DE102009035299A1

DE102009035299A1 - Kontaktsystem und Schaltgerät

Info

Publication number: DE102009035299A1
Application number: DE102009035299A
Authority: DE
Inventors: Manfred Heindl; Thomas Ritzer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2009-07-30
Filing date: 2009-07-30
Publication date: 2011-02-03
Anticipated expiration: 2029-07-31
Also published as: DE102009035299B4

Abstract

Das erfindungsgemäße Kontaktsystem (10) zur Unterbnsbesondere in einem Leitungsschutzschalter oder Leistungsschalter, weist eine erste Kontaktstelle (11) mit zwei relativ zueinander beweglichen Kontaktstücken (1) auf. In einer ersten Stellung berühren die beiden Kontaktstücke (1) einander und bilden einen elektrisch leitenden Kontakt. In einer zweiten Stellung sind die beiden Kontaktstücke (1) voneinander beabstandet. Dabei weist jedes der beiden Kontaktstücke (1) jeweils eine Magnetspule (4) auf, wobei die Magnetspulen (4) derart gestaltet sind, dass bei Auftreten eines Kurzschlussstromes in einer durch das Schaltgerät gesicherten Stromleitung der Kurzschlussstrom derart durch die Magnetspulen (4) geführt wird, dass aufgrund der dadurch gebildeten elektromagnetischen Kraft (F) die beiden Kontaktstücke (1) von der ersten Stellung in die zweite Stellung verbracht werden. Dabei wirkt die zur Öffnung der Kontaktstelle (11) erforderliche elektromagnetische Kraft (F) sofort, was eine unmittelbare Trennung der Kontaktstücke (1) zur Folge hat.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kontaktsystem zur Unterbrechung eines Stromflusses in einem Schaltgerät sowie ein Schaltgerät mit einem derartigen Kontaktsystem, welches insbesondere als Leitungsschutzschalter, als Leistungsschalter oder als Limiter ausgebildet ist.
Das Kontaktsystem ist Bestandteil eines Schaltgeräts, beispielsweise eines Leitungsschutzschalters oder Leistungsschalters und dient der Unterbrechung des Stromflusses, beispielsweise bei Auftreten eines Kurzschlusses oder einer Überlast. Dabei werden zwei Kontaktstücke, welche in einem normalen Betriebszustand miteinander in Kontakt stehen und den Stromfluss gewährleisten, mechanisch voneinander getrennt, so dass der Stromfluss unterbrochen wird. Dabei entsteht beim Trennen der Kontaktstücke, d. h. beim Öffnen des Schaltkontakts, ein Lichtbogen, welcher möglichst schnell gelöscht werden soll, um Schäden an dem Schaltgerät zu vermeiden. Die Stärke des Lichtbogens wird dabei unter anderem von der Höhe und Art des geschalteten Stroms beeinflusst. Im Fall eines Kurzschlusses in einem durch ein Schaltgerät abgesicherten Stromkreis kann ein Kurzschlussstrom von einigen tausend Ampere entstehen, welcher mit entsprechend hohen Temperaturen einhergeht. Die hieraus resultierende thermische Belastung kann schädliche Auswirkungen auf die übrigen Komponenten des Schaltgeräts sowie der Installation haben und ist aus diesem Grund unter allen Umständen zu vermeiden. Daher ist es erforderlich, den Lichtbogen schnellstmöglich zum Erlöschen zu bringen, um den thermischen Energieeintrag und damit die daraus resultierende thermische Belastung zu minimieren.
Zur Löschung eines derartigen Lichtbogens werden daher zumeist sogenannte Lichtbogen-Löschvorrichtungen eingesetzt. Eine derartige Lichtbogen-Löschvorrichtung ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift DE 103 52 934 B4 bekannt. Im Kurzschlussfall wird dabei eine Kontaktstelle, bestehend aus einem Festkontakt und einem relativ dazu beweglichen Bewegkontakt, dadurch geöffnet, dass ein Schlaganker eines elektromagnetischen Auslösers aufgrund des hohen Stromflusses in Richtung des Bewegkontakts bewegt wird und den Bewegkontakt vom Festkontakt trennt. Der dabei zwischen Bewegkontakt und Festkontakt entstehende Lichtbogen wird anschließend in eine benachbarte Löschkammer getrieben und dort in mehrere Lichtbögen aufgeteilt. Dabei wird eine genügend hohe Bogenspannung aufgebaut, welche eine Reduzierung des Kurzschlussstromes bewirkt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kontaktsystem sowie ein Schaltgerät bereitzustellen, mit deren Hilfe eine schnellere Löschung eines auftretenden Lichtbogens realisierbar ist.
