DE4232888A1 - Kontakt-schaltlichtbogensystem eines leitungsschutzschalters - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kontakt- Schaltlichtbogensystem, bei dem sich der Stößel eines thermoelektrischen Auslösers im Ruhezustand des Leitungsschutzschalters an einen Teil eines beweglichen Leiterstückes des Kontakt-Schaltlichtbogensystems anlehnt.

Ein mit einer Trennwand ausgestattetes Kontakt- Schaltlichtbogensystem in einem Leitungsschutzschalter, das in der Offenlegungsschrift DE 35 42 747 A1 beschrieben ist, verwendet eine auf den Überstrom ansprechende elektromagnetische Auslösevorrichtung mit dem Stößel zum Öffnen elektrischer Öffnungskontakte. Die als zylindrischer Mantel ausgebildete Trennwand, durch deren Öffnung der Schaltlichtbogen verläuft, fängt unter dem Einfluß des durch den Schaltlichtbogen steigenden Druckes der Luft innerhalb des zylindrischen Raumes an, sich zu bewegen. Die Abschaltdauer wird schon allein durch die Verwendung der elektromagnetischen Auslösevorrichtung beeinflußt, denn die Geschwindigkeit des Stößels wird durch die Sättigung des Magnetkreises begrenzt. Bei höheren Stromstärken besteht daher keine Proportionalität zwischen der Stärke des elektrischen Stromes und der auf die Trennwand ausgeübten Kraft. Außerdem fängt die Trennwand erst dann an sich zu bewegen, wenn sich die sie umgebende Luft durch den Schaltlichtbogen ausreichend aufgewärmt hat.

Ein ähnliches in einen Leitungsschutzschalter eingebautes Kontakt-Schaltlichtbogensystem mit einer Trennwand wurde in der Offenlegungsschrift EP 03 50 828 A2 beschrieben. Der Zapfen eines Auslösers wirkt auf eine schwenkbare Trennwand ein, die mit ihrer abgeschrägten Kante einen beweglichen Öffnungskontakt an dem Kreisbogen abstößt und ihn über einen Totpunkt in eine andere stabile Lage versetzt. Die Trennwand verlängert den elektrischen Schaltlichtbogen und treibt ihn in eine Löschkammer. Wie bei dem vorher beschriebenen Kontakt- Schaltlichtbogensystem ist auch hier eine zeitverschwendende Reihenfolge des Öffnens der Öffnungskontakte und der Bewegung der Trennwand vorhanden.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bewegliche und unbewegliche Teile in einem Kontakt- Schaltlichtbogensystem eines Leitungsschutzschalters derart auszubilden, daß es durch elektromagnetische Kräfte zwischen diesen Teilen gleichzeitig mit dem Trennen der Öffnungskontakte auch zur Bewegung einer Trennwand dazwischen kommt.

Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 und 3 angegeben.

Ein Vorteil des Kontakt-Schaltlichtbogensystems nach der Erfindung liegt darin, daß durch einen Kurzschluß zugleich zwei elektromagnetische Kräfte verursacht werden, und zwar eine die Öffnungskontakte trennende Kraft und eine die bewegliche bogenförmige Trennwand treibende Kraft. Beide Kräfte sind auch bei hohen Stromstärken der elektrischen Stromstärke proportional.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Kontakt- Schaltlichtbogensystem eines Leitungsschutzschalters im Ruhezustand,

Fig. 2 und 3 ein erfindungsgemäßes Kontakt- Schaltlichtbogensystem während des Verlaufes eines Abschaltens.

In dem erfindungsgemäßen Kontakt-Schaltlichtbogensystem eines Leitungsschutzschalters sind das erste unbewegliche Leiterstück 1 mit seinem ersten Ende an eine Anschlußklemme 11 und ein Ende 34 des zweiten unbeweglichen Leiterstückes 3 an die Anschlußklemme eines thermoelektrischen Auslösers 4 elektrisch angeschlossen (Fig. 1). Der Stößel 41 des Auslösers 4 ist im Ruhezustand des Leitungsschutzschalters an einen geraden Teil 21 eines beweglichen Leiterstückes 2 angelehnt.

