DE102009059839A1 - Device for use with e.g. electrical switching device for detecting reversal of current direction in photovoltaic strand, has magnetically polarized armature operatively connected with actuator - Google Patents

Device for use with e.g. electrical switching device for detecting reversal of current direction in photovoltaic strand, has magnetically polarized armature operatively connected with actuator Download PDF

Info

Publication number
DE102009059839A1
DE102009059839A1 DE102009059839A DE102009059839A DE102009059839A1 DE 102009059839 A1 DE102009059839 A1 DE 102009059839A1 DE 102009059839 A DE102009059839 A DE 102009059839A DE 102009059839 A DE102009059839 A DE 102009059839A DE 102009059839 A1 DE102009059839 A1 DE 102009059839A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
current
armature
magnetic
actuator
coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102009059839A
Other languages
German (de)
Inventor
Christoph 53123 Bausch
Axel 56077 Britz
Volker 53359 Heins
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eaton Industries GmbH
Original Assignee
Eaton Industries GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eaton Industries GmbH filed Critical Eaton Industries GmbH
Priority to DE102009059839A priority Critical patent/DE102009059839A1/en
Publication of DE102009059839A1 publication Critical patent/DE102009059839A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H83/00Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current
    • H01H83/08Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current operated by reversal of dc
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10Operating or release mechanisms
    • H01H71/12Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/24Electromagnetic mechanisms
    • H01H71/32Electromagnetic mechanisms having permanently magnetised part
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10Operating or release mechanisms
    • H01H71/12Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/24Electromagnetic mechanisms
    • H01H71/32Electromagnetic mechanisms having permanently magnetised part
    • H01H71/321Electromagnetic mechanisms having permanently magnetised part characterised by the magnetic circuit or active magnetic elements
    • H01H71/322Electromagnetic mechanisms having permanently magnetised part characterised by the magnetic circuit or active magnetic elements with plunger type armature

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Electromagnets (AREA)

Abstract

The device (1) has a magnetically polarized armature (15) subjected to magnetic field of a current coil (14) i.e. moving coil, and a pot-shaped magnetic yoke (19). A spring (18) acts upon the armature against direction of action of the magnetic field produced by reverse current. The current coil, the magnetic yoke, the armature and the spring are formed in an arrangement of a usual magnet trigger by switching devices. The armature is operatively connected with an actuator that is designed as an electrical switching element or a magnetic actuating element.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erkennen der Stromrichtungsumkehr nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Der Aktor ist einsetzbar in elektrischen Schaltgeräten zum Führen und Trennen von Gleichstrom, beispielsweise in Leitungsschutzschaltern, Motorschutzschaltern, Leistungsschaltern oder Trennerv.The invention relates to a device for detecting the reversal of current direction according to the preamble of claim 1. The actuator can be used in electrical switching devices for guiding and separating direct current, for example in circuit breakers, motor protection switches, circuit breakers or Trennerv.

Aus der Druckschrift DE 493 280 A ist ein als Rückstromschnellschalter verwendbarer polarisierter Schalter bekannt, der eine Strom- und eine Spannungsspule aufweist. Die Stromspule liegt auf einem Magnetkern und in Reihe mit den Schaltkontakten. Die Spannungsspule liegt unter Parallelschaltung eines induktiven Widerstandes unmittelbar an der Netzspannung und dient der Polarisierung eines als Wippe ausgebildeten Magnetankers. Bei einem Rückstromkurzschluss erfolgt eine Schnellauslösung, und zwar durch Wirkung des induktiven Widerstandes auch bei momentanem Wegbleiben der Netzspannung. Der bipolare Schalter kann auch zum Abschalten eines Vorwärtsstromkurzschlusses mit vergrößerter Abschaltzeit verwendet werden, wenn hierzu die Normalstellung des Magnetankers außerhalb der durch die Spannungsspule erzeugten Mittellage eingestellt wird. Von Nachteil ist der hohe Aufwand an elektrischen Bauelementen, deren raumzehrende Anordnung und der hohe Energieverbrauch.From the publication DE 493 280 A For example, there is known a polarized switch which can be used as a fast reverse current switch and which has a current and a voltage coil. The current coil is located on a magnetic core and in series with the switch contacts. The voltage coil is directly connected to the mains voltage with parallel connection of an inductive resistor and serves to polarize a magnet armature designed as a rocker. In the case of a short-circuit current short-circuit, there is a quick release, due to the effect of the inductive resistance even when the mains voltage is not present. The bipolar switch can also be used to shut off a forward current short with increased turn-off time by adjusting the normal position of the armature outside the center position created by the voltage coil. A disadvantage is the high cost of electrical components, their space-consuming arrangement and high energy consumption.