Diese Aufgabe wird durch das Kontaktsystem sowie das Schaltgerät gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die erfindungsgemäße Anordnung zur Unterbrechung eines Stromflusses in einem Schaltgerät, weist ein Kontaktsystem (10) auf, welches in dem Schaltgerät angeordnet ist und eine erste Kontaktstelle (11) mit zwei relativ zueinander beweglichen Kontaktstücken (1) aufweist. In einer ersten Stellung berühren die beiden Kontaktstücke einander und bilden einen elektrisch leitenden Kontakt. In einer zweiten Stellung sind die beiden Kontaktstücke voneinander beabstandet. Dabei weist jedes der beiden Kontaktstücke jeweils eine Magnetspule auf, wobei die Magnetspulen derart gestaltet sind, dass bei Auftreten eines Kurzschlussstromes in einer durch das Schaltgerät gesicherten Stromleitung der Kurzschlussstrom derart durch die Magnetspulen geführt wird, dass aufgrund der dadurch gebildete elektromagnetische Kraft die beiden Kontaktstücke von der ersten Stellung in die zweite Stellung verbracht werden.
Um das Öffnen der Kontaktstelle, d. h. das Trennen der beiden Kontaktstücke voneinander, zu beschleunigen, weist jedes Kontaktstück jeweils eine zugeordnete Magnetspule auf, welche mit dem zugeordneten Kontaktstück elektrisch leitend verbunden ist. Der Stromfluss erfolgt dabei sowohl durch die Magnetspule als auch durch das jeweils zugeordnete Kontaktstück. Im bestromten Zustand erzeugt jede der Magnetspulen eine elektromagnetische Kraft, welche auf die jeweils andere Magnetspule und damit auf das jeweils andere Kontaktstück wirkt. Im normalen Betriebszustand des Schaltgeräts sind diese Kräfte zu klein, um eine Veränderung der relativen Lage der beiden Kontaktstücke zueinander zu bewirken. Im Falle eines auftretenden Kurzschlusses steigt jedoch der Stromfluss über die Kontaktstelle und damit durch die Magnetspulen derart stark an, dass die daraus resultierende elektromagnetische Kraft ausreicht, um die Kontaktstücke in die zweite Position zu bringen, d. h. voneinander zu trennen. Die Kontaktstelle wird somit geöffnet.
Das Schaltgerät kann beispielsweise als Leitungsschutzschalter oder Leistungsschalter ausgebildet sein. Im Gegensatz zum Stand der Technik muss hierbei nicht zunächst ein Schlaganker eines elektromagnetischen Auslösers beschleunigt werden, der anschließend über einen Stößel eine Kraft auf den Bewegkontakt ausübt. Die zur Öffnung der Kontaktstelle erforderliche elektromagnetische Kraft wirkt sofort auf die Kontaktstelle, was eine unmittelbare Trennung der beteiligten Kontaktstücke zur Folge hat.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Anordnung bewirkt die elektromagnetische Kraft eine Abstoßung der beiden Kontaktstücke.
Eine konstruktiv einfach zu realisierende Möglichkeit besteht darin, die beiden Magnetspulen derart auszuführen, dass die im bestromten Zustand auftretenden elektromagnetischen Kräfte auf die jeweils andere Magnetspule eine abstoßende Wirkung haben. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die beiden Magnetspulen in einander entgegengesetzter Richtung gewickelt sind.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Anordnung werden die Kontaktstücke in einem normalen Betriebszustand des Schaltgeräts durch eine von zumindest einem Federelement aufgebrachte Federkraft in die erste Stellung gedrängt.
