EP1526560A2 - Electric circuit breaker - Google Patents
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- EP1526560A2 EP1526560A2 EP04023529A EP04023529A EP1526560A2 EP 1526560 A2 EP1526560 A2 EP 1526560A2 EP 04023529 A EP04023529 A EP 04023529A EP 04023529 A EP04023529 A EP 04023529A EP 1526560 A2 EP1526560 A2 EP 1526560A2
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- circuit breaker
- hinged armature
- contact point
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- H01H71/1081—Modifications for selective or back-up protection; Correlation between feeder and branch circuit breaker
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- H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
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- H01H71/40—Combined electrothermal and electromagnetic mechanisms
- H01H71/402—Combined electrothermal and electromagnetic mechanisms in which the thermal mechanism influences the magnetic circuit of the electromagnetic mechanism
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- H01H71/44—Automatic release mechanisms with or without manual release having means for introducing a predetermined time delay
Definitions
- the invention relates to an electrical circuit breaker according to the preamble of claim 1 and of claim 9.
- the entrance is a so-called Main circuit breaker assigned, on each with its own circuit breakers connect protected power lines to consumers.
- This main circuit breaker on the one hand has the task, then, if in a departure to one Consumer a short circuit occurs, the circuit breaker in this consumer string by supporting it by opening the main contact point the resulting arc limits the short - circuit current to values that the Can switch off circuit breaker in the consumer string. If the consumer strand circuit breaker has disconnected the short circuit falls the main circuit breaker back into closed position. On the other hand between the main circuit breaker and the consumer line output Short circuit occurs, the main circuit breaker should respond and the short-circuit current switch off.
- a main circuit breaker of the type mentioned is known from DE 195 26 592 A1 become known.
- the main circuit breaker has a main current path in which a thermal release, a contact point and a shock anchor system
- the impact anchor system on the contact point does not have a switch lock acts.
- Parallel only to the contact point is a secondary current path, in which is a current limiting resistor, a thermal release and a contact point are located; the thermal release in the main current path acts via a switch lock on the contact points in the main current path and secondary current path; as well the thermal release in the bypass circuit acts via the switch lock on both Contact points.
- the impact armature system acts on the main contact point, as the contact point in the main current path also called , whereby the current flows through the secondary current path in which it passes through the limiting resistor is limited so that the short circuit current from the circuit breaker can be turned off in the consumer line.
- an electrical switching device has become known at which in a main current path has a pawl anchor system as well as a main contact point are located; parallel to this main contact point is a secondary current path with a Current limiting resistor, another shock anchor system, a second contact point and an electromagnetic release associated with one of these contact locations arranged. If a short circuit occurs behind the main circuit breaker, then opens the impact anchor system in the main current path, the contact point, so that the Current is commutated in the secondary current path. This short-circuit current is through limits the resistance, and at the same time the contact point on the impact anchor system kept in the off-circuit path in the open position. The electromagnetic trigger then opens the other contact point, which via a switch lock the main contact point is held in the open position.
- the two Schlagankersysteme are in a sense spatially in a row, acting on one anchor each, both together are connected so that the armature of the impact anchor system in the secondary flow path the Contact point keeps open, creating a pump at the contact point in the main current path is avoided.
- the anchors act without delay on the contact point.
- both impact anchor systems are also instantaneous impact anchor systems.
- an automatic or main circuit breaker in which in the main current path a shock anchor system and a contact point and in Maustrompfad another Schlagankersystem, a limiting resistor and a thermal release are housed.
- the secondary flow path is parallel to the impact anchor system and the contact point.
- the impact anchor system acts on it
- the contact point in the main current path and is through the impact anchor system in the secondary flow path kept open; as soon as the thermal release activates the switch lock, the contact point, which is outside the parallel circuit, remains permanent open.
- Both the trigger in the main current path and the one in the secondary current path are instantaneous triggers that can also be designed in a structural unit, wherein on the magnetic core, the exciter windings of both triggers are applied. As the structural merger of the two impact anchor systems then actually is formed, is not apparent from DE 31 33 200 A1.
- the object of the invention is a circuit breaker of the type mentioned so on to form that cooperating components integrated into a unit are.
- the electromagnetic release acts on a switch lock for permanent opening of the main contact and the isolating contact point a and
- the electromagnetic release has means that delay the trigger to lead.
- a yoke of a hinged armature magnet release and the bridge of the yoke of the impact armature system is surrounded by a coil winding, which at current flow tighten the hinged anchor.
