DE7632486U1

DE7632486U1 - Elektrischer Leitungsschutzschalter für Überstrom- und Kurzschlußstromauslösung

Info

Publication number: DE7632486U1
Application number: DE19767632486
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1976-10-18
Filing date: 1976-10-18
Publication date: 1977-01-27

Description

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Ηώ. V.r. 637/76 Mannheim, 15.10.1976

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''Elektrischer Leitungsschutz^chalter für ÜDerstrom- und KurzGc111¹:·?· st ro:::i:U.¹--lc sun;:¹¹

JJie Erfindung betrifft einen elektrischen LeitungGschutz-schalter für Überstrom- und Kurzschlußstrornauslcsung, mit einer;. Übers'1'0.--.DUi-IoSCr, der ein Thermoüimetall aufweist, und einem KurzGchlußa^Klö'ser, welcher einen von einer Spule umgebenen Hs^nc·tkern u;;d einen Ha/rnetanker auf·,.'eist, welch letzterer uf einen Hebel zur öffnung von Kontakten einv/irkt.

; rJ.-ö.-ktrischc Leitungsschutzschalter der allgemein üblichen Art j besitzen einen elektromagnetischen Auslöser und e^nen '■ ther-iaiLchsn Auslöser, von denen der elektromagnetische Ausj löser zur Auslösung bei Auftreten von Kurzschiußstrcmen und I der thermische Auslöser bei Auftreten von sogenannten Übeγι strömen anspricht und auf das Schaltschloß des Leitungsschutz-. schalters zur öffnung der Kontakte einwirkt. Im allgemeinen : besteht der elektromagnetische Auslöser aus einer Spule,

I einem von der· Spule umfassten festen Magnetkern und einem

! beweglichen Magnetanker, der normalerweise als Tauchanker

; ausgebildet ist und im Falle eines Kurzschiußec in die Spule

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hineingezogen wird. Dabei löst der Tauchanker die Verklinkung; er kann zusätzlich als sogenannter Schlaganker direkt auf das bewegliche Kontaktstück einwirken. Der thermische Überstromauslöser besitzt im allgemeinen ein Bimetall, welches bei Auftreten eines Überstromes sich erwärmt und dabei ausbiegt; wenn sich das Bimetall um einen bestimmten Weg ausgebogen hat, greift es an einer Verklinkungsstelle des Schaltschlosses an und entklinkt dieses, so daß der bewegliche Kontakt ausgeschaltet bzw. betätigt wird. !

Bei den normalen handelsüblichen Leitungsschutzschaltern wirken die beiden Auslöser, der magnetische Auslöser und der thermische Auslöser voneinander unabhängig. _ j

Es ist ein überstromauslöser bekanntgeworden (OS 1 513 167), bei dem der thermische Auslöser und der elektromagnetische Auslöser miteinander praktisch eine Einheit bilden, '■■ Zu diesem Zwecke ist das Bimetall zwischen einem Magnetkern und einem Magnetanker angeordnet, dergestalt, daß bei Auftreten exnes ivurzs cn ±ui3 stromes aas Bimexaxi auigrund seiner thermisch en Trägheit nicht anspricht, der bewegliche Magnetanker jedoch vom Magnetkern angezogen wird und dabei ein Schaltschloß zur Öffnung der Kontakte entklinkt. Wenn ein überstrom auftritt, dann bewegt sich der Magnetkern aufgrund der Bewegung des Bimetalls vom Magnetanker weg. ^!

Es ist weiterhin durch die DT-OS 1 513 133 ein Überstromschalter bekanntgeworden, bei dem das Bimetall und der elektromagnetische Auslöser ebenfalls eine Einheit bilden, insofern, als der Tauchanker durch das freie Ende des Bimetalls hindurchgreift.

Bei beiden ist jedoch aufgrund der besonderen Ausgestaltung eine gegenseitige Beeinflussung beider Auslöser nicht möglich.

Bei den bekannten Leitungsschutzschaltern mit Thermobimetall wird also die Überstromauslösung allein durch die mechanische

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Energie des Thermobimetalles geleistet. Da diese Energie vom der Größe des verwendeten Bimetalls abhängt und .-jus Prej;:- sowie Platzgründen die Thermobimetalle möglichst klein au,;_; c— führt werden sollen, ergeben sich häufig Streuungen und Schwierigkeiten, insbesondere, wenn die zur Entklinkam· erforderliche Kraft sich aufgrund irgendwelcher Einfluss'. innerhalb des Schaltschloßes verändert.

Aufgabe der Erfindung ist es, den thermischen und elektromagnetischen Auslöser so miteinander zu kombinieren, d.-ß für die thermische Überstromauslösung eine höhere Entngic zar Verfügung gestellt wird, um entweder größere Kraftreservcn zu erzielen, oder eine v/eitere Verkleinerung des Binetalles zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Magnetkern innerhalb der Spule verschieblich gelagert und mit dem Thermobimetall verbunden ist, derart, daß der M&gnetj kern vom Thermobimetall bei dessen Erwärmung und Verbiegung ■» v* D -i «Vi+iin η -7Hm Morrno + anlioi" ""711T* Vfir'^i Π PT¹T¹I in f ή H ^c; 7ViI SChfTi ri <·-ΓΠ <_j— - - w - — —

Magnetkern und dem Magnetanker befindlichen Lufnspaltes verschoben wird.

