EP0465694A1 - Switching device - Google Patents

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EP0465694A1
EP0465694A1 EP90113093A EP90113093A EP0465694A1 EP 0465694 A1 EP0465694 A1 EP 0465694A1 EP 90113093 A EP90113093 A EP 90113093A EP 90113093 A EP90113093 A EP 90113093A EP 0465694 A1 EP0465694 A1 EP 0465694A1
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EP
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switching device
designed
current
current limiting
switching
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EP90113093A
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Johann Dr.-Ing. Wolf
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H79/00—Protective switches in which excess current causes the closing of contacts, e.g. for short-circuiting the apparatus to be protected
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H89/00—Combinations of two or more different basic types of electric switches, relays, selectors and emergency protective devices, not covered by any single one of the other main groups of this subclass
    • H01H89/06—Combination of a manual reset circuit with a contactor, i.e. the same circuit controlled by both a protective and a remote control device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H89/00—Combinations of two or more different basic types of electric switches, relays, selectors and emergency protective devices, not covered by any single one of the other main groups of this subclass
    • H01H89/06—Combination of a manual reset circuit with a contactor, i.e. the same circuit controlled by both a protective and a remote control device
    • H01H2089/065—Coordination between protection and remote control, e.g. protection job repartition, mutual assistance or monitoring

Definitions

  • the invention relates to a switching device, in the main current path of which at least one contact point is arranged, which can be switched by means of a tripping element or tripping elements and / or remote control device and / or manual control element. If necessary, switching can take place with the interposition of a key switch. As a result, a circuit breaker known per se or a circuit breaker can also be formed.
  • Protective devices such as circuit breakers are generally used to protect sensitive components of an electrical circuit. Protection in the event of a short circuit against excessive current square time values has often proven inadequate in practice. In practice, improved protection is attempted through complicated additional measures. On the other hand, it is common to use fast fuses or to oversize the components to be protected so that they become uneconomical. Fast fuses often do not meet today's comfort requirements, for example with regard to remote control or restart.
  • the invention has for its object to develop a simple switching device that can be used universally and allows economical and convenient protection of components or devices.
  • a switching device according to claim 1.
  • a branch which has a current limiting device is led out to its own external connection.
  • it can be switched on again by remote control device or by hand or by both measures or, if necessary, also switched off in addition to tripping by tripping devices.
  • Such a switching device which can achieve the function of a circuit breaker or circuit breaker, makes it possible to arrange components to be protected between the external connection of the feeder and the main current path and to protect them against excessive current square time values.
  • Such a switching device can also be used in many ways, since it also allows a conventional circuit breaker to be achieved by connecting the external connection of the branch to that of the main current path in the case of corresponding components of the switching device.
  • the properties of the switching device can be changed by suitable externally connected components or devices.
  • the external element becomes part of a circuit breaker or circuit breaker without the switch itself having to be designed accordingly.
  • the current limiting device can be designed in the manner of an arc quenching chamber, including the contact path.
  • the current limiting device can essentially consist of a PTC thermistor, a resistor or a capacitor. It can generally be implemented as a semiconductor circuit.
  • the current limiting device can also be designed as a further contact point with current limiting devices.
  • At least one trigger element can be implemented as an electronic circuit that works together with a current transformer as a current detection element.
  • at least one trigger element can consist essentially of a memory element.
  • One or the only trigger element can be designed in a manner known per se as a thermal and / or as a magnetic trigger.
  • the switching device has a main current path 1, in which at least one contact point 2 is arranged. This can be opened and closed by means of a trigger element 3, in the exemplary embodiment with the interposition of a switch lock 4.
  • the switching lock 4 has a manual actuating element 5.
  • the component with the trigger element 3 can also be designed as a remote control device which can be connected externally to an external connection 6.
  • a current limiting device 8 is switched on in a branch 7, which branches off from the main current path 1 in the exemplary embodiment behind the triggering element 3.
  • the branch 7 is led out to its own external connection 9.
  • An independent switching device in the manner of a circuit breaker or circuit breaker is achieved with the switching device according to the invention by external wiring or connection of the external connection 9 to the connection 11 of the main current path 1 of this connection side.
  • There is another one for the main current path 1 on the opposite connection side Terminal 12 of the main current path is provided.
  • FIG. 2 To protect sensitive components, components or devices such as relays, load circuits or semiconductors, an external circuit according to FIG. 2 is suitable.
  • the switching device 13 according to FIG. 1 is shown in FIG. 2 as an element of a block diagram.
  • the circuit with a relay 15 is shown in the exemplary embodiment.
  • Such a relay could otherwise weld in the event of a surge.
  • several components or an entire device could also be arranged accordingly, which would have to be protected against damage in the event of current surges.
  • FIG. 3 shows a device combination for protecting components which are in themselves independent and which are arranged within an overall device.
  • the switching device 13 is followed by a component 14 to be protected in an overall device housing 16.
  • Component 14 also represents an external connection to switching device 13 with regard to connections 9 and 11.
  • component 14 is designed as a further contact point 17 which is acted upon by a switching lock 18.
  • the unlatching of the key switch 18 can be controlled, for example, in the way that is customary in limiters or, on the other hand, in so-called pre-automatic machines.
  • a power supply unit is connected to the switching device 13 as the component 14 to be protected.
  • This has a transformer 19 and a rectifier 20 with smoothing capacitor 21.
  • a current pulse is predominantly derived from the external connection 9 past the transformer.
  • the storage and thus also the production can be rationalized and on the other hand the consumer can be given a versatile device.
  • protection can be achieved that cannot be achieved with conventional devices, for example circuit breakers.