- the yoke of the hinged armature release can be L-shaped, wherein the first leg in extension of the crosspiece in the vicinity of the impact anchor. the impact anchor system while the second leg is parallel to the longitudinal ridge runs.
- the longitudinal webs of the impact anchor system extension legs be formed, wherein on one of the extension legs of the hinged armature is rotatably mounted and while in the attracted state approximately parallel to the longitudinal axis of the impact armature of Shock anchor system runs.
- the electromagnetic release can be assigned as a thermobimetal actuator, which rests against the hinged armature and is arranged so that it heats up in the Direction of rotation of the hinged armature deflects. Due to the design of the electromagnetic Trigger, the hinged armature is not tightened. When heated that expresses Thermobimetall the hinged armature to the yoke, which reduces the air gap there and the hinged armature is tightened. The free end of the bimetallic strip activates and the hinged armature is tightened. The free end of the bimetallic presses together with the hinged armature a release lever, the release is delayed.
- the bimetallic strip in the path of movement engage the free end of the hinged anchor and holds the hinged anchor until, until it flexes due to a short circuit current.
- the bimetallic covers the hinged armature and is with its free end with the free end of the hinged anchor over one Coupling device coupled, such that at a short-circuit current of the armature is held by the bimetallic strip until the bimetallic strip due to its Warming swings towards the hinged armature.
- a Main contact point 13 As a double contact point with two individual contact points 14 and 15 is formed, of course, but also designed as a single contact point and an impact anchor system 16.
- the impact anchor system 16 operates according to dashed line 17 on the main contact point 13 a.
- Parallel to the main contact point 13 is a Crowstrompfad 18 connected in which a MaustrompfadWalletstelle 19, a Limiting resistor 20 and a delayed release 21 are provided, wherein the delayed trigger 21, as shown in more detail below, an electromagnetic Trigger is.
- the two triggers 21 and 16 hereby have a common yoke iron 22, wherein the delay by an actuator 23, the electromagnetic Trigger is assigned, is effected.
- the thermal release 12 acts on the action line 24 on a switching mechanism 25; of the Delayed trigger 21 acts via a line of action 26 also on the switch lock and via the switching mechanism 25, the main contact point 13 via the line of action 27 and the Crowstrompfad.stelle 19 on the line of action 28 permanently opened.
- FIG. 2 shows a circuit breaker which is very similar to that shown in FIG. In this case are in the main current path 10, the terminal 11, the trigger 12, the main contact point 13 and the impact anchor system 16 and then the terminal 29. In the same way, a Crowstrompfad 18a is present by the limiting resistor 20 is located.
- the contact point 19 is used as a contact point 19a in the main current path 10a has been used.
- the mode of action is similar to that Circuit breaker according to Fig. 1, wherein the trigger 21 via the line of action 26, the switching mechanism 25 is unlatched, so that by means of the switching mechanism 25 via a line of action 28a, the contact point 19a is permanently opened.
- FIGS. 3 to 8 now show the special configuration of the component unit Impact anchor system 16, common iron circle 22, anchor system 21 with actuator 23rd
- a yoke 30 is provided, which here as Box frame with two longitudinal webs 31, 32 and transverse webs 33, 34 is formed.
- a transverse web 33 is perpendicular to a core 35 connected and in the area the other crosspiece 34 is a movable impact armature 36; both are surrounded by a bobbin 37 and around this bobbin 37 around is a first coil 38 wound around. That between the armature 36 and the magnetic core If necessary, a restraining spring is provided, is not for the invention here relevant.
- the first leg 41 in the same plane is like the web or crosspiece 34, whereas the second leg 42 parallel to Longitudinal ridge 32 runs and this projects beyond its length.
- a hinged armature 43 via a storage 44 superimposed, which is under the tensile force of a tension spring 45, the hinged armature 44 seeks to deduct from the front end 46 of the second leg 42.
- the anchor 44 is associated with a bimetallic strip 47, so that the armature 44 is a stop 48 of a Trigger lever 49 is applied when the armature is pulled against the end face 46.
- the current commutates into the secondary current path 18, so that flows through the limiting resistor 20 reduced short-circuit current through the coil 50, wherein the coil 50 is connected via a connecting line 52 to the bimetallic strip 47.
- the magnetic field generated by the limited short-circuit current of the coil 50 is sufficient the dimensioning z. B. the coil 50 is not the hinged armature 44 against the end face of the thigh 42.
- the bimetallic strip 47 is provided, which practically supports the anchor: due to the current flowing through the bimetallic strip this bends out to the hinged armature 44, so that it is the hinged armature 44 in Direction of the end face 46 moves or presses.
