DE3410340A1

DE3410340A1 - Zaehlervorautomat

Info

Publication number: DE3410340A1
Application number: DE19843410340
Authority: DE
Inventors: Peter Ing.(grad.) 8754 Ringheim Flohr
Original assignee: Heinrich Kopp GmbH and Co KG
Current assignee: Heinrich Kopp GmbH and Co KG
Priority date: 1984-03-21
Filing date: 1984-03-21
Publication date: 1985-10-03

Description

Zählervorautomat
Zählervorautomat Die Erfindung bezieht sich auf ein Schutzschaltgerät in der Kombination mit einer Schmelzsicherung als Ersatz für die vorgeschriebene Hausanschlußsicherung. Derartige Geräte werden im folgenden als Zähler-Vorautomat bezeichnet und bestehen im Prinzip aus einem manuell zu betätigenden Schutzschalter mit thermischer Uberstromauslösung, der innerhalb des Hausanschlußkastens mit der Hausanschlußsicherung in Reihe geschaltet ist, womit diese Anordnung die Hauptleitung zu der Zählerverteilung überwacht.
Dieser Art nach ist bereits vorgeschlagen worden, die Hausanschlußsicherung mit dem thermischen Schutzschalter gerätemäßig zu kombinieren und dabei gleichzeitig vermittels der Betätigungshandhabe desselben zu bewirken, daß das betreffende Sicherungselement nur im ausgeschalteten Zustand des Schutzschalters frei zugänglich ist, um ein gefahrloses Auswechseln der defekten Hausanschlußsicherung zu ermöglichen.
In bezug auf die elektrische tiberwachungsfunktion dieser Anordnung ist es erforderlich, daß die Leitungsschutzschalter der internen Hausinstallationsanlage dem vorgeschalteten thermischen Schutzschalter gegenüber ausreichend selektiv genug sind, und dieser verzögert auslösende Schutzschalter wiederum seinerseits der ihm vorgeschalteten, das externe Leitungsnetz gegen Kurzschluß und Überlastung schützenden Hausanschlußsicherung gegenüber. Im Zusammenhang mit diesen Porderungen treten in der Praxis die folgenden Probleme auf: An ein Überwachungsorgan im sog. Zählervorbereich werden Anforderungen gestellt, die allein durch die Schmelzsicherungen nach VDE o636 nicht sicher erfüllt werden können.
Im besonderen der Umstand, daß die Hausanschlußsicherungen gleichsam als "Tarifwächter" eingesetzt und demgemäß überwiegend im Überlastbereich betrieben werden, führt neben hoher Erwärmung derselben auch zu Betriebsstörungen durch thermische Überlastung. Hinzu kommt, daß derartige Überwachungsorgane der Vorschrift gemäß unter Plombenverschluß stehen. Das Auswechseln der defekten Sicherung ist somit in jedem Fall zeitaufwendig und kostenintensiv. Die Hausanschlußsicherung muß aber auch selektiv zu der externen Stationssicherung alle Kurzschlüsse abschalten, die zwischen dieser und den nachgeschalteten Stromkreissicherungen auftreten können. Kurzschlüsse in diesem Bereich, also innerhalb der nur einem Pachmann zugänglichen Teile der Anlage, sind zwar äußerst selten; sie müssen jedoch - wenn sie vorkommen - sicher beherrscht werden (in 25 kA).
Insofern lag es nahe, für den Zählervorbereich einen Schutzschalter in Betracht zu ziehen, der aufgrund seiner thermischen Auslösung und ausreichenden Schaltvermögens die vorgenannten Forderungen einzuhalten schien. Außerdem war die laiensichere Bedienbarkeit, die auch ein Freischalten der gesamten Hausinstallationsanlage ermöglicht, durchaus zu begrüßen. Ebenso ließ sich das grundsätzliche Problem der Selektivität zu den nachgeordneten Leitungsschutzschaltern hierbei elektrisch in den Griff bekommen. Andererseits war der dafür erforderliche Aufwand unverhältnismäßig groß.
Der gravierende Nachteil eines solchen Schutzschalters im Vergleich zu der bloßen Schmelzsicherung ist jedoch mehr prinzipieller Natur. Er besteht nämlich darin, daß bei der Verwendung von Sicherungen im Kurzschlußfall eben nur die defekte Sicherung durch eine neue ersetzt zu werden braucht.
Der Schutzschalter unterliegt hingegen einer fortschreitenden Abnutzung, deren Grad von der Größe der auftretenden Kurzschlußströme abhängt. Demnach ist es absehbar, wann das Schaltgerät durch den Kontaktabbrand versagen muß. Dieser Mangel ist u.a. auch der Grund dafür, weshalb die Energie-Versorgungs-Unternehmen einen Schutzschalter ohne eine zusätzlich vorgeschaltete Schmelzsicherung im Zählervorbereich nicht zulassen. Die demgemäß unumgängliche Reihenschaltung von (Hausanschluß-)Sicherung und Schutzschalter verursacht jedoch zusätzliche Verlustleistung, größeren Platzbedarf und nicht zuletzt höhere Gestehungskosten.
