DE19945816B4

DE19945816B4 - breaker

Info

Publication number: DE19945816B4
Application number: DE1999145816
Authority: DE
Inventors: Konstantin Dr.-Ing. Kelaiditis
Original assignee: Hager Electro GmbH and Co KG
Current assignee: Hager Electro GmbH and Co KG
Priority date: 1999-09-20
Filing date: 1999-09-20
Publication date: 2008-03-13
Anticipated expiration: 2019-09-21
Also published as: DE19945816A1

Abstract

Schutzschalter mit einer in seinem Stromweg angeordneten Trennstelle, die durch einen auf Überstrom und/oder einen auf Kurzschluß ansprechenden Bewegungsmechanismus zu betätigen ist, sowie mit einer zusätzlichen Schmelzstelle,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zusätzliche Schmelzstelle als ein Schmelzleiter (3; 10; 19) ausgebildet ist, durch den ein Stromweg (6; 17) des Schutzschalters gelegt ist, in dem eine im Falle einer Funktionsstörung vermehrt wärmeentwickelnde Einrichtung (1; 7; 13) liegt,
dass der Schmelzleiter im Auswirkungsbereich der vermehrten Wärmeentwicklung dieser und/oder mindestens einer weiteren vermehrt wärmeentwickelnden Einrichtung (1; 7; 13) angeordnet ist,
und dass die Schmelztemperatur des Schmelzleiters (3; 10; 19) höher als diejenige Temperatur bemessen ist, die bei unbeeinträchtigter Funktion des Schutzschalters an der Stelle des Schmelzleiters (3; 10; 19) höchstenfalls entsteht, und niedriger als eine vorgesehene Höchsttemperatur an dieser Stelle.Circuit breaker with a separating point arranged in its current path, which is to be actuated by an overcurrent and / or a short-circuiting moving mechanism, and with an additional melting point,
characterized,
that the additional melting point is formed as a fusible conductor (3; 10; 19), through which a current path (6; 17) of the circuit breaker is placed, in which a device (1; 7; 13) which is increasingly heat-generating in the event of a malfunction lies,
that the fusible conductor is arranged in the area of effect of the increased heat development of this and / or at least one further increased heat-generating device (1; 7; 13),
and that the melting temperature of the fusible conductor (3; 10; 19) is set to be higher than the temperature that occurs when the circuit breaker is undisturbed at the location of the fusible conductor (3; 10; 19), and lower than an intended maximum temperature at that point ,

Description

Die Erfindung betrifft einen Schutzschalter mit einer in seinem Stromweg angeordneten Trennstelle, die durch einen auf Überstrom und/oder einen auf Kurzschluß ansprechenden Bewegungsmechanismus zu betätigen ist, sowie mit einer zusätzlichen Schmelzstelle.The The invention relates to a circuit breaker with a in its current path arranged separation point by a on overcurrent and / or on Short appealing Actuate movement mechanism is, as well as with an additional melting point.

Ein solcher Schutzschalter ist aus der DE 29 23 562 A1 bekannt.Such a circuit breaker is out of DE 29 23 562 A1 known.

In dem bekannten Schutzschalter hat die Schmelzstelle die Aufgabe eines „Back-up"-Schutzorgans; sie soll den Schalter selbst vor Zerstörung durch eine Überlastung schützen, die das Kurzschlussschaltvermögen des Schutzschalters überschreitet. Die Schmelzstelle ist vor dem Kontaktierungsbereich der Trennstelle in einer zugleich als Lichtbogenleitschiene und Klemmenverbindung ausgebildeten Leitschiene eingerichtet in Form einer Querschnittsverengung durch Bohrungen. Ausstanzungen o.dgl. derart, dass die Leitschiene hier bei Erreichen eines bestimmten I²t-Wertes des in ihr geführten Stromes schmilzt.In the known circuit breaker, the purpose of the fuse is to protect the switch itself against destruction by overload exceeding the short-circuit breaking capacity of the circuit breaker and clamping connection formed trained guide rail in the form of a cross-sectional constriction through holes punched or the like .. Such that the guide rail melts here when reaching a certain I ² t value of the current in it.

In der DE-PS 910 085 ist eine Schmelzsicherung für hohe Leistungen beschrieben. Sie weist einen Schmelzleiter auf, der aus durch eine Schmelzbrücke aus besonderem Material verbundenen Teilen besteht. Die Schmelzbrücke ist unter den Einfluß einer zusätzlichen Heizung gestellt, die ihrerseits unabhängig von der Stromstärke in dem abzusichernden Stromkreis zur Wirkung gebracht werden kann. Damit ist eine Steuerung, auch Fernsteuerung, möglich.In the DE-PS 910 085 a fuse for high power is described. It has a fusible conductor, which consists of parts connected by a melt bridge of special material. The melt bridge is placed under the influence of an additional heating, which in turn can be brought into effect independently of the current in the circuit to be protected. This is a control, even remote control, possible.

