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Leitungsschutzschalter
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Leitungsschutzschalter, insbesondere
als Vorautomat, mit einem Schaltschloß, das mit einem Schaltkontakt in Eingriffsverbindung
steht, der in einem Hauptstrompfad angeordnet ist, und auf den ein unverzögerter
Auslöser ohne Eingriff auf das Schaltschloß einwirkt. Weiterhin enthält der Leitungsschutzschalter
einen mit dem Schaltschloß in Eingriff stehenden verzögerten Auslöser, der in einem
Parallelstrompfad angeordnet ist, der den Schaltkontakt überbrückt.
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Für die Uberstrom- und Kurzschlußstromsicherung benutzt man neben
Sclnmelz s iche rungen immer häufiger Leitungsschutzschalter, der zur Auslösung
bei einem Uberstrom einen thermischen Auslöser und zur Auslösung bei einem Kurzschlußstrom
einen magnetischen Auslöser enthält. Der Leitungsschutzschalter, der als Vorautomat
geeignet ist, wird zwischen der Hausanschluß Sicherung und einer Verteilung mit
Leitungsschutzschalter angeordnet. Bei einem Kurzschluß hinter einem Leitungsschutzschalter
soll der Vorautomat eine Kontaktstrecke zur Unterstützung der Strombegrenzung öffnen.
Wenn der Kurzschluß abgeschaltet ist, soll der Vorautomat sich wieder im eingeschalteten
Zustand befinden. Wenn andererseits ein Kurzschluß zwischen dem Vorautomat und dem
Leitungsschutzschalter erfolgt, soll der Vorautomat die Abschaltung allein übernehmen,
ohne die Hausanschlußsicherung ansprechen zu lassen. Ein Leitungsschutz-
schalter
muß gegenüber dem vorgeschalteten Vorautomaten selektiv sein und der Vorautomat
jedoch seinerseits gegenüber einer vorgeschalteten Hausanschlußsicherung. Selektives
Verhalten wird nicht nur bei Kurz schluß strömen, sondern auch bei länger anstehenden
Überlastströmen verlangt.
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Diese gegensätzlichen Forderungen können bei einem Installationsgerät
dadurch erfüllt werden, daß ein magnetischer Auslöser direkt auf Schaltkontakte
einwirkt und ein thermischer Auslöser über ein Schaltschloß auf diese Kontakte eingreift
und sie endgültig öffnet. Wenn ein Kurzschlußstrom zwischen einem solchen als Vorautomaten
verwendeten Installationsgerä und einem nachgeschalteten Leitungsschutzschalter
abzuschalten ist, öffnet der unverzögert wirkende magnetische Auslöser die Schaltkontakte
und unterbricht den Stromkreis, so daß die Kontakte wieder schließen.
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Solange der Kurzschluß ansteht, öffnen die Kontakte mehrfach unter
Ziehen von Lichtbögen, wodurch kurzzeitige Abschaltungen auftreten. In einer Einschaltphase
wird der verzögert wirkende thermische Auslöser jeweils aufgeheizt bis er die endgültige
Abschaltung einleitet. Die Folge ist somit ein pumpendes Verhalten.
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Aus der DE-OS 28 54 711 ist eine Selektiv-Schutzschaltung bekannt,
die aus zwei normalen Leitungsschutz schaltern mit verhältnismäßig geringfügigen
Änderungen besteht. Der eine Leitungsschutzschalter enthält einen unverzögerten
Auslöser, der auf einen Schaltkontakt wirkt, ein Schaltschloß und ein Bimetall mit
verhältnismäßig geringer Empfindlichkeit parallel zum unverzögerten Auslöser. Der
andere Leitungsschutzschalter besteht aus einem unverzögerten Auslöser, der
auf
einem Schaltkontakt wirkt. einem Schaltschloß und einem Parallelstrompfad, der den
Schaltkontakt überbrückt und einen Strombegrenzungswiderstand und ein Bimetall mit
höherer Empfindlichkeit enthält.