- This system has a yoke, which the longitudinal webs 31 and 32 and the transverse webs 33 and 34 with the impact anchor 36 and the magnetic core 35 and the coil 38 includes.
- the anchor system 21 is formed by the transverse webs 33 and 34 extension webs 60, 61, wherein these webs lie in the same plane as the associated transverse webs 33 and 34.
- a hinged armature 62 hinged At the front side of the extension leg 61 is a hinged armature 62 hinged, which covers the end face 63 of the extension leg.
- the coil 50 is present and with the hinged armature 62 is a Thermobimetal 64 coupled.
- the delayed trigger responds, decreases the bimetallic strip 64 by its deflection the distance between the Hinged armature 62 and the end face 63, so that the time to hitting the hinged armature to a stop 65 of a release lever 66, which corresponds to the release lever 49, is delayed.
- the hinged armature 62 would be sized be that the shutter is responsive; it would be at corresponding current flow attracted without time delay against the end face 63.
- the yoke arrangement is a yoke arrangement similar to FIG. 3 provided, with the longitudinal web 32 and the second leg 42 and with the hinged armature 44.
- the hinged armature 44 which protrudes beyond the second leg 42, interacts with a bimetallic 67 outside the magnet system, wherein when a short-circuit current of the hinged armature 44 so long from the free end 46 of the second leg 42 is kept away until the Thermobimetall sufficiently heated and in the dashed line 67 ' has bent.
- Fig. 8 shows a similar shape;
- the bimetallic strip is arranged so that it covers the longitudinal web 32 and the second leg 42;
- the hinged armature 44 is with the thermostatic bimetal 68 coupled via a coupling element 69; if a corresponding Short-circuit current is present, holds the bimetallic strip 68 via the coupling element 69 the hinged armature 44 in the open position, in which he the front edge of second leg still not touched and, above all, not yet a corresponding Can actuate release lever. Only then, when the bimetallic strip 68 has sufficiently heated and bent by the short-circuit current, the Swing armature 44 actuate a corresponding release lever.
- the yoke assembly is selected as in the embodiment of Fig. 3; instead of a bimetallic strip is in the extension of the crosspiece 33, a permeability-changing permanent magnet 70 is arranged.
- the permanent magnet 70 is heated by the current flowing at Coil 50 indirectly heated and loses its permeability at elevated temperature. Thereby the air gap between the ends of the crosspiece 33 and the second Leg 42 increases, so that the magnetic field lines no longer over the permanent magnet 70 close, but on the hinged armature 44, which against the leg 32 is tightened and actuate a corresponding release lever can.
- the short-circuit current flows through a busbar 71 and in the same direction by a bimetallic strip 73.
- the bimetallic strip 73 heats up bends into the dashed layer 73 'from. Because arranged in parallel and tighten in the same direction current-carrying current paths, the will Thermobimetal 73 with a corresponding reduction in the distance from the Busbar 71 tightened and can operate a corresponding trigger lever.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Leitungsschutzschalter nach dem Oberbegriff
des Anspruches 1 und dem des Anspruches 9.The invention relates to an electrical circuit breaker according to the preamble
of
In einem Netz, beispielsweise einer Hausinstallation, ist dem Eingang ein sogenannter Hauptleitungsschutzschalter zugeordnet, an dem mit jeweils eigenen Leitungsschutzschaltern geschützte Netzstränge zu Verbrauchern anschließen. Dieser Hauptleitungsschutzschalter hat einerseits die Aufgabe, dann, wenn in einem Abgang zu einem Verbraucher ein Kurzschluss auftritt, den Leitungsschutzschalter in diesem Verbraucherstrang dadurch zu unterstützen, dass er durch Öffnen der Hauptkontaktstelle durch den dabei entstehenden Lichtbogen den Kurzschlussstrom auf Werte begrenzt, die der Leitungsschutzschalter im Verbraucherstrang abschalten kann. Wenn der im Verbraucherstrang befindliche Leitungsschutzschalter den Kurzschluss abgeschaltet hat, fällt der Hauptleitungsschutzschalter wieder in Einschaltstellung zurück. Wenn andererseits zwischen dem Hauptleitungsschutzschalter und dem Verbraucherstrangabgang ein Kurzschluss entsteht, soll der Hauptleitungsschutzschalter ansprechen und den Kurzschlussstrom abschalten. In a network, such as a house installation, the entrance is a so-called Main circuit breaker assigned, on each with its own circuit breakers connect protected power lines to consumers. This main circuit breaker on the one hand has the task, then, if in a departure to one Consumer a short circuit occurs, the circuit breaker in this consumer string by supporting it by opening the main contact point the resulting arc limits the short - circuit current to values that the Can switch off circuit breaker in the consumer string. If the consumer strand circuit breaker has disconnected the short circuit falls the main circuit breaker back into closed position. On the other hand between the main circuit breaker and the consumer line output Short circuit occurs, the main circuit breaker should respond and the short-circuit current switch off.