Aus der Druckschrift EP 1 936 651 A2 ist eine Auslöseeinheit für einen Gleichstrom-Leistungsschalter bekannt, welche ein erstes und ein zweites Magnetjoch aufweist. Die Magnetjoche umgeben eine den Gleichstrom führende Stromschienenanordnung. Das erste Magnetjoch ist mit einem Magnetanker aus Weicheisen gekoppelt, der bei Überschreiten eines bestimmten Gleichstromwertes gegen die Kraft einer Rückholfeder in eine Auslöseposition zum Abschalten des Leistungsschalters strebt. Das zweite Magnetjoch ist mit einem magnetisch polarisierten Drehelement gekoppelt, das mit einem Sperrelement verbunden ist. Durch in der Stromschienenanordnung fließenden Vorwärtsstrom wird das Drehelement entgegen der Kraft eines Federelementes in eine Sperrposition gebracht, bei der das Sperrelement eine Verlagerung des Magnetankers und damit einen Auslösevorgang durch diesen Magnetanker verhindert. Bei Auftreten eines Rückwärtsstroms wird das Drehelement in eine Freigabeposition gebracht, bei der das Sperrelement den Magnetanker zum Auslösen freigibt. Nachteilig ist der komplizierte und bauelementeintensive Aufbau.From the publication EP 1 936 651 A2 a trip unit for a DC circuit breaker is known, which has a first and a second magnetic yoke. The magnetic yokes surround a DC bus bar arrangement. The first magnetic yoke is coupled to a magnet armature made of soft iron, which strives for exceeding a certain DC value against the force of a return spring in a triggering position for switching off the circuit breaker. The second magnetic yoke is coupled to a magnetically polarized rotary member connected to a blocking element. By flowing in the busbar arrangement forward current, the rotary member is brought against the force of a spring element in a locking position in which the blocking element prevents displacement of the armature and thus a triggering operation by this armature. Upon occurrence of a reverse current, the rotary member is brought into a release position in which the locking element releases the armature for triggering. A disadvantage is the complicated and component-intensive structure.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine unaufwändig zu realisierende Vorrichtung zum Erkennen eines Rückwärtsstroms zu schaffen.The invention is therefore an object of the invention to provide an inexpensive device to realize a reverse current.

Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruches gelöst, während den abhängigen Ansprüchen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zu entnehmen sind.Starting from a device of the type mentioned, the object is achieved by the features of the independent claim, while the dependent claims advantageous developments of the invention can be found.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht in unaufwändiger Weise lediglich aus Stromspule, Magnetjoch, polarisiertem Magnetanker und ein letzteren beaufschlagendes Federelement. Diese wenigen Vorrichtungselemente gleichen in der Form und der Anordnung einem üblichen Magnetauslöser eines Schaltgerätes, sind aber hier zum Erkennen eines Rückwärtsgleichstroms ausgebildet. Damit ist die erfindungsgemäße Vorrichtung konstruktiv einfach und preiswert. Der Magnetanker ist mit einem Aktor verbunden, durch dessen vielfältige Wahl sich zahlreiche Einsatzgebiete für die erfindungsgemäße Vorrichtung ergeben. Bei hohen Vorwärtskurzschlussströmen wird das Magnetfeld der Stromspule größer als das Eigenmagnetfeld des Magnetankers, was ebenfalls durch die Vorrichtung erkannt wird, und zwar vorteilhafterweise ohne dass hierzu die erfindungsgemäße Vorrichtung zu verändern oder umzustellen ist.The device according to the invention consists in an uncomplicated manner only of current coil, magnetic yoke, polarized armature and a latter acting spring element. These few device elements are similar in shape and arrangement to a conventional magnetic release of a switching device, but are designed here to detect a reverse direct current. Thus, the device of the invention is structurally simple and inexpensive. The magnet armature is connected to an actuator, through whose diverse choice numerous fields of application for the device according to the invention result. At high forward short-circuit currents, the magnetic field of the current coil is greater than the intrinsic magnetic field of the armature, which is also recognized by the device, and advantageously without the device according to the invention to change or change.

Die Ausgestaltung der Stromspule als Tauchspule, des Magnetjoches in Topfform und des Magnetankers als Tauchanker ist eine vorteilhafte, aus üblichen Tauchankersystemen gebildete Form der Erfindung, die beispielweise in bestehende Schaltgeräte einem Magnetauslöser in Form von Tauchankersystemen in einfacher Weise umzusetzen ist. Ein Tauchankersystem wird beispielhaft in der Druckschrift DE 43 41 214 A1 gezeigt.The design of the current coil as a plunger, the yoke in cup form and the armature as a solenoid plunger is an advantageous, formed from conventional Tauchankersystemen form of the invention, for example, to implement in existing switching devices a magnetic release in the form of plunger anchor systems in a simple manner. An immersion anchor system is exemplified in the document DE 43 41 214 A1 shown.

