DE19806944C1

DE19806944C1 - Selbstschalter, insbesondere Niederspannungs-Schutzschalter

Info

Publication number: DE19806944C1
Application number: DE1998106944
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl Ing Kurzinski; Guenter Dipl Ing Vondran; Bernd Dipl Ing Kieslich
Original assignee: GOERLITZ ESG GmbH
Current assignee: ABL SURSUM BAYERISCHE ELEKTROZUBEHOER GMBH & CO. K
Priority date: 1998-02-19
Filing date: 1998-02-19
Publication date: 1999-06-24
Anticipated expiration: 2018-02-20
Also published as: EP0938121A2; EP0938121A3

Description

Die Erfindung betrifft einen Selbstschalter, insbesondere einen Niederspannungs-Schutzschalter, mit einem mehrteili gen Isolierstoffgehäuse, einem Schaltschloß, schleifenför migen Anschlußschienen mit feststehenden Kontakten, denen bewegliche Kontaktbrücken gegenüberstehen und mit diesen in Berührung gebracht und gelöst werden können und Licht bogenführungs- und Löschbleche aufweisenden Lichtbogen löschkammern für jeden Schaltpol.

Niederspannungs-Schutzschalter sind für gewöhnlich Schal ter mit Stromwärmeauslösern sowie mit Schnellauslösern, die auf ein Schaltschloß arbeiten und dienen vorrangig dem Überlast- und Kurzschlußschutz. Als Schloßschalter besit zen sie Abschalteigenschaften. Zusätzlich lassen sie sich von Hand mittels eines EIN/AUS-Bedienelementes betätigen sowie ggf. aus der Ferne schalten.

Besagte Schalter finden in großer Zahl Verwendung als Mo torschutzschalter, indem ihre Auslösekennlinie an die ein gegrenzten Betriebsbedingungen eines zu schützenden Motors in einer elektrischen Anlage angepaßt wird. Der Schutz be zieht sich sowohl auf die zulässige Langzeiterwärmung ei nes Motors als auch auf seine Sicherung gegen Kurzschluß.

Daneben finden Niederspannungs-Schutzschalter als soge nannte Leistungsschalter Anwendung. Als solche schützen sie eine elektrische Anlage vor unzulässigen Betriebsbe dingungen. Sie können Ströme unter Betriebsbedingungen im Stromkreis einschalten, führen und ausschalten. Außerdem müssen sie auch unter festgelegten außergewöhnlichen Be dingungen - wie Kurzschluß - einschalten, während einer festgelegten Zeit Strom führen und ausschalten können.

Die elektrischen Anforderungen an einen Leistungsschalter sind regelmäßig wesentlich höher als an einen Motorschutz schalter. So muß ein Leistungsschalter zweimal hinterein ander auf einen anstehenden Kurzschluß in der Anlage auf schalten können, die Kurzschlüsse sicher abschalten und anschließend noch in der Lage sein, den normalen Betriebs strom zu führen. Aus Kostengründen werden deshalb für bei de Anwendungsfälle spezielle Geräte gebaut, und das, obwohl die prinzipielle Wirkungsweise beider Schutzschalter die selbe ist.

Aus ERK, A., SCHMELZLE, M: Grundlagen der Schaltgeräte technik, Berlin [u. a.]: Springer-Verlag, 1974, Kap. 9, S. 207, Abs. 1 kann als bekannt vorausgesetzt werden, daß bei Schutzschaltern allgemein ein Kontaktabstand größer 8 mm bei Trenngeschwindigkeiten von etwa 2,2 m/s eine gängige Größenordnung für das Schalten von Lasten im Niederspan nungsbereich ist. Ferner ist beispielsweise aus S. 256, Abs. 3 des genannten Fachbuches an sich bekannt, für das Gehäuse eines Schalters mit Selbstlöschung Thermoplast werkstoffe einzusetzen und aus S. 270, Abs. 3 des zitierten Fachbuches, bei Niederspannungs-Leistungsschaltern Lösch kammeröffnungen zum Ausblasen der Lichtbogengase vorzu sehen.