Das zumindest eine Federelement greift an einem der beiden relativ zueinander beweglich gelagerten Kontaktstücke an und übt auf dieses im normalen Betriebszustand des Schaltgeräts eine Federkraft aus, welche die Kontaktstücke in die erste Stellung drängt, in der die beiden Kontaktstücke einander berühren und einen elektrisch leitenden Kontakt bilden. Die Federkraft wirkt dabei zumindest teilweise entgegengesetzt der elektromagnetischen Kraft, welche von der Magnetspule des anderen Kontaktstücks auf dasjenige Kontaktstück, an dem das Federelement angreift, ausgeübt wird. Folglich werden die beiden Kontaktstücke erst bei einer elektromagnetischen Kraft, welche in Bewegungsrichtung der relativ zueinander beweglich gelagerten Kontaktstücke größer als die entsprechend entgegengesetzt wirkende Federkraft ist, getrennt. Dies hat den Vorteil, dass der Stromfluss, ab dem eine Öffnung der Kontaktstelle bewirkt werden soll, über die Federsteifigkeit des Federelements einstellbar ist.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Anordnung sind die Kontaktstücke innerhalb eines nicht leitenden, länglichen Hohlkörpers relativ beweglich zueinander angeordnet.
Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass die Bewegung des oder der Kontaktstücke linear in einer Erstreckungsrichtung des länglichen Hohlkörpers erfolgt und durch die Innenseite des Hohlkörpers geführt ist. Dabei können sowohl nur eines der Kontaktstücke als auch beide Kontaktstücke relativ zum Hohlkörper beweglich innerhalb des Hohlkörpers angeordnet sein.
Dies stellt eine einfach zu realisierende, konstruktive Ausführungsform des Kontaktsystems dar, wobei der Hohlkörper vorteilhafter Weise eine im Wesentlichen zylindrisch Form aufweist.
Vorteilhafter Weise ist der Hohlkörper dabei druckresistent ausgeführt, so dass der bei einem Lichtbogen aufgrund der hohen Temperaturen entstehende Überdruck weitestgehend innerhalb des Hohlkörpers verbleibt und dort abgebaut wird.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Anordnung ist zumindest ein weiteres Kontaktstück mit einer weiteren Magnetspule in dem Hohlkörper angeordnet und elektrisch in Reihe zu den beiden ersten Kontaktstücken geschaltet. Dabei sind die Magnetspulen der Kontaktstücke derart ausgebildet, dass im bestromten Zustand benachbarte Kontaktstücke einander gegenseitig abstoßen.
Durch die Anordnung mehrerer beweglich gelagerter Kontaktelemente, welche elektrisch zueinander in Reihe geschaltet sind und deren Magnetspulen derart gewickelt sind, dass sich jeweils benachbarte Kontaktstücke gegenseitig abstoßen werden bei Auftreten eines Kurzschlusses in einer durch das Schaltgerät abgesicherten elektrischen Leitung die Kontaktstellen sehr schnell, d. h. unmittelbar mit Auftreten des hohen Kurzschlussstromes, geöffnet. Dabei bilden sich unmittelbar mehrere Lichtbögen mit einer entsprechend hohen Bogenspannung, wodurch eine schnelle Reduzierung des Kurzschlussstromes realisiert wird.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Anordnung ist in jeweils einem der beiden Endbereiche des länglichen Hohlkörpers jeweils ein Federelement angeordnet, welche sich gegen den Hohlkörper abstützen und im Betriebszustand des Schaltgeräts die Kontaktstücke durch die aufgebrachte Federkraft in die erste Stellung drängen.
Durch die Anordnung der Federelemente in dem länglichen Hohlkörper kann auf einfache Art und Weise eine Kraft auf die ebenfalls in dem Hohlkörper angeordneten Kontaktstücke ausgeübt werden, wodurch diese in die erste Stellung gedrängt werden, so dass zwischen den Kontaktstücken ein leitender Kontakt besteht. Diese Ausführung ist insbesondere bei mehr als zwei in Reihe angeordneten Kontaktstücken von Vorteil: in diesem Fall üben die in den Endbereichen des Hohlkörpers angeordneten Federelemente lediglich auf die äußeren der in Reihe angeordneten Kontaktstücke eine direkte Kraft aus. Da alle Kontaktstücke beweglich innerhalb des länglichen Hohlkörpers gelagert sind ist dies ausreichend, um an allen Übergängen zwischen zwei Kontaktstücken eine elektrisch leitende Verbindung herzustellen.