Ein Hauptleitungsschutzschalter der eingangs genannten Art ist aus der DE 195 26 592 A1 bekannt geworden. Der Hauptleitungsschutzschalter besitzt einen Hauptstrompfad in dem sich ein thermischer Auslöser, eine Kontaktstelle und ein Schlagankersystem befinden, wobei das Schlagankersystem auf die Kontaktstelle nicht über ein Schaltschloss einwirkt. Parallel lediglich zur Kontaktstelle befindet sich ein Nebenstrompfad, in dem sich ein Strombegrenzungswiderstand, ein thermischer Auslöser und eine Kontaktstelle befinden; der thermische Auslöser im Hauptstrompfad wirkt über ein Schaltschloss auf die Kontaktstellen im Hauptstrompfad und Nebenstrompfad ein; ebenso wirkt der thermische Auslöser im Nebenstrompfad über das Schaltschloss auf beiden Kontaktstellen ein.A main circuit breaker of the type mentioned is known from DE 195 26 592 A1 become known. The main circuit breaker has a main current path in which a thermal release, a contact point and a shock anchor system The impact anchor system on the contact point does not have a switch lock acts. Parallel only to the contact point is a secondary current path, in which is a current limiting resistor, a thermal release and a contact point are located; the thermal release in the main current path acts via a switch lock on the contact points in the main current path and secondary current path; as well the thermal release in the bypass circuit acts via the switch lock on both Contact points.
Wenn in einem Verbraucherstrang ein Kurzschluss auftritt, dann wirkt das Schlagankersystem auf die Hauptkontaktstelle, wie die Kontaktstelle im Hauptstrompfad auch genannt wird, wodurch der Strom über den Nebenstrompfad fließt, in welchem er durch den Begrenzungswiderstand begrenzt wird, so dass der Kurzschlussstrom vom Leitungsschutzschalter im Verbraucherstrang abgeschaltet werden kann.If a short circuit occurs in a consumer string, then the impact armature system acts on the main contact point, as the contact point in the main current path also called , whereby the current flows through the secondary current path in which it passes through the limiting resistor is limited so that the short circuit current from the circuit breaker can be turned off in the consumer line.
Wenn unmittelbar hinter dem Hauptleitungsschutzschalter ein Kurzschluss entsteht, dann wird zunächst das Schlagankersystem die Hauptkontaktstelle öffnen, so dass der Strom in den Nebenstrompfad kommutiert, wo er den dort befindlichen thermischen Auslöser erwärmt, so dass dieser als verzögerter Auslöser dienende thermische Auslöser das Schaltschloss entklinkt und damit sowohl die Haupt- als auch die Nebenkontaktstelle bleibend öffnet. Der Widerstand im Nebenstrompfad wirkt auch in diesem Falle strombegrenzend.If a short circuit occurs immediately after the main circuit breaker, then first the impact anchor system will open the main contact point, so that the Strom commuted in the secondary flow path, where he is there the thermal Trigger is heated so that this serving as a delayed trigger thermal release the switch lock unlocks and thus both the main and the secondary contact point staying open. The resistance in the secondary current path also works in this case current limiting.
