 und dem Bewegkontaktelement 31 liegt. Der Spulenkern 37 und der Ankergrundkörper 52 bestehen aus einem magnetischen Material, insbesondere aus Eisen. Der Ankerstift 53 besteht aus einem nicht magnetischen Material, insbesondere aus Kunststoff.The coil core 37 the triggering device 28 is partially in the coil interior and concentric with the coil axis 40 the exciter coil 36 arranged. The coil core 37 is on the fixed contact element 30 attached and relative to the exciter coil 36 established. To carry out the anchor 38 is the spool core 37 annular and has a concentric with the coil axis 40 arranged through opening. The anchor 38 is concentric with the coil axis 40 arranged and relative to the spool core 37 along the coil axis 40 displaced. The anchor 38 comprises a substantially hollow cylindrical anchor body 52 and a form-fitting attached anchor pin 53 , The anchor body 52 is at least partially disposed within the coil interior, wherein the coil core 37 between the anchor body 52 and the moving contact element 31 lies. The coil core 37 and the anchor body 52 consist of a magnetic material, in particular iron. The anchor pin 53 consists of a non-magnetic material, in particular plastic.

Die Sperrspule 46 ist konzentrisch zu der Spulenachse 40 angeordnet, wobei die Sperrspule 46 die Erregerspule 36 umgibt. Die Sperrspule 46 ist derart ausgebildet, dass zum Blockieren der Schalteinrichtung 7 ein von der Erregerspule 36 erzeugtes Magnetfeld kompensierbar ist. Insbesondere die Windungsanzahl der Sperrspule 46 entspricht der Windungsanzahl der Erregerspule 36.The locking coil 46 is concentric with the coil axis 40 arranged, with the blocking coil 46 the exciter coil 36 surrounds. The locking coil 46 is designed such that for blocking the switching device 7 one from the exciter coil 36 generated magnetic field is compensated. In particular, the number of turns of the blocking coil 46 corresponds to the number of turns of the exciter coil 36 ,

Mittels der beschriebenen Schalteinrichtung 7 und Auslöseeinrichtung 28 ist der Überstrompfad 6 derart ausgebildet, dass bei von dem Schutzschalter 2 abzuschaltenden Überströmen im Wesentlichen nur der zweite Überstromteilpfad 14 und bei von dem Schutzschalter 2 nicht abzuschaltenden Überströmen der erste Überstromteilpfad 12 und der zweite Überstromteilpfad 14 von den Überströmen durchfließbar ist.By means of the switching device described 7 and tripping device 28 is the overcurrent path 6 designed such that at from the circuit breaker 2 essentially only the second overcurrent sub-path to be switched off 14 and at the circuit breaker 2 nicht overflowing overcurrents of the first overcurrent subpath 12 and the second overcurrent subpath 14 can be flowed through by the overflows.

Nachfolgend wird die Funktion der Schaltungsanordnung 1 und der Schutzschalter 2, 3, 4 genauer beschrieben. Im normalen Betriebszustand der Schaltungsanordnung 1 fließt der Laststrom ausgehend von dem Phasenleiter 17 über die erste Hauptstromleitung 16, den ersten Schutzschalter 2, die zweite Hauptstromleitung 18, den zweiten und dritten Schutzschalter 3, 4 zu den Verbrauchern 21, 24. Ausgehend von den Verbrauchern 21, 24 fließt der Laststrom über die dritte Hauptstromleitung 20 und die vierte Hauptstromleitung 23 zu dem Neutralleiter 22 des Energieversorgungsnetzes zurück. Die Schutzschalter 2, 3, 4 befinden sich in dem in 3 gezeigten Zustand.The function of the circuit arrangement will be described below 1 and the circuit breaker 2 . 3 . 4 described in more detail. In the normal operating state of the circuit arrangement 1 the load current flows from the phase conductor 17 over the first main power line 16 , the first circuit breaker 2 , the second main power line 18 , the second and third circuit breaker 3 . 4 to the consumers 21 . 24 , Starting from the consumers 21 . 24 the load current flows through the third main power line 20 and the fourth main power line 23 to the neutral conductor 22 of the power supply network back. The circuit breaker 2 . 3 . 4 are in the in 3 shown state.