Sind die Federelemente elektrisch leitend ausgeführt, so können sie gleichzeitig als elektrische Anschlussleitungen der jeweils äußeren Kontaktstücke verwendet werden. Dabei ist darauf zu achten, dass der Wicklungssinn der Feder mit dem Wicklungssinn der nächsten Spule übereinstimmt. Alternativ können die jeweils äußeren Kontaktstücke auch über jeweils eine Anschlusslitze bestromt werden.
Ferner ist es möglich, die Magnetspulen selbst elastisch federnd auszubilden, so dass diese als elastische Federelemente wirken. Hierdurch kann auf die Verwendung zusätzlicher Federelemente verzichtet werden.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Anordnung sind an den einander zugewandten Enden der Kontaktstücke längliche Leitelemente angeordnet, welche jeweils ein freiragendes erstes Ende sowie ein zweites Ende aufweisen, mit dem sie an jeweils einem der Kontaktstücke befestigt sind. Dabei weisen die ersten Enden zueinander einen ersten Abstand auf, wobei die zweiten Enden zueinander einen kleineren zweiten Abstand aufweisen.
Diese Leitelemente dienen dazu, den Lichtbogen von den Kontaktstücken fortzuleiten, um somit den Kontaktabbrand zu reduzieren.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Kontaktsystems sind die freiragenden ersten Enden der Leitelemente in einer Löschkammer anordenbar und bei einer Bewegung der Kontaktstücke innerhalb der Löschkammer bewegbar.
Eine Löschkammer, auch Lichtbogenkammer oder Deion-Kammer genannt, ist eine Baugruppe innerhalb eines Schaltgeräts, welche zur Löschung eines auftretenden Lichtbogens vorgesehen ist. Dabei wird der Lichtbogen durch eine entsprechend gestaltete Stromführung in die Löschkammer getrieben. In einer derartigen Lösch- oder Lichtbogenkammer sind Löschbleche eingebaut, welche den Lichtbogen entionisieren und kühlen, wodurch ein Wiederentzünden des Lichtbogens weitgehend vermieden wird. Ferner wird durch die Mehrfachteilung des Lichtbogens die Bogenspannung deutlich erhöht. Hierdurch wird eine strombegrenzende Wirkung erzielt, welche ebenfalls dazu beiträgt ein Wiederentzünden des Lichtbogens zu vermeiden. Durch eine derartige Anordnung der Löschkammer kann der Lichtbogen schnell gelöscht werden.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist die Anordnung einen Schaltkontakt auf, welche zu der ersten Kontaktstelle elektrisch in Reihe geschaltet ist.
Der zusätzlich in Reihe geschaltete Schaltkontakt stellt ein zusätzliches Sicherungsinstrument dar, um die Kontaktöffnung nach Abschalten des Kurzschlussstromes sicherzustellen. Somit braucht die erste Kontaktstelle nicht mit einem Schaltschloss gekoppelt zu sein, was den konstruktiven Aufwand deutlich reduziert. Dieser zusätzlich in Reihe geschaltete Schaltkontakt kann dabei eine eigene, zusätzliche Löschkammer aufweisen.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist die Anordnung einen weiteren Schaltkontakt auf, welche zu der ersten Kontaktstelle elektrisch parallel geschaltet ist.
Durch die Parallelschaltung eines weiteren Schaltkontakts zu der ersten Kontaktstelle wird in einem normalen Betriebszustand des Schaltgeräts, in dem die Kontaktstelle und der weitere Schaltkontakt geschlossen sind, die Verlustleistung aufgrund des geringeren Gesamtwiderstands des Kontaktsystems reduziert. Vorteilhafter Weise wird der weitere Schaltkontakt mit einer frühen magnetischen Auslösung ausgeführt, so dass im Falle eines auftretenden Kurzschlusses zunächst der weitere Schaltkontakt und erst im Anschluss die erste Kontaktstelle geöffnet wird.
Das erfindungsgemäße Schaltgerät, welches insbesondere als Leitungsschutzschalter oder als Leistungsschalter ausgebildet ist, weist ein Kontaktsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche auf.
Hinsichtlich der Vorteile eines derartigen Schaltgerätes wird auf die obigen Ausführungen zu den Vorteilen des erfindungsgemäßen Kontaktsystems verwiesen.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele des Kontaktsystems unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert. In den Figuren sind:
1a und 1b schematische Darstellungen eines ersten Ausführungsbeispiels des Kontaktsystems,
2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des Kontaktsystems,
3a bis 3d schematische Darstellungen verschiedener Schaltpläne des Kontaktsystems.