Die Ausgestaltung der Stromspule in Verbindung mit dem Magnetjoch in U-Form und des Magnetankers als Klappanker ist eine vorteilhafte, aus üblichen Klappankersystemen gebildete Form der Erfindung, die beispielweise in bestehende Schaltgeräte mit einem Magnetauslöser in Form eines Klappankersystems in einfacher Weise umzusetzen ist. Druckschrift DE 200 10 424 U1 zeigt beispielhaft ein Klappankersystem. In bestimmten Fällen, insbesondere bei hohen zu erfassenden Gleichströmen, ist es ausreichend, dass die Stromspule durch das mit dem Magnetjoch verkettete Teilstück des von dem zu erfassenden Gleichstrom durchflossenen Stromleiters gebildet wird. Hierbei hat sich die Stromspule auf eine etwa halbe Windung reduziert.The design of the current coil in conjunction with the magnetic yoke in U-shape and the armature as a hinged armature is an advantageous form of conventional hinged armature systems form of the invention, which is for example to implement in existing switching devices with a magnetic release in the form of a hinged armature system in a simple manner. pamphlet DE 200 10 424 U1 shows an example of a hinged armature system. In certain cases, in particular with high direct currents to be detected, it is sufficient for the current coil to be formed by the section of the current conductor through which the magnetic yoke is linked. Here, the current coil has been reduced to an approximately half turn.

Der mit dem Magnetanker direkt oder mittelbar wirkverbundene Aktor ist vorteilhafterweise ein Auslösemechanismus, z. B. mit einer Auslöseklinke in Verbindung mit einem Schaltschloss eines Schaltgerätes, ein elektrisches Schaltelement, z. B. ein Hilfsschalter zur Erzeugung eines Melde- oder Alarmsignals, oder ein magnetisches Betätigungselement, z. B. ein magnetischer Kraftspeicher zum Auslösen eines Schaltschlosses.The directly or indirectly operatively connected to the armature actuator is advantageously a trigger mechanism, for. B. with a tripping latch in conjunction with a switching mechanism of a switching device, an electrical switching element, z. B. an auxiliary switch for generating a signal or alarm signal, or a magnetic actuator, z. B. a magnetic energy storage device for triggering a switching mechanism.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann integriert in einen Trenner oder Leistungsschalter mit Vorteil zum Schutz der unerwünschten Stromrichtung im einem Photovoltaikstrang angewandt werden. Beim Überschreiten einer Schwelle des Rückwärtsstromes, die unterhalb des Bemessungsbetriebsstroms des Trenners oder Leistungsschalters liegen kann, wird dieser Zustand signalisiert und bzw. oder durch Auslösen des Trenners oder Leistungsschalters unterbrochen. Rückströme in Solarzellen sind nämlich unerwünscht, vermindern die Effektivität der Solaranlage, und können sogar zur Zerstörung führen. Zulässige Rückströme liegen teilweise nur wenig über dem Nennstrom der Zellen. Damit hebt sich die erfindungsgemäße Lösung deutlich von den üblichen Schutzmaßnahmen für Photovoltaikstränge ab, die z. B. darin bestehen, dass spezielle Strangschutzschalter, die hinsichtlich ihres Leiterdurchmessers überdimensionierte Strangkabel erfordern, oder in Rückstromrichtung gepolte Stringdioden, die hohe Kosten und zusätzliche Verlustleistung verursachen, zur Anwendung kommen.The device according to the invention can be used integrated in a disconnector or circuit breaker with advantage to protect the unwanted current direction in a photovoltaic string. When a threshold of the reverse current is exceeded, which may be below the rated operating current of the disconnector or circuit breaker, this state is signaled and / or interrupted by triggering the disconnector or circuit breaker. Reverse currents in solar cells are in fact undesirable, reduce the effectiveness of the solar system, and can even lead to destruction. Permitted return currents are sometimes only slightly above the rated current of the cells. Thus, the solution of the invention stands out clearly from the usual protective measures for photovoltaic strands, the z. For example, special stranded circuit breakers that require over-sized stranded cables in terms of conductor diameter or reverse-poled string diodes that cause high cost and additional power dissipation can be used.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden, anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigenFurther details and advantages of the invention will become apparent from the following, with reference to figures explained embodiments. Show it

1: eine Prinzipdarstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erkennen der Stromrichtungsumkehr; 1 : a schematic representation of a first embodiment of the device according to the invention for detecting the reversal of the current direction;

2: eine Prinzipdarstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erkennen der Stromrichtungsumkehr. 2 : A schematic diagram of a second embodiment of the device according to the invention for detecting the reversal of the current direction.

