EP0801410B1

EP0801410B1 - Electrical installation switchgear

Info

Publication number: EP0801410B1
Application number: EP97105731A
Authority: EP
Inventors: Joachim Becker; Ralf MÜLLER; Bernd Siedelhofer
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB Patent GmbH
Priority date: 1996-04-12
Filing date: 1997-04-07
Publication date: 2003-01-22
Anticipated expiration: 2017-04-07
Also published as: EP0801410A3; DE59709171D1; DE19614438A1; EP0801410A2

Description

Die Erfindung betrifft ein Installationsschaltgerät nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an installation switching device according to the preamble of the claim 1.

Das Dokument EP 0 661 790 A offenbart ein Installationsschaltgerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.Document EP 0 661 790 A discloses an installation switching device according to the preamble of claim 1.

Ein derartiges Installationsschaltgerät ist an sich bekannt und wird beispielsweise unter dem Namen S 280 der Firma ABB Stotz-Kontakt GmbH, Heidelberg, vertrieben. Dieses Schaltgerät ist für eine bestimmte Abschaltleistung ausgelegt und es ist daher Aufgabe der Erfindung, das Installationsschaltgerät ohne besonderen zusätzlichen Platzbedarf und großen konstruktiven bzw. Montageaufwand für höhere Abschaltleistungen zu ertüchtigen.Such an installation switching device is known per se and is described, for example, under the name S 280 from ABB Stotz-Kontakt GmbH, Heidelberg. This Switchgear is designed for a certain breaking capacity and it is therefore a task the invention, the installation switching device without any special additional space and large constructive or assembly effort for higher breaking capacities.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.This object is achieved by the characterizing features of the Claim 1.

Danach ist die Widerstandsanordnung mit positivem Temperaturkoeffizienten, die kurz auch einfach PTC-Widerstand genannt wird, seitlich zu dem Installationsgerät in einem durch ein napfförmiges Schalengehäuse begrenzten Raum untergebracht, wobei die freien Kanten des Schalengehäuses gegen die Seitenfläche des Installationsgerätes anliegen. Das Schalengehäuse besitzt dabei die Außenkontur des Installationsschaltgerätes. After that, the resistor arrangement with positive temperature coefficient is short also simply called PTC resistor, to the side of the installation device in one limited space by a cup-shaped shell housing, the free edges of the shell housing against the side surface of the installation device issue. The shell housing has the outer contour of the installation switching device.

Dadurch kann insbesondere für einen Leitungsschutzschalter ein ausreichender PTC-Widerstand vorgesehen werden, der in einem zusätzlichen Raum neben dem Installatinosschaltgerät untergebracht ist, so daß die Gesamtbreite des Installationsschaltgerätes mit PTC-Widerstand nur geringfügig größer ist als diejenige des Installationsschaltgerätes selbst.This means that a sufficient PTC resistance can be provided, in particular for a circuit breaker be provided in an additional room next to the installation switchgear is housed, so that the total width of the installation switching device with PTC resistor is only slightly larger than that of the installation switching device self.

Wenn das Installationsschaltgerät in Schalenbauweise mit einer etwa T-förmigen, einen Sockel als Quersteg aufweisenden Kontur ausgebildet ist, dann ist in bevorzugter Ausführungsform der PTC-Widerstand durch wenigstens ein rechteckiges Plattenelement gebildet, dessen Umfangskontur der Kontur des Sockels angepaßt ist.If the installation switching device in shell design with an approximately T-shaped, one Base is designed as a cross-web contour, then is preferred Embodiment of the PTC resistor by at least one rectangular plate element formed, the circumferential contour of the contour of the base is adapted.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann dahin gehen, daß der PTC-Widerstand zwischen zwei metallischen Platten aus elektrisch leitendem Material, vorzugsweise aus Kupfer, eine Folie aus PTC-Material aufweist.A particularly advantageous embodiment of the invention can be that the PTC resistor between two metallic plates made of electrically conductive material, preferably made of copper, has a film made of PTC material.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können die beiden metallischen Platten und die Folie aus PTC-Material mittels an den Längsseiten angeordneter Klammern zusammengehalten werden, die gemäß einer weiteren Ausführungsform aus metallischem Material ausgebildet sind, wobei je eine Isolierfolie zwischen den Platten und den Klammern zur Isolierung der Platten gegenüber den Klammern angeordnet ist.According to a further embodiment of the invention, the two metallic Plates and the film made of PTC material by means of arranged on the long sides Brackets are held together, which according to a further embodiment metallic material are formed, each with an insulating film between the plates and the clamps for isolating the plates from the clamps are arranged.

