DE1807231B2 - Ein- oder mehrpoliger strombegrenzender Leistungsschalter - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen strombegrenzenden Leistungsschalter mit einem aus Haupt- und Abreißschaltstücken bestehenden Kontaktsystem, bei dem das bewegliche Hauptschaltstück und das bewegliche Abreißschaltstück in einem starren Schaltstückträger vereinigt sind, der mittels Federkraft an einem Schalthebel abgestützt ist und der mit dem Träger der festen Schaltstücke eine im Sinne einer schnellen öffnung der Schaltstücke elektrodynamisch wirkende Leiterschleife bildet, wobei im Einschaltzustand die Leiterschleife zum überwiegenden Teil durch die Hauptschaltstücke kurzgeschlossen und dieser Kurzschluß während des Abschaltvorganges durch öffnen der Hauptschaltstücke durch Aufschlagen eines Übertragungshebels eines Anke-s eines in der Strombahn liegenden elektromagnetischen Auslösers auf eine Verlängerung des SchaltstUckträgers aufhebbar und die elektrodynamisch abstoßende Kraft der Leiterschleife freigesetzt ist.

Ein derartiger Leistungsschalter ist aus der FR-PS 14 605 bekannt Bei diesem Schalter ist der Schaltstückträger zum Zwecke der Kontaktkraftverstärkung und zur Vermeidung ungewollter Schaltstückabhebung als zweiarmiger Hebel ausgebildet, dessen Drehpunkt zwischen dem Haupt- und dem Abreißschaltstück liegt. An diesem Drehpunkt greift eine Verklinkung des Schaltstückträgers an, die durch die Schwenkbewegung desselben gelöst wird. Weiterhin ist ein vom Hauptstrom erregter Elektromagnet vorgesehen, der über eine Hebeiabersetzang auf den Schaltstückträger einwirkt und hierbei den Schaltstückträger derart verschwenkt, daß eine Kontaktkraftverstärkung an den AbreiBschaltstücken hervorgerufen und die Verklinkung des Schaltstückträgers gelöst wird. Der Elektromagnet hat hierbei große Kräfte aufzubringen and muß dementsprechend groß dimensioniert werden, da die Stromengekräfte und em Teil der Schleifenkräfte der Auslösekraft des Elektromagneten entgegengerichtet sind. Da aber die Stromenge- bzw. Schleifenkräfte eine quadratische Abhängigkeit von der Stromstärke haben, während beim Elektromagneten der Kraftzuwachs über dem Strom höchstens proportional bzw. bei größeren Strömen geringer als proportional ist, ist ersichtlich, daß eine Zuordnung der beiden Kräfte nur in einem geringen Strombereich vorgenommen werden kann und namentlich bei größeren Stromstärken ein derartiges Prinzip für die beabsichtigte Kompensation der kontaktabhebenden Kräfte nicht anwendbar ist und sich aus demselben Grunde auch nicht für strombegrenzende Leistungsschalter im Sinne der Erfindung eignet Eine wirksame Strombegrenzung läßt sich mit dieser Anordnung nicht erreichen, da einmal die endgültige Schaltstücköffnung erst nach LAsen der Verklinkung π öglich ist und zum anderen die mit großer Massenträgheit behafteten Hebel und Klinkenteile eine schnelle Schaltstücköffnung verhindern.

Bei einer durch die DT-AS 11 31 313 bekanntgewordenen Ausführung hat man deshalb einen Schnellst auslöser vorgesehen, der die Schalterauslösung in diesem kritischen Bereich vornimmt. Da aber dieser den Schalter schon in dem Augenblick abschalten muß, in dem die Kontaktkraftverringerung an den Hauptschaltstükken kritische Werte annimmt, ist man wegen des bis zur Auslösung eintretenden Zeitverzugs gezwungen, die Kontaktkraft heraufzusetzen, um eine Überschneidung der Auslösung und des Eintritts der kritischen Kontaktkraftverringerung zu vermeiden. In Kauf genommen werden muß hierbei eine schlechtere Strombegrenzung.

