DE3206462A1

DE3206462A1 - Leitungsschutzschalter

Info

Publication number: DE3206462A1
Application number: DE19823206462
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl.-Phys. 8403 Bad Abbach Scherbaum
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-02-23
Filing date: 1982-02-23
Publication date: 1983-09-01
Also published as: JPS58157023A

Description

Leitungsschutzschalter
Die Erfindung bezieht sich auf einen Leitungsschutzschalter, dessen Strompfad zwischen Anschlußklemmen über einen thermischen und/oder magnetischen Auslöser führt, der jeweils mit einem Schaltschloß in Wirkverbindung steht, das mit einer Kontaktvorrichtung in Eingriff steht.
Einen besonders einfachen Aufbau weisen die nicht strombegrenzenden Leitungsschutzschalter auf. Bei solchen Schutzschaltern ist ein besonders einfacher und günstiger Aufbau bekannt (DE:P 30 34 790.1). Andererseits weisen strombegrenzende Leitungsschutzschalter mit besonderen Löschkammern und zusätzlichen besonderen Vorkehrungen den Vorteil auf, daß sie eine höhere Selektivität haben. Vereinfacht gesagt versteht man hierunter, daß zwischen den Leitungsschutzschaltern, die jeweils einen Verbraucherkreis schützen, und der Hausanschlußsicherung ein Leitungsschutzschalter jeweils einer Gruppe von nachgeordneten Leitungsschutzschaltern vorgeschaltet werden kann, um unnötiges Ansprechen der Hausanschlußsicherung zu vermeiden. Hierbei soll der dem Verbraucher zugeordnete LeitLngsschutzschalter zunächst allein ansprechen und nur bei solchen Störungen, bei denen das Abschaltvermögen dieses Schutzschalters überschritten würde oder wenn er gar nicht ansprechen kann, soll der vorgeordnete Leitungsschutzschalter ansprechen, ohne daß die Hausanschlußsicherung ausgewechselt werden muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen an sich nicht ausreichend strombegrenzenden Leitungsschutzschalter mit einfachen Mitteln so zu ertüchtigen, daß er anderen Leitungsschutzschaltern seiner Art vorgeordnet werden kann.
Mit anderen Worten heißt dies, daß ein nicht strombegrenzender Leitungsschutzschalter strombegrenzend werden soll und dadurch eine höhere Selektivität erhalten soll-.
Die Lösung der geschilderten Aufgabe besteht darin, daß im Strompfad ein niederohmiger Kaltleiter mit einer Verlustleistung nicht größer als 4 Watt angeordnet ist. Ein solcher Leitungsschutzschalter ist so weit selektiv, daß er anderen Leitungsschutzschaltern, auch solchen, die nur seinen Grundaufbau - also ohne den Kaltleiter - aufweisen, vorgeordnet werden kann.
Es ist besonders günstig, einen Kaltleiter auszuwählen, dessen Sprungtemperatur etwa im Bereich von 1500C bis 200"C liegt.
Der Leitungsschutzschalter nach der Erfindung soll anhand eines in der Zeichnung grob schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert werden: In der Zeichnung ist ein Leitungsschutzschalter, teilweise aufgebrochen, wiedergegeben. Sein Schaltschloß besteht im wesentlichen aus einer drehbar gelagerten Klinke 1, einen Kontakthebel 2 und ein Handbedienungsorgan 3. Die Klinke steht auf einem Auslöseorgan 4 auf. Im Ausführungsbeispiel ist dies ein Schienenmagnet, also ein kombinierter thermischer und magnetischer Auslöser, wie er an sich bekannt ist (US-PS 30 81 368, FR-PS 1 309 280).
Den Drehpunkt der Klinke 1 bildet bei 5 ein Klinkenhebel 6, der in einer Kulisse 7 so geführt ist, daß etwa konstanter Abstand zur Verklinkungsstelle 8 entsteht. Der Klinkenhebel 6 ist exzentrisch zum Drehpunkt 9 des Handbedienungsorgans 3 mit diesem verbunden. Eine Feder 10, im Ausführungsbeispiel eine Zugfeder, greift am Kontakthebel 2 an, der von der Klinke 1 teilweise U-förmig übergriffen wird und bei 11 drehbeweglich gehalten ist.
