DE2904117C2 - Auslösevorrichtung mit Auslösemagnet für einen elektrischen Selektivschutz-Selbstschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Auslösevorrichtung mit Auslösemagnet für einen elektrischen Selektivschutz-Selbstschalter, bei der unabhängig von der bleibenden Auslösung der Kontakle über ein Schaltschloß eine kurzunterbrechende Kontakttrennung durchgeführt wird, ein Betätigungsorgan vom Magnetanker bewegbar und außerdem eine Rastklinke vorgesehen ist, nach einem Stromstoß der Magnetanker und das Betätigungsorgan in Ruhestellung zurückbewegbar sind, wobei das letztere hinter eine Raste der Rastklinke einrastbar ist, bei einem weiteren 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.

Durch die DE-OS 25 25 192 ist eine Selektivschutzvorrichtung mit in Serie liegenden, strombegrenzenden Selbstschaltern bekannt, bei der die letzten beim Auftritt eines Kurzschlusses unabhängig von der Schaltschloßauslösung eine kurzunterbrechende, strombegrenzende Kontakttrennung ausführen und nach Unterbrechung des Kurzschlußstromes wieder in die Einschaltstellung zurückgehen. Die selektive Auslösung der Schalter in einer Kaskade erfolgt dabei derart, daß ein Schalter das Aus-Ein-Manöver um so häufiger wiederholt, je dichter er in der Hierarchie in der Verteilung an der Leistungseinspeisestelle liegt Der Auslösebefehl an das Schaltschloß wird dabei durch eine mechanische oder elektronische rückstellbare Zählvorrichtung erzeugt, die erst dann aktiviert wird, wenn die der Hierarchie entsprechende Zahl von Schnellwiedereinschaltungen auf anstehenden Kurzschluß erfolgt ist. Durch diese Maßnahme erreicht man eine vollständige Selektivität innerhalb der Schalterkaskade.

Diese Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß ein relativ großer Aufwand für die Realisierung der zur Auslösung erforderlichen rückstellbaren Zählvorrichtung notwendig ist, nämlich eine Elektronik mit elektrischem Energiespeicher oder eine mechanische Anordnung mit mechanischem Energiespeicher. Die Elektronik wird dann alternativ zur Mechanik eingesetzt werden können. In jedem Falle wird der Aufwand insbesondere dann sehr hoch, wenn die Schalter sehr billig sein und in großen Stückzahlen eingesetzt werden sollen, beispielsweise bei der Hausinstallation. Darüber hinaus ist die beschriebene Vorrichtung nur für eine sicherungsfreie Installation vorgesehen.

Eine Auslösevorrichtung der eingangs genannten Art ist durch die DE-PS 2 92 972 bekanntgeworden. Zwar ist die dort beschriebene Auslösevorrichtung grundsätzlich auch bei Selektivschutzanordnungen einsetzbar; die bekannte Vorrichtung hat aber nur die Aufgabe, dann in Wirkung zu treten, wenn der Stromverbrauch von einem Abonnenten größer ist als ein vereinbarter Stromverbrauch. Demgemäß besitzt die Auslösevorrichtung eine pneumatische Kolben-Zylinderanordnung, die als Speicher dient und deren Füllzustand als Maß für die Zeitdauer der Überschreitung der höchstzulässigen Stromstärke dient. Diese Vorrichtung ist in ihrem Aufbau deshalb sehr kompliziert und aus diesem Grunde für den Einsatz in einer Schalterkaskade nicht ohne weiteres geeignet, dies um so mehr, als bei der bekannten Vorrichtung die Kurzunterbrechungen, aufgrund derer das Licht zum Flackern gebracht wird, zur Anzeige der Überschreitung des zulässigen Stromwertes verwendet werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der rückstellbare Zählvorrichtungen nicht erforderlich sind und die außerdem eine ausreichende Selektivität gegen eine der Selbstschalterkaskade vorgeschaltete Sicherung ermöglicht und die in ihrem Aufbau so einfach ist, daß sie preiswert und in Hausinstallationsverteilungen einbaubarer Form herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Sperrorgan bei einem ersten Stromstoß vom

Betätigungsorgan in Übergangsposition bewegbar ist und gleichzeitig die vom Sperrorgan in ausgeklinkter, ausgeschwenkter Stellung gehaltene Rastklinke in Raststellung einschwenkbar und ein Bimetall hinter einen Anschlag des Sperrorgans einrastbar ist.

