DE3133200C2

DE3133200C2 -

Info

Publication number: DE3133200C2
Application number: DE19813133200
Authority: DE
Inventors: Helmut 8411 Eilsbrunn De Roesch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-08-21
Filing date: 1981-08-21
Publication date: 1990-11-08
Also published as: JPH0119613B2; AT384322B; DE3133200A1; ATA157782A; JPS5840716A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Leitungsschutzschalter der als Vorautomat geeignet ist, im einzelnen nach Gattungs begriff von Patentanspruch 1.

Derartige Leitungsschutzschalter sind bekannt (DE-PS 7 41 044).

Hierbei wird der Kontakt einer Schaltkontaktvorrichtung im Hauptpfad durch einen Strom über den Nebenpfad bis zur end gültigen Abschaltung durch einen unverzögerten Auslöser im Nebenpfad offengehalten, indem in den Nebenpfad ein weiterer unverzögerter Auslöser eingeschaltet ist, der nur mit der einen Schaltkontaktvorrichtung im Hauptpfad in Wirkverbindung steht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen als Vorautoma ten geeigneten Schutzschalter der im Gattungsbegriff genannten Art so zu verbessern, daß eine bestimmte Überstromcharakte ristik erzielt wird.

Die Lösung der geschilderten Aufgabe besteht nach der Erfindung in einem Leitungsschutzschalter nach Patentanspruch 1. Kenn zeichnend ist dabei, daß im Hauptpfad außer dem unterzögerten Auslöser auch ein verzögerter Auslöser angeordnet ist, der jedoch mit dem Schaltschloß in Eingriffverbindung steht. Beim bekannten Leitungsschutzschalter (DE-PS 7 41 044) fehlt im Hauptpfad ein verzögerter Auslöser. Der verzögerter Auslöser beim erfindungsgemäßen Schalter kann im einfachsten Fall ein thermischer Auslöser sein und im Hauptpfad zwischen den Ver zweigungen nach Fig. 3 angeordnet sein oder außerhalb der Ver zweigung nach Fig. 4. Hierdurch wird eine bestimmte Überstrom charakteristik erzielt.

Vollautomaten werden zwischen der Hauptanschlußsicherung und einer Verteilung mit Leitungsschutzschaltern angeordnet. Bei einem Kurzschluß hinter einem Leitungsschutzschalter soll der Vollautomat eine Kontaktstrecke zur Unterstützen der Abschaltarbeit des Leitungsschutzschalters öffnen. Wenn der Kurzschluß abgeschaltet ist, soll der Vollautomat sich wieder im eingeschalteten Zustand befinden. Wenn an dererseits ein Kurzschluß zwischen dem Vorautomaten und dem Leitungsschutzschalter erfolgt, soll der Vorautomat die Abschaltung allein übernehmen, ohne die Hausanschluß sicherung ansprechen zu lassen. Man sagt, ein Leitungs schutzschalter muß gegenüber dem vorgeschalteten Vorauto maten selektiv sein, der Vorautomat jedoch seinerseits ge genüber einer vorgeschalteten Hausanschlußsicherung. Selek tives Verhalten wird nicht nur bei Kurzschlußströmen, son dern auch bei längerer Zeit entstehenden Überlastströmen verlangt.

Diese gegensätzlichen Forderungen sollen bei einem bekann ten, als Gruppenschutzschalter bezeichneten elektrischen Installationsgerät dadurch erfüllt werden, daß ein magneti scher Auslöser direkt auf Schaltkontakt einwirkt und ein thermischer Auslöser über einen Schaltschloß auf diese Kon takte eingreift und sie endgültig öffnet (EP-A 13 320 = DE-OS 28 54 637). Wenn ein Kurzschluß zwischen einem sol chen als Vorautomaten verwendeten Installationsgerät und einem nachgeschalteten Leitungsschutzschalter abzuschal ten ist, öffnet der unverzögert wirkende magnetische Aus löser die Schaltkontakte und unterbricht den Stromkreis. Die Kontakte schließen wieder solange der Kurzschluß an steht, und sie öffnen daher erneut. Auf diese Weise öff nen die Kontakte mehrfach unter ziehen von Lichtbögen, wodurch kurzzeitige Abschaltungen auftreten. In der Ein schaltphase wird der verzögert wirkende thermische Aus löser jeweils aufgeheizt, bis er die endgültige Abschal tung einleitet. Man kann das als ein pumpendes Verhalten bezeichnen, das sowohl eine mehrmalige Beanspruchung der Kontakte als auch ein unbefriedigendes Selektivitätsver halten des Vorautomaten zur Hauptanschlußsicherung mit sich bringt. Nach diesem Prinzip arbeiten auch andere bekann te Schutzschalter, die mehr Schaltkomfort aufweisen (DE-OS 28 54 711 (Fig. 7); DE-OS 28 54 616 (Fig. 6); DE-OS 28 54 623 (Fig. 4)).

