DE102009011621A1 - Multipolar electrical automatic switch i.e. multipolar line circuit breaker, has electrothermal trigger device making switch latch for opening one of switches after predetermined time, when overcurrent flows through switch latch - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen mehrpoligen elektrischen Selbstschalter, insbesondere einen mehrpoligen Leitungsschutzschalter.The Invention relates to a multi-pole electrical self-switch, in particular a multi-pole circuit breaker.
Mehrpolige elektrische Selbstschalter werden heutzutage fabrikmäßig durch Zusammensetzen einpoliger Schutzschaltgeräte in Schmalbauweise hergestellt. Derartige Schutzschaltgeräte umfassen üblicher Weise eine Reihenschaltung aus einem Schalter, einem Bimetall als elektrothermische Auslösevorrichtung, die als Überstromauslöser dient, und einer Spule mit zugehörigem Anker als elektromagnetische Auslösevorrichtung, die als Kurzschlussauslöser dient. Diese Reihenschaltung wird zwischen den Eingangs- und den Ausgangsanschluss des Schutzschaltgeräts geschaltet. Da der Betriebsstrom immer durch das Bimetall und die Spule fließt, tritt in derartigen Schutzschaltgeräten eine Verlustleistung von 1‰ der zu schützenden Leistung auf, wobei das Bimetall mit 2/3 an den gesamten Verlusten beteiligt ist. Darüber hinaus werden derartige Schutzschaltgeräte in ihrer Schutzfunktion stark von der Umgebungstemperatur am Einbauort beeinflusst. Insbesondere bei engen Platzverhältnissen in elektrischen Verteilerkästen und bei deren maximaler Bestückung mit Selbstschaltern ist dies wegen der gegenseitigen Beeinflussung der Auslösecharakteristik in Folge von unerwünschter Erwärmung nachteilig, die insbesondere durch den Stromfluss durch das Bimetall bewirkt wird. Um die Betriebssicherheit dennoch aufrechtzuerhalten, ist in derartigen Anlagen häufig eine Fremdbelüftung zum Abführen der Verlustwärme der Selbstschalter erforderlich.multipolar Electric self-switches are now factory-made made by assembling single pole circuit breakers in narrow construction. Such protective switching devices are more common Way a series connection of a switch, a bimetal as electrothermal tripping device acting as overcurrent release serves, and a coil with associated anchor as electromagnetic Tripping device acting as a short-circuit release serves. This series connection is between the input and the Output connection of the protective device switched. There the operating current always flows through the bimetal and the coil, occurs in such protective switching devices, a power loss of 1 ‰ of the power to be protected, with the bimetal with 2/3 of the total losses. About that In addition, such protection devices are in their protective function heavily influenced by the ambient temperature at the installation site. Especially in tight spaces in electrical distribution boxes and at their maximum placement with self-switches this is because of the mutual influence of the tripping characteristic as a consequence of undesired heating, which is caused in particular by the flow of current through the bimetal. In order to maintain the reliability, is in such Plants often a forced ventilation for removal the heat loss of the self-switch required.
Bei mehrpoligen Selbstschaltern, die durch das kraftschlüssige Zusammenfügen einpoliger Geräte als Baueinheit erhalten werden, ist die wechselseitige thermische Beeinflussung besonders schädlich, da insbesondere für den mittleren Selbstschalter bei einem dreipoligen Selbstschalter praktisch keine Möglichkeit besteht, die vom Bimetall erzeugte Verlustwärme abzuführen. Er erwärmt sich daher besonders.at multi-pole self-switches, by the non-positive Assembly of unipolar devices as a unit are obtained is the mutual thermal interference especially harmful, especially for the middle Self-switch with a three-pole self-switch virtually no possibility exists to dissipate the heat generated by the bimetal. He warms himself therefore particularly.
Diesen bekannten Eigenschaften wird bei der Herstellung mehrpoliger elektrischer Selbstschalter durch unterschiedliche Justierung der thermischen Auslöser in den einzelnen Polen, also in den einzelnen Schaltgeräten des zusammengesetzten Selbstschalters entgegengewirkt.this known properties is in the production of multipolar electrical Auto switch by different adjustment of the thermal Trigger in the individual poles, ie in the individual Counteracted switching devices of the composite self-switch.
Diese Maßnahmen führen sowohl in der Serienfertigung als auch bei der Lagerhaltung zu erhöhtem Aufwand, da einerseits die Selbstschalter unterschiedlich justiert werden müssen, und zum anderen nach ihrem unterschiedlichen thermischen Auslöseverhalten getrennt gelagert werden müssen.These Measures result in both mass production as well as in storage at an increased cost, on the one hand the self-switches have to be adjusted differently, and second, according to their different thermal tripping behavior must be stored separately.