Das erste Ende 211 des beweglichen geraden elektrisch leitenden Teiles 21 ist elektrisch leitend und schwenkbar mit einer an dem Leiterstück 1 ausgeführten Lagerstelle 12 verbunden. Ein elektrisch leitender bogenförmiger Teil 22, dessen Kreisbogen den Mittelpunkt an einer durch die Lagerstelle 12 verlaufenden und senkrecht zum Teil 21 wie auch zu einem weiteren geraden elektrisch leitenden Teil 13 des Leiterstückes 1 gerichteten Achse A hat, ist elektrisch leitend und schwenkbar mit einer am zweiten Ende des Teiles 21 ausgeführten Lagerstelle 212 verbunden. Bei der Lagerstelle 212 ist an dem Teil 21 ein Hülsenverbindungsstück 51 befestigt, woran eine bewegliche bogenförmige isolierende Trennwand 5 befestigt ist. Der Mittelpunkt des der Trennwand 5 zugehörigen Kreises ist an der Achse A gelegen. Die Trennwand 5 verläuft am Teil 22 entlang. Ein am Teil 22 angebrachter elektrischer Öffnungskontakt 23 ist mit einem Öffnungskontakt 33 elektrisch verbunden. Der Öffnungskontakt 33 ist an einem bogenförmigen elektrisch leitenden Teil 32 mit dem ebenfalls an der Achse A gelegenen Mittelpunkt angebracht. Der Teil 32 verläuft an der Trennwand 5 entlang, die dadurch von den bogenförmigen Teilen 22, 32 und den geschlossenen Öffnungskontakten 23, 33 eingeschlossen ist. Der Teil 32 ist mit einem geraden elektrisch leitenden Teil 31 des Leiterstückes 3 verbunden. Der Teil 31 verläuft nahe am Teil 21 und parallel zu ihm.

In der Verlängerung des Bogens, an dem sich der Teil 22 befindet, ist eine unbewegliche, bogenförmige, aus einem Isolierstoff ausgeführte Trennwand 6 angebracht. Ihr Mittelpunkt liegt demnach an der Achse A. Die Trennwand 6 ist mit ihrer zur Achse A gewandten abgeschrägten Kante 61 an eine von der Achse A abgewandte abgeschrägte Kante 26 des Teiles 22 angelehnt.

Der gerade Teil 13 ist derart angebracht, daß er an einer durch die Lagerstelle 12 und die Kante 61 verlaufenden Linie B liegt. Ein zur Lagerstelle 12 gewandtes Knie 131 des Teiles 13 ist mit der Anschlußklemme 11 elektrisch verbunden und ein zur Kante 61 gewandtes Knie 132 des Teiles 13 ist mit der Lagerstelle 12 elektrisch verbunden. Unmittelbar in der Verlängerung des Teiles 32 und die Trennwand 6 umgebend ist eine unbewegliche bogenförmige Abgrenzungswand 7 mit dem Mittelpunkt an der Achse A angebracht.

Zwischen die Teile 21 und 13 ist eine zusammengepreßte Spiralfeder 14 eingespannt. Ebenso ist zwischen den Teil 22 und das Hülsenverbindungsstück 51 eine zusammengepreßte Spiralfeder 24 eingespannt.

Die elektrisch leitenden Teile 21, 31 und 22, 32 sind paarweise derart angebracht, daß elektrischer Strom I die elektrisch leitenden Teile jedes Paares in entgegengesetzten Richtungen durchfließt. Die elektrodynamische Kraft wirkt demnach auf beide Teile in jedem der erwähnten Paare derart, daß sie sie auseinander zu schieben versucht. Dieses Auseinanderschieben wird bei normalen Werten der elektrischen Stromstärke I durch die zusammengepreßten Spiralfedern 14 und 24 verhindert.

Bei einem Kurzschluß wird der bewegliche bogenförmige elektrisch leitende Teil 22 von dem unbeweglichen bogenförmigen elektrisch leitenden Teil 32 weggeschwenkt, wodurch die elektrischen Öffnungskontakte 23 und 33 voneinander getrieben werden. Zugleich wird aber durch die elektrodynamische Kraft auch der bewegliche gerade elektrisch leitende Teil 21 von dem unbeweglichen geraden elektrisch leitenden Teil 31 abgestoßen und bringt die bewegliche bogenförmige Trennwand 5 zum Schwenken um die Achse A. Der Öffnungskontakt 23 rutscht neben bzw. auf der Oberfläche 62 der unbeweglichen bogenförmigen Trennwand 6, während die Trennwand 5 zwischen die Wände 6 und 7 getrieben wird. Die Querschnittsfläche eines zwischen dem Öffnungskontakt 33 und dem Teil 22 entstandenen Schaltlichtbogens EA wird dadurch vermindert, zugleich wird aber der Schaltlichtbogen EA erheblich verlängert, denn er verläuft nun in den Strecken s1 und s2 (Fig. 2 und 3). Das trägt zu einem schnelleren Erlöschen des elektrischen Schaltlichtbogens EA bei. Zum Schluß des Abschaltens nähert sich der bewegliche gerade Teil 21 dem unbeweglichen geraden Teil 13 und die elektrodynamische Anziehungskraft dazwischen steigt an. Alle auftretenden elektrodynamischen Kräfte steigen auch bei hohen Stromstärken proportional der elektrischen Stromstärke I an, denn am Stromweg innerhalb der erfindungsgemäßen Kontakt-Schaltlichtbogens gibt es keinen Eisenkern.