Die Vorrichtung 1 zum Erkennen der Stromrichtungsumkehr nach 1 ist in Verbindung mit einem Schaltgerät dargestellt, von dem der Kontaktapparat 10 und ein diesen betätigendes Schaltschloss 11 angedeutet sind. Der zu erfassende Gleichstrom fließt durch den Stromleiter 12. Das Schaltschloss 11 enthält einen das Schaltgerät zum Öffnen des Kontaktapparates 10 zwingenden Auslösemechanismus 13. Die Vorrichtung 1 ist mit einer Stromspule 14 ausgestattet, die über den Stromleiter 12 mit dem Kontaktapparat 10 elektrisch in Reihe verbunden ist. Die Stromspule 14 ist als Tauchspule ausgebildet und zur Konzentrierung des Magnetfeldes von einem topfförmigen Magnetjoch 19 (in 1 gestrichelt angedeutet) umgeben. Im Inneren der Stromspule 14 ist ein als Tauchanker ausgebildeter Magnetanker 15 linear verschieblich gelagert. Der Magnetanker 15 ist magnetisch polarisiert und daher aus einem Permanentmagneten 16 und einem am weitesten ins Innere der Stromspule 14 reichenden Weicheisenteil 17 zusammengesetzt. In 1 ist die Ausrichtung des Permanentmagnetfeldes mit N für magnetisch Nord und mit S für magnetisch Süd gekennzeichnet. Der Magnetanker 15 ist mit einem in der Zeichnung angedeuteten Federelement 18 verbunden. Die Federkraft des als Zugfeder ausgebildeten Federelementes 18 beaufschlagt den Magnetanker 15 in der Weise, dass er sich aus dem Inneren der Stromspule 14 heraus bewegen will. Der Magnetanker 15 ist wirkverbunden mit einem Aktor, den in diesem Falle der Auslösemechanismus 13 darstellt. Die aus der Stromspule 14, dem Magnetanker 15 und dem Federelement 18 bestehende Kombination ist in Form und Anordnung üblichen Tauchanker-Magnetauslösern von Schaltgeräten nachgebildet.The device 1 for detecting the current direction reversal 1 is shown in connection with a switching device of which the contactor 10 and a key switch that actuates it 11 are indicated. The DC current to be detected flows through the current conductor 12 , The switch lock 11 includes a switching device for opening the contact device 10 mandatory trigger mechanism 13 , The device 1 is provided with a current coil 14 equipped by the conductor 12 with the contact apparatus 10 electrically connected in series. The current coil 14 is designed as a plunger coil and for concentrating the magnetic field of a cup-shaped yoke 19 (in 1 dashed lines indicated) surrounded. Inside the power coil 14 is a magnetic anchor designed as a plunger anchor 15 linearly displaceable. The magnet armature 15 is magnetically polarized and therefore made of a permanent magnet 16 and one furthest into the interior of the power coil 14 reaching soft iron part 17 composed. In 1 the orientation of the permanent magnetic field is marked N for magnetic north and S for magnetic south. The magnet armature 15 is with a spring element indicated in the drawing 18 connected. The spring force of the spring element designed as a tension spring 18 acts on the armature 15 in the way that it is from the inside of the current coil 14 wants to move out. The magnet armature 15 is operatively connected to an actuator, in this case the triggering mechanism 13 represents. The from the current coil 14 , the magnet armature 15 and the spring element 18 existing combination is modeled in the form and arrangement of conventional solenoid plunger solenoid releases of switching devices.

Bei normaler Stromrichtung, d. h. bei einem Vorwärtsstrom im Stromleiter 12 in Richtung von + nach – gemäß 1, wird in der Stromspule 14 ein Magnetfeld ausgebildet, dessen Nord-Süd-Richtung in 1 mit N und S angedeutet ist. Durch die bei einem Vorwärtsstrom richtungsgleichen Magnetfelder von Stromspule 14 und Magnetanker 15 wird dieser von Inneren der Stromspule 14 abgestoßen. In diesem Falle bewirkt der Auslösemechanismus 13 keine Aktion auf das Schaltschloss 11.In normal current direction, ie at a forward current in the conductor 12 in the direction from + to - according to 1 , is in the power coil 14 formed a magnetic field whose north-south direction in 1 with N and S is indicated. By the directional magnetic fields of current coil at a forward current 14 and magnet armature 15 This will be from inside the coil of electricity 14 repelled. In this case, the trigger mechanism causes 13 no action on the switch lock 11 ,

Bei Richtungsumkehr des durch den Stromleiter 12 fließenden Gleichstroms, d. h. bei einem Rückwärtsstrom in Richtung von – nach + gemäß 1, wird in der Stromspule 14 ein Magnetfeld ausgebildet, dessen Nord-Süd-Richtung in 1 mit (N) und (S) angedeutet ist. Durch die bei einem Rückwärtsstrom entgegengesetzt ausgerichteten Magnetfelder von Stromspule 14 und Magnetanker 15 wird dieser entgegen der Wirkungsrichtung des Federelementes 18 magnetisch beaufschlagt und ins Innere der Stromspule 14 gezogen. In diesem Falle bewirkt der Auslösemechanismus 13 eine auslösende Aktion auf das Schaltschloss 11, in dessen Folge der Kontaktapparat 10 geöffnet und damit der Rückwärtsstrom unterbrochen wird.When reversing the direction of the conductor 12 flowing DC, ie at a reverse current in the direction from - to + according to 1 , is in the power coil 14 formed a magnetic field whose north-south direction in 1 with (N) and (S) is indicated. By oppositely directed at a reverse current magnetic fields of current coil 14 and magnet armature 15 this is contrary to the direction of action of the spring element 18 magnetically applied and into the interior of the current coil 14 drawn. In this case, the trigger mechanism causes 13 a triggering action on the switch lock 11 , in consequence of which the contact apparatus 10 opened and thus the reverse current is interrupted.