Zwar ist durch die DE-PS 7 37 514 bekannt, die dauernde Auslösung eines selektiven Leitungsschutzschalters durch ein Bimetall zu erreichen. Weitergehende Gemeinsamkeiten mit der Erfindung sind jedoch nicht vorhanden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann dahin gehen, daß das Betätigungsorgan eine hin- und herbewegbare Schubstange besitzt und der Magnetanker schwenkbar ist.

Dabei kann die Rastklinke in ihrer Schwenkachse an das als Auslösebügel ausgeführte Auslöseorgan angelenkt sein und sie kann ferner von einem Anschlag des Sperrorgans in ausgeklinkter, ausgeschwenkter Stellung gegen die Kraft einer Feder gehalten sein.

Durch diese rein mechanischen Gestaltungen der Auslösevorrichtung mit einfachsten konstruktiven Mitteln wird somit der wesentliche Vorteil erreicht, daß rückstellbare Zählvorrichtungen und pneumatische Einrichtungen nicht mehr erforderlich sind.

Anhand ά;τ Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, soll die Erfindung näher erläutert und beschrieben werden. Es zeigt

F i g. 1 die Auslösevorrichtung gemäß der Erfindung in Ruheposition,

Fig. 2 die Auslösevorrichtung in Übergangsposition,

F i g. 3 die Auslösevorrichtung in Bereitschaftsposition,

F i g. 4 die Auslösevorrichtung in Auslöseposition,

F i g. 5 das Schaltbild einer aus zwei Selbstschaltern und einer Sicherung bestehenden dreistufigen Schalter-Kaskade.

Die in den Fig. 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- und 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.

Die Antriebsverbindung zwischen der Auslösevorrichtung und einem schwenkbaren Magnetanker 1 eines nicht gezeigten stromdurchflossenen Magneten einerseits und einem schwenkbaren, den nicht gezeigten Selbstschalter betätigenden Auslösehebel 15 andererseits wird hergestellt durch eine Schubstange 3 einerseits und einen Auslösebügel 13 andererseits. Die Schubstange 3 ist hin- und herbeweglich geführt und kann mit ihrem einen, abgewinkelten Ende 5 sowohl gegen das Sperrorgan 6 gedruckt 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.

Die Funktion der beschriebenen Auslösevorrichtung ist folgende: In der Ruheposition gemäß F i g. 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.

Wenn aufgrund eines Fehlerstroms oder eines Kurzschlusses ein erster Stromstoß erfolgt, so wird der Magnetanker aus seiner Position in F i g. 1 in die Position nach F i g. 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. Hierbei wird die Arretierung zwischen dem Haltearm 11 und dem Anschlag 8 des Sperrorgans aufgehoben, so daß die Rastklinke 9 in ihre Raststellung gemäß F i g. 2 von der Feder 20 eingeschwenkt wird und am Winkelende 5 der Schubstange 3 zur Anlage kommt.

Damit befindet sich die Vorrichtung in Obergangsposition gemäß F i g. 2.

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. Jetzt befindet sich die Vorrichtung in Bereitschaftsposition gemäß F i g. 3.

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 gemäß F i g. 4.