Hier setzt die Erfindung ein und macht es sich zur Aufgabe, den aus der bekannten Reihenschaltung von Hausanschlußsicherung und thermisch-manuell auslösendem Schutzschalter bestehenden Vorautomaten dahingehend auszubilden, daß die betreffende Sicherung praktisch nicht anzusprechen und ausgewechselt zu werden braucht und die bauliche Gesamtanordnung als Einzelgerät von dazu befugter Stelle ohne besonderen Aufwand auf eine andere (größere) Nennstromstärke umstellbar bzw. umschaltbar ist, um der dazu sonst erforderlichen Umrüstungsnotwendigkeit und Typenvielfalt zu begegnen.
Zur Lösung dieser Aufgabe bildet die Erfindung einen Vorautomaten nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dahingehend aus, daß der Ansprechwert des thermischen Auslösers zur wahlweisen Vergrößerung der möglichen Stromentnahme von außen her mittels eines besonderen Einsteckteils mechanisch und/oder elektrisch veränderlich einstellbar ist und dabei die Nennstromstärke der Sicherung jeweils über derjenigen des thermischen Auslösers liegt.
Auf diese Weise wird in erster Linie erreicht, daß der Kurzschlußschutz durch eine Sicherung erfolgt, die im erfinderischen Zusammenhang immer unterhalb ihres Nennstromwertes betrieben wird und deren Verlustleistung bzw. Erwärmung entsprechend niedrig liegt. Nachdem die Leitungsschutzschalter (oder Schmelzsicherungen) innerhalb einer Hausinstallation bei allen im Bereich der zugänglichen Verbraucheranlage vorkommenden Kurzschlußströmen selektiv zu dieser (Vor-)Sicherung abschalten, ist somit gewährleistet, daß dieselbe praktisch niemals anspricht und die Tarfwächterfunktion jetzt nicht mehr seitens der Sicherung sondern durch den thermischen Auslöser erfolgt. Insofern wirkt es sich auch nicht besonders störend aus, daß diese Sicherung unter Plombenverschluß stehen muß und steht. Außerdem besitzt diese Sicherung eine absolute Selektivität zu der externen Transformatorsicherung innerhalb der Umspannstation (> 16o A bis zu deren Nennschaltvermögen von loo kA).
In zweiter Linie ermöglicht es die erfindungsgemäße Ausstattung des Vorautomaten, denselben im Zuge seiner Einbaumontage auf die benötigte Nennstromstärke zu fixieren, oder diesen vorhandenen Nennwert einer späteren Änderung nach oben bzw. nach unten ohne Ausbau und Ersatz durch einfaches Umstellen oder Umschalten anzupassen. Dieser Vorgang geht mit Hilfe einer in das Automatengehäuse einbezogenen und auf dessen Außenseite plombierbaren Umschalteinrichtung vonstatten.
Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Anordnung handeln, die mit Hilfe eines Steckschiebers mechanisch auf die zur Auslösung vorgegebene Entfernung zwischen dem als Widerstand dastehenden Bimetallstreifen und dem von ihm betätigten Entklinkungshebel des Sprungwerks einwirkt. Die Veränderung des Auslöseabstands kann dabei entweder direkt mittels einer durch den Einsteckvorgang des Schiebers bewirkten Auslenkung im Sinne einer Erweiterung des Krümmungsweges für den Bimetallstreifen erfolgen, oder bei gleichbleibendem Krümmungsweg durch das schieberseitig bewirkte Verstellen eines den Bimetallstreifen mit dem Entklinkungshebel verkoppelnden Zwischengliedes im Sinne einer zeitlichen Verlängerung des normalen Auslösevorgangs.
In analoger Weise kann aber auch anstelle des mechanisch fungierenden Steckschiebers ein von außen her eingesteckter Kontaktstöpsel in elektrischer Funktion und mit zu vernachlässigendem Ubergangswiderstand einen eingebauten Nebenwiderstand parallel zu dem des Bimetallstreifens in den Stromkreis einschalten, womit sich der Stromfluß über den Bimetallstreifen reduziert und zur Erzeugung des gleichen Krümmungsweges eine entsprechende Erhöhung der Stromentnahme möglich wird. - Nach der einen wie der anderen Variante kann z.B. vorgesehen werden, durch das (befugte) Einsetzen des Steckschiebers oder des Kontaktstöpsels den normalerweise für eine Nennstromentnahme von 25 A ausgelegten Vorautomaten bis 40 A zu belasten. Wenn dabei ein Faktor von 1,6 zugrunde gelegt wird, läßt sich der jeweilige Vorautomat demgemäß von 32 A auf 50 A, von 40 A auf 63 A, von 50 A auf 80 A und von 63 A auf 100 A umschalten.
