DE202013011926U1

DE202013011926U1 - Sicherungselement für einen Schalter und Schalter mit einem Sicherungselement

Info

Publication number: DE202013011926U1
Application number: DE201320011926
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2013-10-02
Filing date: 2013-10-02
Publication date: 2014-10-23
Anticipated expiration: 2023-10-03

Abstract

Sicherungselement eines Schalters, welches einen elektrischen Strom unterbricht, wenn ein vorgegebener Grenzwert überschritten ist, mit einem Sicherungskörper, der außen zumindest eine Anlageseite und innen einen Hohlraum aufweist, mit zwei plattenförmigen Kontaktelementen, die am Sicherungskörper angeordnet sind und sich elektrisch isoliert in den Hohlraum erstrecken, mit einem Schmelzelement, das die beiden Kontaktelemente elektrisch miteinander verbindet und bei Überschreitung des Grenzwerts schmilzt, und mit Mitteln zum Kühlen des Sicherungskörpers, dadurch gekennzeichnet, dass zum Kühlen ein Zubehörteil lösbar an der Anlageseite des Sicherungskörpers anliegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherungselement für einen Schalter und einen Schalter mit einem Sicherungselement gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw. 6.
Schalter, insbesondere Lasttrennschalter, mit einer Sicherung (einem Sicherungselement) sind bekannt. Die Sicherungen dienen zum Unterbrechen des elektrischen Stroms, wenn dieser z. B. einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Das Sicherungselement weist dabei zwei plattenförmige Anschlusskontakte (Kontaktelemente) auf, die meist in Form eines Messers (Kontaktmesser, Messerkontakte) ausgebildet sind. Zwischen den Messern befindet sich ein Sicherungskörper, in dem ein Schmelzelement die beiden Messer elektrisch miteinander verbindet. Jedes Messer ist im Schalter in einen Sicherungshalter eingesteckt.
Bei höheren Strömen entsteht aufgrund der anfallenden Verlustleistungen auch eine erhöhte Erwärmung (Temperatur) an den Kontaktmessern und dem Sicherungskörper, die zu einer Erhöhung des elektrischen Widerstands der stromführenden Komponenten führt. Die erhöhte Temperatur verschlechtert insbesondere das Langzeitverhalten der Sicherung.
Als Gegenmaßnahme werden beispielsweise in vorhandenen Schaltern Kühlbleche an den Lyrakontakten der Sicherung angebracht, um die Wärme besser an die Umgebungsluft abzuführen. Durch eine entsprechende Kühlung kann die Sicherung mit höheren Nennströmen betrieben werden.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Sicherung besser zu kühlen.
Die Lösung ist bezogen auf das Sicherungselement durch die Merkmale des Anspruchs 1 und bezogen auf den Schalter durch die Merkmale des Anspruchs 6 gegeben. Die Unteransprüche stellen jeweils vorteilhafte Ausgestaltungen dar.
Die Lösung sieht bezogen auf das Sicherungselement vor, dass zum Kühlen ein Zubehörteil lösbar an einer Anlageseite des Sicherungskörpers anliegt. Der Kern der Lösung liegt darin, dass durch das Anbringen des Zubehörteils an den Sicherungskörper des Sicherungselements (der Schmelzsicherung) die Temperatur an den stromführenden Komponenten, vor allem aber an dem Sicherungselement selbst, reduziert wird. Diese Reduzierung wird genutzt, um den zulässigen Nennstrom eines Sicherungselements im offenen Aufbau hochzusetzen oder im geschlossenen Aufbau kein Derating des Nennstroms vornehmen zu müssen.
Die Kühlung lässt sich verbessern, wenn zur Abfuhr der Wärme für einen entsprechenden Wärmeübergang zwischen dem Sicherungskörper und dem Zubehörteil gesorgt ist.
Eine weitere Verbesserung ergibt sich, wenn das Zubehörteil zur Abfuhr der Wärme eine Oberflächenvergrößerung aufweist.
Eine technisch einfache Oberflächenvergrößerung wird durch eine Vielzahl von Rippen bzw. -streben erzielt.
Zur einfacheren Befestigung wird vorgeschlagen, dass das Zubehörteil durch Aufrasten am Sicherungskörper befestigt ist.
Die Lösung sieht bezogen auf den Schalter vor, dass zum Kühlen ein Zubehörteil lösbar an einer Anlageseite des Sicherungskörpers anliegt.
Eine effektive Kühlung eines Schalters mit Gehäuse, das mittels eines Deckels verschließbar ist, sieht vor, dass das Zubehörteil am Deckel angeordnet ist, wobei der Deckel das Zubehörteil bei geschlossenem Deckel gegen die Anlageseite des Sicherungskörpers drückt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Schalters näher beschrieben, der zur Unterbrechung eines elektrischen Stroms dient. Die Unterbrechung erfolgt mittels eines Sicherungselements, wenn ein vorgegebener Grenzwert überschritten wird, beispielsweise im Falle eines Kurzschlusses.
Das Sicherungselement weist an beiden Enden Kontaktmesser (allgemein plattenförmige Kontaktelemente) auf, zwischen denen ein quaderförmiger Sicherungskörper angeordnet ist, in dem sich ein Schmelzdraht als Schmelzelement befindet.
Zur Aufnahme des Sicherungselements dienen Sicherungshalter, die eine U-Form mit einem Boden aufweisen, von dem aus sich zwei Seitenschenkel erstrecken. Die beiden Seitenschenkel verlaufen auf einer Seite des Bodens quer zu diesem; sie liegen einander gegenüber und bilden auf diese Weise zwei parallel zueinander verlaufende Kontaktflächen, deren Abstand etwa der Breite der Kontaktmesser entspricht.
Federelemente verstärken die federnde Wirkung der beiden Schenkel-Enden und sorgen für eine Druckbeaufschlagung der Schenkel, wenn das Kontaktmesser durch Einschieben dazwischen geklemmt ist.
Auf der gegenüberliegenden Seite des Bodens ist ein Mittelschenkel als Festkontakt oder Anschlussfahne angeordnet, der sich nach unten erstreckt und den Stromanschluss des Sicherungshalters bildet.
Der quaderförmige Sicherungskörper verfügt über mehrere Flachseiten, von denen eine als Anlageseite eines Zubehörteils dient. Das Zubehörteil liegt flach an der Anlageseite an und kühlt den Sicherungskörper und über den Sicherungskörper die Kontaktmesser und so weiter. Der Wärmeübergang zwischen dem Sicherungskörper und dem Zubehörteil ist so ausgeführt, dass die Wärme mit geringem Wärmewiderstand vom Sicherungskörper auf das Zubehörteil übergeht. Das Zubehörteil weist zu seiner Oberflächenvergrößerung eine Vielzahl von zueinander parallel verlaufenden Streben oder Rippen (z. B. aus Metall) auf, die kammartig angeordnet sind.
Bei einer ersten Ausführung ist das Zubehörteil durch Aufrasten am Sicherungskörper befestigt.
Bei einer zweiten Ausführung ist das Gehäuse des Schalters mittels eines um eine Achse schwenkbaren Deckels verschließbar. Das Zubehörteil ist am Deckel befestigt und liegt bei geschlossenem Deckel druckbeaufschlagt an der Anlageseite an. Die Druckbeaufschlagung wird vom Deckel bewirkt, der das Zubehörteil dabei gegen den Sicherungskörper drückt.