Zur weiteren Isolierung sind die den Klammern benachbarten Längsseitenkanten der Platten aus elektrisch gut leitendem Material mittels Isolierprofilen abgedeckt, die zwischen den Klammern und den Längsseitenkanten angeordnet sind.For further insulation, the longitudinal side edges adjacent to the brackets are the Panels made of electrically good conductive material covered by insulating profiles between the brackets and the long side edges are arranged.

Damit der PTC-Widerstand in seinem hochohmigen Zustand bei hohen Kurzschlußströmen nicht beschädigt wird, ist parallel zu dem PTC-Widerstand in bevorzugter Weise ein Begrenzungswiderstand in Form eines Widerstandsdrahtes geschaltet.So that the PTC resistor in its high-resistance state with high short-circuit currents in parallel is more preferred in parallel with the PTC resistor A limiting resistor is connected in the form of a resistance wire.

Obzwar es möglich ist, daß der PTC-Widerstand überall in den Leitungspfad des elektrischen Installationsgerätes eingeschaltet werden kann, hat es sich im wesentlichen aus konstruktiven Gründen als günstig herausgestellt, den PTC-Widerstand zwischen einer Anschlußklemme und dem thermischen Auslöser anzuschließen. Dabei kann der PTC-Widerstand an der Klemme mittels einer daran befestigten Anschlußfahne angeschlossen werden sowie am thermischen Auslöser mittels einer Litze. Selbstverständlich bestehen auch andere Möglichkeiten der elektrisch leitenden Verbindung zwischen dem PTC-Widerstand und den entsprechenden Anschlußstellen im Strompfad.Although it is possible that the PTC resistor is everywhere in the conduction path of the electrical Installation device can be turned on, it has essentially found to be favorable for design reasons, the PTC resistance between a connecting terminal and the thermal release. The PTC resistor connected to the terminal by means of a connecting lug attached to it as well as on the thermal release using a stranded wire. Of course there are other ways of electrically conductive connection between the PTC resistor and the corresponding connection points in the current path.

In bevorzugter Weise ist der Widerstandsdraht mit einem Ende an der Anschlußfahne und mit dem anderen Ende an der Litze ausgeschlossen.The resistance wire is preferably at one end on the terminal lug and excluded with the other end at the strand.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.Using the drawing, in which an embodiment of the invention is shown, the invention and further advantageous refinements and improvements the invention are explained and described in more detail.

Es zeigen:

Fig. 1: eine perspektivische schematische Ansicht eines PTC-Widerstandes mit parallel geschaltetem Widerstandsdraht,
Fig. 2: eine Ansicht auf den PTC-Widerstand, montiert auf einem Teilgehäuse des Installationsschaltgerätes,
Fig. 3: eine Schnittansicht gemäß Schnittlinie III-III der Fig. 2,
Fig. 4: eine Einsicht in ein Installationsschaltgerät, welches zum Anbringen des PTC-Widerstandes gemäß den Fig. 1 bis 3 vorbereitet ist, und
Fig. 5: eine perspektivische Ansicht des Klemmenrahmens für das Installations-schaltgerät nach Fig. 4.

Show it:

Fig. 1: 1 shows a perspective schematic view of a PTC resistor with a resistance wire connected in parallel,
Fig. 2: a view of the PTC resistor, mounted on a partial housing of the installation switching device,
Fig. 3: 3 shows a sectional view according to section line III-III of FIG. 2,
Fig. 4: a view of an installation switching device, which is prepared for mounting the PTC resistor according to FIGS. 1 to 3, and
Fig. 5: 3 shows a perspective view of the terminal frame for the installation switching device according to FIG. 4.

Es sei zunächst Bezug genommen auf die Fig. 4.Reference is first made to FIG. 4.