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  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
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Abstract

A switching device in whose main current path (1) there is arranged at least one contact point (2) which can be switched by means of a trip device (3). A plurality of trip devices can also be provided. Furthermore, a remote control device and a manual operating device can also be provided. If required, the switching process can be achieved with the intermediate connection of a switching mechanism. The switching device has a branch with a current limiting device (8) which is fed out to a dedicated external connection (9). <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schalteinrichtung, in deren Hauptstrompfad zumindest eine Kontaktstelle angeordnet ist, die mittels Auslöseorgan oder Auslöseorganen und bzw. oder Fernwirkeinrichtung und bzw. oder Handbedienungsorgan zu schalten ist. Gegebenenfalls kann das Schalten unter Zwischenschaltung eines Schaltschlosses erfolgen. Dadurch kann auch ein Schutzschalter an sich bekannter Art oder ein Leitungsschutzschalter gebildet werden.The invention relates to a switching device, in the main current path of which at least one contact point is arranged, which can be switched by means of a tripping element or tripping elements and / or remote control device and / or manual control element. If necessary, switching can take place with the interposition of a key switch. As a result, a circuit breaker known per se or a circuit breaker can also be formed.

Zum Schutz empfindlicher Komponenten eines elektrischen Stromkreises werden in der Regel Schutzeinrichtungen, wie Schutzschalter eingesetzt. Der Schutz im Kurzschlußfall gegen zu hohe Stromquadratzeit-Werte hat sich in der Praxis als oft unzulänglich erwiesen. Ein verbesserter Schutz wird in der Praxis durch komplizierte Zusatzmaßnahmen zu erreichen versucht. Andererseits ist es üblich, flinke Sicherungen einzusetzen oder die zu schützenden Bauelemente so überzudimensionieren, daß sie unwirtschaftlich werden. Flinke Sicherungen entsprechen häufig nicht den heutigen Komfortansprüchen, beispielsweise hinsichtlich Fernbedienbarkeit oder Wiedereinschaltung.Protective devices such as circuit breakers are generally used to protect sensitive components of an electrical circuit. Protection in the event of a short circuit against excessive current square time values has often proven inadequate in practice. In practice, improved protection is attempted through complicated additional measures. On the other hand, it is common to use fast fuses or to oversize the components to be protected so that they become uneconomical. Fast fuses often do not meet today's comfort requirements, for example with regard to remote control or restart.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Schalteinrichtung zu entwickeln, die universell einsetzbar ist und wirtschaftlich und komfortabel Bauelemente oder Geräte zu schützen gestattet.The invention has for its object to develop a simple switching device that can be used universally and allows economical and convenient protection of components or devices.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Schalteinrichtung nach Patentanspruch 1. Hiernach wird ein Abzweig, der eine Strombegrenzungseinrichtung aufweist, zu einem eigenen externen Anschluß herausgeführt. Je nach Ausführung kann durch Fernwirkeinrichtung oder von Hand oder durch beide Maßnahmen eine Wiedereinschaltung oder gegebenenfalls auch eine Ausschaltung zusätzlich zur Auslösung durch Auslöseorgane erzielt werden. Eine derartige Schalteinrichtung, die die Funktion eines Schutzschalters oder Leitungsschutzschalters erzielen kann, ermöglicht es, zu schützende Bauelemente zwischen dem externen Anschluß des Abzweigs und dem Hauptstrompfad anzuordnen und gegen zu hohe Stromquadratzeit-Werte zu schützen. Eine derartige Schalteinrichtung ist auch vielfältig verwendbar, da sie auch einen herkömmlichen Schutzschalter zu erzielen gestattet, indem bei entsprechenden Bauteilen der Schalteinrichtung der externe Anschluß des Abzweigs mit dem des Hauptstrompfades verbunden wird.The object is achieved according to the invention by a switching device according to claim 1. According to this, a branch which has a current limiting device is led out to its own external connection. Depending on the version, it can be switched on again by remote control device or by hand or by both measures or, if necessary, also switched off in addition to tripping by tripping devices. Such a switching device, which can achieve the function of a circuit breaker or circuit breaker, makes it possible to arrange components to be protected between the external connection of the feeder and the main current path and to protect them against excessive current square time values. Such a switching device can also be used in many ways, since it also allows a conventional circuit breaker to be achieved by connecting the external connection of the branch to that of the main current path in the case of corresponding components of the switching device.