In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. Die Beschreibung gilt für alle Zeichnungsfiguren, in denen das entsprechende Teil ebenfalls zu erkennen ist.
In den 1a und 1b ist ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kontaktsystems 10 zur Unterbrechung eines Stromflusses in einem Schaltgerät schematisch dargestellt.
1a zeigt schematisch eine erste Kontaktstelle 11 des Kontaktsystems 10 (siehe 3a bis 3c), welche zwei relativ zueinander bewegliche Kontaktstücke 1 aufweist, die in einem länglichen, nicht-leitenden Hohlkörper 5 in einer Bewegungsrichtung x verschiebbar angeordnet sind. Jedes der Kontaktstücke 1 weist eine Magnetspule 4 auf, welche derart kontaktiert sind, dass bei Auftreten eines Kurzschlusses in einer durch das Schaltgerät gesicherten Stromleitung der Kurzschlussstrom durch die Magnetspulen 4 geführt wird. Die Magnetspulen 4 sind dabei derart gewickelt, dass im bestromten Zustand, beispielsweise bei Auftreten eines Kurzschlusses, von jeder der beiden Magnetspulen 4 jeweils eine elektromagnetische Kraft F_E erzeugt wird, welche auf die jeweils andere Magnetspule 4 des jeweils anderen Kontaktstücks 1 aufgrund ihrer entgegengesetzt gerichteten Wicklung eine abstoßende Wirkung hat. Die beiden Kontaktstücke 1 stoßen somit einander ab.
Die beiden Kontaktstücke 1 können zwei Stellungen einnehmen, welche die jeweiligen Endlagen der Kontaktstücke darstellen: eine erste Stellung, bei der die beiden Kontaktstücke 1 einander berühren und einen elektrisch leitenden Kontakt bilden, und eine zweite Stellung, bei der die beiden Kontaktstücke 1 voneinander beabstandet sind. Die erste Stellung entspricht dabei einem normalen Betriebszustand des Schaltgeräts, bei dem der von den beiden Kontaktstücken 1 gebildete elektrische Kontakt geschlossen ist. In den 1a und 1b ist die Kontaktstelle 11 in der zweiten Stellung dargestellt, in der die beiden Kontaktstücke 1 voneinander beabstandet sind und den Stromfluss unterbrechen. Diese zweite Stellung tritt beispielsweise im Falle eines Kurzschlusses auf.
Um die beiden Kontaktstücke 1 im normalen Betriebszustand, in dem die Kontaktstücke 1 ebenfalls bestromt sein können, in der ersten Stellung zu halten, sind zwei Federelemente 6 vorgesehen, welche jeweils in einem der beiden Endbereiche des länglichen Hohlkörpers 5 angeordnet sind. Die Federelemente 6 stützen sich über die Innenseite des länglichen Hohlkörpers 5 ab und üben jeweils eine Federkraft F_F auf jeweils eines der Kontaktstücke 1 aus. Die Federkräfte F_F sind dabei derart gerichtet, dass die Kontaktstücke 1 zusammengedrückt werden und im normalen Betriebszustand des Schaltgeräts in der ersten Stellung, in der ein leitender Kontakt zwischen den Kontaktstücken 1 besteht, gehalten werden.
Die Darstellung der 1b weist ferner zwei längliche Leitelemente 7 auf, welche jeweils ein freiragendes erstes Ende E₁ sowie ein zweites Ende E₂ aufweisen. Über das zweite Ende E₂ sind die beiden Leitelemente 7 jeweils an einem der Kontaktstücke 1 befestigt. Die zweiten Enden E₂ nehmen dabei einen zweiten Abstand a zueinander ein. Die Leitelemente 7 sind dabei derart ausgebildet, dass die beiden freiragenden ersten Enden E₁ einen im Vergleich zum zweiten Abstand a der zweiten Enden E₂ größeren ersten Abstand A einnehmen. Dies wird im dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine entsprechende, entgegengesetzt gerichtete Krümmung der beiden Leitelemente 7 erreicht. Es ist jedoch ebenso möglich, die Leitelemente 7 gerade auszubilden aber derart an den Kontaktstücken zu befestigen, dass der erste Abstand A der beiden freiragenden Enden E₁ größer ist als der zweite Abstand a, den die zweiten Enden E₂ im Bereich der Kontaktstücke aufweisen. Ein beim Öffnen der Kontaktstelle 11 auftretender Lichtbogen wird mit Hilfe der beiden Leitelemente 7 aufgenommen und in Richtung der ersten Enden E₁ getrieben. Um möglichst schnell ein Löschen des Lichtbogens zu erreichen, ragen die ersten Enden in eine sogenannte Lichtbogen-Löschkammer 8. In der Lichtbogen-Löschkammer 8 sind Löschbleche angeordnet, welche den Lichtbogen entionisieren und kühlen, sodass ein Wiederentzünden des Lichtbogens weitgehend vermieden wird.