Der direkte Eingriff des Schnellstauslösers in das Kontaktsystem ist deshalb wegen der Verringerung des Zeitverzugs von Vorteil. Bekanntgeworden sind diesbezüglich Ausführungen bei Schaltern kleinerer Nennströme, die auf getrennte Haupt- und Abreißschaltstükke verzichten können (DT-AS 12 57 933). Hierbei wird das bewegliche Schaltstück bereits kurz vor Eintritt des kritischen Kontaktkraftbereiches aus seiner geschlossenen Schaltstellung herausgeschlagen.

Derartige Magnete müssen materialintensiv gebaut werden, da sie gegen die volle Kontaktkraft arbeiten und insbesondere bei doppelunterbrechenden Schaltstücken gegen die gesamte Schaltstückmasse schlagen müssen.

Für Schalter mit größeren Nennstromstärken ist dieses Prinzip nicht mehr anwendbar. Außerdem würde bei einer Schaltanordnung mit Haupt- und Abreißschaltstücken, auf die man bei größeren Nennstromstärken nicht verzichten kann, eine komplizierte Einrichtung zum Herausschlagen des Haupt- und Abreißschaltstückes nacheinander erforderlich sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem aus Haupt- und Abreißschaltstücken bestehenden Kontaktsystem einen Schlaganker derart anzuordnen, daß dieser durch Freisetzen der Leiterschleife auch ein sofortiges öffnen der Abreißschaltstücke bewirkt

Diese Aufgabe wird bei einem strombegrenzenden

Leistungsschalter der eingangs genannten Art dadurch gelöst daß die Verlängerung des Schaltstückträgers unmittelbar unter dem beweglichen Hauptschaltstück liegt und nach Auftreffen des Übertragungshebels auf diese Verlängerung bei Auftreten eixes Kurzschlußstromes zunächst das bewegliche Hauptschaltstück entgegen einer Teilkraft der Kontaktluaftfeder vom festen Hauptschaltstück abhebt und danach die bei abgehobenem Hauptschaltstück wirksam werdende Schleifenkraft der zu den Abreißschaltstücken führenden Strombahnen zusammen mit den Stromengekräften die restliche der öffnung entgegenwirkende Teilkraft der Kontaktkraftfeder überwiegt

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Ausbildung sind darin zu sehen, daß ein kritisches Gebiet, in dem die Abhebekräfte zur Verschweißung, aber nicht zur Kontaktstücköffnung führen, vermieden wird. Die Abhebung des Hauptschaltstückes erfolgt in jedem Falle schlagartig, anschließend die des Abrdßschahstückes ebenfalls, da durch die Einschaltung der Leiterschleife ein plötzlicher großer Kraftzuwachs eintritt Die dazu erforderlichen Mittel sind konstruktiv wenig aufwendig. Der Tauchanker dient lediglich zum Anlüften bzw. Abheben des beweglichen Hauptschaltstückes. Er braucht somit nur gegen eine Teillast der Kontaktkraftfeder zu arbeiten und deshalb nur für diese Kraftwirkung ausgelegt zu werden, da nach Abhebung des beweglichen Hauptschaltstückes die weitere Abhebung des beweglichen Abreißschaltstückes durch die abstoßende Schleifenwirkung zusammen mit der Stroi.iengekraft beschleunigt erfolgt Die Beanspruchung des Kontaktsystems durch Schlagwirkung ist ebenfalls gering. Daraus folgt weiterhin eine Ausführung der Konstruktionsteile mit kleinen Massen und damit erfolgt eine größere Beschleunigung und letzlich eine bessere S trombegrenzung.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel eines Schalters mit Haupt- und Abreißschaltstücken näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 den geschlossenen Schalter,

F i g. 2 den Schalter bei abgehobenem Hauptschaltstück.

