-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung betrifft das Schutzschaltergebiet, insbesondere einen parametrischen Leistungsschutzschalter zum Blockieren eines Kraftstroms.
-
Stand der Technik
-
Die Blitz-/Feuer-Unfälle werden dadurch verursacht, dass die transiente Überspannung der Stromquelle dazu führt, dass der Kraftstrom in das Überspannungsschutzgerät fließt und Unfälle beim Scheitern zum Schutz gegen Blitze werden meist dadurch verursacht, dass sich das Überspannungsschutzgerät von der Schutzschaltung losgelöst hat.
-
Im In- und Ausland werden für den Sicherungsüberstromschutz von Überspannungsschutzgeräten Schmelzsicherungen oder Schutzschalter eingesetzt, die nicht gleichzeitig die Anforderungen erfüllen können, dass sie beim Durchgehen eines Blitzstroms nicht durchschmelzen und beim Durchgehen eines nicht großen Kraftstroms schnell durchschmelzen.
-
Wenn der Momentunterbrechungswert der Überstromschutzeinrichtung zu groß gewählt ist, kann wiederum die Anforderung nicht erfüllt werden, den Kraftstrom zu unterbrechen, was einen Brand verursachen kann. Wenn der Wert zu klein gewählt ist, wird der Momentunterbrechungsschutz des Kraftstroms zwar gewährleistet, aber der Blitzschlagstrom wird wiederum dazu führen, dass die Blitzschutzschaltung fälschlicherweise unterbrochen wird, wodurch die Stromquelle an Blitzschutz verliert.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Um die Mängel des Standes der Technik zu überwinden, besteht das Ziel der vorliegenden Erfindung darin, einen parametrischen Leistungsschutzschalter zum Blockieren eines Kraftstroms bereitzustellen, der sich beim Durchgehen des Blitzstroms nicht fälschlicherweise bewegt, und beim Durchfließen des Kraftstroms der Stromquelle kurzfristig bewegt.
-
Um die technischen Probleme im Stand der Technik zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung einen parametrischer Leistungsschutzschalter zum Blockieren des Kraftstroms bereit, umfassend ein Auslösemittel, einen beweglichen Kontakt und einen stationären Kontakt und umfassend zudem einen Stromsensor und einen Elektromagneten, wobei der bewegliche Kontakt und der stationäre Kontakt an der Hauptschaltung des parametrischen Leistungsschutzschalters angeordnet sind, der Stromsensor den Strom der Hauptschaltung erfasst, der Elektromagnet eine elektromagnetische Spule und einen beweglichen Kern umfasst, wobei die elektromagnetische Spule mit dem Stromsensor verbunden ist, das Auslösemittel mit dem beweglichen Kontakt gemeinsam bewegt, wenn der bewegliche Kern bewegt wird, wobei der bewegliche Kern gegen das Auslösemittel stößt, das nach Beendigung des Auslösens den beweglichen Kontakt und den stationären Kontakt von einem Kontaktzustand in einen Trennungszustand überführt.
-
Die Auslösezeit des Auslösemittels ist nicht kleiner als 5 ms, die Dauer des Blitzstromes durch die Hauptschaltung ist kleiner als die Auslösezeit des Auslösemittels, und die Dauer des Kraftstroms durch die Hauptschaltung ist größer als Auslösezeit des Auslösemittels.
-
Die vorliegende Erfindung stellt auch einen zweiten parametrischen Leistungsschutzschalter zum Blockieren des Kraftstroms bereit, umfassend ein Auslösemittel, einen beweglichen Kontakt und einen stationären Kontakt, umfassend zudem einen Entladungsspalt und einen Elektromagneten, wobei der Elektromagnet eine elektromagnetische Spule und einen beweglichen Kern umfasst, der bewegliche Kontakt, der stationäre Kontakt und die elektromagnetische Spule an der Hauptschaltung des parametrischen Leistungsschutzschalters angeordnet sind, der Entladungsspalt parallel an den beiden Enden der elektromagnetischen Spule verbunden ist, das Auslösemittel mit dem beweglichen Kontakt gemeinsam bewegt, wenn der bewegliche Kern bewegt wird, wobei der bewegliche Kern gegen das Auslösemittel stößt, das nach Beendigung des Auslösens den beweglichen Kontakt und den stationären Kontakt von einem Kontaktzustand in einen Trennungszustand überführt.
