DE2751452C2 - Elektrisches Schaltgerät - Google Patents

Description

Kontakthebel in seinem mittleren Bereich drehbar gelagert sein, wobei an einem Schenkel das bewegliche Hauptkontaktstück und am anderen Schenkel ein Kontaktstück für die zusätzliche Kontaktstelle angebracht sind.

In vorteilhafter Ausgestaltung kann der Widerstand als stromabhängiger Widerstand ausgebildet sein. Auf diese Weise wird eine weitere Verbesserung der Strombegrenzungseigenschaften erzielt

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.

Anhand der Zeichnung sollen zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden. Es zeigt

F i g. 1 eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zur Strombegrenzung und

Fig.2 eine Modifikation der Schaltungsanordnung gemäß der F ig. 1.

Die in der Zeichnung dargestellten Schalfngsanordnungen, die lediglich schematisch dargestellt sind, sind in einem Leitungsschutzschalter einer allgemein üblichen Bauart eingesetzt Ein derartiger Leitungsschutzschalter besitzt ein eine Verklinkungsstelle aufweisendes Schaltschloß, welches direkt auf einen beweglichen Kontakthebel einwirkt Es besitzt weiterhin ein magnetisches und ein thermisches Auslösesystem, wobei als magnetisches Auslösesystem ein Tauchschlagankersystem ähnlich dem in der DE-PS 10 82 971 beschriebenen System verwendet wird. Das thermische Auslösesystem weist ein Thermobimetall auf, das bei den bekannten Leitungsschutzschaltern auf das gleiche Schahschloß einwirkt wie das magnetische Auslösesystem.

In der F i g. 1 ist nun eine erfindungsgemäße Ausführung schematisch dargestellt. Der Leitungsschutzschalter, dessen Gehäuse nicht gezeigt ist, und der so ausgebildet sein kann, daß er auf einer Hutprofiltragschiene aufgeschnappt werden kann, besitzt eine Eingangsklemme 10 und eine Ausgangsklemme 12. In den Stromkreis, der zwischen der Eingangsklemme 10 und der Ausgangsklemme 12 verläuft, ist ein magnetischer Auslöser, beispielsweise ein Tauchschlaganker gemäß der DE-PS 10 82 971 geschaltet, welches in seiner Gesamthheit die Bezugsziffer 14 trägt. Die Spule des Auslösers 14 ist ebenfalls schematisch dargestellt und trägt die Bezugsziffer 16. Innerhalb der Spule befindet sich, strichliert dargestellt, ein Tauchschlaganker 18. Ein beweglicher Kontakthebel 40 ist in seinem mittleren Bereich ortsfest ca. auf einer Drehachse 42 gelagert. Er besitzt an seinem einen freien Schenkelende ein Hauptkontaktstück 44, welches mit einem ortsfesten Hauptkontaktstück 46 zu- .so sammenwirkt. Dieses Hauptkontaktstück 46 ist einerseits mit der Anschlußklemme 12 und andererseits mit einem Lichtbogenleitblech 48 in an sich bekannter Weise verbunden. Die dazugehörigen Lichtbogenlörchbleche sind mit der Bezugsziffer 50 bezeichnet. Der andere ;»5 freie Schenkel des beweglichen Kontakthebels besitzt ein zusätzliches Kontaktstück 52, welches mit einem ortsfest angeordneten zusätzlichen festen Kontaktstück 54 zusammenwirkt Ein Thermobimetall für eine thermische Überstromauslösung ist in Reihe mit der Spule 16 <>o

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gcat~iiaiici uuu uagi uic Lycz.ugaz.uiei *nj. raiauci £,uui Thermobimetall 56, zur Spule 16 und zu den beiden zusätzlichen Kontaktstücken 52 und 54 ist ein Widerstand 58 geschaltet. Der eine Anschluß des Widerstandes 58 geht auf dem Strompfad zwischen den beiden Klemmen 10 und 12 zwischen der Eingangsklemme 10 und dem Thermobimetall 56, während der andere Anschluß auf den beweglichen Kontakthebel 40 geschaltet ist; zweckmäßigerweise erfolgt der Anschluß direkt an der ortsfesten Drehachse 42.

