EP0887830A2 - Earth leakage circuit breaker - Google Patents
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- EP0887830A2 EP0887830A2 EP98109612A EP98109612A EP0887830A2 EP 0887830 A2 EP0887830 A2 EP 0887830A2 EP 98109612 A EP98109612 A EP 98109612A EP 98109612 A EP98109612 A EP 98109612A EP 0887830 A2 EP0887830 A2 EP 0887830A2
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- circuit breaker
- anchor
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Definitions
- the invention relates to a residual current circuit breaker according to the preamble of the claim 1.
- a known holding magnet release has a U-shaped yoke, the leg ends are covered by a hinged anchor. It is on one of the two bars Hinged anchor rotatably supported; the other end lies against the yoke surface of the other yoke leg.
- the anchor is under the force of a folding anchor spring the hinged anchor is constantly loaded in the opening direction.
- this hinged anchor spring outside the yoke and is with a End on the yoke and with the other end on the protruding from the yoke leg End of the hinged anchor hooked.
- the tavern of the yoke, against which the opening The end of the hinged anchor bears a coil and the yoke is beyond a permanent magnet arranged within a certain permanent magnet flux of the yoke.
- This permanent magnetic flux is dimensioned so that it Folding anchors continuously against the yoke leg ends against the force of the tension spring attracts. If a fault current occurs, it flows through the coil and generates one the permanent magnetic flux opposing flux, whereby the magnetic force reduced for the hinged anchor, so that the force of the spring predominates. In this case the hinged anchor is opened.
- a plunger is connected to the hinged anchor Switch lock acts to release, so that the arranged in the residual current circuit breaker Contact points are opened.
- annular, closed yoke part In the case of a blocking magnet release, an annular, closed yoke part is provided, at one point a narrow area is provided.
- the one Permanent magnet generated permanent magnet flux in the yoke travels when a occurs Fault current the narrow range into saturation, so that the Anchor under the force of an anchor spring is withdrawn.
- Each residual current circuit breaker is switched on by pressing the test button and to test by simulating a fault current.
- the trigger must fire and switch off the residual current circuit breaker. In cases where the test button is not change is carried out over a long period of time, so that in very few cases the residual current circuit breaker cannot trip.
- the object of the invention is to provide a residual current circuit breaker in which a simple solution also ensures that the residual current circuit breaker opens is when adhesion processes occur on the yoke surfaces at the point where the anchor rests or corrosion.
- additional means are made of a material that deforms when the temperature changes Material, e.g. B. from a bimetallic material or a shape memory alloy, provided that the armature from the yoke when the fault current occurs deduct or pull, insofar as the fault current heats up the funds works and these deform.
- the hinged anchor spring can also be made entirely of the shape memory material consist.
- the agent can be used to form the yoke leg, from the pole surface of which the hinged armature is pulled off, a spring element be wrapped from shape memory alloy, which its current flow Changes shape and pulls the hinged anchor.
- the hinged armature transmits the key switch via a plunger and a snap disk to the plunger made of bimetal or a shape memory alloy that is associated with the plunger If the jump temperature is exceeded in the direction of opening.
- the snap disc can also be between anchor and plunger be arranged so that normally the Anke ⁇ on the snap disc and the Act the snap disc on the plunger.
- the snap disc is arranged on the yoke side of the armature and that between the snap disc and the armature another plunger is arranged, via which the movement of the Snap disc is transferred to the hinged anchor.
- All those components that change their shape when the temperature changes, that's the one Folding anchor spring, the spring element or the snap disc, can be more convenient Be controlled by an electronic circuit so that the electronic circuit, which can be a memory circuit, for example, a current pulse generated, which flows through the deforming component and thus heats the component, whereby the crack temperature is exceeded, so that the building in its Form changed.
- the electronic circuit which can be a memory circuit, for example, a current pulse generated, which flows through the deforming component and thus heats the component, whereby the crack temperature is exceeded, so that the building in its Form changed.
- a trigger 10 which is inserted into a dash-dotted housing 11, has a yoke 12 with two yoke legs 13 and 14 and one with each other connecting web 15, which has two sections 15a and 15b, of which the section 15a perpendicular to the legs 13 and 14 and the web portion 15b below an angle of 45 ° to the two legs 13 and 14 is arranged.
- the web section 15a continues beyond the inn 13 into a foot 15b, which is used for support a bobbin 16 is used, around which a winding 17 with connecting lines 18 and 19 is wound.
- a permanent magnet via riveting 20 21 is attached, on the end face 22 of which is opposite section 15b a holder 23 is also riveted, which runs partially parallel to the leg 14 Bearing section 24 and an approximately L-shaped extension 25 carries.
- a hinged armature 26 is rotatably mounted, which also extends over the bearing section 24 protrudes an extension 27; on the extension 27 and the L-shaped extension 25 one end of a hinged anchor spring 28 is attached.