Bei diesen Schutzschaltern, die mindestens zwei Schaltkon taktvorrichtungen aufweisen, sorgt eine mit einer Licht bogenlöschvorrichtung versehene Schaltkontaktvorrichtung in einem Stromhauptpfad dafür, daß der Schutzschalter einen nachgeordneten Leitungsschutzschalter sofort unterstützt. Ein verzögerter, mit dem Schaltschloß in Eingriff stehender Auslöser in einem Nebenpfad führt zum endgültigen Abschalten eines Kurzschlusses zwischen diesem Schutzschalter und einem bestimmten nachgeordneten Leitungsschutzschalter.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß ein Kurzschluß zwischen Vorautomat und nachgeordnetem Leitungsschutzschalter an seinem langen Anstehen zu erkennen ist und sich daher ein verzögerter Auslöser, der auf das Schaltschloß wirkt, grund sätzlich eignet.

Der Schutzschalter nach der Erfindung ist sowohl zu einem vorgeschalteten Sicherungselement selektiv und er gestattet auch Selektivität einer nachgeschalteten Schutzeinrichtung bis zu hohen Kurzschlußströmen.

Nach einer Weiterbildung ist im Nebenpfad außer dem weiteren unverzögerten und dem verzögerten Auslöser eine Schaltkontakt vorrichtung ohne Lichtbogenlöschvorrichtung angeordnet, mit der das Schaltschloß in Eingriffverbindung steht. Im Hauptpfad ist dabei lediglich die Schaltkontaktvorrichtung mit Lichtbogen löschvorrichtung angeordnet, mit der das Schaltschloß auch in Eingriffverbindung steht. Eine solche Schaltkontaktvorrich tung im Nebenpfad ist für sich bekannt (DE-OS 28 54 616). Beim erfindungsgemäßen Schalter ist es jedoch günstig, wenn der Ne benpfad hinsichtlich des Hauptpfades einen Widerstand besitzt, der mindestens um eine Faktor 10³ größer ist. Die Schaltkontakt vorrichtung kann dann als einfacher Trenner ausgebildet sein.

Der unverzögerte Auslöser im Nebenpfad und der unverzögerte Auslöser im Hauptpfad können als Magnetauslöser in baulicher Einheit besonders wirtschaftlich ausgebildet sein. Hierzu kann der magnetische Auslöser der Baueinheit nur einen Magnet kreis (Joch, Kern, Schlaganker) besitzen, auf dessen Magnetkern die Erregerwicklung des Auslösers für den Nebenpfad und die des Hauptpfades aufgebracht sind.

Auch der verzögerte Auslöser im Nebenpfad und der verzögerte Auslöser im Hauptpfad können vorteilhafterweise als eine bau liche Einheit ausgebildet sein, wobei der Auslöser für den Hauptpfad als direkt beheiztes Bimetall und der Auslöser für den Nebenpfad als darauf elektrisch isoliert aufgebrachte Heizwicklung ausgebildet sind.

Beim hochohmigen Nebenpfad kommt man mit einer einzigen, mit Lichtbogenlöschvorrichtung versehenen Schaltkontaktvorrichtung aus. Die weitere Schaltkontaktvorrichtung, die im Nebenpfad, oder im Hauptpfad außerhalb des verzweigten Bereiches, ange ordnet sein kann, läßt sich nach Art eines billigen Trenners ausbilden.

Verschiedene Wege zur Ausführung der Erfindung sollen anhand von in der Zeichnung grob schematisch wiedergegebenen Bei spielen näher erläutert werden. In

Fig. 1 ist ein erstes Beispiel für den grundsätzlichen Aufbau des Schutzschalters wiedergegeben, das aber nicht alle Merkmale der Erfindung enthält. In

Fig. 2 ist eine Variante des Beispiels nach Fig. 1 veran schaulicht. In

Fig. 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wonach im Hauptzweig ein zusätzlicher thermischer Auslöser angeordnet ist. In

Fig. 4 ist eine Variante des Ausführungsbeispiels nach Fig. 3 dargestellt. In

Fig. 5 ist ein weiteres Beispiel wiedergegeben, das mit einer einzigen Schaltkontaktvorrichtung im Hauptstrompfad arbeitet und das im wesentlichen dem Stand der Technik ent spricht. In

Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung wiederge geben, wonach zu der Anordnung nach Fig. 5 ein zusätz licher thermischer Auslöser im Hauptpfad hinzugekommen ist. In

Fig. 7 ist eine Variante des Ausführungsbeispiels nach Fig. 6 wiedergegeben. In

Fig. 8 ist eine weitere Variante des Ausführungsbei spiels nach Fig. 6 dargestellt, wonach der Auslöser des Hauptpfades im Hauptzweig angeordnet ist.

