EP0255008A1 - Leitungsschutzschalter - Google Patents

Abstract

Ein Leitungsschutzschalter besitzt im Bereich der Kon­taktstelle (41) eine zusätzliche Blasschleife, die durch eine Lichtbogenleitschiene (16, 33) und eine zusätzliche Leiterschiene (31) gebildet ist, welche mittels im we­sentlichen seitlich neben der Lichtbogengleitschiene anschließenden und im wesentlichen im Bereich der Aus­schaltstellung des beweglichen kontaktstückes (20) lie­genden rechteckförmigen Verbindungsleitungen (35, 36, 37) miteinander verbunden sind. Dadurch wird erreicht, daß nach Öffnen der Kontaktstelle (41) und Kommutieren des Lichtbogenfußpunktes vom beweglichen Kontaktstück (20) zur Lichtbogenleitschiene (33, 16) sowohl in der zusätzlichen Leiterschiene (31) als auch in der Lichtbo­genleitschiene (33, 16) Ströme jeweils parallel und in gleiche Richtung zueinander fließen, wodurch eine Be­schleunigung des Lichtbogenfußpunktes in eine Lichtbogen­löschblechpaket erzielt wird.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Leitungsschutzschalter der eingangs genannten Art.
• Zur Erhöhung der Schaltleistung eines Leitungsschutz­schalters werden eine Reihe von Maßnahmen getroffen, um dafür zu sorgen, daß der Lichtbogen möglichst schnell in das Lichtbogenlöschblechpaket hineinwandert. Eine dieser Maßnahmen, mit denen dieses unterstützt werden kann, be­steht darin, parallel zu der Lichtbogenleitschiene einen zusätzlichen Leiter zu verlegen, in dem der Strom in die gleiche Richtung fließt, wie in der Lichtbogenleitschie­ne. Eine derartige Stromleiteranordnung ist aus der DE-­AS 21 41 525 bekanntgeworden. Bei dieser Anordnung al­lerdings wird eine sogenannte zusätzliche Blasschleife dadurch gebildet, daß an dieses parallel verlaufende Leiterteilstück noch weitere Leiterteilstücke anschlie­ßen, die die Lichtbogenlöschkammer schleifenartig umge­ben. Dadurch wird praktisch eine Art Doppelschleife gebildet, die eine starke Verschiebungswirkung auf den Lichtbogen zeigt. Der Nachteil dieser Anordnung besteht aber darin, daß diese zusätzliche Schleife und der zu­sätzliche Leiter bzw. die zusätzlichen Leiterteilstücke dauernd in den Stromkreis eingeschaltet sind, wodurch eine höhere Erwärmung des Schalters verursacht wird, was sich ungünstig bei höheren Nennstromstärken auswirkt.
• Ein Leitungsschutzschalter, bei dem dieses Problem im wesentlichen gelöst ist, ist aus der DE-AS 28 41 004 be­kanntgeworden. Dort ist zwar parallel zu der Lichtbogen­leitschiene ein Leiterstück vorgesehen, das aber zu ei­ner zusätzlichen Blasschleife gehört, die in einem gro­ßen Raum hinter der Lichtbogenleitschiene und mittels eines Isolierzwischenstückes von dieser getrennt ange­ordnet ist. Diese zusätzliche Blasschleife ist dabei dreieckförmig ausgebildet, wobei die Hypothenuse dieses Dreiecks der Lichtbogenleitschiene zugeordnet bzw. zuge­wandt ist. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die Blasschleife erst dann vom Strom durchflossen wird, wenn der Lichtbogen beim Ausschaltvorgang entstanden ist.
• Aufgabe der Erfindung ist, einen Leitungsschutzschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem der er­forderliche Platzbedarf noch weiter verringert wird.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich­nenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
• Es hat sich bei der Untersuchung der zusätzlichen Blas­schleife nach der DE-AS 28 41 004 herausgestellt, daß nicht die Blasschleife an sich, also die dreieckförmige Ausgestaltung, sondern lediglich das Leiterteilstück, das parallel zur Lichtbogenleitschiene verläuft, zur Erzeugung eines Antriebes auf den Lichtbogenfußpunkt einwirkt. Aus diesem Grunde erscheint das Vorsehen einer eigentlichen Blasschleife, wie sie in der DE-AS 28 41 004 beschrieben ist, unzweckmäßig; vielmehr kommt es lediglich darauf an, maßnahmen zu treffen, um zumindest in dem Bereich der Lichtbogenleitschiene, in der sich das bewegliche Kontaktstück bei der Ausschaltstellung befindet, und in dem der Lichtbogenfußpunkt auf der Leitschiene seinen ersten Antrieb erhält, den parallelen Stromfluß durch das zusätzliche Leiterteilstück zu er­zeugen. Dies wird mit der Verbindungsleitung gemäß den kennzeichnenden Teilen des Anspruches 2 erreicht.
• Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen und weitere Vorteile näher erläutert und beschrieben werden.
• Es zeigt:
• Figur 1: eine Einsicht in einen Leitungsschutzschalter gemäß der Erfindung und
• Figur 2: eine perspektivische Darstellung der Lichtbo­genleitschiene mit angedeutetem festem und be­weglichem Kontaktstück.
• Die Figur 1 zeigt einen Einblick in einen erfindungsge­mäßen Leitungsschutzschalter 10. Bei dessen Gehäuse 11, das in Schmalbauweise ausgebildet ist, wird ein Sockel­bereich 12 und ein Gehäuseoberteil 13 unterschieden. Im Sockel befinden sich links und rechts zwei Anschlußklemmen 14 und 15, wobei die linke Anschlußklem­me 14 mit einer Lichtbogenleitschiene 16 und über eine Litze 14a mit einem an einer Achse 18 drehbar aufgela­gerten Kontakthebel 19 verbunden ist. Daran ist ein bewegliches Kontaktstück 20 angeformt, das mit einem festen Kontaktstück 21 zusammenwirkt. Oberhalb eines Lichtbogenlöschblechpaketes 22 befinden sich ein elek­tromagnetischer Antrieb 23 und ein Schaltschloß 24, mit dem die aus dem beweglichen und dem festen Kontaktstück 20, 21 bestehende Kontaktstelle 41 bei anstehendem Kurzschlußstrom bleibend geöffnet werden kann. Mittels eines Handbetätigungsknebels 25 kann der Schalter ein- bzw. ausgeschaltet werden.