Die unaufwändige Vorrichtung 1 zum Erkennen der Stromrichtungsumkehr nach 1 ist in bestehende Schaltgeräte mit Tauchankersystem einfach umzusetzen. Bei hohen Kurzschlussströmen in Vorwärtsrichtung wird das durch die Stromspule 14 erzeugte Magnetfeld größer als das Eigenmagnetfeld des polarisierten Magnetankers 15, wodurch der Magnetanker 15 in das Innere der Stromspule gezogen und in der Folge über den Auslösemechanismus 13 das öffnen des Kontaktapparates 10 bewirkt wird.The inexpensive device 1 for detecting the reversal of current direction 1 is easy to implement in existing switchgear with plunger anchor system. At high short-circuit currents in the forward direction, this is due to the current coil 14 generated magnetic field greater than the intrinsic magnetic field of the polarized magnet armature 15 , causing the armature 15 pulled into the interior of the current coil and subsequently via the trigger mechanism 13 the opening of the contact device 10 is effected.

Die Vorrichtung 2 zum Erkennen der Stromrichtungsumkehr nach 2 ist ebenfalls in Verbindung mit einem Schaltgerät dargestellt, von dem der Kontaktapparat 20 und ein diesen betätigendes Schaltschloss 21 angedeutet sind. Der zu erfassende Gleichstrom fließt durch den Stromleiter 22. Das Schaltschloss 21 enthält einen das Schaltgerät zum öffnen des Kontaktapparates 20 zwingenden Auslösemechanismus 23. Die Vorrichtung 2 ist mit einer Stromspule 24 ausgestattet, die über den Stromleiter 22 mit dem Kontaktapparat 20 elektrisch in Reihe verbunden ist. Die Stromspule 44 ist mit einem Magnetjoch 29 elektromagnetisch verkettet. Die beiden Polenden 291 und 292 des U-förmigen Magnetjoches 29 sind ihrerseits mit einem als Klappanker ausgebildeten Magnetanker 25 magnetisch verkettet. Der Magnetanker 25 ist mit einer Schwenkachse parallel zu Zeichenebene schwenkbar gelagert. Der Magnetanker 25 ist magnetisch polarisiert und daher aus einem Permanentmagneten 26 und einem den Polenden 291, 292 gegenüberstehenden Weicheisenteil 27 zusammengesetzt. In 2 ist die Ausrichtung des Permanentmagnetfeldes mit N für magnetisch Nord und mit S für magnetisch Süd gekennzeichnet. Der Magnetanker 25 ist mit einem in der Zeichnung angedeuteten Federelement 28 verbunden. Die Federkraft des als Zugfeder ausgebildeten Federelementes 28 beaufschlagt den Magnetanker 25 in der Weise, dass er sich vom Magnetjoch 29 weg bewegen will. Der Magnetanker 25 ist wirkverbunden mit einem Aktor, den in diesem Falle der Auslösemechanismus 23 darstellt. Die aus der Stromspule 24, dem Magnetjoch 29, dem Magnetanker 25 und dem Federelement 28 bestehende Kombination ist in Form und Anordnung üblichen Klappanker-Magnetauslösern von Schaltgeräten nachgebildet.The device 2 for detecting the current direction reversal 2 is also shown in connection with a switching device of which the contactor 20 and a key switch that actuates it 21 are indicated. The DC current to be detected flows through the current conductor 22 , The switch lock 21 contains a the switching device for open the contact device 20 mandatory trigger mechanism 23 , The device 2 is with a power coil 24 equipped by the conductor 22 with the contact apparatus 20 electrically connected in series. The current coil 44 is with a magnetic yoke 29 electromagnetically linked. The two Polends 291 and 292 of the U-shaped yoke 29 are in turn with a trained as hinged armature magnet armature 25 magnetically linked. The magnet armature 25 is pivotally mounted with a pivot axis parallel to drawing plane. The magnet armature 25 is magnetically polarized and therefore made of a permanent magnet 26 and one the Polenden 291 . 292 opposite soft iron part 27 composed. In 2 the orientation of the permanent magnetic field is marked N for magnetic north and S for magnetic south. The magnet armature 25 is with a spring element indicated in the drawing 28 connected. The spring force of the spring element designed as a tension spring 28 acts on the armature 25 in the way that he is from the yoke 29 wants to move away. The magnet armature 25 is operatively connected to an actuator, in this case the triggering mechanism 23 represents. The from the current coil 24 , the magnetic yoke 29 , the magnet armature 25 and the spring element 28 existing combination is modeled in the form and arrangement of conventional hinged armature magnetic releases of switching devices.

