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"Auslösevorrichtung"
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Die Erfindung betrifft eine Auslösevorrichtung mit Aus-Isemagnet für
einen elektrischen Selektivschutz-Selbstschalter.
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Durch die deutsche Offenlegungsschrift 25 25 192 ist eine Selektivschutzvorrichtung
mit in Serie liegenden, strombegrenzenden Selbstschaltern bekannt, bei der die letzten
cim Auftritt eines Kurzschlusses, unabhängig von der schaltschloßauslösung eine
kurzunterbrechende, strombegrenzende Kontakttrennung ausführen und nach Unterbrechung
des Kurzschlußstromes wieder in die Einschaltlage zurückzehen Die selektive Auslösung
der Schalter in einer kaskade erfolgt dabei derart, daß ein Schlter das .Aus-Ein-Manöver
umso häufiger wiederholt, je dichter tr in der Verteilerhierarchie an der Leistungseinspeisestelle
liegt.
t)(.r Auslösebefehl an das Schaltschloß wird dabei durch eillc mechanische oder
elektronische rückstellbare Zählvorrichtung erzeugt, die erst dann aktiviert wird,
wenn die der Hier-archie entsprechende Zahl von Schnellwiedereinschaltungen auf
anstehenden Kurzschluß erfolgt ist.
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Durch diese Maßnahme erreicht man vollständige Selektivität innerhalb
der Schalterkaskade.
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Diese Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß ein relativ hoher Aufwand
für die Realisierung der zur Auslösung erforderlichen rückstellbaren Zählvorrichtung
erforderlich ist, nämlich eine Elektronik sowie unabhängige mechanische oder elektrische
Energiespeicher. Dieser Aufwand wird insbesondere dann unvertretbar hoch, wenn die
Schalter sehr billig und in großen Stückzahlen eingesetzt werden sollen, zum Beispiel
bei der Hausinstallation. Darüberhinaus ist die beschriebene Vorrichtung zunächst
nur für eine sicherungsfreie Installation vorgesehen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs
bezeichneten Gattung mit einfachen Mitteln zu schaffen, bei der rückstellbare Zählvorrichtungen
nicht erforderlich sind und die außerdem auch Selektivität gegen eine der Selbstschalter-Kaskade
vorgeschaltete Sicherung ermöglicht, und die ferner insbesondere nur und erst dann
auslöst, wenn innerhalb einer bestimmten Zeitspanne nach einem ersten Stromstoß
noch ein zweiter Stromstoß erfolgt.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß a) bei einem
ersten Stromstoß ein Sperrorgan vom Anker des Auslösemagneten über ein Betätigungsorgan
in Übergangsposition bewegbar ist und gleichzeitig eine vom Sperrorgan in ausgeklinkter,
ausgeschwenkter Stellung gehaltene Rastklinke in Raststellung einschwenkbar und
ein Bimetall hinter einen Anschlag des Sperrorgans einrastbar ist,
b)
nach dem ersten Stromstoß der Anker und das Betätigungsorgan in Ruhestellung zurückbewegbar
sind, wobei das letztere hinter eine Raste der Rastklinke einrastbar ist und c)
bei einem zweiten Stromstoß die Rastklinke vom Anker über das Betätigungsorgan und
die Raste in Auslöseposition geradlinig bewegbar ist, wobei ein Auslösehebel von
einem an der Rastklinke angelenkten Auslöseorgan verschwenkbar ist In vorteilhaften
Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dsß das Sperrorgan
mittels einer hin-und herbewegbaren, mit dem schwenkbaren Magnetanker in Wirlverbindung
stehenden Schubstange in Wirkverbindung bringbar ist, und daß die Rastklinke mittels
eines in ihrer Schwenkachse angelenkten Ausiösebügels mit dem Auslösehebel in Wirkverbindung
bringbar ist, wobei die Rastklinke von einem Anschlag des Sperrorgans in ausgeklinkter,
aus geschwenkter Stellung gegen die Kraft einer Feder gehalten ist.
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Durch diese rein mechanische Gestaltung der Auslösevorrichtung mit
einfachsten konstruktiven Mitteln wird somit der wesentliche Vorteil erzielt, daß
rückstellbare Zählvorrichtungen nicht mehr erforderlich sind und im übrigen die
vorstehend genannte Erfindungsaufgabe einwandfrei und zufriedenstellen gelöst ist.
