DE3612563A1

DE3612563A1 - Zweipoliger erdschlussselbstschalter und verfahren zum zusammenbauen desselben

Info

Publication number: DE3612563A1
Application number: DE19863612563
Authority: DE
Inventors: George William Burlington Conn. Kiesel; Robert Allan Burlington Conn. Morris; Paul Thomas Rajotte; Ronald Richard Plainville Conn. Russell
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1985-05-31
Filing date: 1986-04-15
Publication date: 1986-11-13
Also published as: JPS61292835A; US4641217A; IT1189498B; IT8620389A0; FR2581792A1; IT8620389A1

Description

Zweipoliger Erdschlußselbstschalter und Verfahren zum Zusammenbauen desselben

In einer weiteren deutschen Patentanmeldung der Anmelderin, für die die Priorität der US-Patentanmeldung, Serial No. 725 730, vom 22. April 1985 in Anspruch genommen worden ist, ist ein einpoliger Erdschlußselbstschalter beschrieben, der zum Teil durch ein automatisiertes Verfahren zusammengebaut wird. Der kommerzielle Erfolg dieser einpoligen Erdschlußselbstschalteranordnung hat Bedarf an einem zweipoligen Erdschlußunterbrecher mit ähnlicher Kostenreduzierung geweckt. Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit Maßnahmen zum Anpassen des einpoligen Erdschlußselbstschalters gemäß der weiteren deutschen Patentanmeldung an einen zweipoligen Unterbrecher, bei dem sich beide Pole denselben Erdschlußmodul und dieselbe Signalprozessorschaltung teilen.

Der zweipolige Erdschlußselbstschalter nach der Erfindung wird geschaffen, indem ein Stromversorgungsmodul zwischen einem ersten einpoligen Unterbrechermodul und einem zweiten einpoligen Erdschlußselbstschaltermodul angeordnet wird. Die elektrische Verbindung zwischen der ErdschlußSignalprozessorschaltung und dem ersten und dem zweiten Pol erfolgt mittels eines ersten Leiterpaares, und die elektrische Verbindung zwischen dem Stromversorgungsmodul und dem ersten einpoligen Selbstschalter erfolgt mittels eines separaten Leiterpaares.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:

9781.4-41PS-06337

Fig. 1 eine perspektivische Draufsicht in

isometrischer Projektion auf einen zweipoligen Erdschlußselbstschalter nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Vorderansicht des Erdschlußselbst

schalters nach Fig. 1, wobei die Stromversorgung elektrisch angeschlossen und in Draufsicht dargestellt ist, um die Verdrahtungsverbindungen zwischen der Stromversorgung und dem Erstpolunterbrecher zu zeigen,

Fig. 3 eine Vorderansicht des Stromversor

gungsmoduls, der mit dem Zweitpolunterbrechermodul verbunden ist,

Fig. 4 in Draufsicht den Erdschlußmodul in

nerhalb des zweipoligen Erdschlußselbstschalters nach Fig. 1,

Fig. 5 in Vorderansicht den vollständig zu

sammengebauten zweipoligen Erdschlußselbstschalter nach Fig. 1 und

Fig. 6 ein Schaltbild der Signalprozessor

schaltung und der Stromversorgungsschaltung innerhalb des zweipoligen Erdschlußselbstschalters nach der Erfindung .

Figur 1 zeigt den zweipoligen Erdschlußselbstschalter 10, wobei der einpolige Erdschlußselbstschalter 11 (im folgenden als "Erstpol" bezeichnet) auf in der oben erwähnten weiteren deutschen

