DE10359985A1 - Protective switching device with adjustable characteristic - Google Patents
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Abstract
Der Aufwand zum Umrüsten von Leitungsschutzschaltern in Anlagen soll reduziert werden. Hierzu wird vorgeschlagen, eine Schutzschaltvorrichtung mit einer Magneteinrichtung (1) auszustatten, deren Auslösestromgrenze variierbar ist. Dies kann beispielsweise durch mehrere Magnetsysteme oder aber durch eine Wicklung (2) mit mehreren Abgriffen (12) realisiert werden. So kann der zu schaltende Strom über eine erste Klemme (8) durch eine gesamte Magnetspule (2) oder durch eine zweite Klemme (9) nur durch einen Abschnitt (3) der Magnetspule (2) zu einem Entklinkungs-System (6) geschickt werden. Die unterschiedlichen, resultierenden Magnetkräfte ergeben verschiedene Charakteristiken der Schutzschaltvorrichtung, die beispielsweise als Leitungsschutzschalter ausgebildet sein kann.The effort for converting circuit breakers in systems should be reduced. For this purpose, it is proposed to equip a protective switching device with a magnetic device (1) whose tripping current limit can be varied. This can be realized for example by a plurality of magnetic systems or by a winding (2) with multiple taps (12). Thus, the current to be switched via a first terminal (8) through an entire solenoid coil (2) or through a second terminal (9) only by a portion (3) of the magnetic coil (2) are sent to a unlatching system (6) , The different, resulting magnetic forces result in different characteristics of the protective switching device, which may for example be designed as a circuit breaker.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schutzschaltvorrichtung für ein Installationsgerät, insbesondere einen Leitungsschutzschalter, mit einer Magneteinrichtung, die mindestens ein Spulenelement zum Hindurchfließenlassen eines zu schaltenden Stroms und die eine Auslösestromgrenze, welche durch eine vorbestimmte Auslösezeit bedingt ist, aufweist, und einer Schalteinrichtung, die von der Magneteinrichtung angesteuert wird.The The present invention relates to a protective switching device for an installation device, in particular a Circuit breaker, with a magnetic device that at least a coil element for passing a to-be-switched Current and the one tripping current limit, which is due to a predetermined trip time has, and a switching device, which is driven by the magnetic device becomes.
Leitungsschutzschalter (LS) werden mit verschiedenen Auslösecharakteristiken A, B, C und D angeboten. Diese Charakteristiken betreffen die Eigenschaften der Schnellauslösung des Leitungsschutzschalters in Abhängigkeit eines Bemessungsstroms. Die unterschiedlichen Charakteristiken ermöglichen einen störungsfreien Betrieb von Verbrauchern mit unterschiedlich hohen Anlaufströmen.Circuit breaker (LS) with different tripping characteristics A, B, C and D offered. These characteristics affect the properties the quick release of the miniature circuit breaker as a function of a rated current. The different characteristics allow a trouble-free Operation of consumers with different starting currents.
Zur Realisierung der einzelnen Auslösecharakteristiken sind Kombinationen von verschiedenen thermischen (verzögerten) und magnetischen (unverzögerten) Auslösern erforderlich. Die in der nachfolgenden Tabelle wiedergegebenen Charakteristiken B, C und D sind in den Normen EN 60 898 und DIN VDE 0641 T11 definiert. Die Charakteristik A wurde von der Firma Siemens in Anlehnung an diese Vorschrift festgelegt. Der Tabelle sind die wesentlichen Auslösebedingungen der verschiedenen Charakteristiken zu entnehmen.to Realization of the individual tripping characteristics are combinations of different thermal (delayed) and magnetic (instantaneous) triggers required. The characteristics shown in the table below B, C and D are defined in standards EN 60 898 and DIN VDE 0641 T11. The characteristic A was by the company Siemens in reference to set this rule. The table is the main trigger conditions of the different characteristics.
Tabelle: Table:
Entsprechend der Tabelle hätte ein Leitungsschutzschalter C16, der für einen Nenn- bzw. Bemessungsstrom von 16 Ampere ausgelegt ist, die folgende Charakteristik:
- – Nichtauslösestrom Int: 18, 08A
- – Auslösestrom It: 23, 2A
- – Magnetische Auslösung nach mehr als 100ms bis 80A
- – Magnetische Auslösung innerhalb 100ms ab 160A
- - Non-tripping current I nt : 18, 08A
- Tripping current I t : 23, 2A
- - Magnetic release after more than 100ms to 80A
- - Magnetic release within 100ms from 160A
Für Vorzugswerte der Bemessungsströme von 10A, 16A, 20A etc. sind Leitungsschutzschalter auf dem Markt direkt erhältlich.For preferred values of the rated currents of 10A, 16A, 20A etc., circuit breakers are on directly available to the market.
