DE4232888C2

DE4232888C2 - Kontakt-Schaltlichtbogensystem eines Leitungsschutzschalters

Info

Publication number: DE4232888C2
Application number: DE19924232888
Authority: DE
Inventors: Mitja Koprivsek
Original assignee: Elektroelement Izlake D D
Current assignee: Elektroelement Izlake D D
Priority date: 1991-09-30
Filing date: 1992-09-30
Publication date: 1996-05-09
Anticipated expiration: 2012-10-01
Also published as: SI9111607A; DE4232888A1; YU160791A

Description

Die Erfindung betrifft ein Kontakt- Schaltlichtbogensystem eines Leitungsschutzschalters mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.

Ein solches, mit einer Trennwand ausgestattetes Kontakt- Schaltlichtbogensystem in einem Leitungsschutzschalter, das in der Offenlegungsschrift DE 35 41 747 A1 beschrieben ist, verwendet eine auf den Überstrom ansprechende elektromagnetische Auslösevorrichtung mit einem Stößel zum Öffnen elektrischer Öffnungskontakte. Die als zylindrischer Mantel, der von den Öffnungskontakten durch drungen wird, 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.

In einem in der Patentschrift US-PS 44 67 298 beschriebenen Kontakt-Schaltlichtbogensystem legt sich beim Öffnen der Kontakte eine Trennwand zwischen Öffnungskontakte, deren Trennen und dadurch auch die Bewegung der Trennwand durch elektrodynamische Kräfte zwischen Kontaktarmen bewirkt wird. Die Bewegung der Trennwand kann jedoch nicht bei niedrigen Stromstärken erfolgen, da nicht die mechanische Energie einer zusammengepreßten Feder genützt wird.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bewegliche und unbewegliche Teile in einem Kontakt-Schaltlichtbogensystem eines Leitungsschutzschalters derart auszubilden, daß es durch elektrodynamische 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 zeigt

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 Schwenk arm 21 eines beweglichen Leiterstückes 2 angelehnt.

Das erste Ende 211 des beweglichen geraden elektrisch leitenden Schwenkarms 21 ist elektrisch leitend und schwenkbar mit einer an dem Leiterstück 1 ausgeführten Lagerstelle 12 verbunden. Ein elektrisch leitender Schwenkbogen 22, dessen Kreisbogen den Mittelpunkt an einer durch die Lagerstelle 12 verlaufenden und senkrecht zum Schwenkarm 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 Schwenkarms 21 ausgeführten Lagerstelle 212 verbunden. Bei der Lagerstelle 212 ist an dem Schwenkarm 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 Schwenkbogen 22 entlang. Ein am Schwenkbogen 22 angebrachter elektrischer Öffnungskontakt 23 ist mit einem Öffnungskontakt 33 elektrisch verbunden. Der Öffnungskontakt 33 ist an einem bogenförmigen elektrisch leitenden Parallelbogen 32 mit dem ebenfalls an der Achse A gelegenen Mittelpunkt angebracht. Der Parallelbogen 32 verläuft an der Trennwand 5 entlang, die dadurch vom Schwenk- und vom Parallelbogen 22, 32 und den geschlossenen Öffnungskontakten 23, 33 eingeschlossen ist. Der Parallelbogen 32 ist mit einem geraden elektrisch leitenden Parallelarm 31 des Leiterstückes 3 verbunden. Der Parallelarm 31 verläuft nahe am Schwenkarm 21 und parallel zu ihm.

In der Verlängerung des Bogens, an dem sich der Schwenkbogen 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 Parallelbogens 32 und die Trennwand 6 umgebend ist eine unbewegliche bogenförmige Abgrenzungswand 7 mit dem Mittelpunkt an der Achse A angebracht.

Zwischen den Schwenkarm 21 und das gerade Teil 13 ist eine zusammengepreßte schraubenförmige Feder 14 eingespannt. Ebenso ist zwischen den Schwenkbogen 22 und das Hülsenverbindungsstück 51 eine zusammengepreßte schraubenförmige Feder 24 eingespannt.

Die elektrisch leitenden Teile 21, 31 und 22, 32, also der Schwenkarm 21 und der Parallelarm 31 sowie der Parallelarm 31 und der Parallelbogen 32 sind paarweise derart angebracht, daß ein 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 Federn 14 und 24 verhindert.