- the hinged anchor 26 thus covers the leg 14 and the leg 13, wherein he Area of the leg 13 has a slight offset 28 on which a bearing surface 29 is formed, the drawn, switched on state against the yoke surface 30 of the leg 13 abuts.
- a plunger 31 is provided through an opening 32 from the top of the housing 33 protrudes.
- the permanent magnet 21 generates a permanent magnetic flux within the yoke 12, which attracts the hinged anchor 26 against the yoke legs 13 and 14 and thus a Exerts torque on the hinged armature 16, which is exerted by the spring 28 Torque is directed in the opposite direction, the tightening force and thereby generated torque are greater than the spring force and that generated by the spring force Torque.
- a fault current occurs, that is, in a summation current transformer, not shown a secondary-side signal is generated, which via the leads 18 and 19 is supplied to the coil 17, which comprises the leg 13, then in the Yoke 12 generates a magnetic flux that originates from the permanent magnet 21 Magnetic flux is directed in the opposite direction, so that the attractive force on the armature 26 in Area of cranking becomes smaller; that generated by this reduced tightening force Torque on the hinged armature is less than that due to the force of the hinged spring 28 Torque generated so that the spring 28 the hinged anchor around the bearing 24th pivots and thus pushes the plunger 31 outward from the upper side 31 of the housing, so that a latching point in a switch lock of the residual current circuit breaker is opened, the contact point or contact points within the Residual current circuit breaker opens permanently.
- a snap disk 37 fixed to holders 35 and 36 be made of a shape memory alloy or a thermal bimetal.
- This snap disk 37 is concave towards the hinged anchor 26 and between a further plunger 38 is provided for the snap disk 37 and the hinged anchor 26; the plunger 38 can be attached to the snap disk 37.
- FIG. 3 A further solution is shown in FIG. 3.
- a snap disk 41 is shown, which is between the plunger 31 and the hinged anchor 26 is arranged such that they is concave to the plunger 31. If the snap disk 41 is heated, this snaps and moves the plunger 31 out of the top 33 of the Housing out.
- FIG. 4 and 5 each show a further embodiment of the invention.
- a coil 50 which is connected to a known electronic circuit 51 with a secondary winding, not shown is connected to the converter 52.
- the coil 50 is designed spatially constructively, that it covers only part of the leg 13.
- the other, to the free end 30 lying portion of the leg is surrounded by a release spring 53, the is a shape memory alloy and has terminals 54 and 55, the find themselves in a supply circuit which has the overall reference number 56, which is connected to a further secondary winding on converter 52. On this circuit will be discussed in more detail below.
- the arrangement according to FIG. 5 is similar to that of FIG. 4, only the circuit arrangement 56 is modified so that there is a circuit arrangement 57 with the terminals 54 and 55 results, which is again on the spring 53 made of shape memory material find again.
- the circuit 51 with which the coil 50 is controlled, consists of two parallel to the Secondary winding running capacitors 60, 61 and two connected in parallel Diodes 62 and 63, which in turn are connected anti-parallel to each other are.
- One end 64 of the coil closes between the two capacitors 60 and 61 and the other end 65 of coil 50 closes at the cathode of diode 62 and Anode of diode 63 on. In this way, a circuit is formed which is known per se is.
- the device 66 for detecting and evaluating both the fault current signal and one of the electromagnetic Is used to trigger the coming signals, which latter signal is created by that the anchor 26 drops. It is known that by dropping the armature 26 a Change in the magnetic flux in the yoke 12 is generated in the evaluation unit 66 is detected. The evaluation unit 66 controls a transistor 67 when there is no drop signal.
- a Zener diode 71 is located parallel to the storage capacitor 72 for keeping the voltage constant and parallel to the zener diode 21 is the collector-emitter path of the transistor 67, in which there is a further series resistor 70 and the terminals 54 and 55 are located.
- the capacitor 72 is charged and once the transistor 67 from the evaluation unit 66 is controlled, the transistor 67 closes, so that the Energy of the capacitor 72 can be discharged via the terminals 54 and 55, thereby the Spring 53 flows through the current and is thus controlled.
- the embodiment according to FIG. 5 has an evaluation circuit 57 with an evaluation unit 72, which drives a transistor 73 when the drop signal of the hinged armature 26 is absent; by closing the collector-emitter path of transistor 73 a first light diode 74 serving as a transmitter is controlled, with which a photodiode 75 is switched through, so that a current flow from the phase conductor L via a series resistor 76, the photodiode 75 and the terminals 54 and 55 closed to the neutral conductor becomes.
- the circuit arrangement which is shown as a block diagram in FIG. 6, shows one such arrangement for better understanding.
- the residual current circuit breaker 80 has terminals 81 and 82 and 83 and 84 for a phase conductor L and the neutral conductor.
- the phase conductor L and the neutral conductor are passed through a summation current transformer 85, which in the embodiments 4 and 5 corresponds to the sum current transformer 52.
