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.