DE1148313B - Strombegrenzender Schnellschalter mit Haupt- und Abreisskontakt - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen strombegrenzenden Schnellschalter, bei dem die elektrodynamischen Kräfte zweier Leiterschleifen die Kontaktöffnung bewirken, bevor im Kurzschlußfall der ansteigende Kurzschlußstrom seinen Scheitelwert erreicht hat.

Bekannte Schnellschalter besitzen magnetische Auslöser, die bei einem eingestellten Überstrom ansprechen und durch Lösen einer Verklinkung die Schalteröffnung herbeiführen. Im Kurzschlußfall wird bei diesen Schaltern nach Erreichen der Auslösestromstärke der Strom entsprechend den Widerständen des Stromkreises so lange weiter ansteigen, bis die Schalteröffnung in Abhängigkeit der Eigenzeit der Auslöseorgane herbeigeführt ist.

Bei dieser einfachen Anordnung ist die Eigenzeit der Schalter so groß, daß im Kurzschlußfall der Strom bis zu seinem theoretisch möglichen Höchstwert ansteigen kann. Um die dabei auftretenden Kurzschlußströme zu beherrschen, ist gerade bei den heute üblichen vernaschten Netzen und großen Eigenbedarfsanlagen ein wirtschaftlich nicht vertretbarer, hoher Aufwand erforderlich. Weiterhin ist im Zuge der Anwendung von Halbleitern als Stromrichter eine besonders schnelle und strombegrenzende Abschaltung erforderlich, da diese Halbleiter gegen Überlastung sehr empfindlich sind. Man hat nun versucht, die Eigenzeit bis zur Kontaktöffnung durch Anwendung eines magnetischen Schlagankers herabzusetzen, während die Auslösung des Schaltschlosses nach der Kontaktöffnung erfolgt. Auch diese Anordnung besitzt noch den Nachteil, daß zum Aufbau des magnetischen Feldes eine gewisse Zeit erforderlich ist.

Weiterhin ist es bereits bekannt, zur Kontaktöffnung die in einer Leiterschleife wirkenden elektrodynamischen Kräfte auszunutzen. Eine derartige Anordnung erfordert jedoch zusätzlich Sperrvorrichtungen bzw. kontaktdruckverstärkende Mittel, da sonst infolge des verminderten Kontaktdruckes Überhitzungen und Verschweißungen der Kontaktstücke auftreten. Bei einer hierzu bereits vorgeschlagenen Ausführung für Schnellschalter mit Haupt- und Abreißkontakt sind zwei aus drei parallelen Schenkeln bestehende Leiterschleifen vorgesehen, von denen die elektrodynamische Kraft der ersten Schleife kontaktdruckverstärkend wirkt und die elektrodynamische Kraft der zweiten Schleife erst die Öffnung des Hauptkontaktes bewirkt und anschließend die Sperrvorrichtung eines Kraftspeichers für die Öffnung des Abreißkontaktes freigibt.

Durch das Hintereinanderschalten der Öffnungsvorgänge für Haupt- und Abreißkontakt und da- Strombegrenzender Schnellschalter
mit Haupt- und Abreißkontakt

Anmelder:

VEB Elektro-Apparate-Werke,
Berlin-Treptow, Hoffmannstr. 15-26

Erich Reinboth, Berlin-Baumschulenweg,
ist als Erfinder genannt worden

durch, daß für das. Öffnen des Abreißkontaktes erst die Sperrvorrichtung eines Kraftspeichers freigegeben werden muß, wird die Eigenzeit des Schaltgerätes in einem der Strombegrenzung entgegenwirkenden Ausmaß verlängert.

Die angeführten Nachteile werden dadurch beseitigt, daß bei Schnellschaltern mit Haupt- und Abreißkontakt, bei denen die elektrodynamischen Kräfte zweier aus drei parallelen Schenkeln gebildeter Leiterschleifen die Schalteröffnung bewirken, erfindungsgemäß alle drei Schleifenschenkel einen gemeinsamen Scheitelpunkt besitzen, wobei der eine äußere starre Schenkel vom Stromanschluß bis zum Scheitelpunkt festliegt und der mittlere, an seinem freien Ende das bewegliche Hauptkontaktstück tragende Schenkel und der andere äußere, an seinem freien Ende das bewegliche Abreißkontaktstück tragende Schenkel im Scheitelpunkt an einem Drehpunkt unabhängig voneinander schwenkbar angelenkt sind, und daß der Abstand zwischen dem starren und dem mittleren schwenkbaren Schenkel größer ist als der Abstand zwischen den beiden schwenkbaren Schenkeln und daß zwischen letzteren in Nähe der Kontaktstücke eine flexible Verbindung angeordnet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 den erfindungsgemäßen Schnellschalter mit Haupt- und Abreißkontakt im eingeschalteten Zustand,

Fig. 2 den Schnellschalter gemäß Fig. 1, jedoch mit geöffnetem Hauptkontakt,

Fig. 3 den Schnellschalter in der Ausschaltstellung.