• An die rechte Anschlußklemme 15 schließt über einen flexiblen Leiter 50 ein Thermobimetall 17 an, dessen eines Ende an einer Verlängerung 51 des Joches (ohne Bezugsziffer) des elektromagnetischen Antriebes 23 befestigt ist - an diesem Ende schließt auch der Leiter 50 an -, und dessen anderes, freies, ausbiegbares Ende über einen weiteren flexiblen Leiter 52 mit einem Ende der Wicklung (ohne Bezugsziffer) des elektromagnetischen Antriebes 23 verbunden ist.
• Die Lichtbogenleitschiene 16 ist etwa bogenförmig gestaltet und begrenzt das Lichtbogenlöschblechpaket 22 an der Bodenseite des Schalters mit einem Blech 26 und an das feste Kontakstück 21 schließt eine Leitschiene 27 an, wodurch das Lichtbogenlöschblechpaket 22 durch das Blech 26, das mit der Lichtbogenleitschiene 16 in Verbindung steht, und das Leitblech 27 beidseitig begrenzt wird. Im Bereich der linken Klemme 14 ist der Teil - mit X bezeichnet - vorgesehen, der einen zusätz­lichen Antrieb des Lichtbogens bewirkt. Der gesamte Aufbau des Schalters ist an sich für die Erfindung nicht weiter von Bedeutung, so daß weitere Einzelheiten nicht beschrieben werden.
• Teil dieses zusätzlichen Antriebes ist eine Fahne 30 (siehe auch Figur 2), die mit der Klemme 14 zusammen­wirkt und an dieser angeschlossen ist. Dieser Steg 30 ist ein angenähertes rechteckiges Teil, an dessen oberem Ende - eine U-Form damit bildent - ein Leiterteilstück 31 angeformt ist, wobei zwischen dem Leiterteilstück 31 und dem Steg 30 ein U-Steg 32 liegt. Das Leiterteilstück 31 verläuft eine gewisse Strecke parallel zu dem Teil­bereich 33 der Lichtbogenleitschiene 16. An der einen in der Figur 2 linken Seitenkante 31a des Leiterstückes 31 ist L-förmig und mit seinem Längssteg 34a parallel zu der Seitenkante 31a des Leiterteilstückes 31 verlaufend sowie den U-Steg 32 nach oben überragend, eine Anschlußfahne 34 vorgesehen, an der - wie aus Figur 1 hervorgeht - eine Verlängerung 14b der linken Klemme 14 angeschlossen ist. An dem Leiterteilstück 31 schließt sich senkrecht dazu verlaufend, jedoch in seiner Ebene und dabei an dem dem U-Steg 32 entgegengesetzten Ende des Leiterteilstückes 31 ein unterer Quersteg 35 an, an den ein Parallelleiterteilstück 36 anschließt, das über einen in seiner Ebene abgekröpften oberen Quersteg 37 mit der Leitschiene 16 verbunden ist. Der obere Quersteg 37 verläuft parallel zu dem unteren Quersteg 35 und bildet mit dem Teilbereich 33 und dem Parallelleiter­stück 26 in der Aufsicht von vorne rechts ein Rechteck. Dadurch wird insgesamt in der Projecktion auf die Ebene des Bereiches 33 ein geschlossenes Rechteck gebildet, das in seiner Ebene praktisch seitlich zu der Licht­bogenleitschiene bzw. zum Teilbereich 33 verläuft und nicht in der Ebene, die durch die Bewegungsrichtung des beweglichen Kontaktstückes aufgespannt ist.
• Am unteren, entgegengesetzten Ende der Lichtbogenleit­schiene schließt sich das Blech 26 an, das eines der Lichtbogenlöschbleche bildet. Mit dem beweglichen Kon­taktstück 20 wirkt das feste Kontaktstück 21 zusammen, zwischen dessen im Falle einer Ausschalthandlung ein Lichtbogen gezogen wird.
• Die elektrische Leitungsverbindung zwischen den beiden Klemmen 14 und 15 erfolgt über die flexible Litze 14a das bewegliche Kontaktstück 20, das feste Kontaktstück 21, den elektromagnetischen Antrieb 23 und das Thermo­bimetall 17. Dabei ist der in Figur 2 gezeigte Bereich "X" bei geschlossener Kontaktstelle 41 aus dem Strompfad herausgeschaltet.
• Wenn nunn die Kontaktstelle 41 öffnet und der bewegliche Kontakt bzw. das bewegliche Kontaktstück 20 zur Lichtbo­genleitschiene hin in Pfeilrichtung A hinüberschwenkt, dann springt der Lichtbogen mit seinem einen Fußpunkt zunächst im Bereich 33 auf die Lichtbogenleitschiene 16; dadurch wird folgender Strompfad erzielt: Herkommend von der Klemme 14 fließt der Strom gemäß Pfeilrichtung P₁ zunächst von oben, über den Steg 34 zu dem Leiterteil­stück 31 und von hier nach unten, über den Quersteg 35, das Teilstück 36 nach oben und den oberen Quersteg 37, ebenfalls entlang der Pfeilrichtung P₁, zur Lichtbogen­leitschiene 16. Man erkennt, daß der Strom, der durch das Leiterteilstück 31 fließt, parallel und in gleicher Richtung wie der Strom fließt, der durch die Lichtbogen­leitschiene 16 fließt. Dadurch wird eine Antriebskraft auf den auf dem Bereich 33 brennenden Lichtbogenfußpunkt bewirkt, die zusätzlich zu der durch die U-förmige Blas­schleife zwischen dem festen und dem beweglichen Kon­taktstück erzeugte Antriebskraft wirkt, so daß der Lichtbogenfußpunkt im Bereich 33 besonders gut beschleunigt wird.
• Aufgrund der Anordnung der oberen und unteren Querstücke 37 und des Teilstückes 36 seitlich neben dem Leiterteil­stück 31 und der Lichtbogenleitschiene 33 wird erheb­licher Platz eingespart, der ggf. anderweitig genutzt werden kann. Die Zuordnung des Leiterteilstückes 31 zu der Lichtbogenleitschiene bzw. zu dem Klemmensteg 30 ist so, daß der Abstand von dem Klemmensteg 30 bis zur Lichtbogenleitschiene ca. 5 bis 6 mm beträgt, abhängig von der Dicke der einzelnen Blechteile und von dem erforderlichen Abstand zwischen dem Klemmensteg 30, dem Leiterstück 31 und dem Bereich 33 der Lichtbogenleit­schiene 16. Das Querstück 37 trägt zum Raumbedarf in Richtung der Verbindungsebene zwischen den beiden Klem­men 14 und 15 praktisch nichts bei, so daß der im Inneren eines Leitungsschutzschalters ohnehin schon sehr knappe Raum auch nicht besonders weiter und zusätzlich beengt wird, wie dies beispielsweise bei dem Schalter gemäß der DE-AS 28 41 004 der Fall ist.