Dort ist ein Leitungsschutzschalter 10 dargestellt, der in einem Gehäuse 11 in Schmalbauweise untergebracht ist. Der Leitungsschutzschalter 10 besitzt eine Anschlußklemme 12, die einen Klemmenrahmen 13 und einen Kastenrahmen 14 aufweist, ein Lichtbogenlöschblechpaket 15, ein Elektromagnetsystem 16, dessen Spule 17 mit einem Ende 18 mit einem V-förmigen Träger 19 für ein als thermischer Auslöser dienendes Thermobimetall 20 verbunden ist; das Thermobimetall 20 ist dabei an einem Arm 21 des V-förmigen Trägers 19 befestigt, wogegen der andere Arm mit dem Ende 18 der Spule 17 verbunden ist. Der Leitungsschutzschalter 10 besitzt eine zweite Klemme 22 und ein Schaltschloß 23 mit einem nicht gezeigten Schaltknebel und einer Kontaktstelle 23a.There, a circuit breaker 10 is shown, which in a housing 11 in Narrow construction is housed. The circuit breaker 10 has a connection terminal 12, which has a clamp frame 13 and a box frame 14, an arc quenching plate packet 15, an electromagnet system 16, the coil 17 with one end 18 with a V-shaped support 19 for a serving as a thermal trigger Thermobimetal 20 is connected; the thermal bimetal 20 is on one Arm 21 of the V-shaped bracket 19 attached, while the other arm with the end 18 of the coil 17 is connected. The circuit breaker 10 has a second Terminal 22 and a switch lock 23 with a not shown toggle and one Contact point 23a.

An dem Thermobimetall 20 in dessen Befestigungsbereich ist eine Litze 24 befestigt, siehe weiter unten.A strand 24 is fastened to the bimetal 20 in its fastening area, see below.

Der Klemmenrahmen 13 ist in sich geschlossen und besitzt zwei Seitenwände 25, die mit einer oberen Stegwand 26 und unteren Stegwand 27 miteinander verbunden sind. Insoweit ist der Klemmenrahmen 13 Teil einer an sich bekannten Anschlußklemme.The terminal frame 13 is self-contained and has two side walls 25 which are connected to one another by an upper web wall 26 and a lower web wall 27. In this respect, the terminal frame 13 is part of a terminal known per se.

Am oberen Steg 26 ist ein senkrecht dazu und parallel zu den Seitenwänden 25 verlaufender Vorsprung 28 angeformt, an dem eine Anschlußfahne 29 befestigt ist. Sie besitzt zwei Schenkel 30 und 31, die eine Ebene aufspannen, die parallel zu der Ebene des Steges 26 verläuft und von denen der Schenkel 31 an dem Vorsprung 28 befestigt ist. An dem freien Ende des Schenkels 30 ist ein weiterer Steg 32 angeformt, der senkrecht zu dem Schenkel 30 in dessen Ebene und vom Steg 26 weg verläuft. Dieser weitere Steg 32 schließt, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, an einer Ausformung 34 an einer ersten Platte 35 eines in Fig. 1 dargestellten PTC-Widerstandes 36 an. Dieser PTC-Widerstand umfaßt zwei Platten 35 und 37 aus elektrisch gut leitendem Material, z. B. aus Kupfer, die unter Zwischenfügung einer Folie aus einem Material, dessen Widerstand sich mit Temperaturerhöhung erhöht (PTC-Schicht), mittels an den Längsseitenkanten angeordneter maulförmiger Federn 39 und 40 zusammengehalten sind. Zwischen den maulförmigen Federn 39 und 40 und den Platten 35 und 37 befinden sich Isolierfolien 35a, 37a, so daß ein Kurzschließen der Platten 35, 37 bzw. eine elektrisch leitende Verbindung der Platten 35, 37 über die Federn oder Klammern 39, 40 vermieden ist. Zusätzlich sind die in Längsrichtung verlaufenden Stirnkanten der Platten 35, 37 von je einem Isolierprofil 36a, 36b abgedeckt, die Nuten 36a, 36d aufweisen, in die die Stirnkanten der PTC-Folie bzw. des eigentlichen PTC-Widerstandselementes 38 eingreifen.On the upper web 26 is a perpendicular to it and parallel to the side walls 25 Formed projection 28, on which a connecting lug 29 is attached. she owns two legs 30 and 31 that span a plane that is parallel to the plane of the web 26 runs and of which the leg 31 is attached to the projection 28 is. At the free end of the leg 30, a further web 32 is formed, which is vertical to the leg 30 in its plane and away from the web 26. This another web 32 closes, as can be seen from FIG. 1, on a formation 34 on a first plate 35 of a PTC resistor 36 shown in FIG. 1. This PTC resistor comprises two plates 35 and 37 made of electrically highly conductive material, e.g. B. made of copper with the interposition of a foil made of a material whose resistance increases with temperature increase (PTC layer), by means of on the long side edges arranged jaw-shaped springs 39 and 40 are held together. Between the mouth-shaped springs 39 and 40 and the plates 35 and 37 are located Insulating films 35a, 37a, so that a short circuit of the plates 35, 37 or one electrically Conductive connection of the plates 35, 37 via the springs or brackets 39, 40 avoided is. In addition, the longitudinal end edges of the plates 35, 37 each covered by an insulating profile 36a, 36b, which have grooves 36a, 36d into which the front edges of the PTC film or the actual PTC resistance element 38 intervention.