Die FR-PS 968 991 hat eine Schmelzsicherung zum Gegenstand, die ausschließlich auf der Grundlage der Wärmeerzeugung einer zu diesem Zweck vorgesehenen Heizwicklung aufgebaut ist: Es wird eine Lötstelle aufgeschmolzen.The FR-PS 968 991 has a fuse to the object, which is based solely on the basis of the heat generation of a heating coil provided for this purpose: It is melted a solder joint.

Leitungs- oder Geräteschutzschalter weisen heute in der Regel einen auf Kurzschluß ansprechenden Magnetmechanismus und einen auf Überstrom ansprechenden, langsameren Bewegungsmechanis mit einem Bimetall-Auslöser auf.management or device circuit breaker today usually have a short-circuit responsive magnet mechanism and an overcurrent responsive, slower movement mechanism with a bimetal trigger.

Das Bimetall ist entweder selbst stromdurchflossen oder wird von einem Heizwiderstand erwärmt. In beiden Fällen findet im Überstromfall bis zum Auslösen und damit Öffnen des Schutzschalterkontaktes eine ausgeprägte Wärmeentwicklung statt.The Bimetal is either self-current or is supplied by one Heating resistor heated. In both cases takes place in overcurrent case until the trigger and thus opening the circuit breaker contact a pronounced heat development.

Auch aus Gründen der Stromverteilung zwischen ggf. vorhandenen verschiedenen Stromwegen eingesetzte Widerstandswicklungen sind, ungewollt, Wärmeerzeuger und dies bei erhöhtem Strom in besonders ausgeprägtem Maße.Also for reasons the power distribution between possibly existing different power paths used Resistance windings are, unintentionally, heat generators and this with increased current in particularly pronounced Dimensions.

In dem funktionierenden Schutzschalter wird die Wärmeentwicklung durch das Auslösen des Mechanismus' und Öffnen eines Kontaktes beendet.In The functioning protection switch is the heat development by triggering the Mechanism 'and opening a Contact finished.

In äußerst seltenen Fällen kann es, z.B. infolge Nichtöffnens der Kontaktstücke, zu Überhitzung des Schutzschalters kommen.In extremely rare make can it, e.g. as a result of not opening the contact pieces, overheating of the Circuit breaker come.

Unter besonderen Umständen möchte man die Möglichkeit der Überhitzung eines Schutzschalters jedoch vermeiden, etwa in einem Hochsicherheitsbereich, in explosionsgefährdeten Räumen u.a.m..Under special circumstances would like to one the possibility overheating avoid a circuit breaker, such as in a high-security area, in potentially explosive atmospheres Rooms, etc. ..

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Überhitzung in einem Schutzschalter mit Rücksicht auf die Umgebung zu verhindern.Of the Invention is based on the object overheating in a circuit breaker with regard to to prevent the environment.

Gemäß der Erfindung wird dieser Zweck bei einem Schutzschalter der eingangs genannten Art dadurch erfüllt, dass die zusätzliche Schmelzstelle als ein Schmelzleiter ausgebildet ist, durch den ein Stromweg des Schutzschalters gelegt ist, in dem eine im Falle einer Funktionsstörung des Schutzschalters vermehrt wärmeentwickelnde Einrichtung liegt,
dass der Schmelzleiter im Auswirkungsbereich der etwaigen vermehrten Wärmeentwicklung dieser und/oder mindestens einer weiteren vermehrt wärmeentwickelnden Einrichtung angeordnet ist,
und dass die Schmelztemperatur des Schmelzleiters höher als diejenige Temperatur bemessen ist, die bei unbeeinträchtigter Funktion des Schutzschalters an der Stelle des Schmelzleiters höchstenfalls entsteht, und niedriger als eine vorgesehene Höchsttemperatur an dieser Stelle.According to the invention, this purpose is met in a circuit breaker of the type mentioned above in that the additional melting point is formed as a fusible conductor, through which a current path of the circuit breaker is placed, in which in the case of a malfunction of the circuit breaker increased heat-generating device,
that the fusible conductor is arranged in the area of effect of the possible increased heat development of this and / or at least one further increased heat-generating device,
and that the melting temperature of the fusible conductor is set higher than the temperature which occurs when the circuit breaker is undisturbed at the location of the fusible conductor, and lower than an intended maximum temperature at this point.