Bei einem Kurzschluss an der Kurzschlussstelle K1 muss der zweite Schutzschalter 3 den Kurzschluss selektiv abschalten. Der vorgeordnete erste Schutzschalter 2 darf den Kurzschluss nur abschalten, wenn der nachgeordnete zweite Schutzschalter 3 infolge einer Fehlfunktion nicht in der Lage ist, den Kurzschluss abzuschalten. Aufgrund des Kurzschlusses an der Kurzschlussstelle K1 wird die Erregerspule 36 in dem zweiten Schutzschalter 3 von einem Kurzschlussstrom durchflossen, der deutlich größer als normale Lastströme ist. Aufgrund des Kurzschlussstromes erzeugt die Erregerspule 36 ein derart starkes Magnetfeld, dass der Anker 38 in Richtung des Spulenkerns 37 verlagert wird, bis der Ankergrundkörper 52 gegen den Spulenkern 37 anschlägt. Bei der Verlagerung des Ankers 38 schlägt der Ankerstift 53 gegen das Bewegkontaktelement 31 an, wobei dieses von der ersten Schwenkposition in die abgehobene zweite Schwenkposition verschwenkt wird. Der zweite Bewegkontaktabschnitt 45 ist somit von dem ersten Festkontaktabschnitt 41 abgehoben, wobei ein Lichtbogen entsteht, der zum freien Ende des zweiten Bewegkontaktabschnitts 45 wandert und von dort auf den zweiten Lichtbogenleitabschnitt 49 des Lichtbogenleitelements 33 überspringt. Der Stromfluss in dem Schutzschalter 3 ist nun von dem zweiten Hauptstromteilpfad 10 auf den zweiten Überstromteilpfad 14 kommutiert. Der Stromfluss durch den Schutzschalter 3 erfolgt über den ersten Hauptstrompfad 9 und den zweiten Überstromteilpfad 14, wobei der Schutzschalter 3 eine Überstromumleitung und eine Überstromrückleitung bereitstellt. Der zweite Hauptstromteil pfad 10 und der erste Überstromteilpfad 12 des Schutzschalters 3 sind stromlos. Aufgrund des Strombegrenzungselements 29 wird der Kurzschlussstrom begrenzt. Der Lichtbogen zwischen dem Festkontaktelement 30 und dem Lichtbogenleitelement 33 wandert entlang des ersten Festkontaktabschnitts 41 und des zweiten Lichtbogenleitabschnitts 49 in Richtung der Löschkammer 32. Beim Auftreffen des Lichtbogens auf die Löschbleche 50 der Löschkammer 32 wird der Lichtbogen in eine Vielzahl von kleineren Lichtbögen aufgeteilt, wobei der Widerstand des zweiten Überstromteilpfads 14 erhöht wird und infolgedessen die Lichtbögen erlöschen. 4 zeigt die Schaltungsanordnung 1 kurz vor dem Kommutieren des Stromflusses in dem zweiten Schutzschalter 3.In the event of a short circuit at the short-circuit point K 1 , the second circuit breaker must be activated 3 selectively switch off the short circuit. The upstream first circuit breaker 2 may only switch off the short circuit if the downstream second circuit breaker 3 due to a malfunction is unable to switch off the short circuit. Due to the short circuit at the short-circuit point K 1 , the exciter coil 36 in the second circuit breaker 3 flowed through by a short-circuit current, which is significantly larger than normal load currents. Due to the short-circuit current generates the excitation coil 36 such a strong magnetic field that the anchor 38 in the direction of the spool core 37 is shifted until the anchor body 52 against the spool core 37 strikes. When relocating the anchor 38 beats the anchor pin 53 against the Bewegkontaktelement 31 at, which is pivoted from the first pivot position to the lifted second pivot position. The second moving contact section 45 is thus of the first fixed contact portion 41 lifted, wherein an arc is formed, the free end of the second Bewegkontaktabschnitts 45 wanders and from there to the second arc guide section 49 of the arc guide element 33 skips. The current flow in the circuit breaker 3 is now from the second main stream subpath 10 on the second overcurrent subpath 14 commutated. The current flow through the circuit breaker 3 takes place via the first main current path 9 and the second overcurrent subpath 14 , where the circuit breaker 3 provides overcurrent diversion and overflow return. The second main flow path 10 and the first overcurrent subpath 12 of the circuit breaker 3 are de-energized. Due to the current limiting element 29 the short-circuit current is limited. The arc between the fixed contact element 30 and the arc guide element 33 migrates along the first fixed contact portion 41 and the second arc guide section 49 in the direction of the quenching chamber 32 , When the arc hits the quenching plates 50 the extinguishing chamber 32 The arc is divided into a plurality of smaller arcs, wherein the resistance of the second overcurrent subpath 14 is increased and as a result the arcs go out. 4 shows the circuit arrangement 1 just before the commutation of the current flow in the second circuit breaker 3 ,