Bei normaler Stromrichtung, d. h. bei einem Vorwärtsstrom im Stromleiter 22 in Richtung von + nach – gemäß 2, wird in dem Magnetjoch 29 ein Magnetfeld ausgebildet, dessen Nord-Süd-Richtung in 2 mit N und S angedeutet ist. Durch die bei einem Vorwärtsstrom richtungsgleichen Magnetfelder von Magnetjoch 29 und Magnetanker 25 wird dieser von den Polenden 291, 292 abgestoßen. In diesem Falle bewirkt der Auslösemechanismus 23 keine Aktion auf das Schaltschloss 21.In normal current direction, ie at a forward current in the conductor 22 in the direction from + to - according to 2 , becomes in the magnetic yoke 29 formed a magnetic field whose north-south direction in 2 with N and S is indicated. Due to the directional magnetic field of magnetic yoke in a forward current direction 29 and magnet armature 25 this one is from the Polenden 291 . 292 repelled. In this case, the trigger mechanism causes 23 no action on the switch lock 21 ,

Bei Richtungsumkehr des durch den Stromleiter 22 fließenden Gleichstroms, d. h. bei einem Rückwärtsstrom in Richtung von – nach + gemäß 2, wird in dem Magnetjoch 29 ein Magnetfeld ausgebildet, dessen Nord-Süd-Richtung in 2 mit (N) und (S) angedeutet ist. Durch die bei einem Rückwärtsstrom entgegengesetzt ausgerichteten Magnetfelder von Magnetjoch 29 und Magnetanker 25 wird dieser entgegen der Wirkungsrichtung des Federelementes 28 magnetisch beaufschlagt und von den Polenden 291, 292 angezogen. In diesem Falle bewirkt der Auslösemechanismus 23 eine auslösende Aktion auf das Schaltschloss 21, in dessen Folge der Kontaktapparat 20 geöffnet und damit der Rückwärtsstrom unterbrochen wird.When reversing the direction of the conductor 22 flowing DC, ie at a reverse current in the direction from - to + according to 2 , becomes in the magnetic yoke 29 formed a magnetic field whose north-south direction in 2 with (N) and (S) is indicated. By the magnetic fields of magnetic yoke oppositely directed at a reverse current 29 and magnet armature 25 this is contrary to the direction of action of the spring element 28 magnetically impinged and from the pole ends 291 . 292 dressed. In this case, the trigger mechanism causes 23 a triggering action on the switch lock 21 , in consequence of which the contact apparatus 20 opened and thus the reverse current is interrupted.

Die unaufwändige Vorrichtung 2 zum Erkennen der Stromrichtungsumkehr nach 2 ist in bestehende Schaltgeräte mit Klappankersystem einfach umzusetzen. Bei hohen Kurzschlussströmen in Vorwärtsrichtung wird das durch die Stromspule 24 erzeugte Magnetfeld größer als das Eigenmagnetfeld des polarisierten Magnetankers 25, wodurch der Magnetanker 25 zum Magnetjoch 29 geschwenkt und in der Folge über den Auslösemechanismus 23 das Öffnen des Kontaktapparates 20 bewirkt wird.The inexpensive device 2 for detecting the reversal of current direction 2 is easy to implement in existing switchgear with hinged anchor system. At high short-circuit currents in the forward direction, this is due to the current coil 24 generated magnetic field greater than the intrinsic magnetic field of the polarized magnet armature 25 , causing the armature 25 to the magnetic yoke 29 panned and subsequently on the trigger mechanism 23 opening the contact device 20 is effected.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungsformen. So lässt sich die Erfindung beispielsweise in der Weise abwandeln, dass als mit dem Magnetanker 15 bzw. 25 wirkverbundener Aktor ein elektrischen Schaltelementes, beispielsweise ein Hilfsschalter zum Signalisieren einer Stromrichtungsumkehr, oder ein magnetisches Betätigungselement, beispielsweise ein magnetischer Kraftspeicher zum Betätigen eines Auslösemechanismus 13 bzw. 23, vorgesehen ist. Bei der Erfassung hoher Gleichströme kann es bei einem Klappankersystem 2 ausreichend sein, die Stromspule auf eine etwa halbe Windung in Form des Teilstückes des vom zu erfassenden Gleichstrom durchflossenen Stromleiters 22 zu reduzieren.The present invention is not limited to the embodiments described above, but also includes all the same in the context of the invention embodiments. Thus, the invention can be modified, for example, in such a way that as with the magnet armature 15 respectively. 25 operatively connected actuator of an electrical switching element, for example an auxiliary switch for signaling a current direction reversal, or a magnetic actuator, such as a magnetic force storage device for actuating a trigger mechanism 13 respectively. 23 , is provided. When detecting high DC currents, it can in a hinged anchor system 2 be sufficient, the current coil to an approximately half turn in the form of the portion of the current flowing through the DC to be detected conductor 22 to reduce.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1; 21; 2
Vorrichtungcontraption
10; 2010; 20
Kontaktapparatcontactor
11; 2111; 21
Schaltschlossswitch lock
12; 2212; 22
Stromleiterconductor
13; 2313; 23
Auslösemechanismustrigger mechanism
14; 2414; 24
Stromspulecurrent coil
15; 2515; 25
Magnetankerarmature
16; 2616; 26
Permanentmagnetpermanent magnet
17; 2717; 27
WeicheisenteilSoft iron part
18; 2818; 28
Federelementspring element
19; 2919; 29
Magnetjochyoke
291, 292291, 292
Polendenpole ends

