DE29510909U1

DE29510909U1 - Strombegrenzendes Kontaktsystem mit Rückfallverzögerung des elektrodynamisch betätigten beweglichen Kontaktes

Info

Publication number: DE29510909U1
Application number: DE29510909U
Authority: DE
Original assignee: Kloeckner Moeller GmbH
Current assignee: Eaton Industries GmbH
Priority date: 1995-07-06
Filing date: 1995-07-06
Publication date: 1995-09-14
Anticipated expiration: 2005-07-07

Description

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Strombegrenzendes Kontaktsystem mit Rückfallverzögerung des
elektrodynamisch betätigten beweglichen Kontaktes

Die Erfindung betrifft ein strombegrenzendes Kontaktsystem mit Rückfallverzögerung des elektrodynamisch betätigten beweglichen Kontaktes nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Die Erfindung findet Anwendung in Niederspannungs-Schutzschaltern, insbesondere Leistungsschaltern, oder Strombegrenzungsschaltern und dient insbesondere zur selektiven Abschaltung von Kurzschlußströmen in verzweigten Netzen.

Durch derartige Kontaktsysteme soll zur Erzielung selektiver Eigenschaften erreicht werden, daß der Rückfall des beweglichen Kontaktes, der infolge eines auftretenden Kurzschlußstromes elektrodynamisch betätigt worden ist, so lange verzögert wird, 0 bis es zur Abschaltung über das Schaltschloß des Schutzschalters kommt, der dieses Kontaktsystem enthält oder mit diesem in Reihe geschaltet ist. Aus der EP 406 130 Al ist ein Strombegrenzungsschalter bekannt, der ein elektrodynamisch beeinflußbares Kontaktsystem und eine elektrodynamisch wirkende Verklinkung enthält, die sich in unmittelbarer Nähe des Kontaktsystems und elektrisch isoliert von diesem befindet. Die Betätigung der Verklinkung in die aktive Stellung wird durch das elektromagnetische Feld infolge des in dem Schalterpol fließenden Kurzschlußstromes bewirkt, wodurch der bewegliche Kontakt nach der 0 elektrodynamischen Abstoßung zeitweise offen gehalten wird. Die Verklinkung ist mit einem Paar ferromagnetischer Bügel und einer zur inaktiven Stellung der Verriegelung beaufschlagten Blattfeder beaufschlagt. Der Nachteil dieses Standes der Technik besteht in der relativ aufwendigen Realisierung der Rückfallverzögerung und in dem zusätzlichen, vom elektromagnetischen Feld

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aufzubringenden Kraftbedarf zur Überwindung der Federkraft der Blattfeder.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein einfaches gattungsgemäßes Kontaktsysteiti anzugeben, das keinen zusätzlichen Kraftaufwand zur Aktivierung der Rückfallverzögerung erfordert.

Ausgehend von einem Kontaktsystem der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Infolge der raschen Beaufschlagung der Verzögerungseinrichtung durch die Vorspannung muß das elektromagnetische Feld keinen Energiebeitrag zur Aktivierung der Rückfal!verzögerung leisten. Die Rückfallverzögerung kann durch die Wahl der zu verdrängenden Substanz und der Bemessung des dieser Verdrängung entgegenstehenden Widerstandes in leicht vorzunehmender Weise an das gewünschte Selektivitätsverhalten der mit den vorgeschlagenen Kontaktsystemen verbundenen Schutzschalter angepaßt werden.

0 Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Ein besonders einfache Wirkverbindung des Verzögerungseinrichtung ergibt sich mit einem als einarmigen Kontaktarm ausgeführten beweglichen Kontakt, ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Die Selektivitätswirkung erweist sich als besonders wirkungsvoll, wenn die Rückfallverzögerung ungefähr 10 mm vor dem Aufeinandertreffen der Kontaktstücke erfolgt, insbesondere in Verbindung mit einem einarmigen Kontaktarm. Luft als zu verdrängende Substanz ist besonders vorteilhaft, da sie ständig zur Verfügung steht und 0 einfach zu handhaben ist. Dabei erweist sich die vorgeschlagene Kolben-Zylinder-Kombination als zweckmäßig, insbesondere bei unterschiedlichen Strömungswiderständen in den beiden Richtungen der Luftströmung, bewirkt durch die vorgeschlagenen Ausgestaltungen der Luftventile. Im erforderlichen Falle erweist sich eine zwischen den Kontaktstücken und der Verzögerungseinrichtung anzuordnende Schutzvorrichtung zum Schutz vor schädigenden Einwirkungen von Lichtbogengasen als zweckmäßig.