Nach dem Kommutieren des Stromflusses in dem zweiten Schutzschalter 3 fließt der Kurzschlussstrom ausgehend von dem zweiten Überstromteilpfad 14 des zweiten Schutzschalters 3 über die erste Überstromrückleitung 25, den ersten und zweiten Überstromteilpfad 12, 14 des ersten Schutzschalters 2 und die zweite Überstromrückleitung 27 zu dem Neutralleiter 22 des Energieversorgungsnetzes zurück. Während des Abschaltens des zweiten Schutzschalters 3 wird somit der erste und zweite Überstromteilpfad 12, 14 des ersten Schutzschalters 2 von dem Kurzschlussstrom durchflossen. Die von dem Kurzschlussstrom durchflossene Erregerspule 36 des ersten Schutzschalters 2 erzeugt ebenfalls ein Magnetfeld. Infolge des geringeren Nennstromes des zweiten Schutzschalters 3 im Vergleich zum vorgeschalteten ersten Schutzschalter 2 reagiert dessen Auslöseeinrichtung 28 schneller als die Auslöseeinrichtung 28 des ersten Schutzschalters 2, sodass bevor die Auslöseeinrichtung 28 des ersten Schutzschalters 2 reagiert, die zugehörige Sperrspule 46 der Sperreinheit 39 ein Magnetfeld aufbauen kann, dass das von der Erregerspule 36 erzeugte Magnetfeld kompensiert. Die Auslöseeinrichtung 28 des ersten Schutzschalters 2 und somit auch die zugehörige Schalteinrichtung 7 sind blockiert. Der vorgeordnete erste Schutzschalter 2 schaltet den Kurzschluss an der Kurzschlussstelle K1 somit nicht ab. Lediglich bei einer Fehlfunktion des nach geordneten zweiten Schutzschalters 3 schaltet das Bimetallelement 34 des ersten Schutzschalters 2 den Kurzschluss an der Kurzschlussstelle K1 ab. 5 zeigt die Schaltungsanordnung 1 nach dem Kommutieren des Stromflusses in dem zweiten Schutzschalter 3, wenn also die Schalteinrichtung 7 des ersten Schutzschalters 2 blockiert ist. Die stromdurchflossenen Bereiche sind durch eine stärkere Linienführung kenntlich gemacht.After commutating the current flow in the second circuit breaker 3 the short-circuit current flows from the second overcurrent subpath 14 of the second circuit breaker 3 about the first one About power return 25 , the first and second overcurrent subpaths 12 . 14 of the first circuit breaker 2 and the second overflow return line 27 to the neutral conductor 22 of the power supply network back. During shutdown of the second circuit breaker 3 thus becomes the first and second overcurrent subpath 12 . 14 of the first circuit breaker 2 flowed through by the short-circuit current. The excitation coil through which the short-circuit current flows 36 of the first circuit breaker 2 also generates a magnetic field. Due to the lower rated current of the second circuit breaker 3 compared to the upstream first circuit breaker 2 reacts its triggering device 28 faster than the triggering device 28 of the first circuit breaker 2 so before the triggering device 28 of the first circuit breaker 2 reacts, the associated blocking coil 46 the barrier unit 39 A magnetic field can build up that from the exciter coil 36 generated magnetic field compensated. The triggering device 28 of the first circuit breaker 2 and thus also the associated switching device 7 are blocked. The upstream first circuit breaker 2 thus does not switch off the short circuit at the short-circuit point K 1 . Only in case of malfunction of the secondary second circuit breaker 3 switches the bimetal element 34 of the first circuit breaker 2 short-circuit at the short-circuit point K 1 . 5 shows the circuit arrangement 1 after commutating the current flow in the second circuit breaker 3 So if the switching device 7 of the first circuit breaker 2 is blocked. The current-carrying areas are indicated by a stronger lines.