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Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und seine Vorteile
anhand der beiliegenden Zeichnung näher beschieben Es zeigen: Fig. 1 die Auslösevorrichtung
in Ruheposition; Fig. 2 die Auslösevorrichtung in Übergangsposition;
Fig.
3 die Auslösevorrichtung in Bereitschaftsposition; Fig. 4 die Auslösevorrichtung
in Auslöseposition; Fig. 5 d Schaltbild einer aus zwei Selbstschaltern und einer
Sicherung bestehenden dreistufigen Schalterlta:kade.
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Die in den Figuren 1 bis 4 in verschiedenen Positionen gezeigte Auslösevorrichtung
besteht im wesentlichen aus einem gegen die Kraft einer Feder 19 hin- und herbeweglichen
Sperrorgan 6 sowie eine gegen die Kraft einer Feder 20 schwenkbaren hin- tind herbewegbaren
Rastklinke 9. Das Sperrorgan 6 ist mit einem Anschlag 7 ausgebildet, an den das
freie Ende 18 eines Bimetalls 17 angreifen kann. Das Sperrorgan 6 ist ferner mit
einem weiteren Anschlag 8 versehen, der mit einem Haltearm 11 der Rastklinke 9 zusammenwirkt.
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Die Antriebverbindung zwischen der Auslösevorrichtung und einem schwiikbaren
Magnetanker 1 eines nicht gezeigten stromdurchflossenen Magneten einerseits und
einem schwenkbaren, den nicht zeigten Selbstschalter betätigenden Auslösehebel 15
andererseits wird hergestellt durch eine Schubstange 3 einerseits und einen Auslösebügel
13 andererseits. Die Schubstange 3 in hin- und herbeweglich geführt und kann mit
ihrem einen, abgewinkelten Ende 5 sowohl gegen das Sperrorgan 6 gedrückt als auch
mit einer Raste 12 der Rastklinke 9 in Eingriff gebracht werden. Der Auslösebügel
13 ist einenends an der Rastklinke 9 in ihrer Schwenkachse 10 angelenkt und drückt
mit seinem anderen, abgewinkelten Ende 14 gegen den Auslösehebel 15.
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Die Funkti der beschriebenen Auslösevorrichtung ist folgende: In der
Ruheposition gemäß Figur 1 befindet sich die Rastklinke 9 in der gezeigten, ausgeschwenkten
und ausgeklinkten Stellung, wobei der Anschlag 8 des Sperrorgans 6 am Haltearm 11
der Rastklinke 9 anliegt.
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Wenn aufgrund eines Fehlerstroms oder eines Kurzschlusses ein erster
Stromstoß erfolgt, so wird der Magnetanker aus seiner Position in Figur 1 in die
Position nach Figur 2 geschwenkt und verschiebt dabei die Schubstange 3 nach oben,
wobei deren abgewinkeltes Ende 5 das Sperrorgan 6 ebenfalls nach oben drückt. Gleichzeitig
erwärmt sich infolge des Stromstoßes das direkt oder indirekt beheizte Bimetall
17. Infolge der Krümmung des Bimetalls bewegt sich das obere Ende 18 nach rechts
unter den Anschlag 7 des Sperrorgans 6, wodurch dieses in der oberen Stellung festgehalten
wird.
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Hierbei wird die Arretierung zwischen dem Haltearm 11 und dem Anschlag
8 des Sperrorgans aufgehoben, so daß die Rastklinlce 9 in ihre Raststellung gemäß
Figur 2 von der Feder 20 eingeschwenkt wird und am Winkelende 5 der Schubstange
3 zur Anlage kommt. Damit befindet sich die Vorrichtung in Übergangsposition gem.
Fig r 2.
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Mit dem Ende des ersten Stromstoßes gehen der Magnetanker 1 und die
Schubstange 3 wieder in Ruheposition zurück. Hierbei gleitet das Winkelende 5 der
Schubstange 3 an der Rastklinke 9 entlang nach unten über die Raste 12 und verrastet
dahinter. Damit ist jetzt eine Antriebs- und Wirkungsverbindung zwischen der Schubstange
3, der Rastklinke 9 und dem Auslösebügel 13 hergestellt. Jezt befindet sich die
Vorrichtung in Bereitschaftsposition gem. Figur 3.
