-
Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät zum Schalten eines Kondensators mit einem Schütz und einem Hilfsschalter, wobei der Hilfsschalter eine beweglich gelagerte Hilfsschalterkontaktbrücke und Hilfsschalterfestkontakte aufweist und das Schütz eine beweglich gelagerte Schützkontaktbrücke und Schützfestkontakte aufweist. Beim Kondensatorschalten mit einem Schaltgerät, wie beispielsweise ein Niederspannungsschaltgerät, wird ein Kondensator bzw. werden Kondensatoren vorzugsweise mittels einer voreilenden Hilfsschalterkontaktbrücke des Hilfsschalters aufgeladen. Hierbei sind die Hilfsschalterfestkontakte des Hilfsschalters über Widerstandsdrähte mit den Schützfestkontakten des Schützes verbunden. Dadurch, dass zunächst die Hilfsschalterkontaktbrücke einen elektrischen Kontakt mit den Hilfsschalterfestkontakten herstellt, kann der Strom über die Widerstandsdrähte zu den Schutzfestkontakten fließen, so dass der Kondensator zunächst durch den Hilfsschalter aufgeladen wird. In einem weiteren Schritt kommt es zum elektrischen Kontaktieren der beweglich gelagerten Schützkontaktbrücke des Schützes mit den Schützfestkontakten. Die Überbrückung erfolgt nun sowohl über die Schützkontaktbrücke als auch über die Hilfsschalterkontaktbrücke. Die an dem Schaltgerät angeschlossenen Kondensatoren können somit sowohl über die Überbrückung der Hilfsschalterkontaktbrücke mit den Hilfsschalterfestkontakten als auch über die Überbrückung der Schützkontaktbrücke mit den Schützfestkontakten mit Energie versorgt werden. Nach dem Überbrücken der Schützfestkontakte durch die Schützkontaktbrücke erfolgt der primäre Energieverlauf über das Schütz.
-
Nachteilig an einer derartigen Anordnung ist, dass es leicht zu einem Abbrennen der Widerstandsdrähte kommen kann. Dies kann beispielsweise bei einem einseitigen Verschweißen der Hauptkontakte oder bei einem Lebensdauerende der Hilfsschalterkontakte erfolgen. Ebenso kann es zu einer Beschädigung des Hilfsschalters und unter Umständen des gesamten Schützes kommen.
-
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Schaltgerät mit einem Hilfsschalter und einem Schütz zu verbessern und somit die Zuverlässigkeit eines Niederspannungsnetzes zu verbessern.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, d. h. durch ein Schaltgerät zum Schalten eines Kondensators mit einem Schütz und einem Hilfsschalter, wobei der Hilfsschalter eine beweglich gelagerte Hilfsschalterkontaktbrücke und Hilfsschalterfestkontakte aufweist und das Schütz eine beweglich gelagerte Schützkontaktbrücke und Schützfestkontakte aufweist, wobei das Schaltgerät derart ausgebildet ist, dass bei einem Einschalten des Schützes zuerst die Hilfsschalterkontaktbrücke mit den Hilfsschalterfestkontakten und darauf hin die Schützkontaktbrücke mit den Schützfestkontakten eine für eine elektrische Verbindung vorgesehene Kontaktierung herstellen, wobei das Schaltgerät ein Trennmittel aufweist, welches derart ausgebildet ist, dass nach der Kontaktierung der Schützkontaktbrücke mit den Schützfestkontakten bei Aufrechterhaltung dieser Kontaktierung die Hilfsschalterkontaktbrücke von den Hilfsschalterfestkontakten getrennt wird.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 7 angegeben.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Schaltgerät sind vorzugsweise die Hilfsschalterfestkontakte mit den Schützfestkontakten jeweils an ihrem Eingangsbereich und an ihrem Ausgangsbereich mit einem Widerstandsdraht miteinander verbunden. Dadurch, dass bei einem Schließen/Einschalten des Schützes zuerst die Hilfsschalterkontaktbrücke mit den Hilfsschalterfestkontakten eine elektrische Verbindung herstellt, wird ein an das Schaltgerät angeschlossener Kondensator zunächst über den Hilfsschalter aufgeladen. In einem daran anschließenden Schritt erfolgt die elektrische Kontaktierung der Schützkontaktbrücke mit den Schützfestkontakten. Der Kondensator wird nun über die durch die Schützkontaktbrücke hergestellte elektrische Verbindung von dem Schütz aufgeladen.