Für Installateure ist es notwendig, sich Leitungsschutzschalter mit verschiedenen Charakteristiken auf Lager zu halten. In Abhängigkeit der zu schützenden Verbraucher wird dann ein geeigneter Leitungsschutzschalter für eine Anlage ausgewählt und eingebaut. Bei Veränderungen in der Anlagenkonfiguration wird der eingesetzte Leitungsschutzschalter durch einen anderen mit einer anderen Charakteristik ersetzt.For installers it is necessary to have circuit breakers with different ones To keep characteristics in stock. Depending on the protected Consumer then becomes a suitable circuit breaker for a plant selected and installed. With changes in the system configuration, the circuit breaker is used replaced by another with a different characteristic.
Beispiel: Es wurde ein Leitungsschutzschalter der Ausführung C16 eingesetzt. Im Betrieb stellt sich heraus, dass der Anlaufstrom des Verbrauchers dazu führt, dass der Leitungsschutzschalter beim Einschalten des Verbrauchers auslöst. Durch den Einsatz eines Leitungsschutzschalters mit D Charakteristik, d.h. mit höherem Sofortauslösestrom, könnte das Problem gelöst werden. Dazu muss jedoch der Leitungsschutzschalter C16 durch einen Leitungsschutzschalter D16 ersetzt werden.Example: A circuit breaker of type C16 was used. Operational turns out that the starting current of the consumer causes that the circuit breaker triggers when switching on the load. By the use of a circuit breaker with D characteristics, i.e. with higher Immediate release current, could the problem is solved become. However, the circuit breaker C16 must be replaced by a Circuit breaker D16 be replaced.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile eines mühsamen Austauschs von Leitungsschutzschaltern soweit wie möglich zu vermeiden.The Object of the present invention is the disadvantages a laborious one Replacing circuit breakers as far as possible avoid.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Schutzschaltvorrichtung für ein Installationsgerät mit einer Magneteinrichtung, die mindestens ein Spulenelement zum Hindurchfließenlassen eines zu schaltenden Stroms und die eine Auslösestromgrenze, welche durch eine vorbestimmte Auslösezeit bedingt ist, aufweist, und einer Schalteinrichtung, die von der Magneteinrichtung angesteuert wird, wobei die Auslösestromgrenze variierbar ist.According to the invention this Task solved by a protective switching device for an installation device with a Magnetic device, the at least one coil element for flowing therethrough a current to be switched and the tripping current limit, which a predetermined trip time is conditionally, and a switching device, of the Magnet device is driven, the tripping current limit is variable.
In einer konkreten Ausführung kann die Magneteinrichtung mindestens zwei unabhängige Magnetanordnungen mit untereinander verschiedenen Auslösestromgrenzen besitzen, und der zu schaltende Strom ist wahlweise durch eine der Magnetanordnungen hindurch zu schicken. Damit sind zwei unterschiedliche, komplette Magnetsysteme in einem Gerät vorhanden und alternativ benutzbar. Diese Ausführungsform hat den Vorteil der geringen Entwicklungskosten.In a concrete execution For example, the magnet device can have at least two independent magnet arrangements among themselves different tripping current limits own, and the current to be switched is optionally by one of Magnetic arrangements to send through. There are two different Complete magnet systems available in one device and alternatively usable. This embodiment has the advantage of low development costs.
Die Schutzschaltvorrichtung kann ferner eine Magneteinrichtung mit mindestens zwei getrennten Spulenwicklungen auf gemeinsamem Kern aufweisen. Die mehreren Spulenwicklungen können radial übereinander oder axial hintereinander angeordnet werden. Auch dann könnten mehrere verschiedene Auslösestromgrenzen gewählt werden, indem der zu schaltende Strom wahlweise durch eine der Spulenwicklungen hindurch geschickt wird. Diese Gerätevariante hat gegenüber der soeben genannten den Vorteil, dass ein gemeinsamer Kern genutzt werden kann, was in der Regel zu einer Reduzierung des Einbauraums führt.The Protective switching device may further comprise a magnetic device with at least have two separate coil windings on common core. The multiple coil windings can radially superimposed or axially arranged one behind the other. Even then could several different tripping current limits chosen be by the current to be switched either through one of the coil windings is sent through. This device variant has opposite the just mentioned the advantage that a common core is used which can usually be a reduction of the installation space leads.