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Patentanmeldung beschriebene Weise vormontiert ist und wobei der einpolige Selbstschaltermodul 12 (im folgenden als "Erstpolmodul" bezeichnet) an dem Erdschlußmodul 13 befestigt ist. Die Drahtwindungen 14 bilden den elektrischen Zugang zu der Netznullpunktklemme des Erdschlußmoduls. Die Ein/Aus-Handhabe 15 ragt wie dargestellt aus dem Erstpolmodul 12 hervor, und der Testknopf 16 erstreckt sich sowohl zwischen dem Erdschlußmodul als auch dem Selbstschaltermodul. °sr Erstpolmodul 12 ist so angeordnet, daß er mit dem Zweitpol verbindbar ist, der in einem ähnlichen einpoligen Selbstschaltermodul 26 (im folgenden als "Zweitpolmodul" bezeichnet) enthalten ist. Der Deckel 17 des Zweitpolmoduls 26 wird zuerst mit der Unterseite des Erstpolmoduls 12 verbunden, bevor die Verbindung mit dem Stromversorgungsmodul 9 und dem Zweitpolselbstschaltermodul 26 erfolgt, welcher den Zweitpolselbstschalter {im folgenden als "Zweitpol" bezeichnet) enthält. Der netzseitige isolierte Leiter 18 für den Zweitpol und der lastseitige isolierte Leiter 19 für den Zweitpol werden durch einen Schlitz 22 hindurchgeführt, der in dem Deckel vorgesehen ist. Der lastseitige Leiter 19 endigt in einem Flachstecker 20, der mit dem Anschlußende 30 des Zweitpols verbunden wird. Der Leiter 18 endigt in dem Netzschellenverbinder 21 für den Zweitpol, der in der Aussparung 31 aufgenommen wird und auf dem die Schellenfeder 32 später angeordnet wird. Eine Stromversorgungsschaltkarte 28, die in dem Stromversorgungsmodul 9 angeordnet ist, ist mit dem Signalprozessormodul, der in dem Erdschlußmodul 13 enthalten ist, mittels isolierter Stromversorgungsleiter 24, 25 verbunden. Die Leiter 24, 25 erstrecken sich durch eine öffnung 33 in dem Deckel 17, und zwei Paßdistanzstücke 29 werden in den angesenkten Nietöffnungen 34 angeordnet, bevor der Deckel 17 an dem Erstpolmodul 12 befestigt wird. Ein elektrisch leitender Halter 36 ähnlich dem in der oben erwähnten weiteren deutschen Patentanmeldung beschriebenen ist durch einen Leiter 37 mit einem Stift 38 an der Stromversorgungsschaltkarte 28 elektrisch

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verbunden und wird in den Stromversorgungsmodul 9 eingeführt, indem er in eine Aussparung eingesetzt wird, die in dem angeformten Fortsatz 35 gebildet ist, der sowohl in dem Zweitpolgehäuse 27 als auch in dem Stromversorgungsmodulgehäuse 8 gebildet ist» In dem Zweitpolmodul 26 ist ein Auslösenocken 40 angeordnet, der mit einem ähnlichen Auslösenocken zusammenwirkt, welcher in dem Erstpolmodul 12 angeordnet ist, wobei die Auslösemechanismen in beiden Polen durch eine gemeinsame Auslöseschiene 39 miteinander verbunden sind. Eine gute Beschreibung der Mittel zur Befestigung einer gemeinsamen Auslöseschiene in gekapselten mehrpoligen Selbstschaltern findet sich in der US-PS 3 288 965, auf die bezüglich weiterer Einzelheiten verwiesen wird. Die Auslöseschiene 39 erstreckt sich durch die öffnung 41, die in dem Deckel 17 gebildet ist. Ein Kunststoffeinsatz 42 in dem angeformten Fortsatz 35 verschließt den Fortsatz an Stelle eines Testknopfes 16, der nicht erforderlich ist. Nachdem der Stromversorgungsmodul 9, der Zweitpolmodul 26 und der einpolige Erdschlußunterbrecher 11 elektrisch miteinander verbunden worden sind, werden sie mittels Nieten 43 aneinander befestigt, die sich durch die Nietöffnungen 34 erstrecken, und die Handhabenbrücke 44 wird auf die Erstpol-Ein/Aus-Handhabe 15 und auf die Zweitpol-Ein/Aus-Handhabe 45 aufgesteckt, wie es bei allen zweipoligen Selbstschaltern üblich ist.