-
Dadurch, dass zunächst der Kondensator über den Hilfsschalter aufgeladen wird und anschließend über das Schütz, erfolgt ein vorteilhaftes schrittweises Aufladen des Kondensators. Ab der Kontaktierung der Schützkontaktbrücke mit den Schützfestkontakten erfolgt die Energieversorgung primär über das Schütz. Damit während der elektrischen Energieversorgung des Kondensators über das Schütz der Hilfsschalter geschont wird, erfolgt über das Trennmittel ein Trennen der elektrischen Kontaktierung zwischen der Hilfsschalterkontaktbrücke und den Hilfsschalterfestkontakten. Folglich erfolgt die Energieversorgung des Kondensators lediglich über das Schütz.
-
Der Vorteil hierbei besteht darin, dass es nicht mehr zu einer unerwünschten Belastung des Hilfsschalters kommen kann. Die Lebensdauer des Hilfsschalters kann hierdurch enorm verlängert werden. Ferner kann insbesondere bei einem Einsatz von Widerstandsdrähten deren Lebensdauer stark verlängert werden. Ein Abbrennen der Widerstandsdrähte kann durch das Trennen der elektrischen Energieversorgung des Kondensators über den Hilfsschalter vorzugsweise unmittelbar nach der Kontaktierung der Schützkontaktbrücke mit den Schützfestkontakten verhindert werden. Kommt es nun beispielsweise zu einem einseitigen Verschweißen der Schützkontaktbrücke mit den Schützfestkontakten, so wird der Stromfluss nicht über den Hilfsschalter geleitet und es kann folglich zu keiner Beschädigung des Hilfsschalters bzw. der Widerstandsdrähte kommen.
-
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Hilfsschalter einen Hilfsschalterkontaktbrückenträger, welcher die Hilfsschalterkontaktbrücke beweglich lagert, und das Schütz einen Schützkontaktbrückenträger, welcher die Schützkontaktbrücke beweglich lagert, auf, wobei der Hilfsschalterkontaktbrückenträger ein erstes Einrastmittel aufweist und über das erste Einrastmittel mit einem zweiten Einrastmittel des Schützkontaktbrückenträger verbindbar ist, wobei das Trennmittel dazu ausgebildet ist, die Verbindung des ersten Einrastmittels mit dem zweiten Einrastmittel zu trennen.
-
Dadurch, dass der Schützkontaktbrückenträger mit den Hilfsschalterkontaktbrückenträger über das zweite Einrastmittel verbunden ist, wird der Hilfsschalterkontaktbrückenträger bei einem Einschalten des Schützes mit in die Bewegungsrichtung des Schützkontaktbrückenträgers bewegt. Da die Hilfsschalterkontaktbrücke in dem Hilfsschalterkontaktbrückenträger beweglich gelagert ist und die Schützkontaktbrücke in dem Schützkontaktbrückenträger beweglich gelagert ist, kann der Hilfsschalterkontaktbrückenträger sowie der Schützkontaktbrückenträger sowohl bei einer Kontaktierung der Hilfsschalterkontaktbrücke mit den Hilfsschalterfestkontakten als auch bei einer Kontaktierung der Schützkontaktbrücke mit den Schützfestkontakten die eingeschlagene Bewegung fortsetzen, obwohl bereits eine elektrische Kontaktierung zwischen den Festkontakten und den Kontaktbrücken vorliegt. Ebenso ist es möglich, dass zunächst ein Schließen der Hilfsschalterkontaktbrücke mit den Hilfsschalterfestkontakten erfolgt und daraufhin ein Schließen der Schützkontaktbrücke mit den Schützfestkontakten erfolgt. Nachdem beide Kontaktbrücken mit den Festkontakten eine elektrische Verbindung hergestellt haben und somit ein schrittweises Aufladen des Kondensators erfolgte, kann durch das Trennmittel eine Trennung des ersten Einrastmittels von dem zweiten Einrastmittel erfolgen. Hierfür kann vorzugsweise eine noch zur Verfügung stehende Bewegungsfreiheit des Kontaktbrückenträgers ausgenutzt werden, so dass beispielsweise durch ein Fortfahren der Bewegung des Kontaktbrückenträgers gegen das Trennmittel eine Gegenkraft erzeugt wird, so dass ein Lösen des ersten Einrastmittels von dem zweiten Einrastmittel erfolgt. Ebenso ist es denkbar, dass durch einen aktiven Schritt des Trennmittels ein Lösen des ersten Einrastmittels von dem zweiten Einrastmittel erfolgt.