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Weiterhin sind die beiden Schaltschlösser mibeinander gekoppelt. Mit
dieser Selektiv-Schutzschaltung erreicht man eine Selektivität gegen einen Leitungsschutzschalter,
der jedoch ein pumpendes Verhalten hat.
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Der-Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diese bekannte Selektiv-Schutzvorrichtung
zu verbessern, insbesondere soll das pumpende Abschalten bei einem Kurzschluß zwischen
dem Schutzschalter und einem nachgeschalteten Leitungsschutzschalter vermieden werden
und außerdem soll der Aufbau der Selektiv-Schutzvorrichtung wesentlich vereinfacht
werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1. Ein solcher Schutzschalter erfüllt auch die kritische
Bedingung, einen zwischen dem Schutzschalter und einem nachgeordneten Leitungsschutzschalter
auftretenden Kurzschluß stetig, also kontinuierlich abzuschalten. Hierzu hält ein
Haltestrom, der über den unverzögerten Auslöser und den Parallelstrompfad fließt,
den Schaltkontakt bis zur endgültigen Abschaltung offen. In einer besonderen Ausführungsform
des Leitungsschutzschalters wird beim Einschalten der Trennkontakt im Parallelstrompfad
zuerst und der Schaltkontakt im Hauptstrompfad nach einigen Stromhalbwellen, vorzugsweise
1 bis 3 Stromhalbwellen geschlossen.
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In einer besonderen Ausführungsform des Leitungsschutzschalters ist
im Hauptstrompfad ein unverzögerter magnetischer Auslöser als magnetische Hemmung
für den verzögerten Auslöser im Parallelstrompfad vorgesehen und der Reihenschaltung
aus Strombegrenzungswidrstand und verzögertem Auslöser ist ein Widerstand parallelgeschaltet
Außerdem ist ein Widerstand den Anschlußklemmen des Leitungsschutzschalters parallelgeschaltet.
Durch die Widerstände wird der Leitungsschutzschalter, geeignet als Vorautomat,
so eingestellt, daß ein Leitungsschutzschalter gegenüber dem vorgeschalteten Vorautomaten
selektiv ist und der Vorautomat jedoch seinerseits gegenüber einer vorgesekal teten
Hauptanschlußsicherung. Durch den zusätzlichen unverzögerten Auslöser wird erreicht,
daß durch den verzögerten Auslöser erst beim Erlöschen des Lichtbogens Strom fließt,
und dadurch eine Fehlauslösung des Schaltschlosses vermieden wird. Dieses Ziel wird
auch dadurch erreicht, indem dem verzögerten Auslöser zwei antiparallele Zener-Dioden
oder ein Hilfstrennschalter parallelgeschaltet sind, der mit dem magnetischen Auslöser
in Eingriffsverbindung steht.
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Zur weiteren Erläuterung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in
der ein Ausführungsbeispiel eines Leitungsschutzschalters nach der Erfindung schematisch
veranschaulicht ist.
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Figur 1 zeigt den Aufbau eines Leitungsschutzschalters. In Figur 2
ist eine weitere Ausführungsform des Leitungsschutzschalters mit einem zusätzlichen
unverzögerten Auslöser im Hauptstrompfad dar-
gestellt, bei dem
zwei zusätzliche Parallelstrompfade vorgesehen sind. In den Figuren 3 bis 5 sind
jeweils Abwandlungen des Leitungsschutzschalters nach Figur 3 mit verschiedenen
Gestaltungen des Paranlelstrompfades dargestellt.
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Ein Leitungsschutzschalter 2 nach Figur 1, der sich als Vorautomat
eignet, enthält ein Schaltschloß 8 und einen Schaltkontakt 10, der in einem Hauptstrompfad
14 zwischen Anschlußklemmen 4 und 6 angeordnet ist. Auf den Schaltkontakt 10 wirkt
ein unverzögerter Auslöser 16 ohne Eingriff auf das Schaltschloß 8 ein.