Bei einem Kurzschluss an der Kurzschlussstelle K2 muss der vorgeordnete erste Schutzschalter 2 den Kurzschluss sofort abschalten. Die Funktionsweise des vorgeordneten Schutzschalters 2 entspricht in diesem Fall der beschriebenen Funktionsweise des Schutzschalters 3 bei einem Kurzschluss an der Kurzschlussstelle K1. Die Schalteinrichtung 7 wird von der Auslöseeinrichtung 28 betätigt, wobei der Stromfluss von dem zweiten Hauptstromteilpfad 10 auf den zweiten Überstromteilpfad 14 des Schutzschalters 2 kommutiert. Der Schutzschalter 2 stellt nun eine Überstromumleitung und eine Überstromrückleitung bereit. Aufgrund des Strombegrenzungselements 29 wird der Stromfluss durch den ersten Schalter 2 begrenzt. Der erste Überstromteilpfad 12 des ersten Schutzschalters 2 sowie die nachgeordneten Schutzschalter 3, 4 sind stromlos. Der Stromfluss durch den ersten Schutzschalter 2 wird durch das Löschen der Lichtbögen in der Löschkammer 32 endgültig unterbrochen.In the event of a short circuit at the short-circuit point K 2 , the upstream first circuit breaker must be activated 2 switch off the short circuit immediately. The operation of the upstream circuit breaker 2 corresponds in this case the described operation of the circuit breaker 3 in the event of a short circuit at the short-circuit point K 1 . The switching device 7 is from the triggering device 28 actuated, wherein the flow of current from the second main flow part path 10 on the second overcurrent subpath 14 of the circuit breaker 2 commutated. The circuit breaker 2 now provides overcurrent diversion and overflow return. Due to the current limiting element 29 becomes the current flow through the first switch 2 limited. The first overcurrent subpath 12 of the first circuit breaker 2 and the downstream circuit breakers 3 . 4 are de-energized. The flow of current through the first circuit breaker 2 is made by clearing the arcs in the quenching chamber 32 finally interrupted.

Die Schutzschalter 2, 3, 4 stellen somit mittels der zugehörigen Überstrompfade 6 eine Überstromumleitung und/oder eine Überstromrückleitung bereit, wobei die Schutzschalter 2, 3 zum selektiven Abschalten des Kurzschlusses an der Kurzschlussstelle K1 nach dem Kommutieren des Stromflusses in dem zweiten Schutzschalter 3 über die Überstrompfade 6 miteinander kommunizieren. Die Selektivität der Schutzschalteranordnung 1 ist somit sichergestellt, wobei elektronische Auslöseeinrichtungen nicht erforderlich sind. Aufgrund der Überstrompfade 6 sind die Schutzschalter 2, 3, 4 einfach aufgebaut, zuverlässig und kostengünstig.The circuit breaker 2 . 3 . 4 thus set by means of the associated overcurrent paths 6 an overcurrent diversion and / or an overcurrent return line ready, the circuit breaker 2 . 3 for selectively switching off the short circuit at the short circuit point K 1 after commutating the current flow in the second circuit breaker 3 over the overcurrent paths 6 communicate with each other. The selectivity of the circuit breaker assembly 1 is thus ensured, with electronic tripping devices are not required. Due to the overcurrent paths 6 are the circuit breakers 2 . 3 . 4 simple, reliable and cost-effective.

In weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung weist die Sperreinheit 39 zum Blockieren der Schalteinrichtung 7 ein magnetisch antreibbares und mechanisch wirkendes Sperrelement auf. Das Sperrelement kann als Bolzen ausgebildet sein, der eine Verlagerung des Ankers 38 mechanisch blockiert, wobei das Verlagern des Bolzens aufgrund einer Magnetkraft erfolgt. Die Magnetkraft kann beispielsweise durch die Sperrspule 46 erzeugt werden, die das von der Erregerspule 36 erzeugte Magnetfeld nicht kompensieren muss, sodass die Sperrspule 46 kleiner dimensioniert werden kann. Weiterhin können die Schutzschalter 2, 3, 4 auch als doppelt unterbrechende Selbstschalter ausgebildet sein.In further embodiments of the invention, the locking unit 39 for blocking the switching device 7 a magnetically drivable and mechanically acting blocking element. The blocking element can be designed as a pin, which is a displacement of the armature 38 mechanically blocked, wherein the displacement of the bolt takes place due to a magnetic force. The magnetic force can, for example, by the blocking coil 46 be generated by the excitation coil 36 generated magnetic field does not have to compensate, so that the blocking coil 46 can be sized smaller. Furthermore, the circuit breaker 2 . 3 . 4 be designed as a double interrupting self-switch.