Der zweipolige Erdschlußselbstschalter 10 ist in Fig. 2 gezeigt, wobei der Deckel 17 an dem einpoligen Erdschlußunterbrecher 11 befestigt ist und wobei die Leiter 18, 19 und 24, 25 an dem Stromversorgungsmodul 9 befestigt sind. Der Flachstecker 20 am Ende des Leiters 19 ist durch eine öffnung 7 in dem Stromversorgungsgehäuse 8 hindurch auf das Anschlußende (nicht dargestellt) des Zweitpolunterbrechers aufgesteckt worden. Der Netzschellenverbinder 21 sitzt innerhalb der Aussparung 31, die in dem Stromversorgungsmodulgehäuse 8 gebildet ist. Der Leiter 37 verbindet den Stift 38 auf der Stromversorgungsschaltkarte 28 mit dem Halter 36, der in dem angeformten

Fortsatz 35 gehaltert ist. Wie oben erwähnt wird der Kunststoff einsatz 42 an Stelle des Auslöseknopfes benutzt, um die öffnung in dem Schlitz 49 zu verschließen, der in dem Stromversorgungsmodulgehäuse 8 gebildet ist. Die Verbindung zwischen dem Leiter 24 und der Stromversorgungsschaltkarte 28 ist an dem Stift 47 gezeigt, und die Verbindung zwischen der Stromversorgungsschaltkarte und dem Leiter 25 ist an dem Stift 48 gezeigt. Die verschiedenen Stromversorgungskomponenten, wie beispielsweise Varistoren 50, 51 und Dioden 52, 53, erstrecken sich wie dargestellt von der Oberseite der Stromversorgungsschaltkarte 28 aus. Der Halter 36 wird in dem angeformten Fortsatz 35 mittels einer Testfeder 66 gehalten, was ausführlicher in der eingangs erwähnten weiteren deutschen Patentanmeldung beschrieben ist. Gemäß der Darstellung in Fig. 3 ist der Leiter 37 mit der Netzklemme des Zweitpolunterbrechers über die Verbindungsstelle 67 zwischen dem Zweitpol-Bimetall und dem Netzstreifen (nicht dargestellt) über den Halter 36 und die Testfeder 66 elektrisch verbunden. Das Ende des Leiters 37 ist mit dem Halter 36 mittels der eingeschnittenen öffnung 68 elektrisch verbunden, die in dem Halter wie angegeben gebildet ist. Die externe elektrische Verbindung mit der Netzseite des Zweitpolmoduls 26 wird über die Zweitpol-Netz-Last-Klemme 65 hergestellt. Der vollständig zusammengebaute zweipolige Erdschlußselbstscnalter 10 ist in Fig. 5 dargestellt, wobei der einpolige Erdschlußselbstschalter 11, ^{der aus dem} Erstpolmodul 12, der mit dem Erdschlußmodul 13 verbunden ist, besteht, mit dem Stromversorgungsmodul 9 und dem Zweitpolmodul 26 elektrisch und mechanisch verbunden ist. Die externe elektrische Verbindung wird mit dem zweipoligen Erdschlußselbstschalter 10 mittels der Last-Nullpunkt-Klemme 64 und mittels der Zweitpol-Netz-Last-Klemme 65 sowie mittels einer Erstpol-Netz-Last-Klemme 82 und mittels des Netz-Nulleiters 70 hergestellt.