- a summation current transformer 85 which in the embodiments 4 and 5 corresponds to the sum current transformer 52.
- contact points 86 and 87 In both Conductors L and N are contact points 86 and 87.
- an evaluation device 88 for example, an energy storage circuit that triggers a trigger relay 89 actuated, which corresponds to the trigger relay according to FIGS. 1 to 3.
- the trigger relay 89 opens contact points 86 and 87 in the event of a fault current.
- the trigger relay 89 does not drop out, this is done by an additional evaluation device 90 detected, which is associated with an energy storage 91, so that the Additional evaluation 90 the energy of the energy storage one of the additional evaluation also assigned actuator, e.g. B. the spring 53, can be supplied in the event of failure of the trigger relay opens the contact points 86 and 87.
- an additional evaluation device 90 detected, which is associated with an energy storage 91, so that the Additional evaluation 90 the energy of the energy storage one of the additional evaluation also assigned actuator, e.g. B. the spring 53, can be supplied in the event of failure of the trigger relay opens the contact points 86 and 87.
- the additional evaluation plus actuator is divided in an additional evaluation 92 and the additional actuator 93, which with the phase conductors L and N is connected as shown in FIG. 5.
- the additional evaluation 92 corresponds the control circuit 72, 73, which drive the photodiodes 74 and 75, so that the additional actuator 93, which is arranged in Fig. 5 between the terminals 54 and 55 and the release spring 53 corresponds, can be actuated.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Fehlerstromschutzschalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches
1.The invention relates to a residual current circuit breaker according to the preamble of the
Es gibt zwei Arten von Auslösern für einen Fehlerstromschutzschalter, nämlich ein Haltemagnetauslöser und ein Sperrmagnetauslöser, wobei Haltemagnetausloser in der Mehrzahl der Anwendungsfälle benutzt werden.There are two types of triggers for a residual current device, namely one Holding magnet release and a blocking magnet release, whereby holding magnet release in the Most of the use cases are used.
Ein bekannter Haltemagnetauslöser besitzt ein U-förmiges Joch, dessen Schenkelenden von einem Klappanker überdeckt sind. An einem der beiden Schenke ist der Klappanker drehbar aufgelagert; das andere Ende legt sich gegen die Jochfläche des anderen Jochschenkels an. Der Anker steht unter der Kraft einer Klappankerfeder, die den Klappanker dauernd in Öffnungsrichtung beaufschlagt. Bei einer bekannten Anordnung befindet sich diese Klappankerfeder außerhalb des Joches und ist mit einem Ende am Joch und mit dem anderen Ende an dem den Jochschenkel überragenden Ende des Klappankers eingehängt. Der Schenke des Joches, gegen den das sich öffnende Ende des Klappankers anliegt, trägt eine Spule und am Joch ist darüber hinaus ein Permanentmagnet angeordnet, der einen bestimmten Permanentmagnetfluß innerhalb des Joches erzeugt. Dieser Permanentmagnetfluß ist so bemessen, daß er den Klappanker dauernd gegen die Jochschenkelenden entgegen der Kraft der Zugfeder anzieht. Wenn ein Fehlerstrom auftritt, durchfließt dieser die Spule und erzeugt einen dem Permanentmagnetfluß entgegen gerichteten Fluß, wodurch sich die Magnetkraft für den Klappanker reduziert, so daß die Kraft der Feder überwiegt. In diesem Falle wird der Klappanker geöffnet. Mit dem Klappanker ist ein Stößel verbunden, der auf ein Schaltschloß zum Entklinken einwirkt, so daß die im Fehlerstromschutzschalter angeordneten Kontaktstellen geöffnet werden.A known holding magnet release has a U-shaped yoke, the leg ends are covered by a hinged anchor. It is on one of the two bars Hinged anchor rotatably supported; the other end lies against the yoke surface of the other yoke leg. The anchor is under the force of a folding anchor spring the hinged anchor is constantly loaded in the opening direction. In a known arrangement is this hinged anchor spring outside the yoke and is with a End on the yoke and with the other end on the protruding from the yoke leg End of the hinged anchor hooked. The tavern of the yoke, against which the opening The end of the hinged anchor bears a coil and the yoke is beyond a permanent magnet arranged within a certain permanent magnet flux of the yoke. This permanent magnetic flux is dimensioned so that it Folding anchors continuously against the yoke leg ends against the force of the tension spring attracts. If a fault current occurs, it flows through the coil and generates one the permanent magnetic flux opposing flux, whereby the magnetic force reduced for the hinged anchor, so that the force of the spring predominates. In this case the hinged anchor is opened. A plunger is connected to the hinged anchor Switch lock acts to release, so that the arranged in the residual current circuit breaker Contact points are opened.