Wie oben erwähnt, ist die Ausformung 34 mit der Platte 35 einstückig verbunden; an der Platte 37 ist ein Vorsprung 41 angeformt, an dem die Litze 24 befestigt ist. Weiterhin ist an der Ausformung 34 ein Ende eines Widerstandsdrahtes 42 angeschlossen, der eine Schleifenform bildet, die im Prinzip L-förmig ist, wobei die L-Form durch Projektion in die Ebene der Platten 35 und 37 sichtbar ist. In der Projektion senkrecht dazu ist der Schenkel 43 der L-Form selbst wieder U-förmig gebogen, mit einem ersten U-Schenkel 44 und einem zweiten U-Schenkel 45, wobei der U-Schenkel 44 mit der Ausformung 34 und der U-Schenkel 45 mit der Anschlußfahne 41 fest verbunden sind. Die Abschnitte 46 und 47 des Schenkels 48 sind, bezogen auf die Lage der Fig. 1, von oben an die Ausformung 34 bzw. von unten an die Anschlußfahne 41 angeschlossen.As mentioned above, the formation 34 is integrally connected to the plate 35; on a protrusion 41 is formed on the plate 37, to which the strand 24 is fastened. Farther one end of a resistance wire 42 is connected to the formation 34, which forms a loop shape, which is basically L-shaped, the L-shape by projection in the plane of the plates 35 and 37 is visible. In the projection perpendicular to it the leg 43 of the L-shape is itself again U-shaped, with a first U-leg 44 and a second U-leg 45, the U-leg 44 with the Formation 34 and the U-leg 45 are firmly connected to the terminal lug 41. The sections 46 and 47 of the leg 48 are, based on the position of FIG. 1, of connected at the top to the formation 34 or from below to the connecting lug 41.

Der PTC-Widerstand 36, der eine langgestreckt rechteckige Kontur aufweist, die der Form des Sockel- oder Quersteges des Leitungsschutzschalters gemäß Fig. 4 in der Kontur entspricht, wird auf die Außenseite eines Gehäuseseiten- oder -oberteils 50 aufgelegt, mit dem das Gehäuseunterteil 11 der Fig. 4 verschlossen wird. Auf der Außenseite besitzt das Gehäuseoberteil 50 einen entlang der Befestigungsseite des Installationsschaltgerätes gemäß Fig. 4 verlaufenden Kanal 51, in den der Schenkel 45 zur Führung des Widerstandsdrahtes 42 eingelegt ist. In der Fig. 3 ist der Steg 32 sowie die Litze 24 sichtbar, so daß aus der Zusammenschau der einzelnen Zeichnungen ersichtlich ist, wie der PTC-Widerstand 35 dem Leitungsschutzschalter 10 zugeordnet ist. Aus Fig. 4 ist insbesondere ersichtlich, daß die sonst übliche Verbindung zwischen dem Thermobimetall und der Anschlußklemme 12 unterbrochen ist und über die Anschlußfahne 30 bzw. die Litze 24 in oben beschriebener Weise der PTC-Widerstand 35 eingeschaltet ist. Durch ein weiteres Gehäuseseitenteil oder Schaltengehäuse 60, welches in Fig. 3 strichliert dargestellt ist, wird der Raum zur Aufnahme des PTC-Widerstandes 36 begrenzt. Auch das Schalengehäuse 60 besitzt die gleiche Außenkontur wie die des Gehäuseober- bzw. -unterteils 50 bzw. 11. The PTC resistor 36, which has an elongated rectangular contour that the Shape of the base or crossbar of the circuit breaker according to FIG. 4 in the Contour corresponds to the outside of a housing side or upper part 50 placed with which the lower housing part 11 of FIG. 4 is closed. On the outside the upper housing part 50 has one along the fastening side of the installation switching device 4 extending channel 51, in which the leg 45th for guiding the resistance wire 42 is inserted. 3, the web 32 and the strand 24 visible, so that from the synopsis of the individual drawings it can be seen how the PTC resistor 35 is assigned to the circuit breaker 10 is. From Fig. 4 it can be seen in particular that the otherwise usual connection between the bimetal and the terminal 12 is interrupted and over the terminal lug 30 or the strand 24 in the manner described above, the PTC resistor 35 is switched on. Through another side panel or switch housing 60, which is shown in dashed lines in Fig. 3, the space for receiving the PTC resistor 36 limited. The shell housing 60 also has the same outer contour like that of the upper or lower housing part 50 or 11.