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Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel, aus dem weitere Einzelheiten und Vorteile zu ersehen sind, näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung ist in vereinfachter Weise ein zu einem Schutzschalter gehörendes erfindungsgemäßen Kontaktsystemen in Seitenansicht für nur einen Pol dargestellt.

Das Kontaktsystem 2 enthält einen feststehenden Kontakt 4 mit einem feststehenden Kontaktstück 6 und einem als einarmigen Kontaktarm ausgebildeten beweglichen Kontakt 8 mit einem beweglichen Kontaktstück 10. Der bewegliche Kontakt 8 ist über eine Schwenkachse 12 in einer querliegenden Schaltwelle 14 gelagert, die über Ausbildungen 16 mit einem nicht dargestellten Betätigungsmechanismus verbunden ist, wodurch die Kontaktstücke 6, 10 in und außer Verbindung bringbar sind. Um die Schwenkachse 12 ist zur Erzeugung des notwendigen Kontaktdruckes bei geschlossenen Kontaktstücken 6 und 10 eine Kontaktdruckfeder 18 in Form einer Schraubendrehfeder gelagert, die sich sowohl gegen einen Vorsprung 20 der Schaltwelle 14 als auch gegen den beweglichen 0 Kontakt 8 abstützt. Die übliche Lichtbogenlöscheinrichtung ist der Einfachheit halber nicht dargestellt.

Unterhalb des beweglichen Kontaktes 8 ist an dem nicht dargestellten Formgehäuse des Schutzschalters eine Verzögerungseinrichtung 2 2 angeordnet. Die Verzögerungseinrichtung 22 besteht im wesentlichen aus einem Zylinder 24 und aus einem Betätigungselement 26. Der Zylinder 24 ist durch eine relativ große Öffnung 28 nach oben offen, weist einen mit Luft als zu verdrängende Substanz ausfüllbaren Zylinderraum 3 0 auf und steht auf der Unterseite über ein Luftventil 32 wieder mit der Außenluft in Verbindung. Das Betätigungselement 2 6 reicht einerseits mit einem Stößel 34 aus dem Zylinder 24 heraus und geht anderseits in einen Kolben 36 über, der den Zylinderraum 30 nach oben abschließt, über den Stößel 34 ist die Verzögerungseinrichtung 22 durch den beweglichen Kontakt 8 beaufschlagbar. Der Kolben 3 6 stützt sich gegen den Boden des Zylinders 24 über eine als Schraubendruckfeder ausgebildete Kolbenfeder 38 ab. Bodenseitig

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ist die Kolbenfeder 38 mit einem Teller 40 des somit als Tellerventil ausgebildeten Luftventils 32 verbunden, so daß ein erheblich höherer Luftwiderstand für die ausströmende Luft, d.h. in Auslaßrichtung, gegenüber dem Luftwiderstand für die einströmende Luft, d.h. in Einlaßrichtung, besteht.

Bei geschlossenen Kontaktstücken 6, 10 wird das Betätigungselement 2 6 entgegen der Federkraft der Kolbenfeder 38 in der Weise durch den beweglichen Kontakt 8 beaufschlagt, daß durch den herabgedrückten Kolben 3 6 die Luft weitgehend aus dem Zylinderraum 30 verdrängt ist. Die Verzögerungseinrichtung 22 befindet sich in der inaktiven Stellung. Beim Fließen eines Kurzschlußstromes durch den dargestellten Pol des Schutz schalters wird das Kontaktsystem 2 durch die erzeugten hohen elektrodynamischen Kräfte derart betätigt, daß der bewegliche Kontakt 8 entgegen der Wirkung der Kontaktdruckfeder 18 von dem feststehenden Kontakt 4 weggeschleudert wird, wobei er im Uhrzeigersinn um seine Schwenkachse 12 geschwenkt wird. Dabei gerät der Stößel 34 außer Verbindung mit dem beweglichen Kontakt 8, so daß das Betäti-0 gungselement 2 6 unter der Wirkung der Vorspannung der Kolbenfeder 38 rasch nach oben fährt. Ebenso rasch füllt sich der Zylinderraum 3 0 mit Luft. Die Verzögerungseinrichtung 22 ist in ihre aktivierte Stellung übergegangen. Durch die strombegrenzende Wirkung des zwischen den geöffneten Kontaktstücken 6 und 10 sich bildenden Lichtbogens werden die elektrodynamischen Kräfte geschwächt, wodurch die abstoßende Wirkung zwischen den Kontakten 4, 8 aufhört und der bewegliche Kontakt 8 zurückzufallen beginnt. Nähert sich das bewegliche Kontaktstück 10 dem feststehenden Kontaktstück 6 auf einen Abstand A von 10 mm, dann trifft 0 der bewegliche Kontakt 8 auf den Stößel 34. Diese Situation ist in der Zeichnung dargestellt. Der rückfallende bewegliche Kontakt 8 wird ab diesem Augenblick durch die bremsende Wirkung der aus dem Zylinderraum 3 0 zu verdrängenden Luft in seiner weiteren Bewegung verzögert, so daß die Kontakte 4 und 8 so lange offen gehalten werden, bis es zu einer sicheren Auslösung des Betätigungsmechanismus über nicht dargestellte auslösende Mittel kommt. Diese Auslösung bewirkt ein abschaltendes Verschwenken