Bei einem Sperrmagnetauslöser ist ein ringförmiges geschlossenes Jochteil vorgesehen, an dessen einer Stelle ein schmaler Bereich vorgesehen ist. Der durch einen Permanentmagneten erzeugte Permanentmagnetfluß im Joch fährt bei Auftreten eines Fehlerstromes den schmalen Bereich in die Sättigung, so daß der dort anliegende, unter der Kraft einer Ankerfeder stehende Anker abgezogen wird.In the case of a blocking magnet release, an annular, closed yoke part is provided, at one point a narrow area is provided. The one Permanent magnet generated permanent magnet flux in the yoke travels when a occurs Fault current the narrow range into saturation, so that the Anchor under the force of an anchor spring is withdrawn.
Jeder Fehlerstromschutzschalter ist regelmäßig durch Betätigen der Prüftaste und damit durch Simulieren eines Fehlerstromes zu prüfen. Der Auslöser muß auslösen und den Fehlerstromschutzschalter abschalten. In Fällen, in denen die Prüftaste nicht regelmäßig betätigt wird, können Veränderungsvorgänge über längere Zeit ablaufen, so daß in sehr wenigen Fällen der Fehlerstromschutzschalter nicht auslösen kann.Each residual current circuit breaker is switched on by pressing the test button and to test by simulating a fault current. The trigger must fire and switch off the residual current circuit breaker. In cases where the test button is not change is carried out over a long period of time, so that in very few cases the residual current circuit breaker cannot trip.
Um dieses zu vermeiden, bestehen mehrere Möglichkeiten. Entweder man prüft den Fehlerstromschutzschalter in regelmäßigen Abständen automatisch, oder man wirkt auf den Anker ein mittels beispielsweise eines Piezoelementes, so daß auch nach einem solchen Veränderungsvorgang der Anker öffnet, oder man erhöht die Auslöseenergie, wenn bei einem ersten Auslöseimpuls, d. h. Fehlerstromimpuls, der Anker nicht öffnet. Da sich durch das Ankeröffnen der Magnetfluß innerhalb des Joches verändert, entsteht dabei ein Rückimpuls, der detektiert werden kann. Bleibt der Rückimpuls aus, dann kann die Auslöseenergie durch eine geeignete Speicherschaltung erhöht werden.There are several ways to avoid this. You either check it Residual current circuit breakers automatically at regular intervals, or one acts on the armature by means of, for example, a piezo element, so that even after a the anchor opens in such a change process, or the trigger energy is increased, if at a first trigger pulse, d. H. Residual current pulse, the armature does not open. Since the magnetic flux within the yoke changes due to the armature opening, arises a return pulse that can be detected. If there is no return pulse, then the trigger energy can be increased by a suitable storage circuit.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Fehlerstromschutzschalter zu schaffen, bei dem mit einer einfachen Lösung das Öffnen des Fehlerstromschutzschalters auch dann sichergestellt wird, wenn an der Auflagestelle des Ankers an den Jochflächen Adhäsionsvorgänge oder Korrosionen auftreten. The object of the invention is to provide a residual current circuit breaker in which a simple solution also ensures that the residual current circuit breaker opens is when adhesion processes occur on the yoke surfaces at the point where the anchor rests or corrosion.
Diese Aufgabe wird erfingsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des
Anspruches 1.According to the invention, this object is achieved by the characterizing features of
Erfindungsgemäß sind zusätzlich Mittel aus einem sich bei Temperaturänderung verformenden Material, z. B. aus einem Thermobimetallmaterial oder einer Formgedächtnislegierung, vorgesehen, die bei Auftreten des Fehlerstromes den Anker vom Joch abziehen oder abdrücken, insoweit, als der Fehlerstrom die Aufheizung der Mittel bwirkt und diese sich verformen. Diese Mittel können beliebig ausgeführt und angeordnet sein.According to the invention, additional means are made of a material that deforms when the temperature changes Material, e.g. B. from a bimetallic material or a shape memory alloy, provided that the armature from the yoke when the fault current occurs deduct or pull, insofar as the fault current heats up the funds works and these deform. These means can be executed and arranged as desired be.
Wenn als Auslöser ein Haltemagnetauslöser mit einem U-förmigen Joch und einem daran angelenkten, die Jochschenkel überdeckenden Klappanker, der von einer Klappankerfeder in Richtung Abheben vom Joch beaufschlagt ist, vorgesehen ist, dann enthält zur Bildung der Mittel in bevorzugter Weise die Feder zum Öffnen des Klappankers eine Legierung aus Formgedächtnismaterial.If as a trigger a holding magnet trigger with a U-shaped yoke and a hinged anchors hinged to it, covering the yoke legs, which was supported by a Folding anchor spring is applied in the direction of lifting off the yoke, is then provided preferably contains the spring for opening the to form the means Klappankers is an alloy of shape memory material.