Die Magneteinrichtung kann alternativ oder zusätzlich auch ein Spulenelement mit mehreren Abgriffen aufweisen, so dass mehrere verschiedene Auslösestromgrenzen wählbar sind, indem der zu schaltende Strom durch einen oder mehrere Abschnitte des Spulenelements hindurchgeschickt wird. Auf diese Weise kann der die Spulen betreffende Einbauraum weiter reduziert werden. Darüber hinaus werden hierdurch auch die Montagekosten vermindert.The Magnetic device may alternatively or additionally also a coil element have multiple taps, allowing multiple different trip current limits selectable are by passing the current to be switched through one or more sections the coil element is passed therethrough. This way you can the installation space affecting the coils can be further reduced. Furthermore This also reduces the assembly costs.
Die erfindungsgemäße Schutzschaltvorrichtung kann außerdem jeweils eine Geräteanschlussklemme für jede der Magnetanordnungen, Spulenwicklungen und/oder Spulenabschnitte aufweisen. Besonders vorteilhaft ist es dann, wenn die Geräteanschlussklemmen durch eine Verschlusseinrichtung derart verschließbar sind, dass in jeder Verschlussstellung der Verschlusseinrichtung nur eine einzige der Geräteanschlussklemmen zum Anschluss zugänglich ist. Mit einer derartigen Verschlusseinrichtung bzw. einem derartigen Shutter an den Geräteanschlussklemmen soll ausgeschlossen werden, dass beim Anschließen von zwei oder mehreren Anschlussleitungen die jeweiligen Spulenwicklungen bzw. -abschnitte, und somit zwei oder mehrere Charakteristiken des Leitungsschutzschalters gleichzeitig wirksam werden und dadurch ein undefinierter Zustand eingestellt wird.The Protection switching device according to the invention can also one device connection terminal for each of the Magnetic arrangements, coil windings and / or coil sections have. It is particularly advantageous if the device connection terminals by a Locking device can be closed in such a way that in each closed position the closure device only one of the device connection terminals accessible for connection is. With such a closure device or such Shutter on the device connection terminals should be excluded that when connecting two or more Connecting lines the respective coil windings or sections, and thus two or more characteristics of the circuit breaker simultaneously take effect and thereby set an undefined state becomes.
Zur Änderung der Auslösecharakteristik kann die Magneteinrichtung auch einen federgeschützten Magnetanker aufweisen, wobei die Vorspannung der verwendeten Feder veränderbar ist. Auf diese Weise kann von außen her eine Justierung der Federkraft beispielsweise mit Hilfe einer Schraube oder eines Schiebers ermöglicht werden. Dabei kann der Fußpunkt oder der Lagerpunkt der Feder vorzugsweise in Raststellungen verändert werden.To change the tripping characteristic the magnetic device can also have a spring-protected magnet armature, wherein the bias of the spring used is variable. In this way can from the outside an adjustment of the spring force, for example with the help of a Screw or a slider are possible. It can the nadir or the bearing point of the spring are preferably changed in locking positions.
Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Auslösecharakteristik des Leitungsschutzschalters durch Veränderung des Luftspalts der Magneteinrichtung zu modifizieren. Hierzu kann beispielsweise die Lage des Ankers, der vorzugsweise als Klappanker ausgeführt ist, mittels einer von außen zugänglichen Justagemöglichkeit bevorzugt mit Raststellungen erfolgen.But it is also possible, the tripping characteristic of the circuit breaker by Change the air gap of the magnetic device to modify. For this purpose, for example, the position of the armature, which is preferably designed as a hinged armature, preferably carried out by means of an externally accessible adjustment possibility with locking positions.
Eine weitere Variante der Änderung der Auslösecharakteristik des Leitungsschutzschalters besteht darin, den Magnetkreis der Magneteinrichtung durch Hinzufügen oder Entfernen einer Stahljochbrücke zu verändern. Dies kann beispielsweise durch eine Lageänderung mittels eines Schiebers oder durch Entfernen bzw. Einschieben der Stahljochbrücke in die Schutzschaltvorrichtung erfolgen. Hierdurch ergibt sich eine besonders günstige Ausführungsform einer Schutzschaltvorrichtung mit veränderbarer Charakteristik.A another variant of the change the tripping characteristic the circuit breaker is the magnetic circuit of the magnetic device by adding or removing a steel yoke bridge to change. This can, for example, by a change in position by means of a slider or by removing or inserting the Stahljochbrücke in the Protective switching device done. This results in a particularly favorable embodiment a protective switching device with variable characteristics.
