DE3750712T2

DE3750712T2 - Leistungstrennschalter.

Info

Publication number: DE3750712T2
Application number: DE3750712T
Authority: DE
Inventors: Hiroaki C O Fukuyama Fugihisa; Kazuhiro C O Fukuyama Se Ishii; Toshiyuki C O Fukuyama Tanibe; Haruhisa C O Fukuyama Sei Toda
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-08-07
Filing date: 1987-08-06
Publication date: 1995-06-14
Anticipated expiration: 2007-08-07
Also published as: EP0255955A3; EP0255955B1; KR880014613A; KR900006771B1; JPS6343235A; DE3750712D1; EP0255955A2; JP2583491B2; US4754246A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft einen Leistungstrennschalter, insbesondere einen Leistungstrennschalter, der mit einem automatischen Auslösemechanismus versehen ist.
Ein herkömmlicher Leistungstrennschalter, auf den die Erfindung Bezug nimmt, wird in Verbindung mit den Fig. 1 bis 5 beschrieben. Fig. 1 ist eine seitliche Schnittansicht des herkömmlichen Leistungstrennschalters, Fig. 2 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht von Fig. 1 und zeigt die EIN- Position, Fig. 3 ist eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht, zeigt aber die AUS-Position, Fig. 4 ist eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht, zeigt aber die AUSLÖSE-Position, und Fig. 5 ist eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht, die jedoch die elektromagnetisch betätigte Position zeigt.
In diesen Figuren weist der Leistungstrennschalter ein elektrisch isolierendes Gehäuse 1 auf, das aus einer Basis 1a und einer Abdeckung 1b besteht. Ein ortsfester versorgungsseitiger Leiter 2 ist an der Basis 1a angebracht, und ein ortsfester Kontakt 3 ist daran befestigt. In dem Gehäuse 1 ist eine automatische Auslöseeinheit 4 angebracht, die eine Auslöseeinheit von einem wärmeempfindlichen Typ, einem elektromagnetischen Typ oder einem elektronischen Typ aufweist. Ein ortsfester lastseitiger Leiter 5 ist mit der automatischen Auslöseeinheit 4 elektrisch verbunden.
Ein beweglicher Kontakt 6 ist an einem beweglichen Element 7 befestigt, das mit der automatischen Auslöseeinheit 4 durch einen flexiblen Leiter 8 und einen Verbinder 9 elektrisch verbunden ist. Das bewegliche Element 7 ist von einer Kontaktarmanordnung 10 abgestützt, die einen ersten Kontaktarm 10a, der mit einem später noch zu beschreibenden Betätigungsmechanismus 20 verbunden ist, und einen zweiten Kontaktarm 10b aufweist, an dem das bewegliche Element 7 durch einen ersten Drehzapfen 11 schwenkbar abgestützt ist.
Der erste Kontaktarm 10a jeder Poleinheit ist außerdem mit einer Querschiene 13 zum gleichzeitigen Bewegen der Poleinheiten verbunden. Der erste Kontaktarm 10a und der zweite Kontaktarm 10b sind in dem Gehäuse über einen Drehzapfen 12 jeweils unabhängig schwenkbar abgestützt. In dem ersten Kontaktarm 10a ist ein erstes Führungsloch 14 gebildet, das im wesentlichen in der Richtung der Bewegung des Kontaktarms 10a verläuft. In dem zweiten Kontaktarm 10b ist ein längliches zweites Führungsloch 15 gebildet, das in der Erstreckungsrichtung des Arms 10b verläuft.
