DE19529385A1 - Electrical switching device, such as line circuit breaker - has switch actuated by electromagnet with bimetallic stage and with inductive sensor used to activate indicator - Google Patents

Electrical switching device, such as line circuit breaker - has switch actuated by electromagnet with bimetallic stage and with inductive sensor used to activate indicator

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DE19529385A1
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Gerhard Dipl Ing Moessner
Heinz Dr Ing Popa
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    • H01H9/16Indicators for switching condition, e.g. "on" or "off"

Abstract

The switch has a movable contact [16] on an arm [15] that normally sits against a fixed contact [21]. The switch has two contact terminals [12,13] that are connected [23,28] to an arc extinguishing plate stack [24]. Operation of the movable contact is made by an electromagnetic actuator [18] with input from a bimetallic element [26] that responds to overload or short circuit conditions. Built into the terminal is an inductive sensor [30] that responds to the movable contact. This activates an external indicator.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter nach dem Oberbegriff des Anspru ches 1. The invention relates to an electrical switch according to the preamble of Anspru ches. 1

Elektrische Schaltgeräte, insbesondere Leitungsschutzschalter, besitzen häufig Anzei geelemente, die dem beweglichen Kontaktstück zugeordnet und mit diesem gekoppelt sind und bei einer Ausschalthandlung sich mit diesem zusammen in eine Ausschalt stellung bewegen. Electrical switchgear, in particular circuit breaker, often have geelemente Ad, which are associated with the movable contact piece and coupled with the latter and move in an opening operation together with the latter in an OFF position. Die Ausschaltstellung wird dadurch optisch signalisiert. The open position is characterized visually signaled.

Eine andere Art der optischen Signalisierung der Ein- oder Ausschaltstellung erfolgt durch die Stellung des beweglichen Schaltknebels, mit dem der Schalter manuell ge schaltet werden kann. Another type of optical signaling the on or off position is effected by the position of the movable switch lever, with which the switch can be manually switched ge. Allerdings besteht bei dieser Art der Signalisierung das Problem, daß im Falle einer Auslösung beispielsweise durch das Thermobimetall der Kontakthe bel zwar in Ausschaltstellung bewegt wird, in den seltenen Fällen eines Verschweißens der Kontaktstücke jedoch der Schalter nach wie vor in Einschaltstellung bleibt. in this type, however, there is the signaling that the problem is indeed moved in the event of a trip, for example, by the bimetallic the Kontakthe bel in open position, but the switch remains in the rare cases of welding of the contact pieces remains in switched-on position.

Eine Möglichkeit zur Fernanzeige der Schaltstellung des Schaltgerätes bietet sich dann, wenn dem Schaltgerät ein Hilfsschalter zugeordnet ist, dessen Kontaktstücke mit dem beweglichen Kontaktstück des Schaltgerätes gekoppelt sind; One possibility for remote indication of the switch position of the switching device then offers, when the switching device is associated with an auxiliary switch, the contact pieces are coupled to the movable contact piece of the switching device; wenn das bewegli che Kontaktstück in Ausschaltstellung gelangt, bewegt sich auch der Hilfsschalter in eine bestimmte Stellung, in der ein Stromkreis geschlossen wird, der der Anzeige der Schaltstellung dient. when the bewegli che contact piece comes in open position, also the auxiliary switch is moved to a certain position, in which a current circuit is closed, which is used to display the shift position.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Anordnung noch weiter zu vereinfachen. Object of the invention is to simplify the arrangement further.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1. This object is achieved by the characterizing features of claim 1.

Mit der Erfindung wird sicher angezeigt, ob das bewegliche Kontaktstück sich in Aus schalt- oder Einschaltstellung befindet. With the invention appears certain that the moving contact piece is switchable in off or on position is.

Dabei können drei Arten von Sensoren verwendet werden: Three types of sensors can be used:

Gemäß Anspruch 1 kann im Bereich der Ausschaltstellung des bewegbaren Kontakt stückes ein induktiver Sensor vorgesehen sein, der so bemessen ist, daß er bei Errei chen der Ausschaltstellung des beweglichen Kontaktstückes ein Signal abgibt. According to claim 1 in the disconnected position of the movable contact, an inductive sensor, may be provided piece is dimensioned so that it in Errei chen the open position of the movable contact piece emits a signal. Als in duktiver Sensor kann beispielsweise ein Hall-Element vorgesehen sein. As in more productive sensor is a Hall element can be provided for example.