-
Sobald das erste Einrastmittel nicht mehr mit dem zweiten Einrastmittel verbunden ist wird der Hilfsschalterkontaktbrückenträger, vorzugsweise durch eine dritte Feder in die Startposition (ausgeschaltetes Schütz) bewegt. Die Hilfsschalterkontaktbrücke löst somit die Kontaktierung zu dem Hilfsschalterfestkontakt und die elektrische Kontaktierung/Überbrückung durch den Hilfsschalter wird unterbrochen. Folglich liegt nur noch eine elektrische Kontaktierung des Kondensators über das Schütz vor und der Hilfsschalter sowie der Widerstandsdraht werden geschont.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das Trennmittel eine Schräge auf, welche derart angeordnet ist, dass nach dem Kontaktieren des Schützkontaktbrückenträgers mit den Schützfestkontakten der Hilfsschalterkontaktbrückenträger gegen die Schräge bewegt wird, wobei hierdurch eine Kraft auf das erste und zweite Einrastmittel ausgeübt wird, so dass sich das erste Einrastmittel von dem zweiten Einrastmittel löst.
-
Bei einem Einschalten des Schützes werden der Schützkontaktbrückenträger und der mit ihm verbundene Hilfsschalterkontaktbrückenträger bewegt. Durch eine entsprechende Dimensionierung des Hilfsschalterkontaktbrückenträgers und des Schützkontaktbrückenträgers kann insbesondere der Hilfsschalterkontaktbrückenträger bei dieser Bewegung gegen eine Schräge bewegt werden. Die hierdurch resultierende Gegenkraft führt nun dazu, dass die Verbindung des ersten und zweiten Einrastmittels gelöst wird. Ebenso ist es denkbar, dass anstelle einer Schräge der Hilfsschalterkontaktbrückenträger gegen einen Absatz fährt und somit ein Lösen des Hilfsschalterkontaktbrückenträgers von dem Schützkontaktbrückenträger erfolgt. Das Lösen der Verbindung des ersten und zweiten Einrastmittels sollte hierbei erst nach einer elektrischen Kontaktierung der Schützkontaktbrücke mit den Schützfestkontakten erfolgen. Auf diese Weise erfolgt ein schrittweises Aufladen des Kondensators, wobei nach erfolgtem schrittweisen Aufladen die elektrische Überbrückung des Hilfsschalters durch das Trennen des ersten Einrastmittels von dem zweiten Einrastmittel gelöst wird.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Hilfsschalterkontaktbrücke, vorzugsweise durch eine erste Feder, beweglich im Hilfsschalterkontaktbrückenträger gelagert und die Schützkontaktbrücke, vorzugsweise durch eine zweite Feder, beweglich im Schützkontaktbrückenträger gelagert.
-
Hierdurch kann ein zeitlich versetztes Kontaktieren der Hilfsschalterkontaktbrücke gegenüber der Schützkontaktbrücke erfolgen. Ferner ist es möglich, dass nach erfolgter Kontaktierung beider Kontaktbrücken der Hilfsschalterkontaktbrückenträger sowie der Schützkontaktbrückenträger weiterhin in die durch das Schließen des Schützes eingeschlagene Bewegungsrichtung bewegt werden kann.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Hilfsschalterkontaktbrückenträger eine dritte Feder auf, welche dazu ausgebildet ist den Hilfsschalterkontaktbrückenträger in eine Startposition zu bewegen.
-
Hierbei ist vorzugsweise die dritte Feder derart anzuordnen, dass sie den Hilfsschalterkontaktbrückenträger in die Startposition drückt bzw. zieht. Erfolgt ein Schließen/Einschalten des Schützes so wird der Hilfsschalterkontaktbrückenträger von der Startposition wegbewegt und die dritte Feder wird mit Energie beaufschlagt. Durch ein Trennen des zweiten Einrastmittels von dem ersten Einrastmittel wird der Hilfsschalterkontaktbrückenträger durch die dritte Feder folglich wieder in die Startposition bewegt.
-
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Hilfsschalterfestkontakte mit Schützfestkontakten jeweils an ihrem Eingangsbereich und an ihrem Ausgangsbereich mit einem Widerstandsdraht miteinander verbunden.
-
Auf diese Weise kann der Kondensator bereits durch Schließen der Hilfsschalterkontaktbrücke mit den Hilfsschalterfestkontakten aufgeladen werden.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Schützkontaktbrückenträger eine vierte Feder auf, welche dazu ausgebildet ist, den Schützkontaktbrückenträger bei einem Öffnen des Schützes in eine Startposition zu bewegen, so dass eine Verbindung des ersten Einrastmittels mit dem zweiten Einrastmittel herbeigeführt wird.