Aus
der
Davon ausgehend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen mehrpoligen elektrischen Selbstschalter zu schaffen, dessen Auslöseverhalten durch die Temperatur am Einbauort nicht beeinträchtigt und dessen Eigenverbrauch, also dessen Verlustleistung beim Normalbetrieb gegen Null geht.From that Starting from the object of the present invention is a multi-pole to create electrical self-switch, its tripping by the temperature at the installation site is not affected and its Self-consumption, ie its power loss during normal operation against Zero goes.
Diese Aufgabe wird durch den mehrpoligen elektrischen Selbstschalter gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.These Task is achieved by the multi-pole electrical self-switch according to claim 1 solved. Advantageous embodiments and developments The invention are described in the subclaims.
Erfindungsgemäß wird also ein mehrpoliger elektrischer Selbstschalter aus zumindest zwei nebeneinander angeordneten Selbstschaltern aufgebaut, von denen jeder eine Reihenschaltung aus einem Hauptstrompfad, einem normalerweise geschlossenen ersten Schalter und einer elektromagnetischen Auslösevorrichtung, die zwischen einen ersten und einen zweiten elektrischen Anschluss geschaltet ist, eine elektrothermischen Auslösevorrichtung, die von dem einen normalerweise geschlossenen zweiten Schalter aufweisenden Hauptstrompfad überbrückt ist, und ein Schaltschloss umfasst, das zum Öffnen des ersten Schalters und zum Betätigen eines Mitnehmers dient, der die Schaltbewegungen des Schaltschlosses des einen Selbstschalters auf das Schaltschloss des anderen Selbstschalters überträgt. Die elektromagnetische Auslösevorrichtung weist einen ersten Anker zum Öffnen des zweiten Schalters bei Erreichen eines ersten Schwellenstroms und einen zweiten Anker zum Öffnen des ersten Schalters und zum Betätigen des Schaltschlosses bei Errei chen eines zweiten Schwellenstroms auf, der größer als der ersten Schwellenstrom ist. Die elektrothermische Auslösevorrichtung ist hier so ausgebildet, dass sie das Schaltschloss zum Öffnen des ersten Schalters nach einer vorgegebenen Zeit beaufschlagt, wenn sie von einem Überstrom, der gleich oder höher als der erste Schwellenstrom ist, durchflossen wird.According to the invention So a multi-pole electrical self-switch from at least two juxtaposed self-switches, of which each a series circuit of a main current path, one normally closed first switch and an electromagnetic tripping device, between a first and a second electrical connection is switched, an electrothermal tripping device, that of the one normally closed second switch having Main current path is bridged, and a switching mechanism includes, for opening the first switch and for actuating a Tieback serves the switching movements of the switching mechanism of the a self-switch transfers to the switch lock of the other self-switch. The electromagnetic tripping device has a first Anchor for opening the second switch when reaching a first threshold current and a second armature for opening of the first switch and to actuate the switch lock upon reaching a second threshold current, the larger as the first threshold current. The electrothermal tripping device here is designed so that they open the switch latch the first switch is applied after a predetermined time, if they are from an overcurrent equal or higher as the first threshold current is flowing through.
Erfindungsgemäß wird also ein modernes, energieeffizientes, mehrpoliges elektrisches Schutzschaltgerät bereitgestellt, bei dem grundsätzlich auf ein im Normalbetrieb stromdurchflossenes Thermobimetall als Überstromauslöser verzichtet wird, so dass verglichen mit herkömmlichen Selbstschaltern die Verlustleistung auf weniger als die Hälfte reduziert werden kann. Da somit auch die Wärmeentwicklung in dem mehrpoligen elektrischen Selbstschalter, also in den Selbstschaltern der einzelnen Pole, aus denen der mehrpolige Schalter aufgebaut ist, deutlich reduziert ist, kann die Überstromauslösecharakteristik jedes Pols die selbe sein, so dass die Herstellung in der Serienfertigung ohne Sonderjustierung auskommt.According to the invention, therefore, a modern, energy-efficient, multi-pole electrical circuit breaker is provided in which basically a current through which current flows during normal operation Bimetallic is omitted as an overcurrent release, so that compared to conventional self-switches, the power loss can be reduced to less than half. Since thus the heat development in the multi-pole electrical self-switch, ie in the self-switches of the individual poles of which the multi-pole switch is constructed, is significantly reduced, the overcurrent tripping characteristic of each pole can be the same, so that the production in series production does not require any special adjustment ,
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der drehbar gelagerte Mitnehmer eine zu seiner Drehachse koaxiale Verbindungswelle aufweist, die drehfest im Mitnehmer angeordnet ist. Hierdurch wird eine einfache Übertragung der Schaltbewegung der Schaltschlösser zwischeneinander ermöglicht, so dass ein schaltendes Schaltschloss jeweils auch das oder die anderen Schaltschlösser entklinkt, und somit alle Pole eines mehrpoligen Schalters praktisch gleichzeitig unterbrochen werden.at an advantageous embodiment of the invention is provided that the rotatably mounted driver coaxial with its axis of rotation Having connecting shaft which rotatably arranged in the driver is. As a result, a simple transmission of the switching movement the switch locks between each other, so that a switching latch each and the other cam locks unlatched, and thus all poles a multipole switch almost simultaneously interrupted become.