Ein Gleitstift 16 durchsetzt das erste und das zweite Führungsloch 14 und 15, um die relative Schwenkbewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktarm 10a und 10b zu begrenzen. Der Gleitstift 16 ist zu dem freien Ende des Kontaktarms 10b von einer Zugfeder 17 vorgespannt, die zwischen dem Gleitstift 16 und dem Drehzapfen 11 angebracht ist, der das bewegliche Element 7 schwenkbar mit dem zweiten Kontaktarm 10b verbindet.
Um eine Kontaktvorspannkraft zwischen den beweglichen und den ortsfesten Kontakten 6 und 3 zu erzeugen, ist eine Kontaktdruckfeder 18 zwischen dem beweglichen Element 7 und dem zweiten Kontaktarm 10b angeordnet. Ein Betätigungsgriff 19 ist mit einem Betätigungsmechanismus 20 verbunden, der eine lösbare Wiege oder Schwinge 20a, die einen Anschlagstift 21 hat, und ein Paar von Gelenkstangen 20b und 20c aufweist, die durch Schwenkzapfen 22a und 22b zwischen der Gabel 20a und dem ersten Kontaktarm 10a verbunden sind. Auf wohlbekannte Weise ist ein Lichtbogenlöscher 23 derart angeordnet, daß der zwischen den getrennten Kontakten gezogene Lichtbogen gelöscht wird, wenn sich die Kontakte trennen.
Wenn sich der Leistungstrennschalter in der EIN-Position gemäß den Fig. 1 und 2 befindet, fließt ein elektrischer Strom von dem versorgungsseitigen ortsfesten Leiter 2 zu dem lastseitigen ortsfesten Leiter 5 durch den ortsfesten Kontakt 3, den beweglichen Kontakt 6, das bewegliche Element 7, den flexiblen Leiter 8, den Verbinder 9 und die automatische Auslöseeinheit 4 in dieser Reihenfolge. Wenn der Betätigungsgriff 19 in die AUS-Position bewegt wird, wie durch einen Pfeil 24 in Fig. 2 gezeigt ist, wird die Kontaktarmanordnung 10 durch den Betätigungsmechanismus 20 gehoben, so daß der bewegliche Kontakt 6 gemeinsam mit dem beweglichen Element 7 von dem ortsfesten Kontakt 3 wegbewegt wird, wie Fig. 3 zeigt, um die Kontakte 3 und 6 zu öffnen. Dabei wird, da der Gleitstift 16 aufgrund der Vorspannfunktion der Zugfeder 17 in dem ausgesparten Bereich 14a des Führungslochs 14 positioniert ist, der zweite Kontaktarm 10b von dem Betätigungsmechanismus 20 um den Drehzapfen 12 in die Öffnungsrichtung gemeinsam mit dem ersten Kontaktarm 10a gedreht, bis er an dem Anschlagstift 21 anliegt.
Wenn in der EIN-Position, die in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, ein Überlaststrom durch den Leistungstrennschalter fließt, wird die automatische Auslöseeinheit 4 betätigt, um die Schwinge 20a des Betätigungsmechanismus 20 freizugeben und zuzulassen, daß sie sich in der Richtung eines Pfeils 25 von Fig. 2 dreht. Dann drehen die Gelenkstangen 20b und 20c des Betätigungsmechanismus 20 die Kontaktarmanordnung 10 im Uhrzeigersinn in der Figur, um den beweglichen Kontakt 6 von dem ortsfesten Kontakt 3 zu trennen, so daß der Überlaststrom unterbrochen wird. Das ist die sogenannte Auslöseposition. Da der Gleitstift 16 durch die Zugfeder 17 in dem ausgesparten Bereich 14a des Führungslochs 14 positioniert ist, ähnlich der AUS-Position gemäß Fig. 3, wird während dieses Vorgangs der zweite Kontaktarm 10b von dem Betätigungsmechanismus 20 im Uhrzeigersinn um den Drehzapfen 12 gemeinsam mit dem ersten Kontaktarm 10a gedreht, bis er an dem Anschlagstift 21 anliegt.