Anstatt eines induktiven Sensors kann auch ein kapazitiver Sensor verwendet werden, der so bemessen ist, daß er bei Erreichen der Ausschaltstellung des beweglichen Kontaktstückes ein Signal abgibt. Instead of an inductive sensor, a capacitive sensor may be used which is sized so that it emits a signal upon reaching the open position of the movable contact piece.

Insbesondere der kapazitive Sensor kann dadurch gebildet sein, daß zwei beidseitig zur Lichtbogenkammer lediglich im Bereich der Ausschaltstellung des beweglichen Kontaktstückes je eine Elektrode vorgesehen ist, die miteinander den kapazitiven Sen sor bilden. In particular, the capacitive sensor may be formed by two in the area of ​​the open position of the movable contact piece is an electrode on both sides to the arc chamber only ever provided, which together form the capacitive sen sor.

Die Elektroden des kapazitiven Sensors können in Isolierstoff eingebettet sein, wo durch die dadurch gebildeten Platten die Lichtbogenlöschkammer seitlich begrenzen. The electrodes of the capacitive sensor can be embedded in insulating material, which define by the thus formed plates, the arc extinguishing chamber side. Als Isolierstoff kann ein gasender Isolierstoff oder Keramik verwendet werden. When insulating a gassing insulating material or ceramic can be used.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der Sensor ein Piezoelement sein, das hinter dem feststehenden Kontaktstück angeordnet ist und vom beweglichen Kontaktstück in Einschaltstellung belastet ist, so daß durch die Entlastung des festen Kontaktstückes ein elektrisches Signal von dem Piezoelement abgegeben wird, wel ches zur Schaltstellungsanzeige verwendet werden kann. According to a further embodiment of the invention, the sensor may be a piezoelectric element which is arranged behind the fixed contact piece and is urged by the movable contact piece in connected position, so that an electric signal from the piezoelectric element is discharged through the discharge to the fixed contact piece, wel ches displaying the switch position can be used.

Anhand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden. Reference to the drawing in which some embodiments of the invention are schematically illustrated, The invention and further advantageous embodiments and improvements of the invention are explained and described.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 eine Einsicht in ein elektrisches Schaltgerät, Fig. 1 is an insight into an electrical switching device,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Sensors mit Anzeige, Fig. 2 is a schematic representation of a sensor with display,

Fig. 3 einen kapazitiven Sensor und Fig. 3 is a capacitive sensor, and

Fig. 4 eine Schnittansicht gemäß Schnittlinie IV-IV der Fig. 3. Fig. 4 is a sectional view according to section line IV-IV of FIG. 3.

Ein elektrischer Schalter 10 ist in einem Gehäuse 11 untergebracht und besitzt zwei Anschlußklemmen 12 und 13 , einen an einer Achse 14 drehbar gelagerten Kontakthe bel 15 , an dessen freiem Ende ein bewegliches Kontaktstück 16 angeordnet ist. An electrical switch 10 is housed in a housing 11 and has two terminals 12 and 13, a rotatably mounted to an axle 14 Kontakthe, a movable contact piece 16 is disposed bel 15 at its free end. Der Schalter besitzt weiterhin ein Schaltschloß 17 , welches nur schematisch dargestellt ist, darunter ein Elektromagnetsystem 18 , dessen Joch 19 mit einer Verlängerung 20 das feste Kontaktstück 21 trägt; The switch further comprises a switching mechanism 17 which is shown only schematically, including an electromagnetic system 18, the yoke 19 with an extension 20 carries the fixed contact piece 21; die Verlängerung 20 setzt sich fort in eine Lichtbogenleit schiene 22 . the extension 20 continues in a Lichtbogenleit rail 22nd

An die Klemme 12 schließt eine weitere Lichtbogenleitschiene 23 an, wobei zwischen der Lichtbogenleitschiene 22 und der Lichtbogenleitschiene 23 ein Lichtbogen löschblechpaket 24 angeordnet ist. To the terminal 12 another arc guide rail 23 follows, wherein between the arc guide rail 22 and the arc guide rail 23, an arc splitter stack 24 is arranged.