Diese Schaltungsanordnung gemäß der F i g. 1 wirkt nun als Strombegrenzungsschaltung, wobei der Widerstand 58 als Dämpfungswiderstand fungiert Bei einer Kurzschlußauslösung wird durch den Magnetauslöser in sehr kurzer Zeit die aus den beiden Kontaktstücken 52 und 54 gebildete zusätzliche Kontaktstelle 60 geöffnet, so daß der gesamte Strom auf den Dämpfungswiderstand 58 kommutiert wird. Da der Wert des Widerstandes 58 größer ist als die Widerstandswerte im Auslöser, ergibt sich eine zusätzliche Dämpfung des Kurzschlußstromes. Der Dämpfungswiderstand 58 wird dann so bemessen und so ausgebildet daß sich bei öffnung der Kontaktstelle 52 jeweils nur eine Spannung von 30 Volt ergibt so daß an der Schaltkontaktstelle 60 kein Lichtbogen entsteht Es ist selbstverständlich, daß zwischen den Auslöseelementen selbst d. h. der Spule 16, dem Thermobimetall 56 und dem Dämpfungswiderstand 58, eine geeignete Abstimmung der Widerstandswerte erfolgt, damit die erwünschte Auslösecharakteristik erreicht wird. Die eigentliche Hauptkontaktstelle, dje gebildet wird aus den beiden Kontaktstücken 44 und 46, wird ebenso, wie der Kontakthebel 40 bzw. die zusätzliche Kontaktstelle 60 durch den Tauchschlaganker 18 des Auslösesystems 14 betätigt Natürlich wird der bewegliche Kontakthebel auch in die Ausschaltstellung mittels eines nicht gezeigten Schaltmechanismus gebracht, beispielsweise bei einer Überstromauslösung durch das Thermobimetall. Die Wirkungsweise des Schaltmechanismus ist an sich bekannt

Die F i g. 2 zeigt eine Modifikation der Schaltungsanordnung nach der F i g. 1; hier ist lediglich das Thermobimetall 56 außerhalb des Dämpfungswiderstands-Zweiges angeordnet

Die Größe des Widerstandes 58 ergibt sich beispielsweise aus folgender Rechnung:

Bei einem Leitungsschutzschalter für 25 Ampere Nennstrom soll der Ansprechwert bei 125 Ampere liegen. Bei dem höchsten angenommenen Kurzschlußstrom und ungünstigsten Leistungsfaktor soll die öffnung der Kontaktstelle 60 bei höchstens 600 Ampere erfolgen. Damit die Spannung an der Kontaktstelle 60 nicht wesentlich über 30 Volt ansteigen kann, darf der Begrenzungswiderstand in diesem Falle nicht mehr als

30 Volt/600 Ampere

betragen. In einem Stromkreis von 220 Volt ergibt sich durch einen derartigen Widerstand eine Begrenzung des Kurzschlußstromes auf höchstens 4000 Ampere. Diese Begrenzung kann dann noch effektiver gestaltet werden, wenn der Widerstand, wie oben dargelegt, als stromabhängiger Widerstand oder eventuell auch als druckempfindlicher Widerstand ausgebildet ist Perartige stromabhängige Widerstände sind beispielsweise PTC-Widerstände.

nierzu 1 Dian z.eicnnungen

Claims (8)

1 2 Aus der DE-PS 10 58616 ist eine Schaltvorrichtung Patentansprüche: für Selbstschalter mit elektromagnetischer und thermischer Auslösung bekanntgeworden, bei der hintereinan-

1. Elektrisches Schaltgerät, insbesondere Lei- dergeschaltete Unterbrechungsstellen vorgesehen sind tungsschutzschalter, mit einem elektromagnetischen 5 von denen beim Auftreten eines Überströms zunächst Auslöser, der bei Auftreten eines Kurzschluß- und/ die eine durch einen Widerstand überbrückte Kontaktoder eines Oberstromes auf ein Schaltschloß zur stelle und anschließend die andere durch die gemeinsaöffnung eines beweglichen Kontaktstückes ein- me elektromagnetische Auslösevorrichtung geöffnet wirkt, wobei in Reihe zur Spule des elektromagnet!- wird, deren längsverschiebbar in einer Spule bewegter sehen Auslösers eine zusätzliche von einem Schlag- 10 Magnetkern zuerst die eine und dann nach Zurücklegen anker bewegte Kontaktstelle vorgesehen ist, parallel eines gewissen Weges die andere Kontaktstelle öffnet zu welcher ein Widerstand geschaltet ist, d a d u r c h Die DE-PS 4 52 815 beschreibt einen Schnellschalter gekennzeichnet, daß der Widerstand (58) au- mit Lichtbogenlöschung, bei dem parallel zu seinen Unßer parallel zur zusätzlichen Kontaktstelle auch par- terbrechungskontakten dauernd ein Widerstand eingeallel zur Spule (16) des elektromagnetischen Auslö- 15 schaltet ist Zusätzlich soll eine Gebläsewicklung (also sers (14) liegt eine Blasspule a) für den Schnellschalter in den Parallel-

2. Elektrisches Schaltgerät mit einem thermischen Stromkreis eingeschaltei sein. Der zusätzliche Schalter f Auslöser in Form eines Bimetallcs, nach Anspruch 1, ist ein solcher Schalter, der nach öffnen des Hauptschaldadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (58) ters (/und dem Erlöschen des Lichtbogens den Strom im parallel zu einem Thermobimetall (56), der Spule (16) 20 Parallelkreis unterbricht Die konstruktive Gestaltung des elektromagnetischen Auslösers (14) und der zu- sieht vor, daß die Hauptkontaktstelle in Reihe zur Aussätzlichen Kontaktstelle (60) geschaltet ist lösespule e steht und daß parallel dazu ein Blasfeld und