Nach DE 693 02 599 T2 liegt ein in bekannter Weise ge schlitzter und geblechter Löschkammereinsatz für einen Niederspannungs-Trennschalter oberhalb einer Lichtbogen leitschiene lose in jeder Lichtbogenkammer des Schalter sockels. Besondere Vorkehrungen zur Führung der beim Ab schalten entstehenden Lichtbögen von den Festschaltstücken in die Löschkammereinsätze sind nicht ersichtlich. Ist der Lichtbogen einmal in einen Löschkammereinsatz eingelaufen, wird das Lichtbogenplasma in üblicher Weise durch die un tere Lichtbogenleitschiene weiter abgekühlt und nach außen getrieben, wo die ausreichend entionisierten Gase durch Löschkammeröffnungen schließlich ins Freie entweichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu finden, nach der ein Motorschutzschalter baugleich auch als Leistungsschalter für eine Anlage eingesetzt werden kann, wobei sich der konstruktive - und Materialaufwand eng am Aufwand eines herkömmlichen Motorschutzschalters orientieren soll.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den begleitenden Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels und der zugehörigen Zeichnung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 den Schaltteil eines Schalters im Schnitt

Fig. 2 eine Schaltkammer in der Draufsicht.

Der Selbstschalter in der Art eines herkömmlichen Motor schutzschalters besteht im wesentlichen aus einem Oberteil 1 mit einem nicht näher dargestelltem Schaltschloß, das über einen Einschaltknopf 2 einschaltbar ist und mittels eines nicht dargestellten Ausschaltknopfes sowie durch Stromwärme- und Magnetauslösern ausgelöst werden kann.

Die Ein- und Ausschaltbewegungen werden auf eine Schalt traverse 3 übertragen, die die federgelagerten beweglichen Kontaktbrücken 4 aufnimmt. Die Momenteinschaltung sichert eine Einschaltgeschwindigkeit von <= 3 m/s, damit sich kein gefährlicher Lichtbogen ausbilden kann. Die Schalttraverse 3 ist aus einem Duroplastwerkstoff hergestellt, der ein Einschmelzen der Kontaktbrücken 4 verhindert und eine Tem peraturbeständigkeit bis zu 220°C aufweist.

Beim Einschalten werden die beweglichen Kontaktbrücken 4 gegen die Festkontakte 5 bewegt, wobei die Kontaktdruckfe dern 6 für einen ausreichenden Kontaktdruck sorgen. Der Schalthub beträgt im Beispiel ca. 8 mm. Die Festkontakte 5 sitzen auf Kontaktträgern 7, die in einer weiten Schleife zu den äußeren Anschlüssen 8 geführt sind. Die Schleifen führung ermöglicht im Zusammenhang mit den beweglichen Kontaktbrücken 4 die elektrodynamische Kontakttrennung bei kurzschlußähnlichen Strömen.

Entgegengesetzt vom Schleifenende ist auf der anderen Sei te des Festkontaktstückes 5 ein kleiner Fortsatz 9 ausge bildet. Gegen diesen Fortsatz 9 wird das Leitblech 10 des Löschkammereinsatzes 11 durch die Kraft der elastischen Grundplatte 12 und der elastischen Löschkammereinsätze 11 gepreßt. Damit wird ein konstruktiv glatter und gut lei tender Übergang vom Festkontakt 5 zum Leitblech 10 und da mit zum Löschkammereinsatz 11 geschaffen. Die Anpreßkraft der Grundplatte 12 und der elastischen Löschkammereinsätze 11 verhindert, daß das Leitblech 10 sich vom Festkontakt träger 7 beim Ausbilden des Schaltlichtbogens abhebt und damit die galvanische Verbindung getrennt wird, was eine unkontrollierte, die Schaltkammer zerstörende Ausbildung eines Lichtbogens bewirken könnte.