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der Schaltwelle 14 und damit der beweglichen Kontakte 8 aller Poleinheiten im Uhrzeigersinn. Durch die Rückfal!verzögerung des beweglichen Kontaktes 8 ist das Kontaktsystem 2 hervorragend zum selektiven Schutz von elektrischen Anlagen geeignet.

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Bezugszeichenliste

2 Kontaktsystem

4 feststehender Kontakt

6 feststehendes Kontaktstück

8 beweglicher Kontakt

10 bewegliches Kontaktstück

12 Schwenkachse

14 Schaltwelle

16 Ausbildungen

18 Kontaktdruckfeder

2 0 Vorsprung

2 2 Verzögerungseinrichtung 24 Zylinder

26 Betätigungselement

28 Öffnung

30 Zylinderraum

3 2 Luftventil 34 Stößel

3 6 Kolben

38 Kolbenfeder

40 Teller

A Abstand

Claims

Klöckner-Moeller GmbH t I:.. I I .' : &iacgr; &iacgr;». 03.07.1995 Schutzansprüche

1. Strombegrenzendes Kontaktsystem mit Rückfal!verzögerung des elektrodynamisch betätigten beweglichen Kontaktes mit einer in seiner unmittelbaren Nähe befindlichen Verzögerungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt (8) mit der Verzögerungseinrichtung (22) in der Art in Wirkverbindung steht, daß diese zum einen durch eine eigene Vorspannung bei elektrodynamischer Betätigung des beweglichen Kontaktes (8) zum raschen Übergang in die aktivierte Stellung beaufschlagt ist und zum anderen der rückfallende, aber noch im genügenden Abstand vom feststehenden Kontakt (4) befindliche beweglichen Kontakt (8) ein Betätigungselement (26) der Verzögerungseinrichtung (2 2) entgegen einer langsam zu verdrängenden Substanz beaufschlagt.

2. Strombegrenzendes Kontaktsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt (8) als einarmiger Kontaktarm ausgebildet ist.

3. Strombegrenzendes Kontaktsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintritt der Beaufschlagung des Betätigungselementes (26) durch den rückfallenden beweglichen Kontakt (8) einem Abstand (A) von ungefähr 10 mm zwischen dem beweglichen Kontaktstück (10) des beweglichen Kontaktes (8) und dem feststehenden Kontaktstück (6) des feststehenden Kontaktes (4) entspricht.

4. Strombegrenzendes Kontaktsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verdrängende Substanz Luft ist.

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5. Strombegrenzendes Kontaktsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (26) in einem über ein Luftventil (32) nach außen in Verbindung stehenden Zylinder (24) gelagert ist, sich innerhalb desselben mit einem den Zylinderraum (3 0) abdichtenden Kolben (36) gegen eine die Vorspannung erzeugende Kolbenfeder (38) abstützt und mit einem zum beweglichen Kontakt (8) weisenden Stößel (34) aus dem Zylinder (24) reicht.

6. Strombegrenzendes Kontaktsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftventil (32) in Auslaßrichtung einen höheren Luftwiderstand als in Einlaßrichtung aufweist.

7. Strombegrenzendes Kontaktsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzliches, in Einlaßrichtung wirkendes Luftventil im Zylinder (24) oder Kolben (3 6) vorgesehen ist.

8. Strombegrenzendes Kontaktsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Verzögerungseinrichtung (22) vor Lichtbogengasen schützende Schutzvorrichtung vorgesehen ist.