Claims (2)

1. Leitungsschutzschalter, mit einer eine U-förmige Blasschleife bildenden, aus einem beweglichen und einem festen Kontaktstück bestehenden Kontaktanordnung und einer Lichtbogenkammer mit einem zur U-förmigen Blas­schleife annähernd im rechten Winkel zugeordnete, paral­lele Löschbleche aufweisenden Lichtbogenlöschblechpaket mit Lichtbogenleitschienen, die den bei einer Ausschalt­handlung gezogenen Lichtbogen zum Lichtbogenlöschblech­paket hinführen, und mit einem hinter der Lichtbogen­leitschiene angeordneten, zumindest in dem Bereich der Lichtbogenleitschiene, in dem sich in der Ausschalt­stellung das bewegliche Kontaktstück befinder, parallel zu dieser verlaufenden Leiterschiene, die erst bei Entstehen eines Lichtbogens und dessen Auflaufen auf die Lichtbogenleitschiene in den Stromkreis geschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogenleitschiene (16, 33) und die zusätzliche Leiterschiene (31) mittels einer im wesentlichen seitlich neben der Lichtbogenleit­schiene anschließenden und im wesentlichen im Bereich der Ausschaltstellung des beweglichen Kontaktstückes liegende, rechteckförmige Verbindungsleitung (35, 36, 37) miteinander verbunden sind.

2. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (35, 36, 37) an der Lichbogenleitschiene (16, 33) seitlich anschließt und sich hinter dieser fortsetzt und im Grundriß, d.h. projiziert auf die Lichtbogenleit­schienenfläche, ein Rechteck bildet.

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