An einer Verlängerung 25 des Joches 19 ist ein Thermobimetall 26 befestigt, dessen freies Ende über eine Wirklinie 27 auf das Schaltschloß 17 einwirkt. On an extension 25 of the yoke 19, a bimetallic strip 26 is attached, whose free end acts on a line of action 27 to the switch latch 17th Im Bereich des freien Endes des Thermobimetalls 26 ist ein Anschlußleiter 28 befestigt, der mit der Klemme 13 verbunden ist. In the area of the free end of the bimetallic strip 26, a connection conductor 28 is fixed, which is connected to the terminal. 13

Das Elektromagnetsystem 18 besitzt einen Anker, der gemäß Pfeilrichtung P auf den Kontakthebel 15 in Richtung Öffnen einwirkt und gemäß P₁ über eine Wirklinie 29 ebenfalls auf das Schaltschloß 17 einwirkt, so daß über das Schaltschloß 17 der be wegliche Kontakthebel in Ausschaltstellung verbracht wird, wenn ein Überstrom oder ein Kurzschlußstrom auftritt. The electromagnetic system 18 has an armature which acts as shown by arrow P to the contact lever 15 in the direction of opening and in accordance with P₁ via a line of action 29 also acts on the switching mechanism 17 so that is brought via the switching mechanism 17 of the areas moving contact lever in open position when a overcurrent or short-circuit current occurs. Daß der Überstrom mittels des Thermobimetalls 26 und der Kurzschlußstrom mittels des Elektromagnetsystems 18 abgeschaltet wird, ist be kannt. That the over-current by means of the bimetallic strip 26 and the short-circuit current is switched off by means of the electromagnet system 18, be withdrawn.

Beim Ausschalten schwenkt der Kontakthebel 15 im Uhrzeigersinn um die Achse 14 und dadurch gelangt das bewegliche Kontaktstück 16 in den Bereich der Lichtbogen leitschiene 23 . When switching off the contact lever 15 pivots clockwise about the axis 14 and thereby reaches the movable contact piece 16 in the region of the arc guide rail 23rd Dort ist ein Sensor 30 vorgesehen, der ein induktiver Sensor, ein ka pazitiver Sensor sein kann und der dann ein Ausgangssignal zu einer Anzeige 31 ab gibt, wenn das bewegliche Kontaktstück 16 in den Bereich des Sensors 30 gelangt, wie in Fig. 2 dargestellt. There, a sensor 30 is provided, which may be an inductive sensor, a ka of capacitive sensor and then from outputs an output signal to a display 31 when the movable contact piece 16 comes into the area of the sensor 30, as shown in Fig. 2.

Die Anzeige selbst kann beispielsweise eine Leuchtdiode sein, die an der Frontwand 32 des Leitungsschutzschalters 10 angeordnet ist. The display itself may be for example a light emitting diode disposed on the front wall 32 of the circuit breaker 10 degrees.

Wenn ein kapazitiver Sensor verwendet wird, dann kann dieser Sensor so angeordnet sein wie in Fig. 3 bzw. 4 dargestellt. When a capacitive sensor is used, this sensor can be arranged such as shown in Fig. 3 and 4 respectively. Die Fig. 3 zeigt lediglich einen Ausschnitt des Leitungsschutzschalters gemäß Fig. 1, mit dem Kontakthebel 15 und dem beweglichen Kontaktstück 16 , dem feststehenden Kontaktstück 21 und der Lichtbogenleitschiene 22 , sowie der Lichtbogenleitschiene 23 . FIG. 3 shows only a section of the circuit breaker according to FIG. 1, with the contact lever 15 and the movable contact piece 16, the fixed contact piece 21 and the arc guide rail 22, and the arc guide rail 23rd

Beidseitig zu der Lichtbogenleitschiene 23 sind, die Lichtbogenlöschkammer, also den Bereich zwischen der Einschaltstellung und der Ausschaltstellung des beweglichen Kontaktstückes 16 etwa zur Hälfte überdeckend, Platten 32 und 34 vorgesehen, die aus einem Isolierstoff bestehen und in die Elektrodenplatten 35 und 36 eingebettet sind. The arc quenching chamber, which is the range between the closed and the open position of the movable contact piece 16 approximately overlapping half, plates 32 and 34 are on both sides to the arc guide rail 23 is provided, which consist of an insulating material and are embedded into the electrode plates 35 and 36th Die beiden Platten 32 und 34 übernehmen demgemäß die Funktion der Platten, die die Löschkammer beidseitig begrenzen und die in jedem Leitungsschutzschalter untergebracht sind. The two plates 32 and 34 accordingly assume the function of the plates defining the arcing chamber on both sides and which are housed in each line circuit breaker.