Andererseits können durch geeignete extern angeschlossene Bauelemente bzw. Geräte die Eigenschaften der Schalteinrichtung verändert werden. Das externe Element wird dabei hinsichtlich der Funktion Teil eines Schutzschalters oder Leistungsschalters, ohne einen entsprechenden Aufbau des Schalters selbst vorauszusetzen.On the other hand, the properties of the switching device can be changed by suitable externally connected components or devices. In terms of function, the external element becomes part of a circuit breaker or circuit breaker without the switch itself having to be designed accordingly.

Die Strombegrenzungseinrichtung kann nach Art einer Lichtbogenlöschkammer unter Einbeziehung der Kontaktstrecke ausgeführt sein. Die Strombegrenzungseinrichtung kann im wesentlichen auch aus einem Kaltleiter, einem Widerstand oder einem Kondensator bestehen. Sie kann allgemein als Halbleiterschaltung ausgeführt sein. Die Strombegrenzungseinrichtung kann auch als weitere Kontaktstelle mit strombegrenzenden Vorrichtungen ausgeführt sein. Zumindest ein Auslöseorgan kann als elektronische Schaltung realisiert sein, die mit einem Stromwandler als Stromerfassungsglied zusammenarbeitet. Andererseits kann zumindest ein Auslöseorgan im wesentlichen aus einem Memory-Element bestehen. Ein oder das einzige Auslöseorgan kann in an sich bekannter Weise als thermischer und bzw. oder als magnetischer Auslöser ausgeführt sein.The current limiting device can be designed in the manner of an arc quenching chamber, including the contact path. The current limiting device can essentially consist of a PTC thermistor, a resistor or a capacitor. It can generally be implemented as a semiconductor circuit. The current limiting device can also be designed as a further contact point with current limiting devices. At least one trigger element can be implemented as an electronic circuit that works together with a current transformer as a current detection element. On the other hand, at least one trigger element can consist essentially of a memory element. One or the only trigger element can be designed in a manner known per se as a thermal and / or as a magnetic trigger.

Die Erfindung soll anhand von in der Zeichnung grob schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden:

  • In FIG 1 ist eine Schalteinrichtung wiedergegeben, die mit einer ersten Außenbeschaltung veranschaulicht ist.
  • In FIG 2 ist zu einer Schalteinrichtung nach Figur 1 eine Schaltungskombination zur Erzielung eines Geräteschutzes wiedergegeben.
  • In FIG 3 ist zu einer Schalteinrichtung nach Figur 1, ohne deren Außenbeschaltung, zusammen mit einer weiteren Außenbeschaltung veranschaulicht, wie ein kompakter Gesamtgeräteaufbau erzielt werden kann.
  • In FIG 4 ist der Schutz einer Stromversorgungseinrichtung veranschaulicht.
The invention will be explained in greater detail on the basis of exemplary embodiments shown roughly schematically in the drawing:
  • 1 shows a switching device which is illustrated with a first external circuit.
  • FIG. 2 shows a circuit combination for achieving a device protection for a switching device according to FIG. 1.
  • For a switching device according to FIG. 1, without its external circuitry, together with a further external circuitry, FIG. 3 shows how a compact overall device structure can be achieved.
  • The protection of a power supply device is illustrated in FIG.