Wenn ein großer Strom, wie etwa ein Kurzschlußstrom, durch den Leistungstrennschalter in der EIN-Position gemäß den Fig. 1 und 2 fließt, bewirkt eine elektromagnetische Abstoßungskraft, die zwischen dem ortsfesten Leiter 2 und dem beweglichen Element 7 erzeugt wird, daß das bewegliche Element 7 sofort von dem ortsfesten Leiter 2 getrennt wird, wie Fig. 5 zeigt. Da der Betätigungsmechanismus 20 nicht zuläßt, daß der erste Kontaktarm 10a betätigt wird, weil er selbst nicht betätigt wird, dreht sich zu diesem Zeitpunkt der zweite Kontaktarm 10b im Uhrzeigersinn um den Drehzapfen 12, wie ein Pfeil 26 in Fig. 2 zeigt, indem der Gleitstift 16 gegen die Kraft der Zugfeder 17 aus dem ausgesparten Bereich 14a entlang dem Führungsloch 14 bewegt wird, bis er an dem Endbereich 14b des Führungslochs 14 anschlägt. Eine elektromagnetische Abstoßungskraft bildet sich beim Auftreten eines Kurzschlußstroms sehr rasch aus, und daher wird die Kontakttrennung erreicht, bevor der Betätigungsmechanismus 4 aktiviert wird, so daß eine hohe Strombegrenzungsfähigkeit gegeben ist.
Unmittelbar nach dem Erreichen der Trennung durch die elektromagnetische Abstoßung löst die automatische Auslöseeinheit 4 aus und dreht den ersten Kontaktarm 10a, um den Gleitstift 16 in den ausgesparten Bereich 14a des Führungslochs 14 zurückzubringen, um die in Fig. 4 gezeigte ausgelöste Position einzunehmen.
Da bei dem oben beschriebenen herkömmlichen Leistungstrennschalter dieser Leistungsdrehschalter mit der automatischen Auslöseeinheit 4 versehen ist, die in dem Trennschaltergehäuse angebracht ist, muß ein Leistungstrennschalter für jede Art von automatischer Auslöseeinheit, wie etwa eine elektronische Auslöseeinheit oder eine wärmeempfindliche elektromagnetische Auslöseeinheit, separat hergestellt werden.
Die US-A-4 281 359 zeigt eine statische Auslöseeinheit, die ein Stromwandlermodul und ein elektronisches Programm-Modul aufweist, die zusammengebaut sind, um in einen Leistungstrennschalter mit formgepreßtem Gehäuse eingebaut zu werden. Die Stromwandlermodule und Programm-Module sind separat austauschbar, um Schaltströme und funktionelle Eigenschaften von Trennschaltern zu andern.
Die US-A-4 037 184 zeigt einen Vielpol-Leistungstrennschalter, der mit einer Festkörper-Auslöseeinheit versehen ist, die einen abnehmbaren und austauschbaren Nennleistungs- Stecker hat. Die Einrichtung ist in einem Gehäuse vorgesehen, das Kontakteinrichtungen, Verriegelungseinrichtungen und die Auslöseeinrichtung umschließt. Eine Verblockungseinrichtung ist in betriebsmäßigem Eingriff mit der Verriegelungseinrichtung vorgesehen, um die Verriegelung zu lösen und dadurch einen Betätigungsmechanismus zum Öffnen und Schließen der Kontakteinrichtung auszulösen.