Die Erfindtmg macht den Gebrauch von der Tatsache, daß bei sich verkleinerndem Luftspalt der Ansprechwert, d.h. der Ansprechstrom des Magnetauslösers laufend herabgesetzt wird. Dies geschieht einfach dadurch, daß das Thermobimetall den festen Magnetkern in Richtung zum bewegbaren Magnetenker verschiebt; hierdurch wird der Luftspalt verkleinert und damit der Ansprechwert verringert.

Die Wirkungsweise der Auslöseeinrichtung ist nun folgende: Wenn ein Strom fließt, der unterhalb des zulässigen Dauerstromes des Gerätes liegt, dann erfolgt aufgrund der Dimensionierung des Auslösers auch bei Fließen des höchsten Dauerstroroes und bei entsprechender Endausbiegung des Therino-

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bimetalls keine Auslösung. Steigt der Strom jedoch über den vorgesehenen Grenzwert, dann wird der Luftspalt, d.h. der Abstand zwischen dem bewegbaren Magnetanker und dem festen Magnetkern soweit verkleinert, daß der tatsächlich fließende Strom eine magnetische Anziehung des Hagnetankerg herbeiführt und damit das Schaltschloß, auf welches der Magnetanker einwirkt, entklinkt. Auf diese Aveise wird erreicht, daß das Thermobimetall bei gleicher Größe und gleicher Temperatur höhere Kraftreserven durch eine Art "magnetische Verstärkung" erfährt, während umgekehrt dann, wenn ein erhöhter Kraftbedarf erforderlich ist, das Bimetall insgesamt verkleinert worden kann. Im Falle eines Kurzschlußes allerdings oesitzt das Bimetall eine bestimmte thermische Trägheit, so daß der Magnetanker· tatsächlich von dem Bimetall festgehalten wird und der magnetische Auslöser als reiner Kurzschlußauslöser wirkt.

Es besteht die Möglichkeit, den Magnetkern lediglich begrenzt verschieblich auszubilden. Zu diesem Zwecke isL ein Anschlag an der Führung des Magnetkerns vorgesehen, der dann verhindert, daß bei Überschreiten einer bestimmten maximalen Ausbiegung der Luftspalt weiter verkleinert wird. Damit jedoch das Thermobimetall selbst nicht einer unnötig hohen Kraft ausgesetzt wird, kann man einen Freilauf zwischen Thermobimetall und Magnetkern erzielen; dies geschieht dadurch, daß aw Magnetkern eine Verlängerung vorgesehen ist, welche duvch eine Ausnehmung im Bimetall hindurchgreift, und daß die Länge der Verlängerung wenigstens zweimal der Dicke des Bimetalls entspricht, daß der Magnetkern federnd in Auslenkrichtung des Bimetalls mit einer Verdickung gegen das Bimetall gedrückt ist. Wenn das Thermobimetall sich nun auslenkt, dann läuft aufgrund des Federdrucks der Magnetkern mit, solange, bis er gegen den Anschlag zum Anliegen kommt. Da die Verlängerung nun größer ist als die Dicke des Bimetalls,

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kann sich das Bimetall noch v/eiter verbiegen, bevor es gegen die Übergangsfläche zwischen Verlängerung und Magnetkern anliegt und so wieder direkt auf den Magnetkern einwirkt. Man kann nun die Verlängerung so lang machen, daß sich nach Anliegen des Magnetkerns das Thermobimetall sich bis Erreichen seiner maximalen Ausbiegung frei verbiegen kann.

Anhand der Zeichnung sollen zwei Ausiührungsbeispiele der Erfindung näher erläutert werden.

Es zeigt

Fig. 1 eine ersta Ausführung des kombinierten thermischen- und magnetischen Auslösers und

Fig. 2 eine zweite Ausgestaltung eines Auslösers gemäL der Fig. 1

Die Fig. 1 zeigt einen Auslösemechanismus, der in einen elektrischen Leitungsschutzschalter handelsüblicher Bauart eingesetzt werden kann, wobei man sich diesen ergänzend hinzuzudenken hat. Dieser besitzt beispielsweise ein Schaltschloß und von diesem Schaltschloß betätigte bewegbare Kortakte.