Den konstruktiven Aufbau des erfindungsgemäßen Vorautomaten betreffend, sind dessen bestimmenden Merkmale ohne weiteres aus den Unteransprüchen und der beiliegenden Zeichnung eines Ausführungsbeispiels ersichtlich. Dabei ist das hier herausgegriffene Beispiel allein auf die elektrische Funktion der Umschalteinrichtung abgestellt, um deren Prinzip zu verdeutlichen, während zum Verständnis der analog mechanisch fungierenden Umschaltvariante die in den gleichbleibenden Aufbau des Vorautomaten ohne weiteres hineinlesbaren Darlegungen in der Erfindungsbeschreibung ausreichend erscheinen.
Demgemäß ist im oberen Teil der Zeichnung mehr schematisch die Seitenansicht eines offenen Geräts und im unteren Teil die Ansicht von der Bedienungsseite her dargestellt.
Wie aus der oberen Darstellung ersichtlich ist, beinhaltet der Vorautomat in seinem links gelegenen Teil ein fußkontaktseitig mit der äußeren Anschlußklemme 1 verbundenes Schraubelement 2 zur Aufnahme der Hausanschluß(schmelz-)sicherungspatrone 3. Die unmittelbar neben dem Sicherungselement 2/3 angeordnete Umschalteinrichtung setzt sich aus einem mit der Schraubfassung 2 dieses Elements verbundenen oder einteilig ausgebildeten (Fest-)Kontaktstück 4 und dem federnd ausweichenden Kontaktträger des Nebenwiderstandes 5 zusammen.
Zwischen die sich buchsenförmig gegenüberstehenden Enden der beiden Kontaktelemente 4 und 5 läßt sich von außen her der dabei geführt in das Gehäuse eintauchende Kontaktstöpsel 6 durch eine Öffnung in der Gehäusewandung einsetzen. Da der genannte Kontaktträger des Nebenwiderstandes 5 an seinem anderen Ende starr und leitend mit der Halterung für den Bimetallstreifen 7 verbunden ist, dessen auslenkendes Betätigungsende wiederum über eine flexible Litze mit dem Kontaktstück 4 und der Schraubfassung 2 des Sicherungselements in Verbindung steht, bewirkt das Einsetzen des Kontaktstöpsels 6 eine elektrische Parallelschaltung von Bimetallstreifen 7 und Nebenwiderstand 5, woraus eine entsprechende Nennstromerhöhung in der Wirkung auf den Auslösevorgang resultiert. Neben dieser Umschalteinrichtung ist in dem rechts gelegenen Teil des Vorautomaten die mittels der Betätigungshandhabe 8 über ein Sprungwerk 9 einschaltbare und in Folge der überstrombedingten Krümmung bzw. Auslenkung des Bimetallstreifens 7 über den Entklinkungshebel 9' auslösbare Schaltkontaktanordnung eingebaut. Dieselbe besteht aus einem einarmigen Schwenkkontaktstück 10, welches auf dem unteren Leitblech des Löschblechpakets 11 drehbar und elektrisch leitend gelagert ist, wobei dieses Löschblech zur gleichen Zeit konstruktiv mit der Halterung für den Bimetallstreifen 7 und mit dem Kontaktträger des Nebenwiderstandes 5 zusammengesetzt ist. Das dem Schwenkkontaktstück 10 gegenüber liegende und nach einer Seite in das obere Leitblech übergehende Festkontaktstück 12 der Schaltstrecke steht auf seiner anderen Seite in Verbindung mit der weiteren Anschlußklemme 13 des Vorautomaten.
In dieser Bauform und Ausführung stellt sich der erfindungsgemäße Zählervorautomat vorteilhafterweise als ein Schaltgerät mit weiterreichender Schutz- und oberwachungsfunktion dar, welches nur unerheblich über die Abmessungen und den Platzbedarf der bisher gebräuchlichen Einbaufassung für die Hausanschlußsicherung hinausgeht und sich somit ohne weiteres an deren Stelle in dem Hausanschlußkasten einer Verbraucheranlage einbauen und verdrahten läßt. Hinzu kommt der praktische Vorteil, daß der für sich nicht unter Plombenverschluß stehende Schutzschalter über die gebotene Möglichkeit eines Freischaltens der gesamten Verbraucheranlage hinaus partiell die Funktion der bisher für einen Nichtfachmann unzugänglichen Hausanschlußsicherung und damit quasi deren Schutz mitübernimmt, so daß die in dem Vorautomaten enthaltene Sicherung nur in einem äußerst seltenen Extremfall ansprechen wird. Darüber hinaus ist das Fachpersonal dazu in die Lage versetzt, den betreffenden Vorautomaten im Bedarfsfall außerordentlich einfach auf die Möglichkeit zu einer anderen, höheren wie niedrigeren Stromentnahme umzustellen, ohne hierfür das bereits vorhandene Gerät ausbauen und gegen ein anderes auswechseln zu müssen.
- Leerseite -