Die DE-OS 2 716 446 zeigt Auslöseeinrichtungen für einen elektrischen Leistungstrennschalter. Die Auslöseeinrichtungen für einen Trennschalter sind herausnehmbar in einem Gehäuse angeordnet, in dem Einrichtungen zum Bestimmen von Überlastzuständen vorgesehen sind. Die Einrichtungen zum Bestimmen von Überlast an jedem Pol weisen einen Magnetkreis auf. Der Magnetkreis weist zwei trennbare Teile auf, von denen der eine an dem Gehäuse und der andere an der Auslöseeinrichtung festgelegt ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen Leistungstrennschalter anzugeben, bei dem eine automatische Auslöseeinheit, wie etwa eine elektronische Auslöseeinheit oder eine auf Wärme ansprechende elektromagnetische Auslöseeinheit, die in dem Gehäuse angebracht ist, auf einfache Weise durch andere Arten von automatischen Auslöseeinheiten ersetzt werden kann.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Leistungstrennschalters, der austauschbar mit verschiedenen Typen von automatischen Auslöseeinheiten verwendet werden kann.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Leistungstrennschalters, der nicht separat je nach dem Typ der automatischen Auslöseeinheit, wie etwa einer elektronischen Auslöseeinheit und einer wärmeempfindlichen elektromagnetischen Auslöseeinheit, gefertigt werden muß.
Gemäß der Erfindung wird ein Leistungstrennschalter angegeben, der gemäß den Angaben in den Ansprüchen eine Trenneinheit und eine automatische Auslöseeinheit aufweist. Die automatische Auslöseeinheit ist auswechselbar und austauschbar und weist eine Auslösestange auf, die in einer Position vorgesehen ist, in der sie fähig ist, einen Verriegelungsmechanismus an der Trenneinheit zu betätigen.
Die Auslöseeinheit wird aus einer Vielzahl von Auslöseeinheiten ausgewählt, die eine elektronische Auslöseeinheit und eine wärmeempfindliche elektromagnetische Auslöseeinheit umfassen, wobei jede Art von Auslöseeinheit identische Außenkonfiguration hat. Die Konfiguration weist einen sich verjüngenden unteren Bereich auf, der in einen Ausnehmungsbereich mit einer komplementären Gestalt paßt, der in einer Basis eines Gehäuses für den Leistungstrennschalter gebildet ist.
Ferner ist die Auslösestange in der Auslöseeinheit selbst angeordnet und steht aus dieser vor, um den Verriegelungsmechanismus der Trenneinheit durch eine Schiebebewegung zu betätigen.
Die automatische Auslöseeinheit des Leistungstrennschalters der Erfindung ist eine auswechselbare Einheit, die aus einer Vielzahl von Auslöseeinheiten verschiedener Art ausgewählt ist, die elektronische Auslöseeinheiten und Wärmeempfindliche elektromagnetische Auslöseeinheiten einschließen, und die Auslöseeinheit kann mit der Trenneinheit des Leistungstrennschalters betriebsmäßig verbunden sein. Daher können automatische Auslöseeinheiten, wie etwa elektronische Auslöseeinheiten oder wärmeempfindliche elektromagnetische Auslöseeinheiten, die in dem Gehäuse angebracht sind, ohne weiteres durch andere Arten von automatischen Auslöseeinheiten ersetzt werden. Ferner braucht der Leistungstrennschalter nicht separat gemäß dem Typ der automatischen Auslöseeinheit hergestellt zu werden.