2 zeigt schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kontaktsystems 10 (siehe 3a bis 3c). Die erste Kontaktstelle 11 weist dabei mehrere Kontaktstücke 1 auf, welche in dem länglichen Hohlkörper 5 beweglich angeordnet sind. Jedes der Kontaktstücke 1 weist wiederum eine Magnetspule 4 auf, wobei die Magnetspulen 4 benachbart angeordneter Kontaktstücke 1 jeweils in entgegengesetzte Richtung gewickelt sind, so dass sich benachbarte Kontaktstücke 1 im bestromten Zustand gegenseitig abstoßen. Über in den Endbereichen des länglichen Hohlkörpers 5 angeordnete Federelemente 6 werden die Kontaktstücke 1 in eine erste Stellung gedrückt, in der die Kontaktstücke 1 einander berühren und dabei jeweils einen elektrisch leitenden Kontakt bilden. Wie im ersten Ausführungsbeispiel besteht auch hier die Möglichkeit, an den einander zugewandten Enden der Kontaktstücke 1 Leitelemente 7 anzuordnen, um im Bedarfsfall den Lichtbogen aufzunehmen und von den Kontaktstücken wegzudrängen.
In den 3a, 3b, 3c und 3d sind mögliche Schaltungsanordnungen des erfindungsgemäßen Kontaktsystems schematisch dargestellt:
In 3a ist ein Schaltkontakt 12 zu der ersten Kontaktstelle 11 in Reihe geschaltet. Dabei kann es sich um einen gewöhnlichen Schaltkontakt mit einem feststehenden und einem beweglichen Kontaktelement, wie sie auch aus dem Stand der Technik bekannt sind. Durch die Serienschaltung des Schaltkontakts 12 wird eine bleibende Kontaktöffnung gewährleistet. Damit kann die Kontaktstelle 11 einfacher gestaltet werden.
In 3b ist ein weiterer Schaltkontakt 13 elektrisch parallel zur ersten Kontaktstelle 11 geschaltet. Dies hat den Vorteil, dass im normalen (bestromten) Betriebszustand die Verlustleistung aufgrund des geringeren Gesamtwiderstands des Kontaktsystems deutlich reduziert ist. Dabei ist es vorteilhaft, den weiteren Schaltkontakt 13 mit einer frühen magnetischen Auslösung auszuführen, so dass im Falle eines auftretenden Kurzschlusses zunächst der weitere Schaltkontakt und erst im Anschluss die erste Kontaktstelle geöffnet wird.
Ferner besteht auch die Möglichkeit, die erste Kontaktstelle 11 sowohl in Reihe mit dem Schaltkontakt 12 als auch in einer Parallelschaltung mit dem weiteren Schaltkontakt 13 zu schalten. Diese Alternativen sind in den 3c und 3d schematisch dargestellt. 3c zeigt die aus 3b bekannte Parallelschaltung der Kontaktstelle 11 mit dem weiteren Schaltkontakt 13. Der Schaltkontakt 12 ist zu dieser Parallelschaltung in Reihe geschaltet. 3d zeigt die aus 3a bekannte Reihenschaltung, bestehend aus der Kontaktstelle 11 und dem Schaltkontakt 12, welche zu dem weiteren Schaltkontakt 13 parallel geschaltet ist. Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass im Hauptstrompfad nur eine Kontaktstelle bzw. nur ein Schaltkontakt angeordnet ist, wodurch sich eine geringere Verlustleistung realisieren lässt.