Die Schalteinrichtung nach Figur 1 weist einen Hauptstrompfad 1 auf, in dem zumindest eine Kontaktstelle 2 angeordnet ist. Diese kann mittels Auslöseorgan 3, im Ausführungsbeispiel unter Zwischenschaltung eines Schaltschlosses 4, geöffnet und geschlossen werden. Im Ausführungsbeispiel weist das Schaltschloß 4 ein Handbetätigungsorgan 5 auf. Die Komponente mit dem Auslöseorgan 3 kann auch als Fernwirkeinrichtung ausgeführt sein, die an einem äußeren Anschluß 6 extern angeschlossen werden kann. In einem Abzweig 7, der im Ausführungsbeispiel hinter dem Auslöseorgan 3 vom Hauptstrompfad 1 abzweigt, ist eine Strombegrenzungseinrichtung 8 eingeschaltet. Der Abzweig 7 ist zu einem eigenen externen Anschluß 9 herausgeführt.The switching device according to FIG. 1 has a main current path 1, in which at least one contact point 2 is arranged. This can be opened and closed by means of a trigger element 3, in the exemplary embodiment with the interposition of a switch lock 4. In the exemplary embodiment, the switching lock 4 has a manual actuating element 5. The component with the trigger element 3 can also be designed as a remote control device which can be connected externally to an external connection 6. A current limiting device 8 is switched on in a branch 7, which branches off from the main current path 1 in the exemplary embodiment behind the triggering element 3. The branch 7 is led out to its own external connection 9.

Eine selbständige Schalteinrichtung nach Art eines Schutzschalters oder Leistungsschalters erzielt man mit der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung durch eine Außenbeschaltung bzw. Verbindung des externen Anschlusses 9 mit dem Anschluß 11 des Hauptstrompfades 1 dieser Anschlußseite. Auf der gegenüberliegenden Anschlußseite ist für den Hauptstrompfad 1 ein weiterer Anschluß 12 des Hauptstrompfades vorgesehen.An independent switching device in the manner of a circuit breaker or circuit breaker is achieved with the switching device according to the invention by external wiring or connection of the external connection 9 to the connection 11 of the main current path 1 of this connection side. There is another one for the main current path 1 on the opposite connection side Terminal 12 of the main current path is provided.

Zum Schutz empfindlicher Bauteile, Bauelemente oder Geräte, wie Relais, Lastkreise oder Halbleiter, eignet sich eine Außenbeschaltung nach Figur 2. Die Schalteinrichtung 13 nach Figur 1 ist in Figur 2 als Element eines Blockschaltbildes dargestellt. Als zu schützende Komponente 14, die insbesondere gegen Stromstöße zu schützen ist, ist im Ausführungsbeispiel die Schaltung mit einem Relais 15 wiedergegeben. Ein derartiges Relais könnte bei Stromstößen andernfalls verschweißen. Anstelle einer zu schützenden Komponente 14 könnten entsprechend auch mehrere Komponenten oder ein ganzes Gerät angeordnet werden, die gegen Beschädigung bei Stromstößen zu schützen wären.To protect sensitive components, components or devices such as relays, load circuits or semiconductors, an external circuit according to FIG. 2 is suitable. The switching device 13 according to FIG. 1 is shown in FIG. 2 as an element of a block diagram. As a component 14 to be protected, which is to be protected in particular against current surges, the circuit with a relay 15 is shown in the exemplary embodiment. Such a relay could otherwise weld in the event of a surge. Instead of a component 14 to be protected, several components or an entire device could also be arranged accordingly, which would have to be protected against damage in the event of current surges.

In Figur 3 ist eine Geräte-Kombination zum Schutz von an sich selbständigen Komponenten, die innerhalb eines Gesamtgerätes angeordnet sind, dargestellt. Der Schalteinrichtung 13 ist eine zu schützende Komponente 14 in einem Gesamtgerätegehäuse 16 nachgeschaltet. Die Komponente 14 stellt hinsichtlich der Anschlüsse 9 und 11 zugleich eine Außenbeschaltung zur Schalteinrichtung 13 dar. Die Komponente 14 ist im Ausführungsbeispiel nach Figur 3 als weitere Kontaktstelle 17 ausgeführt, die von einem Schaltschloß 18 beaufschlagt wird. Die Entklinkung des Schaltschlosses 18 kann beispielsweise so gesteuert werden, wie es bei Limitern oder andererseits bei sogenannten Vorautomaten gebräuchlich ist.FIG. 3 shows a device combination for protecting components which are in themselves independent and which are arranged within an overall device. The switching device 13 is followed by a component 14 to be protected in an overall device housing 16. Component 14 also represents an external connection to switching device 13 with regard to connections 9 and 11. In the exemplary embodiment according to FIG. 3, component 14 is designed as a further contact point 17 which is acted upon by a switching lock 18. The unlatching of the key switch 18 can be controlled, for example, in the way that is customary in limiters or, on the other hand, in so-called pre-automatic machines.