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1 und 23 sind die Anschlüsse für zwei Leiterschleifen, die aus drei parallel zueinander verlaufenden Schleifenschenkeln 15, 16 und 22 bestehen. Der äußere starre Schleifenschenkel 22 liegt vom Anschluß 1 bis zum Scheitelpunkt der zwei Schleifen fest, an diesen sind im Scheitelpunkt an einem Drehpunkt 21 der mittlere Schenkel 16 und der andere äußere Schenkel 15 unabhängig voneinander schwenkbar angelenkt. Hierbei trägt der mittlere Schenkel 16 an seinem freien Ende das bewegliche Hauptkontaktstück 4, und am freien Ende des äußeren schwenkbaren Schenkels 15 ist ein Kontakthebel 8 angelenkt, der das bewegliche Abreißkontaktstück 6 trägt. 3 ist das feste Hauptkontaktstück und 5 das feste Abreißkontaktstück. Am Kontakthebel 8 ist weiterhin ein Anschlagbolzen 10 befestigt, der in einem am Schenkel 15 angeordneten Anschlag 11 geführt und von einer Druckfeder 9 umgriffen ist.

Die schwenkbaren Schenkel, das sind der äußere Schenkel 15 und der mittlere Schenkel 16, sind in der Nahe der Kontaktstücke durch eine flexible Verbindung 12 verbunden und werden durch eine Druckfeder 14, die einen am mittleren Schenkel 16 befestigten und im äußeren schwenkbaren Schenkel 15 geführten Anschlagbolzen 13 umgreift, auseinander gehalten. 17 ist ein Teil des nicht weiter dargestellten Schaltschlosses, und Klinke 18 sowie Gegenklinke 19 sind Teile einer Sperrvorrichtung für die schwenkbaren Schenkel. 24 ist ein Blaskern und 7 das dazugehörige Blasblech einer Funkenlöscheinrichtung, wobei die Zuleitungen 2 und 25 zu den Schenkeln so angeordnet sind, daß sie gleichzeitig Windungen einer Blasspule ergeben.

Die Wirkungsweise des Schnellschalters ist folgende: Der durch den starren Schenkel 22 fließende Strom teilt sich auf die schwenkbaren Schenkel 15 und 16 in zwei parallele Teilströme von annähernd gleicher Größe auf. Die Teilströme der schwenkbaren Schenkel haben eine dem Stromfluß im starren Schenkel 22 entgegengesetzte Richtung. Tritt jetzt im eingeschalteten Zustand ein Überstrom bzw. Kurzschluß auf, der weit über dem Nennstrom des Schalters Hegt, so bewirken die elektrodynamischen Kräfte der im gleichen Sinn stromdurchflossenen beweglichen Schenkel, daß diese sich anziehen. Da gleichzeitig auf Grund der entgegengesetzten Stromrichtung zwischen dem starren Schenkel 22 einerseits und den schwenkbaren Schenkeln 15, 16 andererseits eine elektrodynamische Abstoßung erfolgt, wird zunächst der das bewegliche Hauptkontaktstück 4 tragende 5<> Schenkel 16 in Ausschaltrichtung beschleunigt und damit der Hauptkontakt geöffnet. Durch Anordnung der flexiblen Verbindung 12 in Nähe der Kontaktstücke wird erreicht, daß über den schwenkbaren mittleren Schenkel 16 weiterhin ein Teilstrom fließt, und da dieser sich in Richtung auf den äußeren schwenkbaren Schenkel 15 bewegt, wird der Kontaktdruck am Abreißkontakt infolge der zwischen den beweglichen Schenkeln auftretenden anziehenden Kräfte elektrodynamisch so lange verstärkt, bis der äußere schwenkbare Schenkel 15 ebenfalls durch die elektrodynamische Abstoßung, verstärkt durch die Kraft der zusammengdrückten Druckfeder 14, in Ausschaltrichtung beschleunigt wird. Der an diesem äußeren Schenkel 15 angelenkte, das bewegliche Abreißkontaktstück tragende Kontakthebel 8 hält unter der Wirkung der Druckfeder 9 den Kontaktdruck so lange aufrecht, bis der Anschlagbolzen 10 ein schlagartiges Öffnen des Abreißkontaktes herbeiführt. Dabei wird gleichzeitig durch die Sperrvorrichtung, d. h. Klinke 18 und Gegenklinke 19, der äußere schwenkbare Schenkel 15 und damit durch Anschlagbolzen 13 auch der mittlere Schenkel 16 verriegelt.