Claims (10)

Schutzschalter zum selektiven Abschalten von Überströmen, mit a. einem Hauptstrompfad (5), welcher i. einen netzseitigen ersten Hauptstromteilpfad (8) mit einem ersten Hauptstromleitungsanschluss (9) zum Anschließen einer netzseitigen Hauptstromleitung (16, 18) aufweist, und ii. einen verbraucherseitigen zweiten Hauptstromteilpfad (10) mit einem zweiten Hauptstromleitungsanschluss (11) zum Anschließen einer verbraucherseitigen Hauptstromleitung (18, 20, 23) aufweist, b. einem Überstrompfad (6), welcher i. einen verbraucherseitigen ersten Überstromteilpfad (12) mit einem ersten Überstromrückleitungsanschluss (13) zum Anschließen einer verbraucherseitigen Überstromrückleitung (25) aufweist, und ii. einen netzseitigen zweiten Überstromteilpfad (14) mit einem zweiten Überstromrückleitungsanschluss (15) zum Anschließen einer netzseitigen Überstromrückleitung (25, 27) aufweist, c. einer Schalteinrichtung (7), welche i. mit dem Hauptstrompfad (5) zum Unterbrechen des Stromflusses zwischen dem ersten und zweiten Hauptstromteilpfad (8, 10) zusammenwirkt, und ii. mit dem Überstrompfad (6) zum Kommutieren des Stromflusses von dem zweiten Hauptstromteilpfad (10) auf den zweiten Überstromteilpfad (14) zusammenwirkt, und d. einer magnetischen Auslöseeinrichtung (28), welche i. zum Betätigen der Schalteinrichtung (7) mit dem ersten Hauptstromteilpfad (8) zusammenwirkt, und ii. zum Blockieren der Schalteinrichtung (7) mit dem ersten Hauptstromteilpfad (8) und dem ersten Überstromteilpfad (12) zusammenwirkt.Circuit breaker for the selective switching off of overcurrents, with a. a main current path ( 5 ) which i. a network-side first main flow part path ( 8th ) with a first main flow line connection ( 9 ) for connecting a mains-side main power line ( 16 . 18 ), and ii. a consumer-side second main current path ( 10 ) with a second main flow line connection ( 11 ) for connecting a consumer-side main power line ( 18 . 20 . 23 ), b. an overcurrent path ( 6 ) which i. a consumer-side first overcurrent sub-path ( 12 ) with a first overflow return port ( 13 ) for connecting a consumer-side overflow return line ( 25 ), and ii. a network-side second overcurrent subpath ( 14 ) with a second overflow return port ( 15 ) for connecting a network-side overflow return line ( 25 . 27 ), c. a switching device ( 7 ) which i. with the main current path ( 5 ) for interrupting the flow of current between the first and second main current sub-paths ( 8th . 10 ), and ii. with the overcurrent path ( 6 ) for commutating the current flow from the second main current path ( 10 ) to the second overcurrent subpath ( 14 ) and d. a magnetic triggering device ( 28 ) which i. for actuating the switching device ( 7 ) with the first main flow path ( 8th ), and ii. for blocking the switching device ( 7 ) with the first main flow path ( 8th ) and the first over stream subpath ( 12 ) cooperates. Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Überstrompfad (6) derart ausgebildet ist, dass bei von dem Schutzschalter (2, 3, 4) abzuschaltenden Überströmen im Wesentlichen nur der zweite Überstromteilpfad (14) von den Überströmen durchfließbar ist.Circuit breaker according to Claim 1, characterized in that the overcurrent path ( 6 ) is designed such that when the circuit breaker ( 2 . 3 . 4 ) to be disconnected overcurrents essentially only the second overcurrent subpath ( 14 ) can be flowed through by the overflows. Schutzschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Überstrompfad (6) derart ausgebildet ist, dass bei von dem Schutzschalter (2, 3, 4) nicht abzuschaltenden Überströmen der erste Überstromteilpfad (12) und der zweite Überstromteilpfad (14) von den Überströmen durchfließbar ist.Circuit breaker according to Claim 1 or 2, characterized in that the overcurrent path ( 6 ) is designed such that when the circuit breaker ( 2 . 3 . 