Die Klappankerfeder kann dabei auch vollständig aus dem Formgedächtnismaterial bestehen.The hinged anchor spring can also be made entirely of the shape memory material consist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann zur Bildung der Mittel um den Jochschenkel, von dessen Polfläche der Klappanker abgezogen wird, ein Federelement aus Formgedächtnislegierung gewickelt sein, das beim Stromdurchfluß seine Form ändert und den Klappanker abdrückt.According to a further embodiment of the invention, the agent can be used to form the yoke leg, from the pole surface of which the hinged armature is pulled off, a spring element be wrapped from shape memory alloy, which its current flow Changes shape and pulls the hinged anchor.
Es besteht auch die Möglichkeit, daß dann, wenn der Auslöser die Klappankerbewegung über einen Stößel dem Schaltschloß überträgt, dem Stößel eine Schnappscheibe aus Bimetall oder einer Formgedächtnislegierung zugeordnet ist, die den Stößel bei Überschreiten der Sprungtemperatur in Richtung Öffnen bewegt. Dabei bleibt der Klappanker geschlossen. Die Schnappscheibe kann auch zwischen Anker und Stößel angeordnet sein, so daß im Normalfall der Anke< auf die Schnappscheibe und die Schnappscheibe auf den Stößel einwirken. There is also a possibility that when the trigger stops the hinged armature transmits the key switch via a plunger and a snap disk to the plunger made of bimetal or a shape memory alloy that is associated with the plunger If the jump temperature is exceeded in the direction of opening. The remains Folding anchor closed. The snap disc can also be between anchor and plunger be arranged so that normally the Anke <on the snap disc and the Act the snap disc on the plunger.
Bei einer anderen Ausführungsform besteht die Möglichkeit, daß die Schnappscheibe auf der Jochseite des Ankers angeordnet ist und daß zwischen der Schnappscheibe und dem Anker ein weiterer Stößel angeordnet ist, über den die Bewegung der Schnappscheibe auf den Klappanker übertragen wird.In another embodiment there is the possibility that the snap disc is arranged on the yoke side of the armature and that between the snap disc and the armature another plunger is arranged, via which the movement of the Snap disc is transferred to the hinged anchor.
Alle diejenigen Bauteile, die bei Temperaturänderung ihre Form verändern, das ist die Klappankerfeder, das Federelement oder die Schnappscheibe, können in zweckmäßiger Weise von einer Elektronikschaltung angesteuert werden, so daß die Elektronikschaltung, die beispielsweise eine Speicherschaltung sein kann, einen Stromimpuls erzeugt, der durch das sich verformende Bauteil hindurchfließt und so das Bauteil erhitzt, wodurch die Sprungtemperatur überschritten wird, so daß sich das Baute in seiner Form verändert.All those components that change their shape when the temperature changes, that's the one Folding anchor spring, the spring element or the snap disc, can be more convenient Be controlled by an electronic circuit so that the electronic circuit, which can be a memory circuit, for example, a current pulse generated, which flows through the deforming component and thus heats the component, whereby the crack temperature is exceeded, so that the building in its Form changed.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous embodiments of the invention are the further subclaims refer to.
Anhand der Zeichnungen, in der einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargstellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.With reference to the drawings, in which some embodiments of the invention are shown are, the invention and other advantageous refinements and improvements the invention are explained and described in more detail.
Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Seitenansicht eines Haltemagnetauslösers gemäß dem Stand der Technik, wie er derzeit in einem Fehlerstromschutzschalter eingebaut ist,
- Fig. 2 und 3
- zwei erfindungsgemäße Ausgestaltungen des Auslösers ähnlich Fig. 1,
- Fig. 4 und 5
- je eine Ausgestaltung einer Ansteuerung für einen erfindungsgemäßen Auslöser, und
- Fig. 6 und 7
- ein Blockschaltbild zweier Ausführungsformen der Erfindung.
- Fig. 1
- 2 shows a side view of a holding magnet release according to the prior art, as is currently installed in a residual current circuit breaker,
- 2 and 3
- two designs of the trigger according to the invention similar to FIG. 1,
- 4 and 5
- a configuration of a control for a trigger according to the invention, and
- 6 and 7
- a block diagram of two embodiments of the invention.