KURZE ERLÄUTERUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung wird nachstehend anhand der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben; die Zeichnungen zeigen in:
Fig. 1 eine seitliche Schnittansicht eines herkömmlichen Leistungstrennschalters;
Fig. 2 eine vergrößerte Teilschnittansicht von Fig. 1, wobei die EIN-Position gezeigt ist;
Fig. 3 eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht, die jedoch die AUS-Position zeigt;
Fig. 4 eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht, die jedoch die AUSLÖSE-Position zeigt; und
Fig. 5 eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht, die jedoch die elektromagnetisch betätigte Position zeigt;
Fig. 6 eine Draufsicht auf einen Leistungstrennschalter bei einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 7 eine seitliche Schnittansicht des Leistungstrennschalters bei einer Ausführungsform der Erfindung entlang der Linie VII-VII von Fig. 6;
Fig. 8 eine Seitenansicht einer automatischen Auslöseeinheit vom elektronischen Typ; und
Fig. 9 eine Seitenansicht einer wärmeempfindlichen elektromagnetischen automatischen Auslöseeinheit.

GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit den Fig. 6 bis 9 beschrieben. Fig. 6 ist eine Draufsicht auf einen Leistungstrennschalter der Erfindung, Fig. 7 ist eine seitliche Schnittansicht des Leistungstrennschalters der Erfindung entlang der Linie VII-VII von Fig. 6, Fig. 8 ist eine Seitenansicht einer automatischen Auslöseeinheit vom elektronischen Typ, und Fig. 9 ist eine Seitenansicht einer wärmeempfindlichen elektromagnetischen automatischen Auslöseeinheit. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren bezeichnen identische oder entsprechende Komponenten.
In den Fig. 6 bis 9 ist eine automatische Auslöseeinheit 27 zum Auslösen der Trenneinheit, die in den Fig. 6 und 7 gezeigt ist, eine austauschbare Einheit, die aus einer Vielzahl von verschiedenen Typen ausgewählt ist, die solche vom elektronischen Typ und vom wärmeempfindlichen elektromagnetischen Typ einschließen, und ist betriebsmäßig mit der Trenneinheit verbindbar. Fig. 8 zeigt ein Beispiel einer elektronischen Auslöseeinheit 27A, die einen elektronischen Auslösemechanismus 32 und ein Gehäuse 33 zur Aufnahme des elektronischen Auslösemechanismus 32 aufweist, und Fig. 9 zeigt ein Beispiel einer wärmeempfindlichen elektromagnetischen Auslöseeinheit 27B, die einen wärmeempfindlichen elektromagnetischen Auslösemechanismus 34 aufweist, der in dem Gehäuse 33 aufgenommen ist. Es ist zu beachten, daß die äußere Konfiguration des Gehäuses 33 der Einheit 27A mit derjenigen der Einheit 27B identisch ist.
Die elektronische Auslöseeinheit 27A hat für jeden Pol einen Anschlußleiter 27a und einen Nebenschlußleiter 27b, die aus dem Gehäuse 33 vorstehen. Im zusammengebauten Zustand verlaufen die Anschlußleiter 27a zu den lastseitigen Anschlüssen des Leistungstrennschalters und sind mit diesen verbunden. Die Nebenschlußleiter 27b sind mit den Verbindungsleitern 9 durch Befestigungselemente, wie z. B. Muttern und Stiftschrauben 31 verbindbar. Die elektronische Auslöseeinheit 27A hat außerdem eine einzige Auslösestange 27c, die aus dem Gehäuse 33 vorsteht, um den Betätigungsmechanismus 20 für den zentralen Pol durch einen Verriegelungsmechanismus 30, der noch im einzelnen beschrieben wird, zu aktivieren.
Wenn also die elektronische Auslöseeinheit 27A in die Trenneinheit des Leistungstrennschalters eingebaut ist, wie in Fig. 7 gezeigt ist, ist sie zwischen den lastseitigen Anschluß und den Verbindungsleiter 9 geschaltet, so daß der durch den Leistungstrennschalter fließende Strom durch die elektronische Auslöseeinheit 27A fließt, und die Auslösestange 27c befindet sich in einer Position, in der sie fähig ist, auf den Verriegelungsmechanismus 30 einzuwirken.
Das Gehäuse 33 hat einen Stegbereich 27d, der als Anzeige dienen kann, um die Art der verwendeten automatischen Auslöseeinheit anzuzeigen. Somit ist die äußere Konfiguration der Auslöseeinheiten 27A und 27B einschließlich der Leiter 27a und 27b und der Auslösestange 27c identisch, so daß die Auslöseeinheiten 27A und 27B in bezug auf die Trenneinheit des Leistungstrennschalters austauschbar sind.
Das Gehäuse 1 des Leistungstrennschalters ist ausgebildet, um die automatische Auslöseeinheit 27A oder 27B darin aufzunehmen. Die Basis 1a des Gehäuses 1 hat einen ausgesparten Bereich 28, in dem der untere Bereich der Auslöseeinheit 27A oder 27B aufgenommen ist, und die Abdeckung 1b des Gehäuses 1 hat ein Fenster 29, in das der Stegbereich 27d der Auslöseeinheit 27A oder 27B eingesetzt ist, so daß der Stegbereich 27d nach außen freigelegt ist.
Wenn ein Überstrom durch den Leistungstrennschalter fließt, betätigt der durch die Leiter 27a und 27b fließende Strom den elektronischen Auslösemechanismus 32 der elektronischen Auslöseeinheit 27A oder der wärmeempfindlichen elektromagnetischen Auslöseeinheit 27B und schiebt die Auslösestange 27c vorwärts, die dann den Verriegelungsmechanismus 30 an der Trenneinheit des Trennschalters betätigt, um den Verriegelungseingriff zwischen dem Verriegelungsmechanismus 30 und der Schwinge 20a des Betätigungsmechanismus zu lösen, um die Kontakte 3 und 6 zu öffnen, wie es auf diesem Gebiet bekannt ist.
Bei den obigen Ausführungsformen sind zwar die automatischen Auslöseeinheiten 27A oder 27B so dargestellt, daß sie eine Breite haben, die sich über drei Pole des dreipoligen Leistungstrennschalters erstreckt, aber die Breitendimension der Auslöseeinheit 27A oder 27B kann unabhängig von der Anzahl Pole des Leistungstrennschalters festgelegt werden.