Am Kontakthebel 2 ist ein Kontaktstück 12 und am Festkontakt ein Kontaktstück 13 angeordnet. Zwischen den Kontaktstücken können in bekannter Weise Löschbleche angeordnet werden, die sich für einfache Schaltaufgaben jedoch auch erübrigen. Der Strompfad über Auslöser 4, der auch ein üblicher elektromagnetischer und thermischer Auslöser sein kann, kann über eine Litzenleitung bekannter Art, die nicht dargestellt ist, zum Kontakthebel 2 verlaufen und von dort zum Kontaktstück 13 und eine Anschlußklemme.
Eine weitere Anschlußklemme kann auf der anderen Seite des Leitungsschutzschalters beim Auslöseorgan 4 angeordnet sein. Der Leitungsschutzschalter kann mit der Schnappvorrichtung 14 in üblicher Weise auf Tragschienen aufgeschnappt werden. Der Aufbau eines solchen Leitungsschutzschalters ist bekannt (DE:P 30 34 790.1).
Es könnte auch jeder andere Leitungsschutzschalter, insbesondere nicht strombegrenzender Bauart, verwendet werden.
Wesentlich ist, daß im Strompfad zwischen den Anschlußklemmen ein Kaltleiter 20 angeordnet ist. Dieser Kaltleiter erhöht seinen Widerstand sprungartig, wenn durch den Schalter ein Strom einer Größenordnung fließt, daß der Leitungsschutzschalter in seinem Grundaufbau diesen Strom nicht mehr abschalten könnte. Der erhöhte Widerstand begrenzt den Strom, so daß das Abschaltvermögen und seine Selektivität ausreicht.
Nach einer anderen Ausführungsform könnte der Kaltleiter zusätzlich auch die Funktion des Bimetalls übernehmen, also des thermischen Auslösers, wenn parallel zum Kaltleiter eine Spannungsspule geschaltet würde, die sowohl die Abschaltung bei Kurzschluß als auch beim Uberstrom übernähme.
Die Widerstandserhöhung sollte mindestens drei Zehnerpotenzen sein. Ein solcher Kaltleiter eignet sich dann zum Aufbau eines erfindungsgemäßen Leitungsschutzschalters.
Solche Leitungsschutzschalter eignen sich nicht nur als übergeordnetes Gerät im Sinne eines Hauptschalters oder Gruppenschalters, der die Strombegrenzung der nachgeschalteten Anlage übernimmt, sondern verständlicherweise können so ertüchtigte Leitungsschutzschalter auch generell dem Verbraucher zugeordnet werden. Wenn ein Haupt-oder Gruppenschalter verwendet wird, so kann man andererseits darauf verzichten, strombegrenzende Schalter den einzelnen Verbrauchern zuzuordnen.
Das Verhalten des Leitungsschutzschalters soll am Beispiel eines für 60 A ausgelegten Schalters beschrieben werden: Der Kaltleiter 20 hätte demnach einen Widerstand Rg gemäß Bei der Sprungtemperatur, die durch die Stromwärme im Uberstrom oder Kurzschluß erreicht wird, beträgt der Warmwiderstand Rw bei einer Widerstandserhöhung um den Faktor 1 000 gleich ein Ohm. Damit würde der Überstrom beim etwa 1,5-fachem des Nennstromes IN dann 90 A betragen und eine Spannung am Kaltleiter von etwa 90 V entstehen lassen. Diese Spannung könnte eine Spannungsspule, die parallel zum Kaltleiter angeordnet wird, innerhalb von einigen Millisekunden zum Abschalten führen. Im Kurzschlußfall würde die Widerstands zunahme innerhalb von 10 3 Sekunden oder in noch kürzerer Zeit erfolgen. Nimmt man an, daß an der Kurzschlußstelle bei 220 V ein Kurzschlußstrom vom 22 kA anstände, so wäre bereits im Stromkreis selbst ein Widerstand von 10 mJL vorhanden. Hinzu käme der Widerstand im Schalter, der bedingt durch den Kaltleiter mindestens 1 mJB beträgt, so daß der auftretende Kurzschlußstrom zunächst durch den Kaltleiter nur unwesentlich gedämpft würde. Wenn sich der Widerstand jedoch innerhalb von 10 -4 Sekunden um den Faktor 2 bis 3 erhöht, ergibt sich eine deutliche Strombegrenzung.
2 Patentansprüche 1 Figur

Claims

Patentansprüche I,1 i)Leitungsschutzschalter, dessen Strompfad zwischen Anschlußklemmen über einen thermischen und/oder magnetischen Auslöser führt, der jeweils mit einem Schaltschloß in Wirkverbindung steht, das mit einer Kontaktvorrichtung im Eingriff steht, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß im Strompfad ein niederohmiger Kaltleiter mit einer Verlustleistung nicht größer als 4 W - bei Nennstrom - angeordnet ist.
2. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Kaltleiter eine Sprungtemperatur von etwa 1500C bis 2000C aufweist.