Der Leitungsschutzschalter 1 nach Fig. 1, der sich als Vorautomat eignet, weist außer einem Schaltschloß 2 zwei Schaltkontaktvorrichtungen 3 und 4 auf. Zumindest die ei ne Schaltkontaktvorrichtung, die Schaltkontaktvorrich tung 3, ist mit einer Lichbogenlöschvorrichtung versehen und im Stromhauptpfad 5 angeordnet. Auf die Kontakte der Schaltkontaktvorrichtung 3 wirkt ein unverzögerter Aus löser 6, im Ausführungsbeispiel ein Magnetauslöser, ohne Eingriff auf das Schaltschloß 2 ein. Ein verzögerter Auslöser 7 ist in einem Nebenpfad 8 angeordnet, der die Schaltkontaktvorrichtung 3 des Hauptpfades überbrückt. Im überbrückten Bereich bildet der Hauptfad einen Haupt zweig. Die parallelen Zweige des Hauptpfades und des Ne benpfades liegen zwischen den Verzweigungspunkten 9 und 10.

Wesentlich ist, daß der Kontakt einer Schaltkontaktvor richtung 3 im Hauptpfad 5 durch einen Strom über den Ne benpfad 8 bis zur endgültigen Abschaltung offengehalten wird. Hierzu ist in die über den Nebenpfad 8 führende Gesamtleitungsstrecke zwischen den Anschlußklemmen 11 und 12 ein weiterer unverzögerter Auslöser 13 eingeschaltet, der nur mit der Schaltkontaktvorrichtung 3 in Wirkverbin dung steht. In den Figuren ist der weitere unver zögerte Auslöser 13 als magnetischer Auslöser veran schaulicht.

In Fig. 1 ist der Nebenpfad 8 im Vergleich zum Hauptpfad 5, zwischen den Verzweigungs stellen 9 und 10, hochohmiger ausgebildet; erforderlichen falls kann dazu ein Widerstand 14 eingeschaltet werden. Die Wirkverbindung zwischen dem unverzögerten Auslöser 13 im Nebenpfad 8 zur Schaltkontaktvorrichtung 3 ist durch die Wirklungslinie 15 veranschaulicht. Der Eingriff vom un verzögerten Auslöser 6 im Hauptpfad 5 ist durch die Wir kungslinie 16 dargestellt. Ebenfalls im Nebenpfad 8, zwi schen den Verzweigungsstellen 9 und 10 liegt der verzöger te Auslöser 7, von dem eine Eingriffverbindung zum Schalt schloß 2 besteht, die mit der Wirklungslinie 18 wiederge geben ist. Das Schaltschloß 2 entklinkt eine weitere Schaltkontaktvorrichtung 4, die im Hauptpfad 5 zwischen den Anschlußklemmen 11 und 12 und im Ausführungsbeispiel außerhalb der Verzweigungsstellen 9 und 10 angeordnet ist. Diese Eingriffsverbindung ist mit der Wirkungslinie 17 veranschaulicht. Wenn der Nebenpfad 8 hochohmig ausge bildet ist, beispielsweise oberhalb eines Wertes, der um den Faktor 10³ größer als der Widerstand im Hauptzweig ist, was gegebenenfalls durch Einschalten eines Widerstan des 14 zu erreichen ist, kann die zweite Schaltkontakt vorrichtung 4 im Hauptpfad wirtschaftlich vorteilhaft als einfacher Unterbrecher bzw. Trenner ausgebildet sein.

Der Leitungsschutzschalter, wie er beispielsweise in Fig. 1 dargestellt ist, kann verständlicherweise auch auf einzelne Baugruppen im Sinne einer Schaltungsanordnung aufgegliedert sein. Der Schutzschalter, bzw. eine ent sprechende Schutzeinrichtung wirkt prinzipiell folgender maßen:

- Wenn ein Kurzschluß hinter einem Leitungsschutzschalter erfolgt, der dem als Vorautomaten dienenden Schutzschal ter nach Fig. 1 nachgeschaltet ist, spricht der Auslö ser 6 an und öffnet die Kontakte der Schaltkontaktvor richtung 3, wodurch ein Lichtbogen in die zugeordnete Lichtbogenlöschvorrichtung einlaufen kann. Die Schalt kontaktvorrichtung 3 unterstützt dadurch die Abschalt arbeit des nachgeordneten Leitungsschutzschalters her kömmlicher Art. Da das Schaltschloß 2 dabei nicht ent klinkt wird, bleibt die Schaltkontaktvorrichtung 4 ge schlossen. Wenn der Leitungsschutzschalter den Kurz schluß abgeschaltet hat, schließt die Kontaktvorrich tung 3 wieder und der als Vorautomat dienende Leitungs schutzschalter nach Fig. 1 verbleibt im eingeschalteten Zustand, wie gefordert.
- Wenn ein Kurzschluß zwischen einem Leitungsschutzschal ter und dem als Vorautomat dienenden Schutzschalter auf tritt, wirkt der Schutzschalter zunächst wie zuvor be schrieben. Die Schaltkontaktvorrichtung 3 schaltet den Kurzschlußstrom ab. Sobald die Schaltkontaktvorrichtung 3 im Hauptpfad ihre Kontakte geöffnet hat, wird infolge des noch anstehenden Kurzschlußstromes über den Neben pfad 8 ein Strom gezogen, der umso kleiner ist, je hö her der Widerstand des Nebenpfades ist. Dieser im Ver gleich zum ursprünglich im Hauptpfad fließenden Kurz schlußstrom wesentlich niedrigere Strom hält mittels des unverzögerten Auslösers 13 die Kontakte der Schalt kontaktvorrichtung 3 offen. Sobald der Strom im Neben pfad 8 den verzögerten Auslöser 7 zum Ansprechen bringt, wird das Schaltschloß 2 entklinkt, wodurch die Kontakte der Schaltkontaktvorrichtung 4 geöffnet werden. Dadurch hat der Schutzschalter bzw. die Schutzeinrichtung den Stromkreis endgültig getrennt.

Beim Schutzschalter nach Fig. 2 ist der unverzögerte Aus löser 6 im Hauptpfad 5 außerhalb der Verzweigung angeord net.

Beim Schutzschalter nach Fig. 3, der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, ist im Hauptpfad 5 außer dem unverzögerten Auslöser 6 in bekannter Weise zur Er zielung einer bestimmten Überstromcharakteristik auch ein verzögerter Auslöser 20 angeordnet, der mit dem Schalt schloß 2 in Eingriffverbindung 21 steht. Der verzögerte Auslöser 20, im einfachsten Fall ein thermischer Auslöser, kann im Hauptpfad zwischen den Verzweigungen 9 und 10, nach Fig. 3, oder außerhalb der Verzweigung nach Fig. 4 angeordnet sein.

Die Fig. 5 zeigt eine Anordnung, die im Wesentlichen dem Stand der Technik entspricht. Im Nebenpfad 8 kann nach Fig. 5 außer dem unverzögerten Auslöser 13 und dem verzögerten Auslöser 7 eine Schalt kontaktvorrichtung 22 ohne Lichtbogenlöschvorrichtung an geordnet sein. Man benötigt dann im Hauptpfad keine zwei te Schaltkontaktvorrichtung. Mit der Schaltkontaktvor richtung 22 steht das Schaltschloß 2 in Eingriffverbin dung 23. Es genügt dann also, im Hauptpfad 5 lediglich die Schaltkontaktvorrichtung 3 mit einer Lichtbogenlösch vorrichtung zu versehen. Hierbei ist jedoch das Schalt schloß 2 auch mit der Schaltkontaktvorrichtung 3 in Ein griffverbindung 24 gebracht, um den Hauptzweig, zwischen den Verzweigungsstellung 9 und 10, und den Nebenzweig 8 endgültig abschalten zu können. Wesentlich ist jedoch, daß die unverzögerten Auslöser 6 und 13 nach wie vor le diglich direkt auf die Schaltkontaktivorrichtung 3, also nicht indirekt über das Schaltschloß 2, einwirken.

Wenn der Nebenpfad 8 hinsichtlich des Hauptpfades 5 einen Widerstand besitzt, der mindestens um den Faktor 10³ grö ßer ist, was gegebenenfalls durch Einschalten eines Wi derstandes 14 zu erreichen ist, kann die weitere Schalt kontaktvorrichtung 22, in besonders wirtschaftlicher Wei se als einfacher Trenner ausgebildet werden.

Auch ein Schutzschalter nach Fig. 5 kann erfindungsgemäß im Hauptpfad 5 mit einem verzögerten Auslöser 20 nach Fig. 6 versehen werden. Dieser zusätzliche verzögerte Auslöser kann innerhalb der Verzweigungspunkte 9 und 10, entsprechend Fig. 7, angeordnet werden. Schließlich kann der unver zögerte Auslöser 6 im Hauptpfad 5 auch zwischen den Ver zweigungspunkten 9 und 10 angeordnet sein, wie es in Fig. 8 dargestellt ist.