Der Widerstand 42 ist ein Begrenzungswiderstand, der den Strom durch den PTC-Widerstand 36 in dessen hochohmigem Zustand begrenzt, damit er bei hohen Kurzschlußströmen nicht beschädigt wird.Resistor 42 is a limiting resistor that blocks the current through the PTC resistor 36 limited in its high-resistance state, so that it with high short-circuit currents is not damaged.

In der obigen Beschreibung ist dargestellt, daß sich der PTC-Widerstand 36 zwischen dem thermischen Auslöser 20 und der benachbarten Anschlußklemme 12 befindet. Selbstverständlich kann dieser Widerstand an jeder Stelle innerhalb des Strompfades eingesetzt bzw. eingeschaltet werden; bei einem Leitungsschutzschalter kann sich der PTC-Widerstand auch zwischen dem thermischen Auslöser 20 und dem Magnetauslöser 16, dem Magnetauslöser 16 und der Kontaktstelle 23a bzw. zwischen der Kontaktstelle 23a und der anderen Anschlußklemme 22 eingeschaltet sein.In the above description it is shown that the PTC resistor 36 between the thermal release 20 and the adjacent terminal 12 is located. Of course, this resistance can be anywhere in the current path be used or switched on; in the case of a circuit breaker, the PTC resistance also between the thermal release 20 and the magnetic release 16, the magnetic release 16 and the contact point 23a or between the contact point 23a and the other terminal 22 must be switched on.

Zur Verbindung der Platten 35, 37 mit den an oben genannten Komponenten sind im Gehäuseoberteil 50 Öffnungen (nicht dargestellt) vorgesehen.To connect the plates 35, 37 with the components mentioned above are in Upper housing part 50 openings (not shown) are provided.

Die Verbindung der Gehäuseteile miteinander erfolgt mittels üblicher Mittel, z. B. Nieten oder Schrauben.The housing parts are connected to one another by means of conventional means, for. B. rivets or screws.

Claims

An electric installation switchgear, especially a circuit breaker, housed in a housing of narrow design and comprising a point of contact, a thermal and magnetic release and resistor arrangement with positive temperature coefficient (also known as PTC resistor), which are all connected in series, characterized in that the PTC resistor (36) is housed laterally to the installation switchgear (10) in a chamber delimited by a cup-like shell-type housing (60) whose free edges rest on the side surfaces of the installation switchgear (10) and that the shell-type housing (60) has the outside shape of the installation switchgear (10).
An installation switchgear in narrow design, with an approximately T-like shape having a base as a transversal bridge, as claimed in claim 1, characterized in that the PTC resistor (36) comprises at least one rectangular plate element (35, 37, 38) whose circumferential shape is adjusted to the shape of the base.
An installation switchgear as claimed in claim 2, characterized in that a sheet (38) made of PTC material is arranged between two plates (35, 37) made of electrically well-conducting material, preferably of copper.
An installation switchgear as claimed in claim 3, characterized in that the plates (35, 37) and the sheet (38) are held together by means of resilient clamps which are arranged insulated with respect to the plates (35, 37).
An installation switchgear as claimed in claim 4, characterized in that insulating sheets (35a, 37a) are arranged between the plates (35, 37).
An installation switchgear as claimed in claim 5, characterized in that an insulating profile (36a, 36b) is each inserted between the longitudinal side edges of the plates (35, 37) as enclosed by the clamps (39, 40) and the clamps (39, 40) per se.
An installation switchgear as claimed in one of the preceding claims, characterized in that a current-limiting resistor (43) in the form of a resistance wire is switched parallel to the PTC resistor (36).
An installation switchgear as claimed in one of the preceding claims, characterized in that the PTC resistor (36) is connected between a connecting terminal (12) and the thermal release (20).
An installation switchgear as claimed in one of the preceding claims, characterized in that the PTC resistor (36) is connected to the terminal (12) by means of a terminal lug (29) fastened thereto.
An installation switchgear as claimed in claim 8 or 9, characterized in that the PTC resistor (36) is connected to the thermal release (20) by means of a stranded conductor (24).
An installation switchgear as claimed in one of the preceding claims, characterized in that the resistance wire (43) is connected with one end to the terminal lug (29) and with the other end to the stranded conductor (24).