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 493280 A [0002] DE 493280 A [0002]
  • EP 1936651 A2 [0003] EP 1936651 A2 [0003]
  • DE 4341214 A1 [0007] DE 4341214 A1 [0007]
  • DE 20010424 U1 [0008] DE 20010424 U1 [0008]

Claims (7)

Vorrichtung zur Erkennen der Stromrichtungsumkehr, mit – einer von dem zu erfassenden Gleichstrom durchflossenen Stromspule (14; 24) und einem mit der Stromspule (14; 24) verketteten Magnetjoch (19; 29) – einem von dem Magnetfeld der Stromspule (14; 25) und dem Magnetjoch (19; 29) beaufschlagten magnetisch polarisierten Magnetanker (15; 25) sowie – einem Federelement (18; 28), das den Magnetanker (15; 25) entgegen der Wirkungsrichtung des von einem Rückwärtsstrom erzeugten Magnetfeldes beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, dass – Stromspule (14; 24), Magnetjoch (19; 29), Magnetanker (15; 25) und Federelement (18; 28) in Form und Anordnung üblicher Magnetauslöser von Schaltgeräten ausgebildet sind und – der Magnetanker (15; 25) mit einem Aktor wirkverbunden ist.Device for detecting the reversal of current direction, with a current coil through which the direct current to be detected ( 14 ; 24 ) and one with the current coil ( 14 ; 24 ) linked magnetic yoke ( 19 ; 29 ) - one of the magnetic field of the current coil ( 14 ; 25 ) and the magnetic yoke ( 19 ; 29 ) acted magnetically polarized magnet armature ( 15 ; 25 ) and - a spring element ( 18 ; 28 ), the magnet armature ( 15 ; 25 ) against the direction of action of the magnetic field generated by a reverse current, characterized in that - current coil ( 14 ; 24 ), Magnetic yoke ( 19 ; 29 ), Magnet armature ( 15 ; 25 ) and spring element ( 18 ; 28 ) are formed in the form and arrangement of conventional magnetic releases of switching devices and - the armature ( 15 ; 25 ) is operatively connected to an actuator. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromspule (14) als Tauchspule, das Magnetjoch (19) topfartig und der Magnetanker (15) als linear verschieblicher Tauchanker ausgebildet sind.Contraption ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the current coil ( 14 ) as a plunger, the magnetic yoke ( 19 ) cup-shaped and the magnet armature ( 15 ) are designed as linearly displaceable plunger armature. Vorrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit den Polenden (291, 292) des U-förmig ausgebildeten Magnetjochs (29) der als schwenkbarer Klappanker ausgebildeten Magnetanker (25) magnetisch verkettet ist.Contraption ( 2 ) according to claim 1, characterized in that with the pole ends ( 291 . 292 ) of the U-shaped magnet yoke ( 29 ) of the armature designed as a pivotable hinged armature ( 25 ) is magnetically linked. Vorrichtung (2) nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromspule auf das mit dem Magnetjoch (29) verkettete Teilstück des von dem zu erfassenden Gleichstrom durchflossenen Stromleiters (22) reduziert ist.Contraption ( 2 ) according to the preceding claim, characterized in that the current coil on the with the magnetic yoke ( 29 ) chained portion of the traversed by the DC current to be detected conductor ( 22 ) is reduced. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor als ein ein Schaltgerät zum Abschalten zwingender Auslösemechanismus (13; 23) ausgebildet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator as a switching device for switching off mandatory trigger mechanism ( 13 ; 23 ) is trained. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor ein elektrisches Schaltelement ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator is an electrical switching element. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor ein magnetisches Betätigungselement ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator is a magnetic actuator.
DE102009059839A 2009-12-21 2009-12-21 Device for use with e.g. electrical switching device for detecting reversal of current direction in photovoltaic strand, has magnetically polarized armature operatively connected with actuator Withdrawn DE102009059839A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009059839A DE102009059839A1 (en) 2009-12-21 2009-12-21 Device for use with e.g. electrical switching device for detecting reversal of current direction in photovoltaic strand, has magnetically polarized armature operatively connected with actuator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009059839A DE102009059839A1 (en) 2009-12-21 2009-12-21 Device for use with e.g. electrical switching device for detecting reversal of current direction in photovoltaic strand, has magnetically polarized armature operatively connected with actuator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102009059839A1 true DE102009059839A1 (en) 2011-06-22

Family

ID=44311273

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102009059839A Withdrawn DE102009059839A1 (en) 2009-12-21 2009-12-21 Device for use with e.g. electrical switching device for detecting reversal of current direction in photovoltaic strand, has magnetically polarized armature operatively connected with actuator

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102009059839A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014008706A1 (en) * 2014-06-18 2015-12-24 Ellenberger & Poensgen Gmbh Disconnect switch for DC interruption