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Das Schaltschloß 8 steht in Eingriffsverbindung 27 mit dem Schaltkontakt
10 im Hauptstrompfad 14. Ein verzögerter Auslöser 18 in einem Parallelstrompfad
20, der in Reihe mit einem Strombegrenzungswiderstand 22 den Schaltkontakt 10 überbrückt,
steht in Eingriffsverbindung 24 mit dem Schaltschloß 8. Außerdem ist im Parallelstrompfad
20 ein Trennkontakt 12 vorgesehen, der mit dem Schloß 8 in Eingriffsverbindung 26
steht. Der Schaltkontakt 10 im Hauptstrompfad 14 wird durch einen Haltestrom über
den unverzögerten Auslöser 16 und den Parallelstrompfaden 20 bis zur endgültigen
Abschaltung offengehalten. Die Eingriffsverbindung 28 vom unverzögerten Auslöser
16 im Hauptstrompfad 14 ist durch eine Wirkungslinie angedeutet. Der Haltestrom
durch den unverzögerten Auslöser 16 und den Parallelstrompfad 20 wird durch den
Strombegrenzungswiderstand 22 eingestellt.
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Wenn ein Kurzschluß zwischen einem Verbraucher und einem Leitungsschutzschalter
erfolgt, der dem als Vorautomat dienenden Leitungsschutzschalter 2 nachgeschaltet
ist, spricht der Auslöser 16 bei ge-
schlossenen Kontakten des
Trennkontakts 12 an und öffnet die Kontakte des Schaltkontakts 10, wodurch ein Lichtbogen
in die zugeordnete Lichtbogenlöschvorrichtung einlaufen kann. Der Schaltkontakt
10 unterstützt dadurch die Abschaltbarkeit nachgeordneter Leitungsschutzschalter.
Wenn der Leitungsschutzschalter den Kurzschluß abgeschaltet hat, schließt der Schaltkontakt
10 wieder und der als Vorautomat dienende Leitungsschutzschalter 2 verbleibt im
eingeschalteten Zustand. Wenn ein Kurzschluß zwischen einem Leitungsschutzschalter
und dem als Vorautomat dienenden Leitungsschutzschalter 2 auftritt, wirkt er zunächst
wie vorher beschrieben. Wenn im Kurzschlußfall der Schaltkontakt 4 im Hauptstrompfad
14 geöffnet ist, fließt ein Teilstrom des Kurzschluß stromes über den Parallelstrompfad.
Beim Erlöschen des Lichtbogens hat dieser Teilstrom den Wert des Halte stromes erreicht,
und der Schaltkontakt 10 wird offengehalten. Sobald der Strom im Parallelstrompfad
20 den verzögerten Auslöser 18 zum Ansprechen bringt, wird das Schaltschloß 8 entklinkt
und der Trennkontakt 12 wird geöffnet. Dadurch hat der Leitungsschutzschalter 2
den Kurzschlußstrom endgültig abgeschaltet.
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In einer besonderen Ausführungsform des Leitungsschutz schalters 2
ist ein verzögerter Auslöser 30 im Hauptstrompfad 14 angeordnet, der ebenfalls in
Eingriffsverbindung 29 mit dem Schaltschloß 8 steht.
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Wenn ein überstrom im Hauptstrompfad 14 auftritt, spricht der verzögerte
Auslöser 30, der in Eingriffsverbindung 29 mit dem Schaltschloß 8 steht, bei geschlossenen
Kontakten des Trennkontakts 12 an und öffnet die Kontakte des Schaltkontakts 10
und des Trennkontakts 12 mit Hilfe des Schaltschlosses 8.
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Durch diese Gestaltung kanri ein Überstrom im Hauptstrompfad 14 ohne
Hilfe des Parallelstrompfades 20 abgeschaltet werden.