Hier wird durch Schmelzen des zusätzlich angeordneten Schmelzleiters die Stromzufuhr zu der bzw. den wärmeentwickelnden Einrichtung(en) unterbrochen und damit eine weitere Erhitzung durch diese verhindert.Here is arranged by melting the additional Melting conductor the power supply to the heat-generating device (s) interrupted and thus prevents further heating by these.

Der Schmelzleiter erhitzt sich nicht selbst, wie die Schmelzstelle nach der DE 29 23 562 A1 , und er wird nicht durch eine speziell zu seiner Erhitzung angebrachte Wicklung erhitzt, wie nach der DE-PS 910 085 und der FR-PS 968 991 ; er wird nur einfach unmittelbar derjenigen vermehrten Erwärmung zu anderen Zwecken vorhandener Einrichtungen ausgesetzt, die er unterbinden soll, oder einer parallelen Erwärmung. An der normalen, bestimmungsgemäßen Unterbrechungs-Funktion des Schutzschalters entsprechend den beiden letztgenannten Patentschriften nimmt der Schmelzleiter nicht teil.The fusible link does not heat itself as the melting point after the DE 29 23 562 A1 , and he is not heated by a specially attached to its heating winding, as after the DE-PS 910 085 and the FR-PS 968 991 ; it is simply exposed directly to increased heating for other purposes of existing facilities that it is intended to prevent, or parallel heating. At the normal, intended interruption function of the circuit breaker according to the latter two patents, the fusible conductor does not participate.

Der Schmelzleiter braucht auch nicht den gesamten Stromweg durch den Schutzschalter zu unterbrechen. Er muß nur eine sich überhitzende Einrichtung oder eine Mehrzahl solcher Einrichtungen ausschalten.Of the Melting conductor does not need the entire current path through the Break breaker. He just has to overheat Turn off device or a plurality of such devices.

Vorzugsweise ist selbstverständlich trotzdem ein Stromweg durch den Schmelzleiter gelegt, der den gesamten durch den Leitungsschutzschalter fließenden Strom bzw. Reststrom führt. Dann erfüllt der Leitungsschutzschalter auch noch seine Unterbrechungsfunktion.Preferably is self-evident Nevertheless, a current path through the fusible conductor laid, the entire through the circuit breaker flowing current or residual current leads. Then fulfilled the circuit breaker also its interruption function.

Schmelzleiter mit für die genannten Zwecke benötigten Eigenschaften sind bekannt und im Handel erhältlich. Sie können auch aus einem Material von genügender Leitfähigkeit, z.B. einer Zinn-Blei-Silber-Legierung, und mit einem genügenden Querschnitt hergestellt werden, um den gesamten durch den Schutzschalter fließenden Strom zu leiten.fuse element with for needed the mentioned purposes Properties are known and commercially available. You can also from a material of sufficient Conductivity, e.g. a tin-lead-silver alloy, and with a sufficient cross section be made to the entire current flowing through the circuit breaker to lead.

Die Möglichkeiten der Ausgestaltung im einzelnen sind vielfältig und abhängig von den baulichen Gegebenheiten des Schutzschalters.The options The design in detail are varied and dependent on the structural conditions of the circuit breaker.

Man wird versuchen, den Schmelzleiter in einen ohnehin nahe an einer ggf. vermehrt warmeentwickelnden Einrichtung befindlichen Leiterabschnitt einzusetzen und diesen nur wenig zu verlegen. Beispielsweise kann der Schmelzleiter am Eingang oder Ausgang einer Widerstandswicklung und dann unmittelbar in Anlage an dieser angeordnet werden.you will try to put the fusible conductor in an already close to one anyway if necessary, use more heat developing device located conductor section and to move this little. For example, the fusible link at the input or output of a resistance winding and then immediately be arranged in abutment with this.

Grundsätzlich kann man aber eine Leiterschleife von einer beliebigen Stelle an eine beliebige andere Stelle legen, an der man den Schmelzleiter anordnen möchte.Basically but a conductor loop from any point to one Place any other place where you place the fusible link would like to.

Umgekehrt kann man unter Umständen in begrenztem Umfang auch die Wärme leiten. So läßt sich beispielsweise auch die von zwei Einrichtungen erzeugte Warme an einer Stelle mehr oder weniger konzentrieren, und dort der Schmelzleiter positionieren.Vice versa you can possibly to a limited extent, the heat conduct. That's how it works For example, the heat generated by two devices concentrate one place more or less, and there the fusible link position.