Durch die Elektroden 35 und 36 ist eine Kapazität gebildet, die ihren Wert dann verän dert, wenn das bewegliche Kontaktstück zwischen die Platten 32 und 34 hineingelangt; By the electrodes 35 and 36, a capacitance is formed, which then changed its value changed when the movable contact between the plates 32 and 34 enters; diese Kapazitätsveränderung kann dann an einer Anzeige 37 angezeigt werden. This change in capacitance can then be displayed on a display 37th

Claims (8)

  1. 1. Elektrischer Schalter mit wenigstens einer Kontaktstelle mit einem feststehen den Kontaktstück und einem bewegbaren Kontaktstück, welches sich bei einer Schalt handlung aus einer Einschaltstellung in eine Ausschaltstellung und zurück bewegt, und mit Mitteln zur Feststellung und Anzeige der Stellung des bewegbaren Kontaktstückes, dadurch gekennzeichnet , daß dem feststehenden und/oder dem beweglichen Kontaktstück ein Sensor zugeordnet ist, der, durch das bewegliche Kontaktstück be einflußt, ein der Schaltstellung des beweglichen Kontaktstückes entsprechendes Signal abgibt. 1. Electric switch with at least one contact point with a fixed stand the contact piece and a movable contact piece which is in a switching operation from a closed position to an open position and moved back, and means for detecting and indicating the position of the movable contact piece, characterized in that that the stationary and / or the moving contact piece is associated with a sensor, be by the movable contact piece influenced, one of the switching position of the movable contact piece emits corresponding signal.
  2. 2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Aus schaltstellung des bewegbaren Kontaktstückes ein induktiver Sensor vorgesehen ist, der so bemessen ist, daß er bei Erreichen der Ausschaltstellung des beweglichen Kontaktstückes ein Signal abgibt. 2. Switch according to claim 1, characterized in that an inductive sensor is provided in the region of the off switching position of the movable contact piece, which is dimensioned such that it emits a signal upon reaching the open position of the movable contact piece.
  3. 3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Aus schaltstellung des beweglichen Kontaktstückes ein ein magnetisches Feld detektieren der Sensor, insbesondere ein Hall-Element, vorgesehen ist. 3. A switch according to claim 2, characterized in that, provided in the region of the off switching position of the movable contact piece, a magnetic field detecting sensor, in particular a Hall element.
  4. 4. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Aus schaltstellung des beweglichen Kontaktstückes ein kapazitiver Sensor vorgesehen ist, der so bemessen ist, daß er bei Erreichen der Ausschaltstellung des beweglichen Kontaktstückes ein Signal abgibt. 4. A switch according to claim 1, characterized in that a capacitive sensor is provided in the region of the off switching position of the movable contact piece, which is dimensioned such that it emits a signal upon reaching the open position of the movable contact piece.
  5. 5. Schalter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der induktive oder der bewegliche Sensor erst bei Auftreten eines Lichtbogens in den Stromkreis geschaltet ist. 5. Switch according to one of the preceding claims, characterized in that the inductive or of the movable sensor is switched only upon the occurrence of an arc in the circuit.
  6. 6. Schalter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der kapazi tive Sensor zwei beidseitig zur Lichtbogenkammer lediglich im Bereich der Ausschalt stellung des beweglichen Kontaktstückes angeordnete Elektroden aufweist, die den kapazitiven Sensor bilden. 6. The switch of claim 4 or 5, characterized in that the capaci tive sensor comprises two either side of the arc chamber only in the region of the OFF disposed position of the movable contact piece electrodes which form the capacitive sensor.
  7. 7. Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden des kapazitiven Sensors in Isolierstoff, vorzugsweise keramischen Isolierstoff, eingebettet sind und daß die dadurch gebildeten Platten die Lichtbogenlöschkammer seitlich be grenzen. 7. Switch according to claim 6, characterized in that the electrodes of the capacitive sensor in insulating material, preferably ceramic insulating material, are embedded and that the plates are formed thereby limit the arc extinguishing chamber laterally be.
  8. 8. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein Piezo-Element ist, das hinter dem feststehenden Kontaktstück angeordnet und vom beweglichen Kontaktstück in Einschaltstellung belastet ist. 8. A switch according to claim 1, characterized in that the sensor is a piezo element which is arranged behind the fixed contact piece and charged by the movable contact piece in switched-on position.
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