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In der Ausführungsform eines Leitungsschutzschalters 2 nach Figur
2 ist im Hauptstrompfad 14 ein zusätzlicher unverzögerter Auslöser 36 angeordnet,
der als magnetischer Auslöser ausgebildet ist und vorteilhaft als magnetische Hemmung
für den verzögerten Auslöser 18 dienen kann. Der unverzögerte Auslöser 36 steht
in Eingriffsverbindung 32 mit dem verzögerten Auslöser 18. Außerdem ist der Reihenschaltung
des verzögerten Auslösers 18 mit dem Strombegrenzungswiderstand 22 ein Widerstand
40 parallelgeschaltet, wodurch der Haltestrom des unverzögerten Auslöser 16 eingestellt
wird. Ein Strompfad 54 enthält zwischen den Anschlußklemmen 4 und 50 einen weiteren
Widerstand 42. Durch den unverzögerten Auslöser 36 im Hauptstrompfad 14 wird erreicht,
daß der verzögerte Auslöser 18 im Parall;lstrompfad 20 erst beim Erlöschen des Lichtbogens
freigegeben und dadurch eine Fehlauslösung des Schaltschlosses 8, vermieden wird.
Durch die Widerstände 40 und 42 wird der Leitungsschutzschalter 2 so eingestellt,
daß ein Leitungsschutzschalter gegenüber dem vorgeschalteten Leitungsschutzschalter
2 selektiv ist und der Leitungsschutzschalter 2 jedoch seinerseits gegenüber einer
vorgeschalteten Hausanschlußsicherung.
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In der Ausführungsform eines Leitungsschutzschalters 2 nach Figur
3 ist zum verzögerten Auslöser 18 ein Parallelstrompfad vorgesehen, der antiparallele
Zener-Dioden 44 enthält, diese Zener-Dioden 44 haben die Aufgabe eine FehlauslÖsung
des Schaltschlosses 8
zu vermeiden. Diese Fehlauslösung wird verursacht
durch die Lichtbogenspannung des Schaitkontakts 10, die den verzögerten Auslöser
18 anspricht. Durch diese antiparalLelen Zener-Dioden wird die Spann mg am verzögerten
Auslöser auf einen Spannungswert begrenzt. Dieser Spannungswert wird so gew:At.lt,
daß der verzögerte Auslöser während der kurzen ßogenbrenndauer nicht ansprechen
kann.
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Eine Fehlauslösung des Schaltkontakts 8 kann bei dem nach Figur 4
auch mit einem Hilfstrennschalter 46 verhindert werden, der dem verzögerten Auslöser
18 parallelgeschaltet ist. Der Hilfstrennschalter 46 steht mit dem magnetischen
Auslöser 36 in Eingriff verbindung 48. Solange Strom durch den magnetischen Auslöser
36 fließt, wird der Hilfstrennschalter 46 über die Eingriffsverbindung 48 geschlossen
gehalten.
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Sobald der Strom unterbrochen ist, wird der Hilfstrennschalter geöffnet
und der Haltestrom kann durch den verzögerten Auslöser fließen und ihn zum Ansprechen
bringen.
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In der Ausführungsform nach Figur 5 ist der Hilfstrennschalter 46
in Reihe mit dem verzögerten Auslöser 18 und dem Strombegrenzungswiderstand 22 im
Parallelstrompfad 20 des Leitungsschutzschalters 2 angeordnet. Der Hilfstrennschlter
46 steht mit dem magnetischen Auslöser 36 in Eingriff sverbindung 49, Solange der
Lichtbogen brennt und Strom durch den magnetischen Auslöser 36 im Hauptstrompfad
14 fließt, wird der Hilfstrennschalter 46 offen gehalten. Sobald der Lichtbogen
erloschen ist, wird der Hilfstrennschalter 46 über die Eingriffsverbindung 49 geschlossen
und der Haltestrom kann in den Parallelstrompfad 20
fließen um
den Schaltkontakt 10 bis zur endgültigen Abschaltung offen zu halten.
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10 Patentansprüche 5 Figuren
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