Zum Sichtbarmachen der Anordnung der Leiter 18, 19 innerhalb des Signalprozessormoduls 13 ist die Unterseite des Signalprozessormoduls in Fig. 4 gezeigt. Beide Leiter gehen durch einen Schlitz 60 hindurch,

der in dem Erdschlußmodulgehäuse gebildet ist, und gehen unter die Signalprozessorschaltkarte 54, an der der Differenzstromwandler 57 und der Nullpunkterregungswandler 56 befestigt und mittels eines Leiterstreifens 55 verbunden sind. Der isolierte Drahtleiter 63 für den Erstpol führt von dem Erstpolflachstecker 61 durch die öffnungen beider Wandler hindurch zurück nach außen zu dem Erstpolschellenverbinder 62. Der Leiter 18 geht zuerst durch die öffnung des Nullpunkterregungswandlers 56 und dann durch die öffnung des Differenzstromwandlers, wo er als Leiter 19 zur Verbindung mit dem Zweitpol austritt. Einer der Stromversorgungsleiter 24 ist mit der Signalprozessorschaltkarte mittels eines Leiteranschlußfleckens 58 verbunden und erstreckt sich von dem Erdschlußmodul aus durch einen Schlitz 59 nach außen, der in dem Erdschlußmodulgehäuse gebildet ist. Der andere Stromversorgungsleiter 25 geht durch den Schlitz 59 hindurch und ist mit einem Halter elektrisch verbunden, der nicht gezeigt ist, aber dem bei 36 in Fig. 3 gezeigten gleicht und gemäß der Beschreibung in der erwähnten weiteren deutschen Patentanmeldung mit der Verbindungsstelle zwischen dem Bimetall und dem Netzstreifen innerhalb des Erstpolunterbrechermoduls 12 elektrisch verbunden ist, der wie weiter oben beschrieben unter dem Erdschlußmodul 13 befestigt ist. Der Testknopf 16 ist in einer Aussparung 77 angeordnet, die in dem angeformten Fortsatz 78 gebildet ist, und dient zum vorübergehenden Herstellen von elektrischem Kontakt zwischen der Testfeder 80 und dem Erdschlußmodul 13. Die externe elektrische Verbindung mit dem Erstpol wird mittels der Last-Nullpunkt-Klemme 64 und mittels des Netz-Nulleiters 70 am Ende der Drahtwindungen 14 hergestellt.

Die in Fig. 6 gezeigte Signalprozessorschaltung 74 gleicht der in der oben erwähnten weiteren deutschen Anmeldung beschriebenen einschließlich der Erstpolunterbrecherkontakte 71 in Serie mit dem isolierten Drahtleiter 63, der durch die öffnungen des Nullpunkterregungswandlers 56 und des Differenzstromwandlers 57 hindurchgeführt ist. Der Zweitpolleiter 18 auf einer Seite

des Nullpunkt- und des Differenzstromwandlers wird zum Leiter 19 auf der anderen Seite beider Wandler, wie es weiter oben mit Bezug auf Fig. 4 beschrieben worden ist. Die Zweitpolunter br echerkontakte 72 sind wie angegeben in Serie mit dem Leiter 19. Die Stromversorgungsschaltung 73, die aus der Parallelanordnung von Varistor 50, Diode 52 und Varistor 51, Diode 53 besteht, ist mittels Leitern 75, 76 zwischen die Erst- und ZweitpolIelter geschaltet.

Anhand der Zeichnungen ist gezeigt worden, daß ein zweipoliger Erdschlußselbstschalter 10 durch das Hinzufügen eines Zweitpolmoduls 26 geschaffen werden kann, der mittels eines Stromversorgungsmoduls 9 an einen einpoligen Erdschluß selbstschalter 11 angeschlossen wird. Der Stromversorgungsmodul versorgt den Erdschlußmodul 13 mittels der Stromversorgungsschaltung 73 mit elektrischem Strom, die Eingangsleistung entweder von dem Erstpol oder von dem Zweitpol empfängt. Der zweipolige Erdschlußselbstschalter 10 wird deshalb funktionstüchtig bleiben, um Erdschlußschutz für den verbleibenden Pol aufrechtzuerhalten, wenn die Stromversorgung eines Pols unterbrochen werden sollte.