Aus der CH-230 577 A1 ist eine elektrische Schalteinrichtung bekannt geworden, bei der sich in einem Hauptstrompfad ein Schlagankersystem sowie eine Hauptkontaktstelle befinden; parallel zu dieser Hauptkontaktstelle ist ein Nebenstrompfad mit einem Strombegrenzungswiderstand, einem weiteren Schlagankersystem, einer zweiten Kontaktstelle und einem dieser Kontaktstelle zugeordneten elektromagnetischen Auslöser angeordnet. Wenn hinter dem Hauptleitungsschutzschalter ein Kurzschluss auftritt, dann öffnet das Schlagankersystem im Hauptstrompfad die Kontaktstelle, so dass der Strom in den Nebenstrompfad kommutiert wird. Dieser Kurzschlussstrom wird durch den Widerstand begrenzt, und gleichzeitig wird die Kontaktstelle über das Schlagankersystem im Nebenstrompfad in Offenstellung gehalten. Der elektromagnetische Auslöser öffnet dann die weitere Kontaktstelle, wodurch über ein Schaltschloss die Hauptkontaktstelle in Öffnungsstellung festgehalten wird.From CH-230 577 A1, an electrical switching device has become known at which in a main current path has a pawl anchor system as well as a main contact point are located; parallel to this main contact point is a secondary current path with a Current limiting resistor, another shock anchor system, a second contact point and an electromagnetic release associated with one of these contact locations arranged. If a short circuit occurs behind the main circuit breaker, then opens the impact anchor system in the main current path, the contact point, so that the Current is commutated in the secondary current path. This short-circuit current is through limits the resistance, and at the same time the contact point on the impact anchor system kept in the off-circuit path in the open position. The electromagnetic trigger then opens the other contact point, which via a switch lock the main contact point is held in the open position.
Bei dieser Anordnung befinden sich die beiden Schlagankersysteme gewissermaßen räumlich in einer Reihe, indem sie auf je einen Anker einwirken, die beide miteinander verbunden sind, so dass der Anker des Schlagankersystems im Nebenstrompfad die Kontaktstelle offen hält, wodurch ein Pumpen an der Kontaktstelle im Hauptstrompfad vermieden wird. Die Anker wirken dabei unverzögert auf die Kontaktstelle.In this arrangement, the two Schlagankersysteme are in a sense spatially in a row, acting on one anchor each, both together are connected so that the armature of the impact anchor system in the secondary flow path the Contact point keeps open, creating a pump at the contact point in the main current path is avoided. The anchors act without delay on the contact point.
Über weitere bauliche Gemeinsamkeiten der beiden Schlagankersysteme ist nichts ausgesagt; darüber hinaus sind beide Schlagankersysteme auch unverzögerte Schlagankersysteme.There is nothing about further structural similarities between the two impact anchor systems testified; In addition, both impact anchor systems are also instantaneous impact anchor systems.
Aus der DE 31 33 200 A1 ist ein Vorautomat oder Hauptleitungsschutzschalter bekannt
geworden, bei dem im Hauptstrompfad ein Schlagankersystem und eine Kontaktstelle
und im Nebenstrompfad ein weiteres Schlagankersystem, ein Begrenzungswiderstand
und ein thermischer Auslöser untergebracht sind. Der Nebenstrompfad liegt parallel zu
dem Schlagankersystem und der Kontaktstelle. Das Schlagankersystem wirkt dabei auf
die Kontaktstelle im Hauptstrompfad ein und wird durch das Schlagankersystem im Nebenstrompfad
offen gehalten; sobald der thermische Auslöser das Schaltschloss betätigt,
wird die Kontaktstelle, die sich außerhalb der Parallelschaltung befindet, bleibend
geöffnet. Sowohl der Auslöser im Hauptstrompfad als auch derjenige im Nebenstrompfad
sind unverzögerte Auslöser, die auch in baulicher Einheit ausgebildet sein können,
wobei auf dem Magnetkern die Erregerwicklungen beider Auslöser aufgebracht sind.
Wie die bauliche Zusammenführung der beiden Schlagankersysteme dann tatsächlich
ausgebildet ist, geht aus der DE 31 33 200 A1 nicht hervor.From DE 31 33 200 A1 an automatic or main circuit breaker is known
in which in the main current path a shock anchor system and a contact point
and in Nebenstrompfad another Schlagankersystem, a limiting resistor
and a thermal release are housed. The secondary flow path is parallel to
the impact anchor system and the contact point. The impact anchor system acts on it
The contact point in the main current path and is through the impact anchor system in the secondary flow path
kept open; as soon as the thermal release activates the switch lock,
the contact point, which is outside the parallel circuit, remains permanent
open. Both the trigger in the main current path and the one in the secondary current path
are instantaneous triggers that can also be designed in a structural unit,
wherein on the magnetic core, the exciter windings of both triggers are applied.