Ein Auslöser 10, der in ein strichpunktiert gezeichnetes Gehäuse 11 eingesetzt ist,
besitzt ein Joch 12 mit zwei Jochschenkeln 13 und 14 sowie einem beide miteinander
verbindenden Steg 15, der zwei Abschnitte 15a und 15b aufweist, von denen der Abschnitt
15a senkrecht zu den Schenkeln 13 und 14 und der Stegabschnitt 15b unter
einem Winkel von 45° zu den beiden Schenkeln 13 und 14 angeordnet ist. Der Stegabschnitt
15a setzt sich über den Schenke 13 hinaus fort in einen Fuß 15b, der zur Auflagerung
eines Spulenkörpers 16 dient, um den herum eine Wicklung 17 mit Anschlußleitungen
18 und 19 gewickelt ist.A
Auf der Außenseite des Abschnittes 15b ist über eine Vernietung 20 ein Permanentmagnet
21 befestigt, an dessen dem Abschnitt 15b entgegengesetzter Stirnfläche 22
ein Halter 23 mitfestgenietet ist, der einen teilweise parallel zum Schenkel 14 verlaufenden
Lagerabschnitt 24 und einen etwa L-förmigen Fortsatz 25 trägt. Am Lagerabschnitt
24 ist ein Klappanker 26 drehbar gelagert, der über den Lagerabschnitt 24 mit
einem Fortsatz 27 hinausragt; an dem Fortsatz 27 und dem L-förmigen Fortsatz 25 ist
je ein Ende einer Klappankerfeder 28 eingehängt.On the outside of
Der Klappanker 26 überdeckt somit den Schenkel 14 und den Schenkel 13, wobei er im
Bereich des Schenkels 13 eine leichte Abkröpfung 28 besitzt, an der eine Auflagefläche
29 angeformt ist, die im gezeichneten, eingeschalteten Zustand gegen die Jochfläche
30 des Schenkels 13 anliegt. Im Bereich dieser Abkröpfung 28 ist senkrecht zum
Klappanker 26 ein Stößel 31 vorgesehen, der durch eine Öffnung 32 aus der Gehäuseoberseite
33 herausragt.The hinged
Der Permanentmagnet 21 erzeugt innerhalb des Joches 12 einen Permanentmagnetfluß,
der den Klappanker 26 gegen die Jochschenkel 13 und 14 anzieht und somit ein
Drehmoment auf den Klappanker 16 ausübt, das dem durch die Feder 28 ausgeübten
Drehmoment entgegengesetzt gerichtet ist, wobei die Anzugskraft und das dadurch
erzeugte Drehmoment größer sind als die Federkraft und das durch die Federkraft erzeugte
Drehmoment.The
Wenn ein Fehlerstrom auftritt, wenn also in einem nicht näher dargestellten Summenstromwandler
ein sekundärseitiges Signal erzeugt wird, das über die Zuleitungen 18
und 19 der Spule 17 zugeführt wird, die den Schenkel 13 umfaßt, dann wird in dem
Joch 12 ein Magnetfluß erzeugt, der dem vom Permanentmagneten 21 herrührenden
Magnetfluß entgegengesetzt gerichtet ist, so daß die Anzugskraft auf den Anker 26 im
Bereich der Abkröpfung kleiner wird; das durch diese verkleinerte Anzugskraft erzeugte
Drehmoment auf den Klappanker ist kleiner als das durch die Kraft der Klappfeder 28
erzeugte Drehmoment, so daß die Feder 28 den Klappanker um die Lagerstelle 24
schwenkt und damit den Stößel 31 nach außen aus der Gehäuseoberseite 31 hinausdrückt,
so daß eine Verklinkungsstelle in einem Schaltschloß des Fehlerstromschutzschalters
geöffnet wird, die die Kontaktstelle oder die Kontaktstellen innerhalb des
Fehlerstromschutzschalters bleibend öffnet.If a fault current occurs, that is, in a summation current transformer, not shown
a secondary-side signal is generated, which via the
Soweit ist der Auslöser an sich bekannt.So far the trigger is known per se.
Im Bereich der Jochfläche 29 bzw. 30 kann es in ungünstigen Fällen zu Korrosion oder
zu einer Adhäsion kommen, so daß bei einem normalen Fehlerstrom und einem daraus
folgenden sekundärseitigen Signal auf den Leitungen 18 und 19 eine Auslösung, d. h.
eine Öffnung des Klappankers 26 nicht erfolgt. Der Klappanker 26 bleibt kleben, obwohl
die Anzugskraft auf den Klappanker 26 verringert wird.In the area of the
Um in einem solchen Fehlerfall den Klappanker 26 oder Stößel 31 trotzdem in Öffnungsstellung
zu verbringen, bestehen einige Möglichkeiten.In order in such a fault, the hinged
Zum einen kann, wie in der Fig. 2 dargestellt ist, zwischen dem Jochabschnitt 15a und
dem Klappanker 26 eine an Haltern 35 und 36 fixierte Schnappschneibe 37 angebracht
sein, die aus einer Formgedächtnislegierung oder einem Thermobimetall besteht.