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Wenn danach jedoch noch ein zweiter Stromstoß innerhalb einer bestimmten
Zeit erfolgen sollte, so wird der Magnetanker 1 nochmals nach oben geschwenkt und
drückt dabei sowohl die Schubstange 3 als auch die Rastklinke 9 und damit den Auslösebügel
13 nach oben. Der Auslösebügel 13 verschwenkt dabei mit seinem Winkelende 14 den
Auslösehebel 15, der dementsprechend den Schaltmechanismus des Selbstschalters entklinkt
und die dauerhafte, bleibende und endgültige Öffnung der Schaltkontakte bewirkt.
Dies ist die Auslöseposition der Vorrichtung gem. Figur 4.
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Nach Abkühlung des Bimetalls 17 wird dessen Verklinkung am Anschlag
7 des Sperrorgans 6 wieder aufgehoben, mit der Folge, daß dieses von der Feder 19
wieder nach unten gedrückt wird. Hierbei drückt der Anschlag 8 des Sperrorgans 6
gegen den haltearm II der Rastklinke 9, demzufolge diese wieder in ihre Ruhestellung
ausgeschwenkt wird und die trerrstung zwischen der Raste 12 und dem Winkelenede
5 der Schubstange 3 gelöst wird. Die Vorrichtung befindet sich damit wieder in der
Ruheposiiton gemäß Figur 1.
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Die Funktionsbedingungen von mit Selbstschaltern zusammenarbeitenden,
erfindungsgemäßen Auslösevorrichtungen einer dreistufigen Schalter-Kaskade zeigt
der in Figur 5 dargestellte Schaltplan. Gemäß diesem Schaltplan muß eine gegeneinander
selektive Auslösung der drei Schutzorgane für alle drei möglichen Kurzschlußorte
A,B und C gewährleistet sein.
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Bei einem Kurzschluß am Ort C spricht nur die Sicherung 32 an. Bei
einem Kurzschluß am Ort A muß jedoch der Selbstschalter 30 auslösen, ohne daß die
Sicherung 32 anspricht und ohne daß der Selbstschalter 31 auslöst. Der letztere
darf und soll jedoch den Strombegrenzungsvorgang möglichst kurzunterbrechend unterstützen,
so daß unter anderem eine verbesserte Durchlaßkennlinie sowie ein höheres Schaltvermögen
erzielt wird.
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Für einen Kurzschluß am Ort B muß dagegen der Selbstschalter 31 nicht
nur strombegrenzend öffnen, sondern auch auslösen. Es müssen hierfür also alle die
Funktionen gem. Figuren 1 bis 4 von der Auslösevorrichtung ausgeführt werden.
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Bei einem ersten Schaltvorgang kann der Selbstschalter 31 zunächst
aber nicht unterscheiden, ob der ihn durchfließende Kurzschlußstrom auf einen Kurzschluß
am Ort A oder am Ort B zurückzuführen ist. Er kann dies erst dann feststel-
len,
wenn er nach der Unterbrechung des ersten Stromimpulses - ohne zunächst die Auslösung
zu betätigen - wieder ein schaltet. War nämlich -der Kurzschluß am Ort A, so ist
er inzwischen durch den Selbstschalter 30 unterbrochen worden und besteht nicht
mehr. Dr Selbstschalter 31 darf in diesem Fall nicht auslosen, damit die benachbarten
gesunden Einspeisungen 30a und 30b nicht stromlos werden. Die Auslösevorrichtung
hat in diesem Falle somit nur die Funktionen gem. Figur 1 und 2 auszuführen.
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War dagegen der Kurzschluß am Ort B, so schaltet der Selbstschalter
31 auf einen anstehenden Kurzschluß ein und öffnet auf Neue strombegrenzend. In
diesem Fall wird der Schalter 31 jedoch auch auslösen; die Auslösevorrichtung hat
jetzt alle die Funktionen gemäß Figur 1 bis 4 auszufahren.
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Damit wird eine endgültige und bleibende Öffnung der Schaltkontakte
bewirkt.