-
Durch das Einschalten des Schützes wird die vierte Feder vorzugsweise mit einer Kraft beaufschlagt. Kommt es nun zu einem Öffnen des Schützes so wird der Schützkontaktbrückenträger in die Startposition zurückbewegt. Hierbei kommt es zu einer Kontaktierung des Schützkontaktbrückenträgers mit dem Hilfsschalterkontaktbrückenträger derart, dass das zweite Einrastmittel in das erste Einrastmittel einrastet und eine Verbindung herbeigeführt ist. Die Verbindung des ersten Einrastmittels mit dem zweiten Einrastmittel wird vorzugsweise durch eine Rast-/Schnappverbindung realisiert. Hierbei wird beispielsweise durch die vierte Feder die Rastnase (zweites Einrastmittel) des Schützkontaktbrückenträgers in die dafür vorgesehene Rastnasenöffnung (erstes Einrastmittel) des Hilfsschalterkontaktbrückenträgers gedrückt, so dass eine mechanische Verbindung herbeigeführt wird.
-
Im Folgenden werden die Erfindung und Ausgestaltungen der Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
-
1 Eine schematische Darstellung eines Schaltgerätes zum Schalten eines Kondensators im geöffneten Zustand,
-
2 eine schematische Darstellung eines Schaltgerätes aus 1 während eines Schließprozesses des Schützes, und
-
3 eine schematische Darstellung eines Schalters aus 1 und 2, bei welchem ein Lösen des Hilfsschalterkontaktbrückenträgers von dem Schützkontaktbrückenträger stattgefunden hat.
-
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Schaltgerätes zum Schalten eines Kondensators im geöffneten Zustand. Das Schaltgerät weist einen Hilfsschalter 1 sowie ein Schütz 2 auf. Der Hilfsschalter 1 ist hierbei auf das Schütz 2 aufgesetzt. Der Hilfsschalter 1 besteht aus zwei Hilfsschalterfestkontakten 4 und einem Hilfsschalterkontaktbrückenträger 5, welcher eine Hilfsschalterkontaktbrücke 3 beweglich lagert. Der Hilfsschalterkontaktbrückenträger 5 ist über eine mit Zugkraft beaufschlagte dritte Feder 15 verbunden. Der Hilfsschalterkontaktbrückenträger 5 weist ferner ein erstes Einrastmittel 11 auf. Das Schütz besteht aus zwei Schützfestkontakten 7 und einem Schützkontaktbrückenträger 8, welcher eine Schützkontaktbrücke 6 beweglich lagert. Der Schützkontaktbrückenträger 8 weist ferner ein zweites Einrastmittel 12 auf. Der Schützkontaktbrückenträger 8 ist mit einer mit Druckkraft beaufschlagten vierten Feder 16 verbunden.
-
Die Eingangsseite des Hilfsschalterfestkontakts 4 ist über einen Widerstandsdraht 9 mit der Eingangsseite des Schützfestkontakts 7 verbunden. Die Ausgangsseite des Hilfsschalterfestkontakts 4 ist über einen Widerstandsdraht 9 mit der Ausgangsseite des Schützfestkontakts 7 verbunden. Der Schützkontaktbrückenträger 8 ist durch sein zweites Einrastmittel 12 mit dem ersten Einrastmittel 11 des Hilfsschalterkontaktbrückenträgers 5 mechanisch verbunden. Diese mechanische Verbindung 10 kann durch Aufbringen einer vordefinierten Kraft ohne mechanische Beschädigung gelöst werden. Das Schütz 2 weist hierbei ein Trennmittel 13 auf. Dieses Trennmittel 13 ist dafür vorgesehen, dass es die mechanische Verbindung 10 zwischen dem ersten Einrastmittel 11 und dem zweiten Einrastmittel 12 löst. Das Trennmittel 13 weist hierfür eine Schräge auf, auf die der Hilfsschalterkontaktbrückenträger 5 bei einem Einschalten/Schließen des Schützes 2 bewegt wird. Da der Hilfsschalterkontaktbrückenträger 5 mit dem Schützkontaktbrückenträger 8 miteinander verbunden ist, werden bei einem Einschalten des Schützes 2 beide Kontaktbrückenträger 5, 8 in Richtung des Richtungspfeils 14 bewegt.
-
Der in der 1 gezeigte Zustand des Schaltgerätes stellt den Startzustand des Schaltgerätes dar. Hierbei ist das Schütz 2 ausgeschaltet bzw. geöffnet.