Der Mechanismus, der in der Fig. 1 mit der Bezugs?ifχer 11 in seiner Gesamtheit bezeichnet ist, besitzt einen Bimetallträger 12 und ein daran befestigtes Thermobimetall 13t dessen freies Ende eine Ausnehmung 14 aufweist. Der Auslösemechanismus besitzt weiterhin eine Magnetanordnung, bei der ein Magnetkern 15 und ein bewegbarer Magnetanker 16, letzterer in Form eines Tauchankers, von einer mit einer Wicklung 18 versehenen Spule 17 umgeben sind. Die Spule 17 und die Wicklung 18 selbst sind von einem Magnetjoch 19 umgeben, dessen freie Schenkel und 21 je eine Ausnehmung 22 und 23 aufweisen, welche der Führung des Magnetkerns 15 und des Magnetankers 16 dienen. Der den Schenkel 20 des MagnetJoches 19 überregende Abschnitt des Magnetkerns 15 besitzt eine Verlängerung PM, deren Durchmesser

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kleiner ist als der des Magnetkerns und an deren freiem Ende eine Verdickung 25 vorgesehen ist. Die Verlängerung 24 greift durch die Ausnehmung 14 am Bimetall 13 hindurch. Der Msgnetanker 16 besitzt ebenfalls eine Magnetankerverlängerung 26, welche in einem tellerförmigen Abschnitt 27 endet, wobei diese Verlängerung 26 durch eine Ausnehmung 23 an einem Klinkenteil hindurchgreift; der Außendurchmesser des tellerförmigen Abschnittes 27 ist größer als der Durchmesser der Ausnehmung 28 des Klinkenteils 29. Das Klinkenteil 29 liegt untsr dem Einfluß einer Zugfeder 30 an einem Klinkenhebel 31 an. Sofern im Falle eines Auftretens eines Überstromes das Bimetall 13 zusammen mit dem Magnetanker 15 in Pfeilrichtung A verschoben wird, verringert sich der Luftspalt L zwischen dem Magnetkern 15 und dem Magnetanker 16, wodurch hierbei der Ansprechstrom des magnetischen Auslösers kontinuierlich verringert und somit die Ansprechempfindlichkeit kontinuierlich erhöht wird. Sobald der Strom einen gewissen Grenzwert überschreitet, zieht der bewegbare Magnetanker an und öffnet über den Abschnitt 27 die Verklinkung zwischen dem Klinkenteil 29 und dem Klinkenhebel 31.

Die Fig. 2 zeigt einen Magnetkern 15 Hiit einer Verlängerung 35» die gegenüber der Verlängerung 24 nach Fig. 1 etwa verdoppelt ist. Der Magnetanker 16 ist mittels einer Feder 36 beaufschlagt, und zwar so, daß die Verdickung 25 immer gegen das Bimetall angedrückt wird. Bei einer Verbiegung des Bimetalls bewegt sich der Magnetkern 15 unter dem Einfluß der Feder 36 mit, solange bis er gegen einen nicht weiter dargestellten Anschlag zum Anliegen kommt, so daß selbst bei weiterem Ausbiegen des Bimetalls der Luftspalt nunmehr konstant bleibt; das Bimetall kann sich dann noch solange weiter in Pfeilrichtung A verbiegen, bis es gegen die Fläche 15a anschlägt. Im allgemeinen wird das Bimetall aber so ausgelegt, daß dies letztere nicht der Fall ist.

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Selbstverständlich kann ein derartiger Auslöser auch als Klappenanker-Auslöser ausgebildet werden. In diesem Falle wird der Magnetkern 15 soweit verlängert, so daß er die i-Iagnetspule fast ganz durchragt.

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Claims

Ansprüche j

1. Elektrischer Leitungsschutzschalter für Überstrom- und

KurzSchlußstromauslösung, mit einem Überstromauslöser, ί der ein Thermobimetall aufweist, und einem Kurzschluß- '" auslöser, welcher einen von einer Spule umgebenen Magnetkern und einen Magnetanker aufweist, welch letzterer auf ;

j einen Hebel zur Öffnung von Kontakten einwirkt, dadurch ·

gekennzeichnet, daß der Magnetkern (15) innerhalb der :

Spule verschieblich gelagert und mit dem Thermobimetall(13) verbunden ist, derart, daß der Magnetkern vom Thermobimetr.ll ^ei dessen Erwärmung und Verbiegung in Richtung zum Magnttanker (16) zur Verringerung des zwischen dem. Magnetkern und dem Magnetanker befindlichen Luftspaltes verschoben wird.

2. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern (15) aus einem Schenkel (20) eines die Spule (17) mit Wicklung (18) umgebender. Joches(19) herausragt und eine Verlängerung (24,35) auf v/eist, an der das Thermobimetall (13) angebracht ist.

3. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerung (24) einen geringeren Durchmesser aufweist als der übrige Magnetkern (15)

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und an ihrem Ende eine Verdichtung (25) besitzt, daß dan Thermobimetall (13) eine Ausnehmung (14) zur Aufnahme der Verlängerung (14,35) aufweist und zwischen Verdichtung und Magnetkern (15) befindlich ist, und daß die Länge der Verlängerung gleich oder größer i .t als die Dicke des Thermobimetalls (13).

4. Leitungsschut7schalter nach einem der vorigan Abspräche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Verlängerung (24,35) wenigstens zweimal der Dicke des Thermobimetalls (13) entspricht, daß der Magnetkern (15) federnd in Auslenkrichtung des Thermobimetalls gegen das Thermobimetall gedruckt ist, und daß der Magnetkern (15) begrenzt verschiebbar ist, wobei nach Erreichen eines Anschlages sich das Thermobimetall frei weiter verbiegen kann.

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