Claims

Sicherungselement eines Schalters, welches einen elektrischen Strom unterbricht, wenn ein vorgegebener Grenzwert überschritten ist, mit einem Sicherungskörper, der außen zumindest eine Anlageseite und innen einen Hohlraum aufweist, mit zwei plattenförmigen Kontaktelementen, die am Sicherungskörper angeordnet sind und sich elektrisch isoliert in den Hohlraum erstrecken, mit einem Schmelzelement, das die beiden Kontaktelemente elektrisch miteinander verbindet und bei Überschreitung des Grenzwerts schmilzt, und mit Mitteln zum Kühlen des Sicherungskörpers, dadurch gekennzeichnet, dass zum Kühlen ein Zubehörteil lösbar an der Anlageseite des Sicherungskörpers anliegt.
Sicherungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abfuhr der Wärme ein entsprechender Wärmeübergang zwischen dem Sicherungskörper und dem Zubehörteil vorhanden ist.
Sicherungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zubehörteil zur Abfuhr der Wärme eine Oberflächenvergrößerung aufweist.
Sicherungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenvergrößerung durch eine Vielzahl von Rippen oder Streben erfolgt.
Sicherungselement nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zubehörteil durch Aufrasten am Sicherungskörper befestigt ist.
Schalter, welcher einen elektrischen Strom mittels eines vom Strom durchflossenen Sicherungselements unterbricht, wenn ein vorgegebener Grenzwert überschritten ist, wobei das Sicherungselement aufweist a) einen Sicherungskörper, der außen zumindest eine Anlageseite und innen einen Hohlraum aufweist, b) zwei plattenförmige Kontaktelemente, die am Sicherungskörper angeordnet sind und sich elektrisch isoliert in den Hohlraum erstrecken, und c) ein Schmelzelement, das die beiden Kontaktelemente elektrisch miteinander verbindet und bei Überschreitung des Grenzwerts schmilzt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zubehörteil zum Kühlen an der Anlageseite des Sicherungskörpers anliegt.
Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter ein Gehäuse aufweist, das mittels eines Deckels verschließbar und das Zubehörteil am Deckel angeordnet ist, wobei der Deckel das Zubehörteil bei geschlossenem Deckel gegen die Anlageseite des Sicherungskörpers drückt.