Bei einem Überstrom fängt der Stößel 41 des Auslösers 4 an, den beweglichen elektrisch leitenden Teil 2 abzustoßen. Die Kante 26 des beweglichen bogenförmigen Teiles 22 rutscht an der Kante 61 der Trennwand 6 ab, wobei sich die Öffnungskontakte 23 und 33 voneinander trennen.

Claims (3)

1. Kontakt-Schaltlichtbogensystem eines Leitungsschutzschalters, dessen erstes unbewegliches Leiterstück (1) mit seinem ersten Ende an eine Anschlußklemme (11) elektrisch angeschlossen ist und in dem ein Ende (34) des zweiten unbeweglichen Leiterstückes (3) an die Anschlußklemme eines thermoelektrischen Auslösers (4) elektrisch angeschlossen ist, dessen Stößel (41) sich im Ruhezustand des Leitungsschutzschalters an einen geraden Teil (21) eines beweglichen Leiterstückes (2) anlehnt, dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Ende (211) des geraden elektrisch leitenden Teiles (21) elektrisch leitend und schwenkbar mit einer an dem ersten unbeweglichen Leiterstück (1) ausgeführten Lagerstelle (12) verbunden ist,
daß ein elektrisch leitender bogenförmiger Teil (22) mit dem Mittelpunkt an einer durch die Lagerstelle (12) verlaufenden und senkrecht zum Teil (21) wie auch zu einem geraden elektrisch leitenden Teil (13) des ersten unbeweglichen Leiterstückes (1) gerichteten Achse (A) elektrisch leitend und schwenkbar mit einer am zweiten Ende des Teiles (21) ausgeführten weiteren Lagerstelle (212) verbunden ist,
daß bei der weiteren Lagerstelle (212) an dem Teil (21) ein Hülsenverbindungsstück (51) befestigt ist, woran eine am bogenförmigen Teil (22) entlang verlaufende bewegliche bogenförmige Trennwand (5) mit dem Mittelpunkt an der Achse (A) befestigt ist,
daß ein am bogenförmigen Teil (22) angebrachter Öffnungskontakt (23) mit einem an einem weiteren bogenförmigen elektrisch leitenden Teil (32) angebrachten Öffnungskontakt (33) elektrisch verbunden ist, wobei der weitere Teil (32), dessen Mittelpunkt an der Achse (A) liegt, an der zwischen den bogenförmigen Teilen (22, 32) und zwischen den geschlossenen Öffnungskontakten (23, 33) eingeschlossenen Trennwand (5) entlang verläuft und mit einem weiteren geraden und parallel zum geraden Teil (21) verlaufenden elektrisch leitenden Teil (31) des zweiten unbeweglichen Leiterstückes (3) verbunden ist,
daß eine in der Verlängerung des bogenförmigen Teiles (22) befindliche unbewegliche bogenförmige Trennwand (6), deren Mittelpunkt an der Achse (A) liegt, sich mit ihrer zur Achse (A) gewandten abgeschrägten Kante (61) an eine von der Achse (A) abgewandten weiteren abgeschrägten Kante (26) des bogenförmigen Teiles (22) anlehnt,
und daß ein zur Lagerstelle (12) gewandtes Knie (131) des geraden Teiles (13), der neben einer durch die Lagerstelle (12) und durch die Kante (61) verlaufenden Linie (B) befestigt ist, mit der Anschlußklemme (11) und ein zur Kante (61) gewandtes Knie (132) des geraden Teiles (13) mit der Lagerstelle (12) verbunden sind.

2. Kontakt-Schaltlichtbogensystem eines Leitungsschutzschalters nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine unbewegliche bogenförmige Abgrenzungswand (7) mit dem Mittelpunkt an der Achse (A) unmittelbar in der Verlängerung des weiteren, bogenförmigen Teiles (32) und die Trennwand (6) umgebend angebracht ist.

3. Kontakt-Schaltlichtbogensystem eines Leitungsschutzschalters nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die geraden Teile (21, 13) des beweglichen und ersten unbeweglichen Leiterstückes (2, 1) eine zusammengepreßte Spiralfeder (14) und zwischen den bogenförmigen Teil (22) und das Hülsenverbindungsstück (51) eine weitere zusammengepreßte Spiralfeder (24) eingeschlossen ist.