Überhaupt kann, auch ohne besondere Wärmeleitung, der Schmelzleiter im Auswirkungsbereich nicht nur einer, sondern auch einer weiteren oder von noch mehreren wärmeentwickelnden Einrichtung(en) angeordnet werden.Ever can, even without special heat conduction, the fusible conductor in the area of impact not just one but also another or even more heat-generating device (s) arranged become.

Andererseits könnte in einem besonderen Fall erfindungsgemäß eine ausreichende Verbesserung auch damit erzielt werden, daß der Schmelzleiter die Stromzufuhr zu einer wärmeentwickelnden Einrichtung, die ihn zum Schmelzen bringt, gar nicht unterbricht, sondern nur die Stromzufuhr zu einer oder mehreren anderen Einrichtung(en).on the other hand could in a particular case according to the invention a sufficient improvement be achieved so that the Fusible conductor the power supply to a heat-generating device, which makes him melt, does not interrupt, but only the power supply to one or more other devices.

In den Zeichnungen sind Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung verdeutlicht.In The drawings are execution options illustrates the invention.

1 zeigt eine Anordnung eines Schmelzleiters im Detail, 1 shows an arrangement of a fusible conductor in detail,

2 zeigt ein Schaltbild eines normalen Leitungsschutzschalters für größere Nennstromstärken mit daran angeordnetem Schmelzleiter, 2 shows a circuit diagram of a normal circuit breaker for larger rated currents with arranged thereon fuse element,

3 zeigt ein Schaltbild eines normalen Leitungsschutzschalters für niedrige Nennstromstärken mit daran angeordnetem Schmelzleiter und 3 shows a circuit diagram of a normal circuit breaker for low rated currents with fused thereon and

4 zeigt einen Schutzschalter mit parallelen Stromwegen. 4 shows a circuit breaker with parallel current paths.

In 1 ist eine in einem Schutzschalter angeordnete Widerstandswicklung 1 dargestellt.In 1 is a resistor winding arranged in a circuit breaker 1 shown.

Das Ende der Widerstandswicklung 1 ist durch eine Aderendhülse 2 sowie Verlöten mit einem Schmelzleiter 3 verbunden, der mit seinem anderen Ende an einem kompakten Teil 4 eines Stromwegs angelötet ist.The end of the resistance winding 1 is through a ferrule 2 and soldering with a fusible conductor 3 connected to the other end with a compact part 4 a current path is soldered.

Der Schmelzleiter besteht beispielsweise aus HMP-Legierung 5/93, 5/1,5 (Zinn/Blei/Silber). Er hat einen Durchmesser von 1,2 mm und eine Länge von 60 mm. Der Schmelzpunkt der Legierung beträgt 296°C.Of the Melting conductor consists for example of HMP alloy 5/93, 5 / 1.5 (Tin / lead / silver). He has a diameter of 1.2 mm and a length of 60 mm. The melting point of the alloy is 296 ° C.

In dem betrachteten Falle der Überhitzung schmilzt der in einer Schleife an der Widerstandswicklung 1 anliegende Schmelzleiter 3 an der durch den Pfeil 5 gekennzeichneten Stelle auf einer Länge von etwa 5 bis 10 mm und unterbricht damit den Stromweg.In the considered case of overheating melts in a loop on the resistance winding 1 fitting fuse wire 3 at the by the arrow 5 marked spot on a length of about 5 to 10 mm and thus interrupts the current path.

Die Wärmeentwicklung durch die Widerstandswicklung 1 sowie durch andere wärmeerzeugende Einrichtungen, die ggf. in dem Stromweg liegen, etwa ein Bimetall, ist dann beendet. Der Schutzschalter wird ausgetauscht.The heat development through the resistance winding 1 and by other heat-generating devices that may be in the current path, such as a bimetal, is then completed. The circuit breaker is replaced.

Der Leitungsschutzschalter nach 2 weist einen Stromweg 6 auf, in dem ein auf Überstrom ansprechender thermischer Auslöser 7, ein auf Kurzschluß ansprechender Magnetmecha nismus 8 und eine von dem thermischen Auslöser 7 aus sowie von dem Magnetmechanismus 8 betätigte Trennstelle 9 angeordnet ist.The circuit breaker to 2 has a power path 6 in which an overcurrent responsive thermal release 7 , a responsive to short Magnetmecha mechanism 8th and one of the thermal trigger 7 out as well as from the magnetic mechanism 8th operated separation point 9 is arranged.