Claims

Patentansprüche 1.JZählervorautomat als Ersatz für die Hausanschlußsicherung, j bestehend aus einer in einem (plombierbaren) Steck- oder Schraubfassungselement (2) gehalterten Schmelzsicherungspatrone (3) und einem manuell (bei 8) zu betätigenden Schutzschalter (7 - 12) mit thermischer Überstrom- und Preiauslösung, die innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses angeordnet und dabei zwischen den außengelegenen Anschlußklemmen (1, 13) elektrisch in Reihe geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansprechwert des thermischen Auslösers (Bimetallstreifen 7) zur wahlweisen Vergrößerung der möglichen Stromentnahme von außen her mittels eines besonderen Einsteckteils (6) mechanisch und/oder elektrisch veränderlich einstellbar ist und dabei die Nennstromstärke der Sicherung (3) jeweils über derjenigen des thermischen Auslösers (7) liegt.
2. Zählervorautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die (für sich plombierbare) Umschalteinrichtung aus einem bedienungsseitig in die Gehäusewandung einsetzbaren und dieselbe nach innen durchgreifenden Steckschieber (6) besteht, mit welchem der Auslöseabstand zwischen dem Bimetallstreifen (7) und dem Entklinkungshebel (9') des Sprungwerks (9) zur Einstellung des (größeren) Auslösestroms in direkter Einwirkung auf eines dieser Teile (7, 9') oder in der Wirkung auf ein die Teile (7, 9') mechanisch miteinander koppelndes Zwischenglied definiert veränderbar ist.
3. Zählervorautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem thermischen Auslöser (Bimetallstreifen 7) zur Vergrößerung der Stromentnahmemöglichkeit ein innerhalb des Gehäuses gehalterter Nebenwiderstand (5) elektrisch parallelschaltbar ist.
4. Zählervorautomat nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die (für sich plombierbare) Umschalteinrichtung aus einem bedienungsseitig in die Gehäusewandung einsetzbaren und dieselbe nach innen durchgreifenden Kontaktstöpsel (6) besteht, durch den ein der Steck-oder Schraubfassung (2) der Sicherung (3) angesetztes Kontaktstück (4) mit einem federnden Kontaktträger des Nebenwiderstandes (5) elektrisch verbindbar ist.
5. Zählervorautomat nach den Ansprüchen 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktstück (4) zugleich über eine flexibele Litze mit dem freien Betätigungsende des Bimetallstreifens (7) verbunden ist und der Kontaktträger des Nebenwiderstandes (5), die Halterung des Bimetallstreifens (7) sowie ein Leitblech des Löschblechpakets (11) mit gleichzeitiger Lagervorkehrung für das Schwenkkontaktstück (10) des Schutzschalters (7-12) mechanisch fest miteinander verbunden sind.
6. Zählervorautomat nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der dem vorgesehenen Bimetallstreifen (7) parallelgeschaltete Nebenwiderstand (5) derart bemessen ist, daß sich die jeweilige Stromentnahmemöglichkeit um den Faktor 1,6 erhöht.
7. Zählervorautomat nach den Ansprüchen 1, 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Schutzschalter aus einer mittels seiner Betätigungshandhabe (8) über ein mechanisches Sprungwerk (9) einschaltbaren und durch den Bimetallstreifen (7) frei auslösbaren Schaltkontaktanordnung zusammensetzt, bei welcher die von dem auf dem unteren Leitblech des Löschblechpakets (11) gelagerten Schwenkkontaktstück (10) und von dem Festkontaltstück (12) in dessen Kombination mit dem oberen Leitblech sowie einer der Anschlußklemmen (13) gebildete Kontaktunterbrechungsstelle stirnseitig vor bis oberhalb des Löschblechpakets (11) angeordnet ist.