Die Auslösemagnetspule 83 ist mit der Stromversorgungsschaltung

73 elektrisch in Serie geschaltet. Die Dioden 52, 53 sind in den Leitern 75, 76 für die Stromgleichrichtung an der Signalprozessorschaltung 74 erforderlich. Es ist üblich gewesen, eine gesonderte Magnetspule in jedem Pol eines zweipoligen Erdschlußselbstschalter anzuordnen. Es ist nunmehr festgestellt worden, daß durch Verwendung von zwei Avalanche-Dioden und durch Verwendung eines Varistors parallel zu jeder Diode, wie beispielsweise in der Stromversorgungsschaltung 73, eine einzige Signalprozessorschaltung 74 für beide Pole benutzt werden kann. Das erlaubt deshalb eine einzige Signalprozessorschaltung

74 innerhalb eines Erdschlußmoduls 13, die eine einzige Magnetspule aufweist, sowohl für einpolige als auch für zweipolige Unterbrecher durch die einfache Hinzufügung der Stromversor-

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sorgungsschaltung 73 statt einer gesamten Signalprozessorschaltung zu verwenden. Die Signalprozessorschaltung innerhalb des Erdschlußmoduls 13 wird auf hochautomatisiierter Ausrüstung hergestellt, und es würde eine beträchtliche Anpassung der ein poligen Standardsignalprozessorschaltung erfordern, um auf andere Weise für einen zweipoligen Erdschlußschutz zu sorgen.

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Claims

Patentansprüche:

1. Zweipoliger Erdschlußselbstschalter, gekennzeichnet durch; einen Erstpolselbstschalter (12) innerhalb eines ersten Formgehäuses, der mit einem Erdschlußschaltungsmodul (13) innerhalb eines zweiten Formgehäuses verbunden ist; einen Zweitpolselbstschalter (26) innherhalb eines dritten Formgehäuses (27), der sowohl mit dem Erdschlußmodul (13) als auch mit dem Erstpolselbstschalter (12) verbunden ist; und eine Stromversorgungsschaltung (73) innerhalb eines vierten Formgehäuses (8), die sowohl mit dem Erst- und Zweitpolselbstschalter (12, 26) als auch mit dem Erdschlußmodul (13) zur Stromversorgung des Erdschlußmoduls entweder aus dem Erst- oder aus dem Zweitpo3selbstschalter verbunden ist.

2. Zweipoliger Erdschlußselbstschalter nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Erst- und der Zweitpolselbstschalter (12, 26) durch eine gemeinsame Auslöseschiene (39) verbunden sind, die sich durch das Stromversorgungsformgehäuse (8) erstreckt.

3. Zweipoliger Erdschlußselbstschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgungsschaltung (73) eine Parallelschaltung aus einer ersten Diode (52) und einem ersten Varistor (50), die zwischen den Erstpolselbstschalter (12) und den Erdschlußselbstschalter· geschaltet sind, um dem Erdschlußmodul (13) ersten Betriebsgleichstrom zu liefern, und eine Parallelschaltung aus einer zweiten Diode (53) und einem zweiten Varistor (51) aufweist, die zwischen den Zweitpolselbstschal ter (26) und den Erdschlußmodul (13) geschaltet sind, um dem Erdschlußmodul zweiten Betriebsgleichstrom zu liefern.

4. Zweipoliger Erdschluß selbstschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Erdschlußmodul (13) eine einzige Magnetspule (83) zum Auslösen sowohl des Erst- als auch des Zweitpol Selbstschalters (12, 26) enthält.

5. Zweipoliger Erdschlußselbstschalter nach einem der Ansprüche

1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Erst- und der Zweitpolselbstschalter (12, 26) durch ein erstes Paar isolierter Leiterdrähte (.18, 19), die in Flachsteckern (20, 21) endigen, elektrisch miteinander verbunden sind.

6. Zweipoliger Erdschlußselbstschalter nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgung (9) und der Erdschlußmodul (13) mittels eines zweiten Paares isolierter Drahtleiter (24, 25) elektrisch miteinander verbunden sind, wobei die ersten Enden der ersten und zweiten Leiter mit Stiften (47, 48) auf einer die Stromversorgungsschaltung (73) tragenden Schaltkarte (28) elektrisch verbunden sind.