3. Elektrisches Schaltgerät nach Anspruch 1 oder ein Widerstand angeordnet sind.

2, mit einem beweglichen Kontakthebel, an dem ein Es ist eine Einrichtung zur Begrenzung von Strömen bewegliches Hauptkontaktstück angebracht ist, da- 25 bekanntgeworden (DT-OS 24 39 066), bei der vor die durch gekennzeichnet daß der Kontakthebel (40) in Kontaktstelle strombegrenzende Widerstände geschalseinem mittleren Bereich drehbar gelagert ist und tet sind. Derartige strombegrenzende Widerstände köndaß an seinem einen Schenkel das bewegliche nen z. B. PTC-Widerstände sein, weiche nach Über-Hauptkontaktstück (44) und an seinem anderen schreitung einer bestimmten Temperatur (Schwellen-Schenkel ein Kontaktstück für die zusätzliche Kon- 30 temperatur) als Folge des durchfließenden Stromes eine taktstelle (60) angebracht sind. sehr schnelle und steile Widerstandserhöhung erfahren.

4. Elektrisches Schaltgerät nach einem der vorigen Mit einer derartigen Einrichtung läßt sich zwar eine Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wider- Kurzschlußschaltung in günstiger Weise beeinflussen; stand (58) an der Drehachse (42) des Kontakthebels eine gleichzeitige Auslösung aufgrund eines Überstro-(40) galvanisch angeschlossen ist 35 mes kann hier nur dadurch geschehen, daß ein in den

5. Elektrisches Schaltgerät nach einem der vorigen Stromkreis eingeschaltetes Bimetall auf den Schaltme-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der chanismus des betreffenden Leitungsschutzschaltes ein-Hauptkontaktstelle (44, 46) zusätzlich als Strombe- wirkt.

grenzung dienende Lichtbogeniöschbleche (50) an- Aufgabe der Erfindung ist es, ein elektrisches Schaltgeordnet sind. 40 gerät der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem

6. Elektrisches Schaltgerät nach einem der vorigen eine Kurzschluß- und Überstromauslösung mit Strom-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wider- begrenzung mit einfacheren Mitteln bewerkstelligt stand (58) als stromabhängiger Widerstand ausgebil- wird.

detist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die

7. Elektrisches Schaltgerät nach Anspruch 6, da- 45 kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst,
durch gekennzeichnet, daß der Wert des Widerstan- Diese Schaltungsanordnung wirkt als Strombegrendes (58) für einen Leitungsschutzschalter mit 25 Am- . zungsschaltung. Wird nämlich bei einer Kurzschlußauspere Nennstrom bei einem Ansprechwert vom lösung durch den Magnetauslöser die zusätzliche Kon-125 Ampere 50 πιΩ beträgt. taktstelle geöffnet, so wird der gesamte Strom auf den

8. Elektrisches Schaltgerät nach einem der An- 50 Dämpfungswiderstand kommutiert.

Sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der ' Der Grund für die Strombegrenzung besteht darin,

Wert des Widerstandes (58) so bemessen ist, daß er daß durch den zusätzlichen Lichtbogenwiderstand auch

größer ist als der Widerstandswert des Auslösers der Widerstand der Parallelschaltung erhöht wird. Au-

(14) und zwar so, daß sich bei der öffnung der zu- ßerdem wird der Strom auf dem Zweig mit dem strom-

sätzlichen Kontaktstelle (60) an dieser ein Span- 55 abhängigen Widerstand (z. B. mit einem PTC-Wider-

nungsabfall von ca. 30 volt ergibt. stand) stärker erhöht; infolge des parallel liegenden

Dämpfungswiderstandes (mit dem kleinen Spannungs-

abfall) kommt der Lichtbogen zum Erlöschen; der Widerstand erhöht seinen Widerstandswert und wirkt, be-60 aufschlagt mit dem vollen Strom, allein als strombegren-Die Erfindung betrifft ein elektrisches Schaitgerät, zender Widerstand.

insbesondere einen Leitungsschutzschalter, mit den In bevorzugter Weise ist der Wert des Widerstandes

Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1. so zu bemessen, daß er größer ist, als die Widerstands-

Bei der Entwicklung von elektrischen Leitungsschutz- werte im Auslöser und zwar so, daß sich bei öffnung der

schaltern ist man bestrebt, die Schaltleistungen immer 65 zusätzlichen Kontaktstelle ein Spannungsabfall von

weiter zu erhöhen. Die Tendenz geht dahin, die Lei- 30 Volt ergibt. Damit wird erreicht, daß an dieser

stungserhöhung durch strombegrenzende Einrichtun- Schaltkontaktstelle kein Lichtbogen entsteht,
gen innerhalb des Leitungsschutzschalters zu erzielen. In besonderer Ausgestaltung der Erfindung kann der