Um den Aufbau eines mehrpoligen elektrischen Schalters weiter zu vereinfachen ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass jeder Selbstschalter einen schwenkbar gelagerten Schaltgriff umfasst, der eine zur Schwenkachse des Schaltgriffs koaxiale Verbindungswelle aufweist, die drehfest im Schaltgriff angeordnet ist.Around To further simplify the construction of a multi-pole electrical switch is suitably provided that each self-switch a pivotally mounted shift handle, the one to the pivot axis the switching handle has coaxial connecting shaft, the rotation is arranged in the handle.
Um die Montage des mehrpoligen elektrischen Selbstschalters weiter zu vereinfachen, ist es zweckmäßig, wenn die Verbindungswelle sowohl im Mitnehmer als auch im Schaltgriff axial verschiebbar gelagert ist. Hierdurch wird erreicht, dass ein mehrpoliger elektrischer Selbstschalter erfindungsgemäß einfach aus einpoligen Schaltern von jedem Durchschnittsfachmann ohne Zuhilfenahme von Spezialeinrichtungen und Spezialwerkzeugen aufgebaut werden kann, da die Verbindungswelle, die vorher üblicherweise nicht aus dem Mitnehmer oder Schaltgriff herausragt einfach mittels eines Schraubenziehers oder dergleichen so axial verschoben werden kann, dass sie seitlich von dem einen Selbstschalter vorsteht und damit in eine entsprechende Aufnahme für die Verbindungswelle im benachbarten Mitnehmer bzw Schaltgriff eingreifen kann, so dass die Drehbewegung der Mitnehmer und der Schaltgriffe über die Verbindungswelle synchronisiert ist.Around Installation of a multipolar electric circuit breaker on To simplify, it is expedient if the connecting shaft mounted axially displaceable both in the driver and in the handle is. This ensures that a multipolar electrical Self-switch according to the invention simply from single pole Switches by any average expert without the help of Special equipment and special tools can be built, because the connecting shaft, which previously did not usually protrudes from the driver or handle simply by means of a Screwdriver or the like can be moved axially so that it protrudes laterally from the one self-switch and thus in a corresponding receptacle for the connecting shaft in the adjacent driver or handle can intervene, so that the rotational movement of the driver and the shift handles over the connection shaft is synchronized.
Um eine verzögerungsfreie Übertragung der Schaltbewegungen eines Schaltschlosses von einem auf die anderen Selbstschalter zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn die Verbindungswelle ein unrundes Profil, insbesondere ein im Wesentlichen dreieckiges Profil aufweist.Around a delay-free transmission of the switching movements a switch lock from one to the other auto switch too allow, it is advantageous if the connecting shaft a non-circular profile, in particular a substantially triangular profile having.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der dem Schaltschloss zugeordnete Mitnehmer einen ersten Hebelarm, der von einem Schalthebel des Schaltschlosses beaufschlagbar ist, und einen zweiten Hebelarm aufweist, der eine Klinke des Schaltschlosses betätigt.at a further advantageous embodiment of the invention is provided in that the cam associated with the cam lock has a first lever arm, which can be acted upon by a shift lever of the switch lock, and a second lever arm which actuates a pawl of the switching mechanism.