-
Die Durchschlagspannung des Entladungsspalts ist kleiner als die vom Blitzstrom an den beiden Enden der elektromagnetischen Spule erzeugte induzierte Spannung. Wenn ein Blitzstrom ankommt, ist die an den beiden Enden der elektromagnetischen Spule erzeugte induzierte Spannung höher als die Durchschlagspannung des Entladungsspalts, so dass der Blitzstrom durch den Entladungsspaltkanal geht. Wenn der Kraftstrom ankommt, ist die an den beiden Enden der elektromagnetischen Spule erzeugte induzierte Spannung niedriger als die Durchschlagspannung des Entladungsspalts, so dass der Entladungsspalt nicht geschlossen ist, und der Strom durch die elektromagnetische Spule geht und es zu einer Bewegung kommt.
-
Die Elektromagneten in den beiden parametrischen Leistungsschutzschaltern umfassen ferner eine Rückstellfeder zum Rückstellen des beweglichen Kerns nach der Bewegung in die Position vor der Bewegung, sowie ein Betätigungsmittel, einen Verbindungseingangsanschluss, ein weiches Kupferkabel, einen Verbindungsausgangsanschluss, einen Schließschlüssel sowie eine Lichtbogenlöscheinrichtung, wobei der bewegliche Kontakt durch das weiche Kupferkabel mit dem Verbindungsausgangsanschluss verbunden ist, der Schließschlüssel durch das Betätigungsmittel mit dem Auslösemittel gemeinsam bewegt, und die Lichtbogenlöscheinrichtung ein Lichtbogenlöschblech zum Löschen von zwischen dem stationären Kontakt und dem beweglichen Kontakt erzeugten Lichtbögen umfasst.
-
Das Grundprinzip des ersten parametrischen Leistungsschutzschalters zum Blockieren des Kraftstroms besteht darin, anhand der Eigenschaft der kurzen Dauer des Blitzstroms den Blitzstrom selektiv durchgehen zu lassen, während der Kraftstrom etc. in der Schaltung des Schutzschalters, der eine längere Dauer als die Auslösezeit des Auslösemittels hat, blockiert wird.
-
Das Grundprinzip des zweiten parametrischen Leistungsschutzschalters zum Blockieren des Kraftstroms besteht darin, dass der Blitzstrom und der Kraftstrom unterschiedliche Änderungsraten bezüglich der Zeit haben, sind die an den beiden Enden der elektromagnetischen Spule erzeugten induzierten Spannungen unterschiedlich, so dass durch das Durchschlagen des Entladungsspalts den Blitzstrom selektiv durchgehen lassen wird, während der Kraftstrom oder der keinen die Spannung des Durchschlagwertes erreichenden Strom an der beiden Enden der Induktivität erzeugt, blockiert wird.
-
Mit der obigen technischen Lösung hat die vorliegende Erfindung die folgenden vorteilhaften Wirkungen: ➀ dass der Blitzstrom reibungslos durchgeht, so dass der Blitzschutz weiter wirksam bleibt; ➁ dass der Kraftstrom blockiert wird, um zu vermeiden, dass das Überspannungsschutzgerät brennt.
-
Figuren
-
1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines parametrischen Leistungsschutzschalters zum Blockieren des Kraftstroms im geschlossenen Zustand;
-
2 zeigt eine Schnittansicht des parametrischen Leistungsschutzschalters zum Blockieren des Kraftstroms im geschlossenen Zustand gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
-
3 zeigt eine schematische Darstellung des parametrischen Leistungsschutzschalters zum Blockieren des Kraftstroms im geöffneten Zustand gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
-
4 zeigt eine Schnittansicht des parametrischen Leistungsschutzschalters zum Blockieren des Kraftstroms im geöffneten Zustand gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
-
5 zeigt eine schematische Darstellung einer Steueranordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel mit;
-
6 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines parametrischen Leistungsschutzschalters zum Blockieren des Kraftstroms im geschlossenen Zustand;
-
7 zeigt eine Schnittansicht des parametrischen Leistungsschutzschalters zum Blockieren des Kraftstroms im geschlossenen Zustand gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel im geschlossenen Zustand;
-
8 zeigt eine schematische Darstellung des parametrischen Leistungsschutzschalters zum Blockieren des Kraftstroms im geöffneten Zustand gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;
-
9 zeigt eine Schnittansicht des parametrischen Leistungsschutzschalters zum Blockieren des Kraftstroms im geschlossenen Zustand gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel im geöffneten Zustand;
-
10 zeigt eine schematische Darstellung einer Steueranordnung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
-
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
-
Im Folgenden werden die technischen Lösungen in den Ausführungsbeispielen der Erfindung in Kombination mit den Figuren klar und vollständig beschrieben.
-
Ausführungsbeispiel 1: Die 1 bis 4 sind schematische Darstellungen eines parametrischen Leistungsschutzschalters zum Blockieren des Kraftstroms gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei in den Figuren deutlich zu erkennen ist, dass der parametrische Leistungsschutzschalter ein Auslösemittel 5, einen beweglichen Kontakt 8 und einen stationären Kontakt 10 umfasst, und zudem einen Stromsensor 11 und einen Elektromagneten 2 umfasst, wobei der bewegliche Kontakt 8 und der stationäre Kontakt 10 an der Hauptschaltung des parametrischen Leistungsschutzschalters angeordnet sind, der Stromsensor 11 den Strom der Hauptschaltung erfasst, der Elektromagnet 2 eine elektromagnetische Spule und einen beweglichen Kern umfasst, wobei die elektromagnetische Spule mit dem Stromsensor 11 verbunden ist, das Auslösemittel 5 mit dem beweglichen Kontakt 8 gemeinsam bewegt, wenn der bewegliche Kern bewegt wird, wobei der bewegliche Kern gegen das Auslösemittel 5 stößt und wobei nach Beendigung des Auslösens der bewegliche Kontakt 8 und der stationäre Kontakt 10 von einem Kontaktzustand in einen Trennungszustand überführt werden.
-
In diesem Ausführungsbeispiel ist der stationäre Kontakt 10 mit dem Sensor 11 verbunden, das Auslösemittel 5 bewegt sich mit dem beweglichen Kontakt 8 gemeinsam. Wenn der bewegliche Kern gegen das Auslösemittel 5 stößt, führt das Auslösemittel 5 das Auslösen aus und gleichzeitig trennen der bewegliche Kontakt 8 und der stationäre Kontakt 10 die Teilschaltungen, ansonsten kontaktieren der bewegliche Kontakt 8 und der stationäre Kontakt 10, wodurch die Schaltung geschlossen wird.
-
In diesem Ausführungsbeispiel beträgt die Auslösezeit des Auslösemittels 5 ms, und die aktuellen Daten zum Erfassen von natürlichen Blitzen zeigen, dass vom Auftreten bis zum Ende der Blitze, vom ersten Empfangen der Blitze bis zu den mehrmaligen rückwärtigen Überschlägen die Dauer jedes Blitzstromimpulses im Mikrosekundenbereich liegt, daher ist die Dauer des Blitzstromes durch die Hauptschaltung bestimmt kleiner als die Auslösezeit des Auslösemittels 5, und die Dauer des Kraftstroms durch die Hauptschaltung ist größer als Auslösezeit des Auslösemittels 5, nämlich größer als 5 ms.
-
Der Elektromagnet 2 umfasst ferner einen stationären Kern und eine Rückstellfeder zum Rückstellen des beweglichen Kerns nach der Bewegung in die Position vor der Bewegung. Die elektromagnetische Spule ist dabei auf dem stationären Kern gewickelt.
-
Der parametrische Leistungsschutzschalter zum Blockieren des Kraftstroms umfasst zudem ein Betätigungsmittel 4, einen Verbindungseingangsanschluss 1, ein weiches Kupferkabel 7, einen Verbindungsausgangsanschluss 6, einen Schließschlüssel 3 sowie eine Lichtbogenlöscheinrichtung, wobei der bewegliche Kontakt 8 durch das weiche Kupferkabel 7 mit dem Verbindungsausgangsanschluss 6 verbunden ist, der Schließschlüssel 3 durch das Betätigungsmittel 4 mit dem Auslösemittel 5 gemeinsam bewegt wird und nachdem der Kraftstrom blockiert wurde, kann durch die Betätigung des Schließschlüssels 3 die Schaltung wieder geschlossen werden. Vorzugsweise ist die Lichtbogenlöscheinrichtung in der Nähe von dem beweglichen Kontakts 8 und dem stationären Kontakt 10 angeordnet und die Lichtbogenlöscheinrichtung umfasst ein Lichtbogenlöschblech 9 zum Löschen von zwischen dem stationären Kontakt 10 und dem beweglichen Kontakt 8 erzeugten Lichtbögen.
-
Ausführungsbeispiel 2: Die 6 bis 9 sind strukturelle schematische Darstellungen eines parametrischen Leistungsschutzschalters zum Blockieren des Kraftstroms gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei in den Figuren deutlich zu erkennen ist, dass der parametrische Leistungsschutzschalter ein Auslösemittel 5, einen beweglichen Kontakt 8 und einen stationären Kontakt 10 umfasst und zudem einen Entladungsspalt 12 und einen Elektromagneten 2 aufweist, wobei der Elektromagnet 2 eine elektromagnetische Spule und einen beweglichen Kern umfasst, der bewegliche Kontakt 8, der stationäre Kontakt 10 und die elektromagnetische Spule an der Hauptschaltung des parametrischen Leistungsschutzschalters angeordnet sind, der Entladungsspalt 12 parallel an den beiden Enden der elektromagnetischen Spule verbunden ist, das Auslösemittel 5 mit dem beweglichen Kontakt 8 gemeinsam bewegt wird, wenn der bewegliche Kern bewegt wird, wobei der bewegliche Kern gegen das Auslösemittel 5 stößt, das nach Beendigung des Auslösens den beweglichen Kontakt 8 und den stationären Kontakt 10 von einem Kontaktzustand in einen Trennungszustand überführt.
-
In diesem Ausführungsbeispiel ist der stationäre Kontakt 10 mit dem Entladungsspalt 12 verbunden. Es ist auch möglich, dass der stationäre Kontakt 10 mit dem Elektromagneten 2 verbunden ist und dass das Auslösemittel 5 sich mit dem beweglichen Kontakt 8 gemeinsam bewegt. Wenn der bewegliche Kern gegen das Auslösemittel 5 stößt, führt das Auslösemittel 5 das Auslösen aus und gleichzeitig trennen der bewegliche Kontakt 8 und der stationäre Kontakt 10 die Teilschaltungen, ansonsten kontaktieren der bewegliche Kontakt 8 und der stationäre Kontakt 10, wodurch die Schaltung geschlossen wird.
-
Die Durchschlagspannung des Entladungsspalts 12 ist kleiner als die von einem Blitzstrom an den beiden Enden der elektromagnetischen Spule erzeugte induzierte Spannung. Wenn ein Blitzstrom ankommt, ist die von der elektromagnetischen Spule erzeugte induzierte Spannung höher als die Durchschlagspannung des Entladungsspalts 12, so dass der Entladungsspalt 12 durchgeschlagen und geschlossen wird und sich entlädt, wobei die Lichtbogenspannung an den beiden Enden des Entladungsspalts 12 nur 10–20 V beträgt. Diese Spannung ist ganz niedrig und die Dauer liegt im Mikrosekundenbereich; daher kann der bewegliche Kern des Elektromagneten nicht bewegt werden, so dass der Blitzstrom das andere Ende des Entladungsspalts 12 erreicht; während die Änderungsrate des Kraftstroms bezüglich der Zeit im Millisekunden Bereich liegt, wenn der Kraftstrom ankommt, ist die vom Kraftstrom an den beiden Enden der elektromagnetischen Spule erzeugte induzierte Spannung kleiner als die Durchschlagspannung des Entladungsspalts 12, was nicht zum Durchschlagen und Schließen des Entladungsspalts 12 führen kann, so dass der Kraftstrom nur durch den Elektromagneten das andere Ende erreichen kann, und der bewegliche Kern bewegt.
-
In der vorliegenden Erfindung sind nur einige bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben, die selbstverständlich den beanspruchten Schutzbereich der Erfindung nicht einschränken. Daher gehören die gemäß den Ansprüchen der Erfindung vorgenommenen äquivalenten Änderungen ebenfalls zum von der Erfindung abgedeckten Bereich.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Verbindungseingangsanschluss
- 2
- Elektromagnet
- 3
- Schließschlüssel
- 4
- Betätigungsmittel
- 5
- Auslösemittel
- 6
- Verbindungsausgangsanschluss
- 7
- Kupferkabel
- 8
- Beweglicher Kontakt
- 9
- Lichtbogenlöschblech
- 10
- Stationärer Kontakt
- 11
- Stromsensor
- 12
- Entladungsspalt