Auch beliebige Kombinationen der oben genannten Möglichkeiten zur Variation der Auslösecharakteristiken sind denkbar. In jedem Fall ergibt sich der Vorteil, dass eine Einstellbarkeit der Charakteristik vor Ort bei der Installation gewährleistet ist und dadurch eine unmittelbare Anpassung an Verbrauchererfordernisse möglich wird. Ferner ergibt sich entsprechend der Erfindung eine geringere Lagerhaltung in der gesamten Han delskette wegen der verringerten Vielfalt an Leitungsschutzschaltertypen. Ein wesentlicher Vorteil besteht aber auch darin, dass eine Anpassung bereits installierter Anlagen bei veränderten Anforderungen ohne Gerätetausch möglich ist.Also any combination of the above possibilities for variation of tripping characteristics are conceivable. In any case, there is the advantage that an adjustability the characteristic on site during installation guaranteed which allows immediate adaptation to consumer needs. Furthermore, according to the invention results in a lower storage throughout the retail chain because of the reduced variety Circuit breaker types. But there is also a significant advantage in that an adaptation of already installed systems changed Requirements without device replacement possible is.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, die eine Prinzipskizze des Auslösemechanismus eines Leitungsschutzschalters wiedergibt.The The present invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawing which a schematic diagram of the triggering mechanism of a circuit breaker.
Das nachfolgend näher beschriebene Ausführungsbeispiel stellt eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.The below described embodiment represents a preferred embodiment of present invention.
Da die thermischen Auslösegrenzen bei allen vier Charakteristiken A, B, C und D, die in der eingangs dargestellten Tabelle wiedergegeben sind, gleich sind, muss bei einem Gerät mit einstellbarer Auslösecharakteristik im Wesentlichen nur der magnetische Auslöser berücksichtigt werden. Demzufolge ist in dem unten geschilderten Ausführungsbeispiel auch nur das erfindungsgemäße Magnetsystem näher dargestellt.There the thermal tripping limits for all four characteristics A, B, C and D, those in the beginning Table, are equal, must be in a device with adjustable release characteristic In essence, only the magnetic trigger can be considered. As a result, is in the below described embodiment, only the Magnetic system according to the invention shown in more detail.
In
der Figur ist ein magnetischer Auslöser
Der
magnetische Auslöser
Durch
entsprechende Auslegung der Spulen-Teilabschnitte
Die Figur zeigt lediglich die Kombination von zwei Charakteristiken (Charakteristik B und C) in einem Gerät. Es sind jedoch auch Geräte – wie oben angedeutet – mit mehr als zwei einstellbaren Charakteristiken möglich.The Figure shows only the combination of two characteristics (Characteristic B and C) in one device. But there are also devices - as above indicated - with more than two adjustable characteristics possible.
Die
nicht benötigten
Klemmen können
mit dem Shutter
Die
Funktionsweise des in der Figur dargestellten Leitungsschutzschalters
mit den Ruslösecharakteristiken
B und C wird nun im Folgende näher
erläutert.
Bei Anschluss an die Klemmenöffnung
Bei
Anschluss an die Klemmenöffnung
Da der mechanische Aufbau des Leitungsschutzschalters in beiden Fällen der gleiche ist, ist der Kraftbedarf für das Auslösen in beiden Fällen ebenfalls gleich, d.h. F(B) = F(C). Da jedoch die Windungszahl n(B) > n(C) ist, ergibt sich IA(B) < IA(C).Since the mechanical structure of the circuit breaker is the same in both cases, the power requirement for tripping is also the same in both cases, ie F (B) = F (C). However, since the number of turns is n (B)> n (C), I A (B) <I A (C).
Dies bedeutet, dass bei gleicher für die Auslösung erforderlicher Kraft das Gerät bei einem kleineren Strom auslöst, wenn mehrere Spulenwindungen genutzt werden. Dabei hängt die erforderliche Kraft beispielsweise von der Anker-Fesselungskraft, der Entklinkungskraft, dem Entklinkungsvorlauf, dem Entklinkungsweg usw. ab.This means that at the same for the trigger required force the device triggers at a smaller current, if several coil turns are used. The hangs required force, for example, from the anchoring bondage force, the Entklinkungskraft, the Entklinkungsvorlauf, the Entklinkungsweg etc. from.
Erfindungsgemäß ist es somit möglich, dass der Anwender mehrere Charakteristiken seines Leitungsschutzschalters durch einfaches Umstecken, Umschalten oder mechanisches Umjustieren nutzen kann.It is according to the invention thus possible that the user has several characteristics of his circuit breaker by simply changing, switching or mechanical readjusting can use.
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