Um die Herstellung und Montage mehrpoliger elektrischer Selbstschalter weiter zu vereinfachen, ist vorgesehen, dass die zumindest zwei nebeneinander angeordneten Selbstschalter durch die Verbindungswellen der Mitnehmer und der Schaltgriffe gegeneinander ausgerichtet sind, wobei die zumindest zwei nebeneinander angeordneten Selbstschalter miteinander flächig, vorzugsweise mit doppelseitigem Klebeband verklebt sind.Around the manufacture and installation of multi-pole electrical self-switches To further simplify, it is envisaged that the at least two juxtaposed self-switch through the connecting shafts the driver and the shift handles are aligned against each other, wherein the at least two juxtaposed self-switch flat, preferably with double-sided adhesive tape are glued.
Um die gewünschte Verzögerung der Unterbrechung des Stromkreises bei einer Überstromauslösung zu erhalten, ist vorgesehen, dass die elektrothermische Auslösevorrichtung eine Bimetallbetätigereinrichtung mit einem zwischen dem ersten Anschluss und dem ersten Schalter gelegenen ersten Bimetall aufweist, dessen Arbeitstemperatur höher als 150°C ist und insbesondere bei etwa 200°C liegt. Hierdurch ist die Überstromauslösung von Schwankungen der Umgebungstemperatur weitgehend unabhängig.Around the desired delay of the interruption of the Circuit to get in an overcurrent trip, is provided that the electrothermal tripping device a Bimetallbetätigereinrichtung with a between the first terminal and the first switch located first bimetal whose working temperature is higher than 150 ° C is and is in particular at about 200 ° C. This is the overcurrent release of fluctuations in the ambient temperature largely independent.
Einen besonders einfachen inneren Aufbau des Selbstschalters erhält man, wenn die elektromagnetische Auslösevorrichtung eine gemeinsame Spule zur Betätigung des ersten und des zweiten Ankers aufweist.a Particularly simple internal structure of the auto switch receives one, when the electromagnetic tripping device a common coil for actuating the first and the second Anchor has.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The The invention will now be described by way of example with reference to FIG explained in detail on the drawing. Show it:
In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind einander entsprechende Bauteile und Schaltungselemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In The various figures of the drawing are corresponding to each other Components and circuit elements provided with the same reference numerals.
In
Im
Normalbetrieb fließt der Strom über die geschlossenen
Kontakte des ersten und zweiten Schalters
Erreicht
im Fehlerfall der Strom durch die Spule
Das
vom Überstrom durchflossene Bimetall
Entspricht
der Strom in der Spule
Wie
in
Wird
nun im Fehlerfall die Klinke
Um
die Bewegung des Mitnehmers
Der beschriebene Ablauf ist ausgehend von jedem beliebigen Pol sichergestellt, so dass die Forderung erfüllt wird, dass bei mehrpoligen Selbstschaltern eine allpolige Trennung erfolgen muss, selbst dann, wenn z. B. bei Drehstromverbrauchern die Überlastung nur in einer Phase auftritt.Of the described procedure is ensured starting from any pole, so that the requirement is fulfilled, that with multipolar Self-switching must be an all-pole disconnection, even then, if z. B. with three-phase loads, the overload only occurs in one phase.
Wie
in
Wird
beispielsweise ein dreipoliger Selbstschalter, wie in
Durch diese Maßnahmen wird sichergestellt, dass das Zusammenfügen einpoliger, serienmäßig hergestellter Selbstschalter zu mehrpoligen elektrischen Selbstschaltern ohne Zuhilfenahme von Spezialwerkzeugen von jedem Monteur auf der Baustelle ausgeführt werden kann, wodurch nicht nur die Lagerhaltung in den Fabriken, sondern auch die Verfügbarkeit auf der Baustelle wesentlich dadurch vereinfacht wird, das nur einpolige Selbstschalter entsprechend der abzusichernden Leistung vorgehalten werden müssen.By These measures will ensure that the joining single-pole, mass-produced self-switch to multi-pole electrical self-switches without the aid of Special tools executed by every fitter at the construction site which not only reduces stockkeeping in the factories, but also the availability on the construction site substantially This is simplified, the only single-pole self-switch accordingly the power to be protected must be maintained.
Wesentlich
hierfür ist es, dass die einzelnen Selbstschalter, aus
denen sich der mehrpolige Selbstschalter zusammensetzt, durch Überbrückung des
Bimetalls im Normalfall eine geringe Verlustleistung und damit auch
eine geringe, verglichen mit der Heizwirkung der Bimetalle
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 10354505 A1 [0006] - DE 10354505 A1 [0006]
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DE10354505A1 (en) | 2003-11-21 | 2005-07-07 | Eti Elektroelement D.D. | Electric auto switch |
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- 2009-03-04 DE DE200910011621 patent/DE102009011621A1/en not_active Withdrawn
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