Das Kontaktsystem besteht aus einem Träger 1 eines festen Hauptschaltstückes 2 und eines festen Abreißschaltstückes Λ sowie einem Schaltstückträger 4 mit einem beweglichen Hauptschaltstück 2' und einem beweglichen Abreißschaütstück 3'. Der Träger 1 der festen Schaltstücke bildet mit dem Schaltstückträger 4 der beweglichen Schaltstücke eine Leiterschleife. Der Schaltstückträger 4 ist in einem Schalthebel 5 beweglich gelagert und gegen diesen durch eine Kontaktkraftfeder 6. die die Kontaktkraft für die Haupt- und Abreißschaltsiücke erzeugt abgestützt Weiterhin besitzt der Schaltstückträger 4 an dem den Hauptschaltstücken 2, 2' zugewandten Ende eine Verlängerung 7. Dem Kontaktsystem ist ein Tauchankermagnetsystem zugeordnet bestehend aus einer Spule 8 und einem Anker 9. Der Anker 9 wirkt auf einen doppelarmigen Übertragungshebel 10, der euerseits auf eine Auslösewelle 11 eines nicht dargestellten Schaltschlosses und andererseits auf die Verlängerung 7 des Schaltstückträgers 4 schlägt Der Strom fließt im geschlossenen Zustand des Schalters von einem oberen Anschluß 12 über die Hauptschaltstücke 2, Ύ zu einem flexiblen Band 13. Ein Zweigstrom geht hierbei über die Abreißschaltstücke 3, 3'. Vom flexiblen Band 13 gelangt der Strom über die Spule 8 zu einem unteren Anschluß 14.

Nachfolgend sei die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Schalters beschrieben:

Bei einem vorausbestimmten Überstrom wird der Anker 9 in die Spule 8 hineingezogen. Der Übertragungshebel 10 schlägt gegen die Verlängerung 7 des Schaltstückträgers 4, wodurch das bewegliche Hauptschaltstück 2' entgegen der Teilkraft der Kontaktkraftfeder 6 abgehoben wird. Der Stromfluß erfolgt jetzt nur noch über die Abreißschaltstücke 3, 3', die infolge der zwischen den zu den Abreißschaltstücken 3,3' führenden parallelen Strombahnen auftretenden elektrodynamischen Kräfte und der Stromengekräfte an den Abreißstchaltstücken 3, 3' beschleunigt getrennt werden. Der Ansprechwert des Tauchankermagnetsystems ist so ausgelegt, daß bei Anlüften der Hauptschaltstükke die elektrodynamischen Kräfte in der Schleife zusammen mit der Stromengekraft an den Abreißschaltstücken 3, 3' die verbleibende Teilkraft der Kontaktkraflfeder 6 eindeutig überwiegt. Ein kritischer Überstrombereich ist somit nicht möglich.

Während der Anfangsbewegung des Ankers 9 löst der Übertragungshebel 10 bereits die Verklinkung des Schaltschlosses über die Auslösewelle U, so daß der Schalthebel 5 ohne Verzögerung in seine Ausschaltstellung geht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Strombegrenzender Leistungsschalter mit einem aus Haupt- und Abreißscbaltstücken bestehenden Kontaktsystem, bei dem das bewegliche Hauptschaltstück und das bewegliche Abreißschaltstück in einem starren Schaltstückträger vereinigt sind, der mittels Federkraft an einem Schalthebel abgestützt ist und der mit dem Träger der festen Schaltstücke eine im Sinne einer schnellen Öffnung der Schaltstücke elektrodynamisch wirkende Leiterschleife bildet, wobei im Einschaltzustand die Leiterschleife zuitn überwiegenden Teil durch die Hauptschaltstükfce kurzgeschlossen und dieser Kurzschluß während des Abschaltuorganges durch öffnen der Hauptschaltstücke durch Aufschlagen eines Übertragungshebels eines Ankers eines in der Strombahn liegenden elektromagnetischen Auslösers auf eine Verlängerung des Schaltstückträgers aufhebbar und die elektrodynamisch abstoßende Kraft der Leiterschleife freigesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerung (7) des Schaltstückträgers (4) unmittelbar unter dem beweglichen Hauptschaltstück (2') liegt und nach Auftreffen des Übertragungshebels (10) auf diese Verlängerung (7) bei Auftreten eines Kurzschlußstromes zunächst das bewegliche Hauptschaltstück (2') entgegen einer Teilkraft der Kontaktkraftfeder (6) vom festen Hauptschaltstück (2) abhebt und danach die bei abgehobenem Hauptschaltstück (?.') wirksam werdenden Schleifenkraft der zu den Abreißschaltstücken (3, 3') führenden Strombahnen zusammen mit den Stromengekräften die restliche der Öffnung entgegenwirkende Teilkraft der Kontaktkraftfeder (6) überwiegt