Die Schwenkbewegung, die hierbei die Gegenklinke 19 ausführt, dient dazu, das Auslöseorgan eines Schaltschlosses zu betätigen. Somit fällt das Schaltschloß leer nach und hält die schwenkbaren Schenkel 15,16 endgültig in der Ausschaltstellung. Durch das Schaltschloß wird weiterhin die Sperrvorrichtung entklinkt, so daß sie für einen neuen Schaltvorgang bereit ist.

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung liegen darin, daß sie das reine Hintereinanderschalten der Bewegungsvorgänge für das Öffnen des Haupt- und Abreißkontaktes vermeidet, indem durch elektrodynamische Wirkung beide Vorgänge parallel verlaufen und die Massen jedes kontakttragenden Schenkels für sich beschleunigt werden. Vorteilhafterweise wird die Schleifenanordnung so getroffen, daß der Abstand α zwischen dem starren und dem mittleren schwenkbaren Schenkel größer ist als der Abstand b zwischen den beiden schwenkbaren Schenkeln. Hierdurch wird erreicht, daß bis zum Augenblick des Abhebens des Hauptkontaktes und während der Ausschaltbewegung des das bewegliche Hauptkontaktstück tragenden mittleren Schenkels bis zur Erreichung der erforderlichen Kontaktöffnung — zur Vermeidung der Funkenbildung — die auf den äußeren schwenkbaren Schenkel 15 wirkende Stromkraft den Kontaktdruck am Abreißkontakt verstärkt. Die elektrodynamische Abstoßung der aus dem starren Schenkel 22 einerseits und den schwenkbaren Schenkeln 15,16 andererseits gebildeten Leiterschleife bewirkt dann die endgültige Schalteröffnung.

Aus der erfindungsgemäßen Schleifenanordnung ergibt sich als weiterer Vorteil, daß alle parallel verlaufenden Schleifenschenkel auf gleichem elektrischem Potential liegen. Somit können die Abstände zwischen den Schenkeln ohne Rücksicht auf Isolierung in der für die elektrodynamischen Kräfte günstigsten Größe gehalten werden.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Strombegrenzender Schnellschalter mitHaupt- und Abreißkontakt, bei dem zwei Leiterschleifen mit drei zueinander parallel verlaufenden Schleifenschenkeln einen gemeinsamen mittleren Schenkel aufweisen und die elektrodynamischen Kräfte der Leiterschleifen die Schalteröffnung bewirken, da durch gekennzeichnet, daß alle drei Schleifenschenkel einen gemeinsamen Scheitelpunkt besitzen, wobei der eine äußere starre Schenkel (22) vom Stromanschluß (1) bis zum Scheitelpunkt festliegt und der mittlere, an seinem freien Ende das bewegliche Hauptkontaktstück (4) tragende Schenkel (16) und der andere äußere, an seinem freien Ende das bewegliche Abreißkontaktstück (6) tragende Schenkel (15) im Scheitelpunkt an einem Drehpunkt (21) unabhängig voneinander schwenkbar angelenkt sind, und daß der Abstand (a) zwischen dem festhegenden und dem mittleren schwenkbaren Schenkel großer ist als der Abstand (b) zwischen den beiden schwenkbaren Schenkeln und daß zwischen letzteren in Nähe der

Kontaktstücke eine flexible Verbindung angeordnet ist.

2. Strombegrenzender Schnellschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Ende des äußeren schwenkbaren Schenkels (15) ein das bewegliche Abreißkontaktstück tragender Kontakthebel (8) angelenkt ist, an dem ein in einem am Schenkel fest angeordneten Anschlag (11) geführter und von einer Druckfeder (9) umgriffener Anschlagbolzen (10) befestigt ist.

3. Strombegrenzender Schnellschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß am mittleren Schenkel (16) ein im äußeren schwenkbaren Schenkel (15) geführter und von einer Druckfeder (14) umgriffener Anschlagbolzen (13) befestigt ist.

4. Strombegrenzender Schnellschalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere schwenkbare Schenkel (15) mit einer an sich bekannten Sperrvorrichtung zusammenwirkt.

5. Strombegrenzender Schnellschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungen (2, 25) zu den Schenkeln Windungen einer Blasspule sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen