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Einrichtung zur Überstromauslösung elektrischer Schaltgeräte Die Erfindung
betrifft eine Einrichtung zur Überstromauslösung elektrischer Schaltgeräte, die
bei Überschreiten vorausbestimmter Überströme infolge der in einer aus der Strombahn
zu den Schaltstücken gebildeten Leiterschleife auftretenden elektrodynamischen Kräften
die Schaltetücke öffnet. Hierbei sollen Jedoch diese elektrodynamischen Kräfte bis
zum Erreichen der kritischen Überstromstärke wirkungslos bleiben.
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Bekannte Einrichtungen zur Überstromauslösung elektrischar Schaltgeräte
benutzen zur schnellen Schaltstücköffnung die elektrodynamische Kraft einer aus
den Stromzuführungen zu den Schaltstücken gebildeten Leiterschleife und/oder durch
den Hauptstrom erregte Schaltgankermagneten, die die Schaltstücke entegegnd er Kraft
der Kontaktkraftfeder aufschlagen. Beide Einrichtungen sind Jedoch insofern nachteilig,
als sie einen kritischen Strombereich aufweisen,
in dem die erzeugte
Kraft zur Schaltstücköffnung nicht ausreicht. Der dadurch erheblich reduzierte Kontaktdruck
führt zur Gefahr der Verschweißung der Schaltstücke.
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Weiterhin ist ein stromgrenzender Leistungsschalter bekannt (BRD-AS
1 107 330), bei dem zur Überstromauslösung ebenfalls eine Leiterschleife zwischen
dem Träger des festen Schaltstückes und dem beweglichen Schalthebel dient. Hierbei
ist der bewegliche Schalthebel als zweiarmiger Hebel ausgebildet, in dessen Drekpunkt
das Schaltschloß angreift. Bis nur Freigabe des Schaltschlosses heben sich die auf
die beiden Hebelarme des Schalthebels wirkenden elektrodynamischen Kräfte in wesentlichen
auf, so daß keine kontaktkraftschmache Phase eintritt. Nach Freigabe des Schaltschlossen
konnen dis genannten Schleifenkräfte für die elektrodynamische Öffnung des Schalthebels
zur Wirkung. Diese Anordnung ist für eine wirkungsvolle strombegrenzende Überstrom-
bzw.
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Kursschlußauslösung jedoch nicht geeignet, weil die Auslösung des
Schaltschlosses eine viel zu große Verzögerung mit sich bringt.
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Es ist schließlich eine Einrichtung zur Überstromlösung strombegrenzender
Leistungsschalter mit Haupt- und Abreißschaltstücken bekannt (DDR-WP 72 812), bei
der in der Anordnung der Schaltstücke eine Leiterschleife vorgesehen ist, deren
elektrodynamische Kraftwirkung im wesentlichen erst in Verlauf des Abschaltvorganges
freigesetzt wird. Hierzu dient ein in der Strombahn liegender Solenoid-Tauchankermagnet,
der bei entsprechenden Überströmen derart gegen eine Verlängerung des das bewegliche
Haupt- und das bewegliche Abreißschaltstück tragenden Schaltstückträgers schlägt,
daß das bewegliche Hauptschaltstück abhebt. Hierdurch kommt die vordem über die
Hauptschaltstücke kurzgeschlosenen Leiterschleife voll zum Tragen und öffnet das
bewegliche Abreisschaltstück.
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Diese Einrichtung ist jedoch nur für Schaltgeräte mit Haupt-und Abreißschaltstücken
verwendbar. Zum anderen ist sie mit
dem Nachteil behaftet, daß auf
Grund der parallelen Leiterführung zwischen dem Träger der beweglichen und dem Träger
der festen Schaltstücke gewisse kontaktabhebende Kräfte auftreten. Weiterhin staht
einer sehr schnellen Schaltstücköffnung und damit einer wirksamen Strombegrenzung
die für die Erregung und den Weg des Tauchankermagneten erforderliche Zeitverzögerung
im Wege.
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Der Erfindung liogt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Überstromauslösung
elektrischer Schaltgeräte zu schaffen, bei der die Schaltstücke durch die elektrodynamische
Kraft einer Leiterschleife geöffnet werden, wobei diese eloktrodynamischen Kräfte
bis zul Erreichen des kritischen Überstromes durch die Auslösezeit nicht verzögernde
Mittel wirkungslos gencht sind.
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Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die 8tro=-zuführung
zu einen der Schaltstücke durch zwei parallel geschaltete Strombahnen unterschiedlichen
Widerstandes erfolgt, wobei die niederohmige Strombahn eine vormagnetisierte oder
wzei entgegengesetzt vormagnetisierte Schaltdrosseln trägt und mit der Stromzuführung
des anderen Schaltstückes in bekannter Weise eine Leiterschleife bildet, während
die hochohmige Strombahn ohne Schleifenbildung an das Schaltstück herageführt ist.
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In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung tragen die Schaltdrosseln
zusätzlich Steuerwicklungen zur Beeinflussung des Ansprechwertes.
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Bei Strömen unterhalb des insprechwertes verhindert stets eine der
Schaltdrosseln wegen ihres hoben induktiven Widerstandes im ungesättigten Bereich
der Magnetisierungskennlinie einen stromfluß über die niederohmige Strombahn und
damit das Entstehen einer kontaktöffnenden Kraft durch die durch die niederohmige
Strombahn und die Stromzuführung zwm anderen Schaltstück gebildete Leiterschleife.
Der Stromfluß erfolgt hierbei über die hochohmige Strombahn, die ohne
Schleifenbildung
an das Schaltstück herangeführt ist. Wirs bei höheren Strömen ein bestimmter, dem
Strom proportionaler Spannungsabfall fi dt tLber die hochohmige Strombahn Überschritten,
so kosit die den Stromfluß bisher sperrende Schaltdrossel in die Sättigung. Der
Strom kommutiert auf die niederohmige Strombahn und auf Grund der durch die Schleifenbildung
dieser Strombahn hervorgerufenen elektrodynamischen Kräfte öffnen die Schaltstücke.
Auf diese Weise wird der kritsche Bereich, in den die Ströme zur Schaltstücköffnung
nicht ausreichen und die Kontaktkraft reduzieren, sicher vermieden und zum anderen
die den bekannten Einrichtungen anhaftenden Auslöseverzögerungen eleminiert.
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Bei Verwendung mit einer Schaltdrossel entsteht ein Polaritätsverhalten,
weil die Kommutierun auf die niederohmige Strombahn in der einen Stromrichtung erst
obenhalb eines bestimmten #i dt Wertes, in der anderen Stromrichtung ober sufort
erfolgt. Dadurch kann in einfacher Weise ein Rückstromschutz von Gleichrichteranlagen
realisiert werden.
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Durch Steuerwicklungen auf den Schaltdrosseln kann durch Veränderung
der Vvormagnetisierung der Ansprechwert des Kontaktsystems zusätzlich besinflußt
werden.
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Die Erfindung soll anschließend an einem Ausführungsbeispiel näher
erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung ist die erfindungsgemäße Einrichtung
an einem Kontaktsystem eines strombegrenzenden Leistungsschalters mit zwei Schaltdrosseln
dargestellt.
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Die Stromzuführung zum festen Schaltstück t ist in zwei parallele
$Strombahnen 2; 3 aufgeteilt. Die hochohmig ausgebildete Strombahn 2 ist ohne Schleifenbildung
an das feste Schaltstück 1 herangeführt, während die niederohmige Strombahn 3 die
Schaltdrosseln 4 mit ihren Steuerwicklungen 5 trägt und mit der Stromzuführung 6
zum beweglichen Schaltstück 7 eine Leiterschleife bildet.
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Nachfolgend sei die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung
beschrieben. Unterhalb des Auslösestromes erfolgt die Stromzuführung zum festen
Schaltstück 1 über die hochohmige Strombahn 2, da die Schaltdrosseln mit ihrem hohen
induktiven Widerstand einen Stromfluß über die nieder ohmige Strombahn 3 verhindern,
Da die hochohmige 8troibahn 2 ohne Schleifenbildung an das feste SchaltstÜok 1 herangeführt
ist, wird keine kontaktabhebende elektrodynamische Kraft erzeugt. Nach Überschreiten
eines bestimmen Wertes Ji dt kommen die über die Steuerwicklunggen 5 $vormagnetisierten
Schaltdrosseln 4 in die Sättigung.
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Der Strom kemmutiert auf die niederohmige Strombahn 3, und die nun
gebildete Strommschleifs aus der Strombahn 3 und der Stromzuführung 6 zum beweglichen
Schaltstück 7 öffnet die Schaltstücke.