Der weitere unverzögerte Auslöser 13 im Nebenpfad 8 und der unverzögerte Auslöser 6 im Hauptpfad 5 kann als Ma gnetauslöser in baulicher Einheit ausgebildet sein. Der magnetische Auslöser der Baueinheit besteht dann nur aus einem Magnetkreis (Joch, Kern, Schlaganker). Auf seinem Magnetkern ist die Erregerwicklung des Auslösers 13 für den Nebenpfad 8 und die Erregerwicklung des Auslösers 6 des Hauptpfades 5 aufgebracht. Dadurch werden die teueren Bauelemente doppelt genutzt und die Baueinheit ist beson ders wirtschaftlich.

Man kann auch den verzögerten Auslöser 7 im Nebenpfad 8 und den verzögerten Auslöser 20 im Hauptpfad 5 als eine bauliche Einheit ausbilden. So kann der Auslöser für den Hauptpfad 5 als direkt beheiztes Bimetall und der Aus löser für den Nebenpfad 8 als darauf elektrisch isoliert aufgebrachte Heizwicklung ausgebildet sein.

Claims

1. Leitungsschutzschalter (1), geeignet als Vorautomat,

- der außer einem Schaltschloß (2)
- mindestens zwei Schaltkontaktvorrichtungen (3; 4, 22) auf weist,
- von denen mindestens eine mit einer Lichtbogenlöschvorrich tung versehen und in einem Stromhauptpfad (5) angeordnet ist,
- auf deren Kontakte ein unverzögerter Auslöser (6) ohne Ein griff auf das Schaltschloß einwirkt,
- sowie mit mindestens einem verzögerten, mit dem Schaltschloß (2) in Eingriff stehenden Auslöser (7) in einem Nebenpfad (8), der eine der Schaltkontaktvorrichtungen überbrückt,
- wobei das Schaltschloß (2) mit Kontakten zumindest einer Schaltkontaktvorrichtung im Hauptpfad in Eingriffverbindung steht,
- und der Kontakt einer Schaltkontaktvorrichtung (3) im Haupt pfad (5) durch einen Strom über den Nebenpfad (8) bis zur endgültigen Abschaltung durch den verzögerten Auslöser (7) im Nebenpfad offengehalten wird,
- indem in den Nebenpfad (8) ein weiterer unverzögerter Aus löser (13) eingeschaltet ist, der nur mit der einen Schaltkontakt vorrichtung (3) im Hauptpfad in Wirkverbindung steht,

dadurch gekennzeichnet, daß im Hauptpfad (5) außer dem unverzögerten Auslöser (6) auch ein verzögerter Auslöser (20) angeordnet ist, der jedoch mit dem Schaltschloß (2) in Eingriffverbindung (21) steht (Fig. 3, Fig. 4; Fig. 6, Fig. 7, Fig. 8).

2. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenpfad (8) hinsichtlich des Hauptpfades (5) mit einem Widerstand (14) versehen ist, der mindestens um den Faktor 10³ größer ist, und daß zwar die erste Schaltkontaktvorrichtung (3) im Hauptpfad (5) mit einer Lösch kammer versehen ist und in dem vom Nebenzweig überbrückten Zweig angeordnet ist, daß aber die zweite Schaltkontaktvor richtung (4) als einfacher Unterbrecher bzw. Trenner ausgebil det und außerhalb dieses Zweiges angeordnet ist.

3. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere unverzögerte Auslöser (13) im Nebenpfad (8) und der unverzögerte Auslöser (6) im Hauptpfad (5) als Magnetauslöser in baulicher Einheit ausgebildet sind (nicht dargestellt).

4. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Auslöser der Baueinheit nur einen Magnetkreis (Kern, Joch, Schlaganker) auf weist, auf dessen Magnetkern die Erregerwicklung des weiteren Auslösers (13) für den Nebenpfad (8) und die des unverzögerten Auslösers (6) des Hauptpfades (5) aufgebracht sind (nicht dar gestellt).

5. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verzögerte Auslöser (7) im Nebenpfad (8) und der verzögerte Auslöser (20) im Hauptpfad (5) als eine bauliche Einheit ausgebildet sind, wobei der Aus löser für den Hauptpfad (5) als direkt beheiztes Bimetall und der Auslöser für den Nebenpfad (8) als darauf elektrisch iso liert aufgebrachte Heizwicklung ausgebildet ist (nicht darge stellt).