Bezugszeichenliste

1: Kontaktstück
2: weiteres Kontaktstück 3
4: Magnetspule
5: Hohlkörper
6: Federelement
7: Leitelement
8: Löschkammer
9: Anschlusselement
10: Kontaktsystem
11: Kontaktstelle
12: Schaltkontakt
13: weiterer Schaltkontakt
x: Bewegungsrichtung
y: Richtung
FE: elektromagnetische Kraft
FF: Federkraft
E1: erstes Ende
E2: zweites Ende
A: erster Abstand
a: zweiter Abstand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10352934 B4 [0003]

Claims

Anordnung zum Unterbrechen eines Stromflusses in einem Schaltgerät, mit einem Kontaktsystem (10), welches in dem Schaltgerät angeordnet ist und eine erste Kontaktstelle (11) mit zwei relativ zueinander beweglichen Kontaktstücken (1) aufweist, wobei die beiden Kontaktstücke (1) in einer ersten Stellung einander berühren und einen elektrisch leitenden Kontakt bilden, und in einer zweiten Stellung voneinander beabstandet sind, dadurch gekennzeichnet, – dass jedes der beiden Kontaktstücke (1) jeweils eine Magnetspule (4) aufweist, – dass die Magnetspulen (4) derart gewickelt sind, dass bei Auftreten eines Kurzschlussstromes in einer durch das Schaltgerät gesicherten Stromleitung der Kurzschlussstrom derart durch die Magnetspulen (4) geführt wird, dass aufgrund der dadurch gebildeten elektromagnetische Kraft (F_E) die beiden Kontaktstücke (1) von der ersten Stellung in die zweite Stellung verbracht werden.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Kraft (F_E) eine Abstoßung der beiden Kontaktstücke (1) bewirkt.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstücke (1) in einem normalen Betriebszustand des Schaltgeräts durch eine von zumindest einem Federelement (6) aufgebrachte Federkraft (F_F) in die erste Stellung gedrängt werden.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstücke (1) innerhalb eines nicht leitenden, länglichen Hohlkörpers (5) relativ beweglich zueinander angeordnet sind.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein weiteres Kontaktstück (2) mit einer weiteren Magnetspule (4) in dem Hohlkörper (5) angeordnet und elektrisch in Reihe zu den beiden ersten Kontaktstücken (1) geschaltet ist, wobei die Magnetspulen (4) der Kontaktstücke (1, 2) derart gewickelt sind, dass im bestromten Zustand benachbarte Kontaktstücke (1, 2) einander gegenseitig abstoßen.
Anordnung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass in jeweils einem der beiden Endbereiche des länglichen Hohlkörpers (5) jeweils ein Federelement (6) angeordnet ist, welche sich gegen den Hohlkörper (5) abstützen und in Betriebszustand des Schaltgeräts die Kontaktstücke (1, 2) durch die aufgebrachte Federkraft (F_F) in die erste Stellung drängen.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest an einem Teil der einander zugewandten Enden der Kontaktstücke (1, 2) längliche Leitelemente (7) angeordnet sind, welche jeweils ein freiragendes erstes Ende (E₁) sowie ein zweites Ende (E₂) aufweisen, mit dem sie an jeweils einem der Kontaktstücke befestigt sind, wobei die ersten Enden (E₁) einen ersten Abstand (A) zueinander aufweisen und die zweiten Enden (E₂) einen kleineren zweiten Abstand (a) zueinander aufweisen.
Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die freiragenden ersten Enden der Leitelemente (7) in einer Löschkammer (8) anordenbar und bei einer Bewegung der Kontaktstücke (1, 2) innerhalb der Löschkammer (8) bewegbar sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktsystem (10) einen Schaltkontakt (12) aufweist, welche zu der ersten Kontaktstelle (11) in Reihe geschaltet ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktsystem (10) einen weiteren Schaltkontakt (13) aufweist, welcher zu der ersten Kontaktstelle (11) parallel geschaltet ist.
Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktsystem (10) einen weiteren Schaltkontakt (13) aufweist, welcher zu einer Reihenschaltung, bestehend aus der ersten Kontaktstelle (11) und dem Schaltkontakt (12), parallel geschaltet ist.
Schaltgerät, welches insbesondere als Leistungsschalter, als Leistungsschalter oder als Limiter ausgebildet ist, mit einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11.