Der Schaltlichtbogen läuft in den Löschkammereinsatz 11 ein, zerteilt sich in Teilabschnitte, durchläuft die ge samte Kammer, wird gekühlt und letztlich sicher gelöscht. Der Kontakthub der beweglichen Kontakte 5 ist mindestens so groß wie die Höhe des Löschkammereinsatzes 11, womit sichergestellt wird, daß wirklich alle Löschbleche und das Leitblech 10 zur Lichtbogenaufteilung und -löschung heran gezogen werden.

Das Lichtbogenplasma erzeugt in dem an sich geschlossenen Schalterunterteil 13 einen schlagartigen Überdruck, der mittels der Auslaßschlitze 14 kontrolliert abgebaut wird. Bei kräftiger Ausbildung des Lichtbogens könnte das Licht bogenplasma nach Verlassen der Auslaßschlitze 14 die ein zelnen Stromphasen infolge Ionisierung der Außenluft über brücken und gefährliche Kurzschlüsse herbeiführen, weshalb die Auslaßschlitze 14 zusätzlich labyrinthartig ausgebil det sind.

Die Isolierstege 15, die die einzelnen Löschbleche des Löschkammereinsatzes 10 halten, sind so beschaffen, daß die Löschbleche sehr genau und mechanisch fest zueinander stehen und vom Lichtbogen nicht auseinandergetrieben wer den. Außerdem ist ihre Steifigkeit höher als die der ela stischen Grundplatte 12, um die Andruckkraft der Grund platte 12 auf den Festkontaktträger 7 verlustlos zu über tragen.

Mit den zum Teil als solchen bekannten Maßnahmen erbringt ein herkömmlicher Motorschutzschalter insgesamt überra schend Leistungsschalterparameter, was eine völlig neue Qualität bedeutet. So konnte ein Motorschutzschalter der Größe 25A auf das Niveau eines Leistungsschalters gebracht werden.

Ein Einsatzgebiet eines solchen Leistungsschalters ist zum Beispiel die Verwendung in Verbindung mit einem Schütz für sogenannte Leistungsabgänge.

Bezugszeichenliste

1

Oberteil

2

Einschaltknopf

3

Schalttraverse

4

Kontaktbrücken

5

Festkontakt

6

Kontaktdruckfeder

7

Kontaktträger

8

Anschluß

9

Fortsatz

10

Leitblech

11

Löschkammereinsatz

12

Grundplatte

13

Schalterunterteil

14

Auslaßschlitze

15

Isolierstege

Claims

1. Selbstschalter, insbesondere Niederspannungs-Schutz schalter, mit einem Isolierstoffgehäuse, einem Schalt schloß, U-förmigen Anschlußschienen mit feststehenden Kontakten, denen in einer Schalttraverse gelagerte bewe gliche Kontaktbrücken gegenüberstehen und mit diesen in Berührung gebracht und gelöst werden können und Lichtbo genführungs- und Löschbleche aufweisenden Lichtbogenlösch kammern für jeden Schaltpol, gekennzeichnet durch die Kom bination folgender Merkmale:

a) die Schalttraverse (3) für die Kontaktbrücken (4) be steht aus einem Duroplast-Werkstoff;
b) die Einschaltgeschwindigkeit der Kontakte (4, 5) zu einander beträgt unabhängig von der Betätigungsweise grö ßer/gleich 3 m/s;
c) der Kontakthub ist größer/gleich 8 mm und überstreicht mindestens die Höhe der Löschkammereinsätze (11);
d) die Schaltergrundplatte (12) ist aus einem Thermoplast werkstoff federelastisch ausgebildet und preßt die eben falls federnden Löschkammereinsätze (11) unter Federspan nung mit ihren Lichtbogenleitblechen (10) gegen die star ren Fortsätze (9) der festen Kontaktträger (7);
e) im Bereich des vorgesehenen Lichtbogenaustritts aus den Lichtbogenkammern ist die Wandung mit labyrinthartig ge stalteten Auslaßschlitzen (14) für das Lichtbogenplasma versehen.

2. Selbstschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstege (15) für die Löschbleche der Lösch kammereinsätze (11) im wesentlichen steif sind und die Löschbleche mechanisch fest fixieren.