Diese Schnappscheibe 37 ist zum Klappanker 26 hin konkav ausgebildet und zwischen
der Schnappscheibe 37 und dem Klappanker 26 ist ein weiterer Stößel 38 vorgesehen;
der Stößel 38 kann an der Schnappscheibe 37 befestigt sein. Wenn nun bei Auftreten
eines Fehlerstromes und bei Nichtauslösen des Auslösers über ein Zeitglied 39 nach
einer Zeit Δt die Schnappscheibe 37 erwärmt wird, dann schnappt die Schnappscheibe
37 um, so daß sie zum Klappanker 26 hin konvex wird; dadurch wird der Stößel 38 gegen
den Klappanker bewegt und der Klappanker 26 von der Jochfläche 30 abgehoben,
so daß die Feder 28 wirksam wird und der Stößel 31 das Schaltschloß öffnet. On the one hand, as shown in FIG. 2, between the
Es besteht auch die Möglichkeit, daß die Feder 28 selbst aus einem Formgedächtnismaterial
hergestellt wird; wenn diese Klappankerfeder 28 durch das Zeitglied 39 über
die strichlierte Linie 40 aufgeheizt wird, dann zieht sie sich zusammen, sofern der Umschnappunkt
überschritten wird, und wirkt auf den Klappanker 26 zu dessen Öffnung
ein.There is also the possibility that the
Es besteht die Möglichkeit, entweder die Schnappscheibe 37 oder die Feder 28 (aus
Formgedächtnismaterial) zu verwenden; es besteht natürlich auch die Möglichkeit, daß
beide Teile, die Klappankerfeder 28 aus Formgedächtnismaterial und die Schnappscheibe
37 vorgesehen sind, die beide auf den Auslöser einwirken.There is the possibility of either the
Eine weitere Lösung zeigt die Fig. 3. Dort ist eine Schnappscheibe 41 gezeigt, die zwischen
dem Stößel 31 und dem Klappanker 26 angeordnet ist und zwar derart, daß sie
zum Stößel 31 konkav ist. Wenn über Zuleitungen 42 und 43 die Schnappscheibe 41
erwärmt wird, schnappt diese um und bewegt den Stößel 31 aus der Oberseite 33 des
Gehäuses heraus.A further solution is shown in FIG. 3. A
Die Fig. 4 und 5 zeigen je eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Um den
Schenkel 13 des Magnetjoches 12 herum ist eine Spule 50 gewickelt, die über eine an
sich bekannten Elektronikschaltung 51 mit einer nicht dargestellten Sekundärwicklung
am Wandler 52 verbunden ist. Die Spule 50 ist so räumlich konstruktiv ausgestaltet,
daß sie lediglich einen Teil des Schenkels 13 überdeckt. Der andere, zum freien Ende
30 hin gelegene Abschnitt des Schenkels ist von einer Auslösefeder 53 umfaßt, die aus
einer Formgedächtnislegierung besteht und Anschlußklemmen 54 und 55 aufweist, die
sich in einer Versorgungsschaltung, die insgesamt die Bezugsziffer 56 besitzt, wiederfinden,
die an einer weiteren Sekundärwicklung am Wandler 52 angeschlossen ist. Auf
diese Schaltung wird weiter unten näher eingegangen werden.4 and 5 each show a further embodiment of the invention. To the
Die Anordnung gemäß Fig. 5 ist der der Fig. 4 ähnlich, wobei lediglich die Schaltungsanordnung
56 modifiziert ist, so daß sich eine Schaltungsanordnung 57 mit den Klemmen
54 und 55 ergibt, die sich wieder an der Feder 53 aus Formgedächtnismaterial
wiederfinden. The arrangement according to FIG. 5 is similar to that of FIG. 4, only the
Die Schaltung 51, mit der die Spule 50 angesteuert wird, besteht aus zwei parallel zur
Sekundärwicklung verlaufenden Kondensatoren 60, 61 sowie zwei parallel dazugeschaltete
Dioden 62 und 63, die selbst wiederum anti-parallel zueinander geschaltet
sind. Ein Ende 64 der Spule schließt zwischen den beiden Kondensatoren 60 und 61
und das andere Ende 65 der Spule 50 schließt an der Kathode der Diode 62 und der
Anode der Diode 63 an. Auf diese Weise wird eine Schaltung gebildet, die an sich bekannt
ist.The
Zur Ansteuerung der Feder 53 aus Formgedächtnismaterial ist mit der Sekundärwicklung
die Schaltungsanordnung 56 verbunden, die eine Einrichtung 66 zum Erfassen
und Auswerten sowohl des Fehlerstromsignales als auch eines vom elektromagnetischen
Auslöser herkommenden Signales dient, welch letzteres Signal dadurch entsteht,
daß der Anker 26 abfällt. Es ist bekannt, daß durch Abfall des Ankers 26 eine
Änderung des magnetischen Flusses im Joch 12 erzeugt wird, die in der Auswerteeinheit
66 detektiert wird. Die Auswerteeinheit 66 steuert einen Transistor 67 an, wenn
jenes Abfallsignal ausbleibt. Zwischen dem Phasenleiter L und dem Neutralleiter N
befinden sich in Reihe eine Diode 68, ein Vorwiderstand 69 und ein Speicherkondensator
72; parallel zum Speicherkondensator 72 liegt eine Zenerdiode 71 zur Spannungskonstanthaltung
und parallel zur Zenerdiode 21 liegt die Kollektor-Emitterstrecke
des Transistors 67, in dem sich ein weiter Vorwiderstand 70 und die Klemmen 54 und
55 befinden. Der Kondensator 72 wird aufgeladen, und sobald der Transistor 67 von
der Auswerteeinheit 66 angesteuert wird, schließt der Transistor 67, so daß sich die
Energie des Kondesators 72 über die Klemmen 54 und 55 entladen kann, wodurch die
Feder 53 vom Strom durchflossen und damit angesteuert wird.To control the
Die Ausführungsform gemäß Fig. 5 besitzt eine Auswerteschaltung 57 mit einer Auswerteeinheit
72, die einen Transistor 73 ansteuert, wenn das Abfallsignal des Klappankers
26 ausbleibt; durch Schließen der Kollektor-Emitterstrecke des Transistors 73 wird
eine als Sender dienende erste Lichtdiode 74 angesteuert, mit der eine Fotodiode 75
durchgeschaltet wird, so daß ein Stromfluß von dem Phasenleiter L über einen Vorwiderstand
76, die Fotodiode 75 und die Klemmen 54 und 55 zum Neutralleiter geschlossen
wird. The embodiment according to FIG. 5 has an
Durch den Stromfluß vom Phasenleiter L zum Neutralleiter N wird die Feder 53 bzw.