Bei einem Kurzschluß wird der bewegliche elektrisch leitende Schwenkbogen 22 von dem unbeweglichen elektrisch leitenden Parallelbogen 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 Schwenkarm 21 von dem unbeweglichen geraden elektrisch leitenden Parallelarm 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 Schwenkbogen 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 Schwenkarm 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 des 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 Schwenkbogens 22 rutscht an der Kante 61 der Trennwand 6 ab, wobei sich die Öffnungskontakte 23 und 33 voneinander trennen.

Claims

1. Kontakt-Schaltlichtbogensystem eines Leitungsschutzschalters, das mit einem auf einen Überstrom ansprechenden Auslöser (4), dessen Stößel (41) das Auseinandertreiben elektrischer Öffnungskontakte (23, 33) auslöst, und mit einer von den Öffnungskontakten (23, 33) durchdrungenen Trennwand (5, 6) versehen ist, dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Ende (211) eines Schwenkarmes (21) elektrisch leitend und schwenkbar mit einer ersten Lagerstelle (12) verbunden ist, die an dem ersten Ende eines ersten unbeweglichen Leiterstückes (1) ausgeführt ist und deren Schwenkachse (A) senkrecht zum Schwenkarm (21) wie auch zu einem geraden, elektrisch leitenden Teil (13) des ersten unbeweglichen Leiterstückes (1) verläuft,
daß ein elektrisch leitender Schwenkbogen (22), dessen Bogenmittelpunkt an der Schwenkachse (A) liegt, elektrisch leitend und schwenkbar mit einer am zweiten Ende des Schwenkarmes (21) ausgeführten zweiten Lagerstelle (212) verbunden ist und an dem von der zweiten Lagerstelle (212) abgewandten Ende einen der Öffnungskontakte (23) trägt,
daß bei der zweiten Lagerstelle (212) an dem Schwenkarm (21) ein Hülsenverbindungsstück (51) befestigt ist, woran die am Schwenkbogen (22) entlang verlaufende, bewegliche, bogenförmige Trennwand (5) mit dem Bogenmittelpunkt an der Schwenkachse (A) befestigt ist,
daß der am Schwenkbogen (22) angebrachte Öffnungskontakt (23) mit einem an einem elektrisch leitenden Parallelbogen (32) angebrachten Öffnungskontakt (33) elektrisch verbunden ist, wobei der Parallelbogen (32), dessen Bogenmittelpunkt an der Schwenkachse (A) liegt, an der zwischen dem Schwenkbogen (22) und dem Parallelbogen (32) und zwischen den geschlossenen Öffnungskontakten (23, 33) eingeschlossenen, beweglichen Trennwand (5) entlang verläuft und mit einem weiteren geraden und parallel zum mit dem Stößel (41) des Auslösers (4) zusammenwirkenden Schwenkarm (21) verlaufenden, elektrisch leitenden Parallelarm (31) eines zweiten unbeweglichen Leiterstückes (3) verbunden ist, dessen anderes Ende (34) an eine Anschlußklemme des Auslösers (4) angeschlossen ist,
daß eine an das kontaktseitige Ende des Schwenkbogens (22) anschließende, unbewegliche, bogenförmige Trennwand (6), deren Bogenmittelpunkt an der Schwenkachse (A) liegt, sich mit ihrer zur Schwenkachse (A) gewandten, abgeschrägten Kante (61) an eine von der Schwenkachse (A) abgewandten, abgeschrägten Kante (26) des Schwenkbogens (22) anlehnt,
und daß ein zur ersten Lagerstelle (12) gewandtes Knie (131) des geraden Teiles (13), das neben einer durch die erste Lagerstelle (12) und durch die Kante (61) verlaufenden Linie (B) verlaufend befestigt ist, mit einer Eingangsanschlußklemme (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 Bogenmittelpunkt an der Schwenkachse (A) unmittelbar in der Verlängerung des Parallelbogens (32) und längs der Trennwand (6) verlaufend angebracht ist.

3. Kontakt-Schaltlichtbogensystem eines Leitungsschutzschalters nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schwenkarm (21) des beweglichen Leiterstückes (2) und dem geraden Teil (13) des ersten unbeweglichen Leiterstückes (1) eine zusammengepreßte Feder (14) und zwischen dem Schwenkbogen (22) und dem Hülsenverbindungsstück (51) eine weitere zusammengepreßte Feder (24) eingeschlossen ist.