-
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Schaltgerätes aus 1 während eines Schließprozesses des Schützes 2. Bei einem Einschalten des Schützes 2 bewegt der Schützkontaktbrückenträger 8 die Schützkontaktbrücke 6 in Richtung der Schützfestkontakte 7 und über die mechanische Verbindung 10 ebenso den Hilfsschalterkontaktbrückenträger 5 und somit die Hilfsschalterkontaktbrücke 3 in Richtung der Hilfsschalterfestkontakte 4. Die Bewegungsrichtung des Schützkontaktbrückenträgers 8 sowie des Hilfsschalterkontaktbrückenträgers 5 wird durch den Richtungspfeil 14 angegeben. Bei diesem Schließvorgang stellt zuerst die Hilfsschalterkontaktbrücke 3 mit den Hilfsschalterfestkontakten 4 einen elektrischen Kontakt her. Der an das Schaltgerät angeschlossene Kondensator wird somit über den Hilfsschalter 1 aufgeladen. Da jeweils ein Widerstandsdraht 9 an dem Schützfestkontakt 7 angeschlossen ist kann eine elektrische Überbrückung durch den Hilfsschalter 1 erfolgen. Durch das Fortfahren der Bewegung des Schützkontaktbrückenträgers 8 stellt letztendlich auch die Schützkontaktbrücke 6 mit den Schützfestkontakten 7 einen elektrischen Kontakt her. Das Aufladen des Kondensators erfolgt folglich über das Schütz 2. Durch die Bewegung des Hilfsschalterkontaktbrückenträgers 5 sowie des Schützkontaktbrückenträgers 8 wird die Zugkraft der dritten Feder 15 vergrößert und die Rückdruckkraft der vierten Feder 16 ebenso vergrößert.
-
Durch ein Fortfahren der Bewegung des Schützkontaktbrückenträgers 8 in Richtung des Bewegungspfeils 14 wird der Hilfsschalterkontaktbrückenträger 5 gegen das Trennmittel 13 bewegt. Durch die weitere Bewegung des Schützkontaktbrückenträgers 8 in Richtung des Bewegungspfeils 14 wird die Kraft des Trennmittels 13 gegenüber den Hilfsschalterkontaktbrückenträger 5 vergrößert, bis die mechanische Verbindung 10 zwischen dem ersten Einrastmittel 11 und dem zweiten Einrastmittel 12 gelöst wird. Das Lösen der mechanischen Verbindung 10 erfolgt erst nach dem ein elektrisches Kontaktieren der Schützkontaktbrücke 6 mit den Schützfestkontakten 7 stattgefunden hat. Durch die Zugkraft der dritten Feder 15 wird nun der Hilfsschalterkontaktbrückenträger 5 in den Startzustand zurückbewegt. Die Hilfsschalterkontaktbrücke 3 löst folglich die Kontaktierung mit den Hilfsschalterfestkontakten 4 und die elektrische Kontaktierung zwischen den Hilfsschalterfestkontakten 4 wird unterbrochen.
-
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Schalters aus 1 bzw. 2, bei welchem ein Lösen des Hilfsschalterkontaktbrückenträgers 5 von dem Schützkontaktbrückenträger 8 stattgefunden hat. Der an das Schaltgerät angeschlossene Kondensator wird hierbei lediglich über das Schütz 2 aufgeladen. Erst nach einem Öffnen/Ausschalten des Schützes 2 wird der Schützkontaktbrückenträger 8 durch die mit Kraft beaufschlagte vierte Feder 16 in den Startzustand zurückbewegt. Hierbei wird das zweite Einrastmittel 12 wieder in das erste Einrastmittel 11 eingerastet, so dass eine mechanische Verbindung hergestellt wird. Das Einrastmittel 11, 12 kann beispielsweise durch eine Rast-/Schnappverbindung realisiert werden.
-
Der Vorteil eines derartigen Schaltgerätes besteht darin, dass der Hilfsschalter 1 für ein schrittweises Aufladen eines Kondensators verwendet werden kann und nach erfolgtem Aufladen bzw. Schließen der Schützfestkontakte 7 durch die Schützkontaktbrücke 6 der Hilfsschalter 1 von dem vorliegenden Stromkreislauf getrennt wird, so dass weder eine Beschädigung des Hilfsschalters 1 noch eine Beschädigung der Widerstandsdrähte 9 erfolgen kann. Die Lebensdauer dieser Komponenten wird folglich verlängert und ein Wartungszyklus kann verlängert bzw. eingespart werden.