das Auslöseelement 53 aus Formgedächtnismaterial erhitzt und der bis dahin noch angezogene
Klappanker 26 aufgeschlagen oder aufgedrückt, sobald das Formgedächtnismaterial
den Sprungwert erreicht und überschritten hat.Due to the current flow from the phase conductor L to the neutral conductor N, the
Die Schaltungsanordnung, die als Blockschaltbild in der Fig. 6 dargestellt ist, zeigt eine solche Anordnung zum besseren Verständnis.The circuit arrangement, which is shown as a block diagram in FIG. 6, shows one such arrangement for better understanding.
Der Fehlerstromschutzschalter 80 besitzt Anschlußklemmen 81 und 82 sowie 83 und
84 für einen Phasenleiter L und den Neutralleiter. Der Phasenleiter L und der Neutralleiter
sind durch einen Summenstromwandler 85 hindurchgeführt, der bei den Ausführungen
nach den Fig. 4 und 5 dem Summenstromwandler 52 entspricht. In den beiden
Leitern L und N befinden sich Kontaktstellen 86 und 87. Von dem Summenstromwandler
bzw. einer damit verbundenen Sekundärwicklung wird eine Auswerteeinrichtung 88,
beispielsweise eine Energiespeicherschaltung angesteuert, die ein Auslöserelais 89
betätigt, das dem Auslöserelais gemäß Fig. 1 bis 3 entspricht. Das Auslöserelais 89
öffnet im Fehlerstromfalle die Kontaktstellen 86 und 87.The residual
Wenn das Auslöserelais 89 nicht abfällt, dann wird dies durch eine Zusatzauswerteeinrichtung
90 detektiert, der ein Energiespeicher 91 zugeordnet ist, so daß über die
Zusatzauswertung 90 die Energie des Energiespeichers einem der Zusatzauswertung
ebenfalls zugeordneten Aktor, z. B. der Feder 53, zugeführt werden kann, der bei Ausfall
des Auslöserelais die Kontaktstellen 86 und 87 öffnet.If the
Bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 7 ist die Zusatzauswertung plus Aktor aufgeteilt
in eine Zusatzauswertung 92 und den Zusatzaktor 93, der mit den Phasenleitern L
und N verbunden ist, so wie in der Fig. 5 dargestellt. Die Zusatzauswertung 92 entspricht
dabei der Steuerschaltung 72, 73, die die Fotodioden 74 und 75 ansteuern, so
daß der Zusatzaktor 93, der in Fig. 5 zwischen den Klemmen 54 und 55 angeordnet ist
und der Auslösefeder 53 entspricht, betätigt werden kann.In the circuit arrangement according to FIG. 7, the additional evaluation plus actuator is divided
in an
Die Anordnungen nach Fig. 6 und 7 sind so gezeichnet, daß der Aktor direkt auf die Kontaktstellen 86 und 87 wirkt. Es ist selbstverständlich, daß der Zusatzaktor auch auf den Klappanker des Auslöserelais einwirkt, wodurch in gleicher Weise die Kontaktstellen geöffnet sind.6 and 7 are drawn so that the actuator directly on the Contact points 86 and 87 act. It goes without saying that the additional actuator is also on the hinged armature of the release relay acts, causing the contact points in the same way are open.
Es besteht die Möglichkeit, daß aufgrund der Konstruktion und der Anordnung der
Klappankerfeder 28, der Schnappscheibe 37, der Schnappscheibe 41 und des Federelementes
53 bei einer Auslösung eine irreversible oder reversible Ausschaltung erzeugt
wird.There is a possibility that due to the construction and arrangement of the
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