In Figur 4 ist an der Schalteinrichtung 13 als zu schützende Komponente 14 ein Netzteil angeschlossen. Dieses weist einen Transformator 19 und einen Gleichrichter 20 mit Glättungskondensator 21 auf. Zum Schutz der gegen Überlastung empfindlichen Primärwicklung wird ein Stromimpuls überwiegend vom externen Anschluß 9 am Transformator vorbei abgeleitet.In FIG. 4, a power supply unit is connected to the switching device 13 as the component 14 to be protected. This has a transformer 19 and a rectifier 20 with smoothing capacitor 21. To protect the primary winding, which is sensitive to overload, a current pulse is predominantly derived from the external connection 9 past the transformer.

Durch die erfindungsgemäße Schalteinrichtung kann einerseits die Lagerhaltung und somit auch die Fertigung rationalisiert werden und andererseits dem Verbraucher ein vielfältig nutzbares Gerät an die Hand gegeben werden. Mit der Schalteinrichtung läßt sich ein Schutz erzielen, wie er mit herkömmlichen Geräten, beispielsweise Leitungsschutzschaltern nicht zu erreichen ist.With the switching device according to the invention, on the one hand the storage and thus also the production can be rationalized and on the other hand the consumer can be given a versatile device. With the switching device, protection can be achieved that cannot be achieved with conventional devices, for example circuit breakers.

Claims (8)

1. Schalteinrichtung, in deren Hauptstrompfad (1) zumindest eine Kontaktstelle (2) angeordnet ist, die mittels Auslöseorgan (3) oder Auslöseorganen und bzw. oder Fernwirkeinrichtung und bzw. oder Handbetätigungsorgan (5), gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Schaltschlosses (6) zu schalten ist, wobei der Hauptstrompfad einen Abzweig mit Strombegrenzungseinrichtung 8 aufweist, der zu einem eigenen externen Anschluß (9) herausgeführt ist.1. Switching device, in the main current path (1) of which at least one contact point (2) is arranged, which by means of a trigger element (3) or trigger elements and / or remote control device and / or manual control element (5), optionally with the interposition of a switch lock (6) switch, the main current path having a branch with current limiting device 8, which is led out to its own external connection (9). 2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strombegrenzungseinrichtung (8) nach Art einer Lichtbogenlöschkammer unter Einbeziehung der Kontaktstrecke (2) ausgeführt ist2. Switching device according to claim 1, characterized in that the current limiting device (8) is designed in the manner of an arc quenching chamber, including the contact path (2) 3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strombegrenzungseinrichtung (8) im wesentlichen aus einem Kaltleiter, einem Widerstand oder einem Kondensator besteht.3. Switching device according to claim 1, characterized in that the current limiting device (8) consists essentially of a PTC thermistor, a resistor or a capacitor. 4. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strombegrenzungseinrichtung (8) im wesentlichen als Halbleiterschaltung ausgeführt ist.4. Switching device according to claim 1, characterized in that the current limiting device (8) is designed essentially as a semiconductor circuit. 5. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strombegrenzungseinrichtung (8) als weitere Kontaktstelle mit strombegrenzenden Vorrichtungen ausgeführt ist.5. Switching device according to claim 1, characterized in that the current limiting device (8) is designed as a further contact point with current-limiting devices. 6. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Auslöseorgan als elektronische Schaltung ausgeführt ist, die mit einem Stromwandler als Stromerfassungsglied zusammenarbeitet.6. Switching device according to claim 1, characterized in that a trigger element is designed as an electronic circuit which cooperates with a current transformer as a current detection element. 7. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Auslöseorgan (3) im wesentlichen aus einem Memory-Element besteht.7. Switching device according to claim 1, characterized in that a trigger element (3) consists essentially of a memory element. 8. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Auslöseorgan (3) in an sich bekannter Weise als thermischer und bzw. oder magnetischer Auslöser ausgeführt ist.8. Switching device according to claim 1, characterized in that a trigger element (3) is designed in a manner known per se as a thermal and / or magnetic trigger.
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DE9018129U1 (en) 1995-09-28

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