7. Zweipoliger Erdschlußselbstschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Stromversorgungsgehäuse (8) Einrichtungen aufweist zum Festhalten der Schaltkarte (28) derart, daß ein unterer Rand der Schaltkarte (28) rechtwinkelig zu einer Bodenfläche des Stromversorgungsgehäuses (8) ist, und daß die erste Diode (52) und der erste Varistor (50) auf der Schaltkarte (28) parallel zu der Bodenfläche befestigt sind.

8. Zweipoliger Erdschlußselbstschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Diode (52) mit dem Erstpolselbstschalter (12) durch elektrische Verbindung mit einer ersten Halteklammer elektrisch verbunden ist, die mit einem ersten Lastanschlußstreifen innerhalb des Erstpolselbstschalters (12) elektrisch verbunden ist.

9. Zweipoliger Erdschluß selbstschalter nach Anspruch 8, dadurch

gekennzeichnet, daß das Stromversorgungsgehau.se (8) einen angeformten Fortsatz (35) nahe der Schaltkarte (28) zum Haltern einer zweiten Halteklammer (36) aufweist, wobei die zweite Diode (53) mit dem Zweitpolausschalter (26) durch elektrische Verbindung mit der zweiten Halteklammer elektrisch verbunden ist und wobei die zweite Halteklammer mit einem zweiten Lastanschlußstreifen innerhalb des Zweitpolselbstschalters (26) elektrisch verbunden ist.

10. Verfahren zum Zusammenbauen eines zweipoligen Erdschlußselbstschal ters, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Verbinden eines einpoligen Selbstschalters innerhalb eines ersten Gehäuses mit einem Erdschlußmodul innerhalb eines zweiten Gehäuses;

Verbinden einer Stromversorgungsschaltung in einem dritten Gehäuse mit einem Zweitpolselbstschalter in einem vierten Gehäuse; Führen eines ersten Paares isolierten Drähte von einer Signalprozessorschaltung in dem zweiten Gehäuse des Erdschlußmoduls her, Führen des ersten Drahtpaares durch das erste Gehäuse nach unten durch einen Deckel auf dem dritten Gehäuse und Anschließen eines der Drähte des ersten Drahtpaares in dem dritten Gehäuse der Stromversorgung und Anschließen des anderen Drahtes des ersten Drahtpaares in dem vierten Gehäuse des Zweitpolselbstschalters;

elektrisches Anschließen eines zweites Paares isolierter Leiter, das aus dem zweiten Gehäuse des Eidschlußmoduls kommt, an die Stromversorgungsschaltung in dem dritten Gehäuse der Stromversorgung, um dem Erdschlußmodul sowohl von dem Erstais auch von dem Zweitpolselbstschalter elektrischen Strom zu liefern;

Bringen einer Auslöseschiene, die sich von dem ersten Gehäuse des einpoligen Selbstschaltersaus durch öffnungen erstreckt, welche in dem Stromversorgungsgehäuse und dem Deckel vorgesehen sind, in Eingriff mit einem Auslösemechanismus innerhalb des vierten Gehäuses des Zweitpolselbstschalters; und

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Aneinanderbefestigen des ersten, zweiten, dritten und vierten Gehäuses, um einen kompakten, eiristückigen zweipoligen Erdschlußselbstschalter herzustellen.

11. Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

Befestigen eines elektrisch isolierten Leiters zwischen der Stromversorgungsschaltung und einer Halteklammer; Einführen der Halteklammer in einen Fortsatz, der an dem vierten Gehäuse der Stromversorgung gebildet ist, wobei die Halteklammer mit einem Netzanschlußstreifen innerhalb des vierten Gehäuses des Zweitpolselbstschalters verbunden wird, um elektrische Verbindung zwischen dem Erdschlußmodul und dem Zweitpolselbstschalter herzustellen.