Nahe dem Bimetall des thermischen Auslösers 7 ist ein Schmelzleiter 10 angeordnet. Die Wirkverbindung zwischen dem thermischen Auslöser 7 und dem Schmelzleiter 10 ist bei 11 angedeutet.Near the bimetal of the thermal actuator 7 is a fusible link 10 arranged. The operative connection between the thermal release 7 and the fusible conductor 10 is at 11 indicated.

Überhitzt sich der thermische Auslöser 7, so schmilzt der Schmelzleiter 8 und der Stromweg 6, durch den der gesamte Stromfluß des Leitungsschutzschalters führt, ist unterbrochen.Overheats the thermal release 7 , the fusible link melts 8th and the power path 6 , through which the entire current flow of the circuit breaker leads, is interrupted.

In dem, weitgehend gleichen, Leitungsschutzschalter nach 3 ist ein Bimetall 12 eines thermischen Auslösers nicht selbst stromdurchflossen. Es wird durch einen stattdessen in dem Stromweg 6 angeordneten Heizwiderstand 13 erwärmt. Die mechanische Wirkung des Bimetalls 12 und des Magnetmechanismus' 8 über ein Schaltschloß 17 auf die Trennstelle 9 ist die gleiche wie nach 2 (in der das Schaltschloß nicht gezeichnet ist).In the, largely the same, circuit breaker after 3 is a bimetal 12 a thermal release does not self stromdurchflos sen. It gets through one instead in the stream path 6 arranged heating resistor 13 heated. The mechanical effect of the bimetal 12 and the magnetic mechanism 8th via a switch lock 17 on the separation point 9 is the same as after 2 (in which the switch lock is not drawn).

Hier ist der Schmelzleiter 10 an dem Heizwiderstand 13 angebracht. Die thermischen Wirkungen des Heizwiderstands 13 auf den Schmelzleiter 10 und das Bimetall 12 sind bei 14 bzw. 15 angedeutet.Here is the fusible link 10 at the heating resistor 13 appropriate. The thermal effects of the heating resistor 13 on the fusible link 10 and the bimetal 12 are at 14 respectively. 15 indicated.

Nach 4 teilt sich der Stromweg 6 in zwei Zweigwege 17 und 18 auf.To 4 shares the power path 6 in two branches 17 and 18 on.

Als Alternative zu dem Schmelzleiter 10 ist hier ein Schmelzleiter 19 in dem Zweigweg 17 dargestellt.As an alternative to the fusible link 10 Here is a fusee 19 in the branch way 17 shown.

Der Schmelzleiter 10 würde wieder den gesamten Stromfluß durch den Schutzschalter unterbrechen.The fusible conductor 10 would again interrupt the entire flow of current through the circuit breaker.

Den Schmelzleiter 19 könnte man beispielsweise vorsehen, wenn man voraussetzt, daß eine Trennstelle in dem Zweigweg 18 auf jeden Fall öffnet und eine Überhitzung nur oder in erster Linie durch einen Reststrom in dem Zweigweg 17 denkbar wäre.The fusible conductor 19 could be provided, for example, assuming that a separation point in the branch path 18 definitely opens and overheating only or primarily by a residual current in the branch path 17 would be conceivable.

Claims

Circuit breaker with a separation point arranged in its current path, which is to be actuated by an overcurrent and / or a short-circuit responsive movement mechanism, and with an additional melting point, characterized in that the additional melting point as a fusible conductor ( 3 ; 10 ; 19 ) is formed, through which a current path ( 6 ; 17 ) of the circuit breaker, in which a device which generates heat in the event of a malfunction ( 1 ; 7 ; 13 ) that the fusible conductor in the area of effect of the increased heat development of these and / or at least one further increased heat-generating device ( 1 ; 7 ; 13 ), and that the melting temperature of the fusible conductor ( 3 ; 10 ; 19 ) is higher than the temperature which, when the circuit breaker is undisturbed, operates at the location of the fusible conductor ( 3 ; 10 ; 19 ) at most, and lower than a foreseen maximum temperature at this point.

Circuit breaker according to Claim 1, characterized in that the fusible conductor ( 3 ; 10 ; 19 ) in the thermal impact region of a resistance winding ( 1 ), a heating resistor ( 13 ) of a bimetal ( 12 ) and / or a current-carrying bimetal ( 7 ) is arranged.

Circuit breaker according to Claim 1 or 2, characterized in that a current path ( 6 ; 17 ) through the fusible conductor ( 3 ; 10 ; 19 ), which leads the entire current flowing through the circuit breaker current or residual current.