4 ) non-disconnecting overcurrents the first overcurrent sub-path ( 12 ) and the second overcurrent subpath ( 14 ) can be flowed through by the overflows. Schutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöseeinrichtung (28) eine in dem ersten Hauptstromteilpfad (8) angeordnete Erregerspule (36) aufweist.Circuit breaker according to one of claims 1 to 3, characterized in that the triggering device ( 28 ) one in the first main flow part path ( 8th ) arranged excitation coil ( 36 ) having. Schutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, dass die Auslöseeinrichtung (28) eine zumindest teilweise in dem ersten Überstromteilpfad (12) angeordnete Sperreinheit (39) aufweist.Circuit breaker according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the tripping device ( 28 ) at least partially in the first overcurrent subpath ( 12 ) arranged blocking unit ( 39 ) having. Schutzschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperreinheit (39) eine von einem Überstrom durchfließbare Sperrspule (46) aufweist.Circuit breaker according to Claim 5, characterized in that the blocking unit ( 39 ) a passable through an overcurrent locking coil ( 46 ) having. Schutzschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrspule (46) derart ausgebildet ist, dass zum Blockieren der Schalteinrichtung (7) ein von der Erregerspule (36) erzeugtes Magnetfeld kompensierbar ist.Circuit breaker according to Claim 6, characterized in that the blocking coil ( 46 ) is designed such that for blocking the switching device ( 7 ) one of the exciting coil ( 36 ) generated magnetic field is compensated. Schutzschalter nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperreinheit (39) zum Blockieren der Schalteinrichtung (7) ein magnetisches antreibbares und mechanisch wirkendes Sperrelement aufweist.Circuit breaker according to Claim 5 or 6, characterized in that the blocking unit ( 39 ) for blocking the switching device ( 7 ) has a magnetic drivable and mechanically acting blocking element. Schutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Über stromteilpfad (14) mindestens ein Strombegrenzungselement (29) angeordnet ist.Circuit breaker according to one of Claims 1 to 8, characterized in that in the second overcurrent sub-path ( 14 ) at least one current limiting element ( 29 ) is arranged. Schutzschalteranordnung zum selektiven Abschalten von Überströmen, mit a. einem vorgeordneten Schutzschalter (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, i. wobei dessen erster Hauptstromleitungsanschluss (9) mit einem Phasenleiter (17) eines Energieversorgungsnetzes elektrisch leitend verbunden ist, und ii. wobei dessen zweiter Überstromrückleitungsanschluss (15) mit einem Neutralleiter (22) des Energieversorgungsnetzes elektrisch leitend verbunden ist, und b. mindestens einem dem ersten Schutzschalter (2) nachgeordneten zweiten Schutzschalter (3, 4) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, i. wobei dessen erster Hauptstromleitungsanschluss (9) mit dem zweiten Hauptstromleitungsanschluss (11) des ersten Schutzschalters (2) elektrisch leitend verbunden ist, ii. wobei dessen zweiter Hauptstromleitungsanschluss (11) mit einem Verbraucher (21, 24) elektrisch leitend verbunden ist, und iii. wobei dessen zweiter Überstromrückleitungsanschluss (15) mit dem ersten Überstromrückleitungsanschluss (13) des ersten Schutzschalters (2) elektrisch leitend verbunden ist.Circuit breaker arrangement for the selective switching off of overcurrents, with a. an upstream circuit breaker ( 2 ) according to any one of claims 1 to 9, i. wherein its first main power line connection ( 9 ) with a phase conductor ( 17 ) of a power supply network is electrically connected, and ii. the second overflow return connection ( 15 ) with a neutral conductor ( 22 ) of the power supply network is electrically connected, and b. at least one of the first circuit breakers ( 2 ) downstream second circuit breaker ( 3 . 4 ) according to any one of claims 1 to 9, i. wherein its first main power line connection ( 9 ) with the second main flow line connection ( 11 ) of the first circuit breaker ( 2 ) is electrically connected, ii. the second main flow line connection ( 11 ) with a consumer ( 21 . 24 ) is electrically conductively connected, and iii. the second overflow return connection ( 15 ) with the first overflow return connection ( 13 ) of the first circuit breaker ( 2 ) is electrically connected.
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DE2162414A1 (en) * 1970-12-17 1972-06-22 Merlin Gerin Selective protection device for a power circuit in an electrical network
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EP1065690A2 (en) * 1999-06-30 2001-01-03 Moeller GmbH Selective tripping device

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