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE493280C (en) 1930-03-06 Bbc Brown Boveri & Cie Polarized switch
DE499609C (en) * 1928-06-19 1930-06-10 Aeg Display device for current reversal
DE736533C (en) * 1937-10-26 1943-06-21 Siemens Ag Combined overcurrent and reverse current release
DE851377C (en) * 1950-04-29 1952-10-02 Accumulatoren Fabrik Ag Reverse current automat
CH310054A (en) * 1953-02-09 1955-09-30 Oerlikon Maschf Reverse current high-speed relay.
DE4341214A1 (en) 1993-12-03 1995-06-08 Kloeckner Moeller Gmbh Tripping unit for circuit breakers or circuit breakers
DE19641407C1 (en) * 1996-10-08 1998-01-15 Eh Schrack Components Ag Bistable electromagnet system for relay
DE20010424U1 (en) 2000-06-09 2001-10-25 Moeller Gmbh Magnetic release for electrical switching devices
US20020158727A1 (en) * 2001-04-25 2002-10-31 Namen Frederik T. Van Bistable electro-magnetic mechanical actuator
EP1936651A2 (en) 2006-12-20 2008-06-25 General Electric Company Current trip unit for circuit breaker

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE493280C (en) 1930-03-06 Bbc Brown Boveri & Cie Polarized switch
DE499609C (en) * 1928-06-19 1930-06-10 Aeg Display device for current reversal
DE736533C (en) * 1937-10-26 1943-06-21 Siemens Ag Combined overcurrent and reverse current release
DE851377C (en) * 1950-04-29 1952-10-02 Accumulatoren Fabrik Ag Reverse current automat
CH310054A (en) * 1953-02-09 1955-09-30 Oerlikon Maschf Reverse current high-speed relay.
DE4341214A1 (en) 1993-12-03 1995-06-08 Kloeckner Moeller Gmbh Tripping unit for circuit breakers or circuit breakers
DE19641407C1 (en) * 1996-10-08 1998-01-15 Eh Schrack Components Ag Bistable electromagnet system for relay
DE20010424U1 (en) 2000-06-09 2001-10-25 Moeller Gmbh Magnetic release for electrical switching devices
US20020158727A1 (en) * 2001-04-25 2002-10-31 Namen Frederik T. Van Bistable electro-magnetic mechanical actuator
EP1936651A2 (en) 2006-12-20 2008-06-25 General Electric Company Current trip unit for circuit breaker

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014008706A1 (en) * 2014-06-18 2015-12-24 Ellenberger & Poensgen Gmbh Disconnect switch for DC interruption
US10931093B2 (en) 2014-06-18 2021-02-23 Ellenberger & Poensgen Gmbh Disconnect switch for interupption dc circuit between DC power source and load

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3084960B1 (en) Switching device for conducting and interrupting electric currents
WO2000079664A1 (en) Electrical circuit breaker for protecting against overcurrents
EP2864995B1 (en) Switching device with electromagnetic latching mechanism
DE102013211539A1 (en) Switching mechanism for electromechanical protection switching device, has contour portions that are arranged such that enlarged opening stroke distance is realized in main phase of enlarged impact impulse lever and in auxiliary phase
WO2015192924A1 (en) Switch disconnector for direct current interruption
WO2009114890A1 (en) Trigger module for a switching device
DE102014202485B4 (en) Release device
DE3824116A1 (en) CIRCUIT AND DEVICE FOR PROTECTED SUPPLY OF A LOAD WITH THE AID OF ELECTRONIC AND ELECTROMECHANICAL INTERRUPTORS
DE102009059839A1 (en) Device for use with e.g. electrical switching device for detecting reversal of current direction in photovoltaic strand, has magnetically polarized armature operatively connected with actuator
EP1101234A1 (en) Device for short-circuit protection
EP2122647B1 (en) Electric direct current network for water vessels and for offshore units having increased shut-off security
DE10254038A1 (en) Auxiliary release for motor protection switches
DE19930089A1 (en) Selective trip arrangement
DE102020215711B4 (en) Tripping device for a circuit breaker
EP2431993B1 (en) Modular low voltage switch
DE402103C (en) Automatic electromagnetic release device for momentary switches
DE102017202790B4 (en) Electromechanical protective switching device
EP0614207A2 (en) Switching device with a thermal and a magnetic trip device
DE102015217694A1 (en) Arc extinguishing device and protective switching device
DE102022204329A1 (en) Modular insulated housing and multi-pole modular series-mounted device
DE102011079593A1 (en) Electro-mechanical protection device e.g. circuit breaker has release lever that is provided with two lever units of which one lever unit is moved on actuation of other lever unit by trigger unit
DE102012018456A1 (en) Bimetallic arrangement for e.g. main circuit breaker, has thermal bimetallic strip including strip portions that are controlled depending upon incident by overload current or residual current, for selective behavior of switching device
WO2005027170A1 (en) Switching device comprising fault current tripping, and corresponding method
AT139757B (en) Short-circuit or earthing switch for electrical systems.
DE274611C (en)

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20120703