Claims

1. Leistungstrennschalter, der folgendes aufweist:

- eine Trenneinheit (20), die vorgesehen ist, um einen ersten und einen zweiten trennbaren Kontakt (3, 6) zu öffnen, und

- eine automatische Auslöseeinheit (27A, 27B), um die Trenneinheit (20) auszulösen, um den ersten und den zweiten trennbaren Kontakt (3, 6) aufgrund eines Überstroms zu öffnen,

- wobei die automatische Auslöseeinheit (27A, 27B) eine auswechselbare und austauschbare Einheit ist

- und wobei eine Auslösestange (27c) in einer Position vorgesehen ist, in der sie fähig ist, einen Verriegelungsmechanismus (30) zu betätigen, der auf die Trenneinheit (20) durch eine Schiebebewegung wirkt,

dadurch gekennzeichnet,

- daß die Auslöseeinheit (27A, 27B) aus einer Vielzahl von Auslöseeinheiten (27A, 27B) auswählbar ist, die eine elektronische Auslöseeinheit (27A) und eine wärmeempfindliche elektromagnetische Auslöseeinheit (27B) umfassen, wobei die Auslöseeinheiten (27A, 27B) der jeweiligen technischen Typen identische Außenkonfigurationen haben,

- wobei jede entsprechende Auslöseeinheit (27A, 27B) eine Konfiguration hat, die mit einem sich verjüngenden unteren Bereich versehen ist, der in einen Ausnehmungsbereich (28) mit einer komplementären Gestalt paßt, der in einer Basis (1a) eines Gehäuses (1) des Leistungstrennschalters gebildet ist, und die ferner mit einem Stegbereich (27d) an der oberen Seite der Auslöseeinheit (27A, 27B) versehen ist, der in ein Fenster (29) mit einer komplementären Gestalt in einer Abdeckung (1b) des Gehäuses (1) eingesetzt ist, so daß der als Anzeige dienende Stegbereich (27d) nach außen freiliegt,

- und daß die Auslösestange (27c) in der Auslöseeinheit (27A, 27B) angeordnet ist und aus dieser vorsteht.

2. Leistungstrennschalter nach Anspruch 1, wobei jede entsprechende automatische Auslöseeinheit (27A, 27B) einen Anschlußleiter (27a) und einen Nebenschlußleiter (27b) für jeden Pol des Leistungstrennschalters aufweist und wobei die einzige Auslösestange (27c) so vorgesehen ist, daß sie aus der Auslöseeinheit (27A, 27B) vorspringt, und angebracht ist, um die Trenneinheit (20) für einen zentralen Pol durch den Verriegelungsmechanismus (30) zu betätigen.