Nach Abkühlung des Bimetalls 17 wird des:.en Verklinkung am Anschlag 7 des Sperrorgans 6 wieder aufgehoben, mit der Folge, daß dieses von der Feder ίθ wieder nach unten gedrückt wird. Hierbei drückt der Anschlag 8 des Sperrorgans 6 gegen den Haltearm 11 der Rastklinke 9, demzufolge diese wieder in ihre Ruhestellung ausgeschwenkt wird und die Verrastung zwischen der Raste 12 und dem Winkelende 5 der Schubstange 3 gelöst wird. Die Vorrichtung befindet sich damit wieder in der Ruheposition gemäß F i g. 1.

Die Funktionsbedingungen von mit Selbstschaltern zusammenarbeitenden, erfindungsgemäßen Auslösevorrichtungen einer dreistufigen Schalter-Kaskade zeigt der in Fig. 5 dargestellte Schaltplan. Gemäß diesem Schaltplan muß eine gegeneinander selektive Auslösung der drei Schutzorgane für alle drei möglichen Kurzschlußorte A, Sund Cgewährleistet sein.

Bei einem Kurzschluß am Ort C sprich', 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.

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 gemäß F i g. 1 bis 4 von der Auslösevorrichtung ausgeführt werden. 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 feststellen, wenn er nach der Unterbrechung des ersten Stromimpulses — ohne zunächst die Auslösung zu betätigen — wieder einschaltet. War nämlich der Kurzschluß am Ort A, so ist er inzwischen durch den Selbstschalter 30 unterbrochen worden und besteht nicht mehr. Der Selbstschalter 31 darf in diesem Fall nicht auslösen, damit die benachbarten gesunden Einspeisungen 30a und JOi) nicht stromlos werden. Die Auslösevorrichtung hat in diesem Falle somit nur die Funktionen gemäß F i g. 1 und 2 auszuführen.

War dagegen der Kurzschluß am Ort B, so schaltet

der Selbstschalter 31 auf einen anstehenden Kurzschluß ein und öffnet aufs neue strombegrenzend. In diesem Fall wird der Schalter 31 jedoch auch auslösen; die Auslösevorrichtung hat jetzt alle die Funktionen gemäß Fig. 1 bis 4 auszuführen. Damit wird eine endgültige und bleibende Öffnung der Schaltkontakte bewirkt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Auslösevorrichtung mit A'islösemagnet für einen elektrischen Selektivschutz-Selbstschalter, bei der

unabhängig von der bleibenden Auslösung der Kontakte über ein Schaltschloß eine kurzunterbrechende Kontakttrennung durchgeführt wird,
ein Betätigungsorgan vom Magnetanker (1) bewegbar und außerdem eine Rastklinke (9) vorgesehen ist, nach einem Stromstoß der Magnetanker (1) und das Betätigungsorgan in Ruhestellung zurückbewegbar sind, wobei das letztere hinter eine Raste (12) der Rastklinke (9) einrastbar ist,

bei einem weiteren Stromstoß die Rastklinke (9) vom Anker (1) über das Betätigungsorgan und die Raste (12) in Auslöseposition geradlinig bewegbar ist, wobei ein Auslösehebel (15) von einem an der Rastklinke angelenkten Auslöseorgan verschwenkbar ist,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Sperrorgan (6) bei einem ersten Stromstoß vom Betätigungsorgan in Übergangsposition bewegbar ist und gleichzeitig die vom Sperrorgan (6) in ausgeklinkter, ausgeschwenkter Stellung gehaltene Rastklinke (9) in Raststellung einschwenkbar und ein Bimetall (bei 18) hinter einen Anschlag (7) des Sperrorgans einrastbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan eine hin- und herbewegbare Schubstange (3) und der Magnetanker (1) schwenkbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastklinke (9) in ihrer Schwenkachse (10) an das als Auslösebügel (13) ausgeführte Auslöseorgan angelenkt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastklinke (9) von einem Anschlag (8) des Sperrorgans (6) in ausgeklinkter, ausgeschwenkter Stellung gegen die Kraft einer Feder (20) gehalten ist.