As the structural merger of the two impact anchor systems then actually
is formed, is not apparent from
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Leitungsschutzschalter der eingangs genannten Art so weiter zu bilden, dass miteinander zusammenwirkende Bauteile zu einer Einheit integriert sind. The object of the invention is a circuit breaker of the type mentioned so on to form that cooperating components integrated into a unit are.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruches 1.This object is achieved by the features of
Damit ist erfindungsgemäß im Nebenstrompfad und ein elektromagnetischer Auslöser angeordnet, wobei der elektromagnetische Auslöser und das Schlagankersystem einen gemeinsamen Eisenkreis bilden. Der elektromagnetische Auslöser wirkt auf ein Schaltschloss zur bleibenden Öffnung der Hauptkontakt- und der Trennkontaktstelle ein und der elektromagnetische Auslöser weist Mittel auf, die zu einer Verzögerung der Auslöser führen.This is according to the invention in the secondary current path and an electromagnetic trigger arranged, wherein the electromagnetic release and the impact anchor system a forming common iron circle. The electromagnetic release acts on a switch lock for permanent opening of the main contact and the isolating contact point a and The electromagnetic release has means that delay the trigger to lead.
Dadurch wird eine Vereinfachung erreicht, die zu einer günstigeren Herstellung führt.As a result, a simplification is achieved, which leads to a more favorable production.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung schließt am Joch des Schlagankersystems ein Joch eines Klappankermagnetauslösers und der Steg des Joches des Schlagankersystems ist von einer Spulenwicklung umgeben, die bei Stromdurchfluss den Klappanker anzieht.According to an advantageous embodiment of the invention closes at the yoke of the Schlagankersystems a yoke of a hinged armature magnet release and the bridge of the yoke of the impact armature system is surrounded by a coil winding, which at current flow tighten the hinged anchor.
Dabei kann das Joch des Klappankerauslösers L-förmig sein, wobei der erste Schenkel in Verlängerung des Quersteges in dessen Nähe sich der Schlaganker. des Schlagankersystems befindet, anschließt, wogegen der zweite Schenkel parallel zum Längssteg verläuft.In this case, the yoke of the hinged armature release can be L-shaped, wherein the first leg in extension of the crosspiece in the vicinity of the impact anchor. the impact anchor system while the second leg is parallel to the longitudinal ridge runs.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können in Verlängerung der Längsstege des Schlagankersystems Verlängerungsschenkel angeformt sein, wobei an einem der Verlängerungsschenkel der Klappanker drehbar gelagert ist und dabei in angezogenem Zustand etwa parallel zur Längsachse des Schlagankers des Schlagankersystems verläuft.According to a further advantageous embodiment of the invention can in extension the longitudinal webs of the impact anchor system extension legs be formed, wherein on one of the extension legs of the hinged armature is rotatably mounted and while in the attracted state approximately parallel to the longitudinal axis of the impact armature of Shock anchor system runs.
Dem elektromagnetischen Auslöser kann als Aktor ein Thermobimetall zugeordnet sein, das an dem Klappanker anliegt und so angeordnet ist, dass es sich bei Erwärmung im Drehrichtung des Klappankers auslenkt. Aufgrund der Bemessung des elektromagnetischen Auslösers wird der Klappanker nicht angezogen. Bei der Erwärmung drückt das Thermobimetall den Klappanker zum Joch, wodurch sich dort der Luftspalt verkleinert und der Klappanker angezogen wird. Das freie Ende des Thermobimetalls betätigt zu- und der Klappanker angezogen wird. Das freie Ende des Thermobimetalls betätigt zusammen mit dem Klappanker einen Auslösehebel, wobei die Auslösung verzögert ist.The electromagnetic release can be assigned as a thermobimetal actuator, which rests against the hinged armature and is arranged so that it heats up in the Direction of rotation of the hinged armature deflects. Due to the design of the electromagnetic Trigger, the hinged armature is not tightened. When heated that expresses Thermobimetall the hinged armature to the yoke, which reduces the air gap there and the hinged armature is tightened. The free end of the bimetallic strip activates and the hinged armature is tightened. The free end of the bimetallic presses together with the hinged armature a release lever, the release is delayed.
Gemäß einer weiteren Ausführung kann das Thermobimetall in den Bewegungsweg des freien Endes des Klappankers eingreifen und hält den Klappanker solange fest, bis es sich aufgrund eines Kurzschlussstromes ausbiegt.According to a further embodiment, the bimetallic strip in the path of movement engage the free end of the hinged anchor and holds the hinged anchor until, until it flexes due to a short circuit current.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung überdeckt das Thermobimetall den Klappanker und ist mit seinem freien Ende mit dem freien Ende des Klappankers über eine Kupplungseinrichtung gekuppelt, dergestalt, dass bei einem Kurzschlussstrom der Anker vom Thermobimetall festgehalten ist, bis sich das Thermobimetall aufgrund seiner Erwärmung ausbiegt in Richtung hin zum Klappanker.According to an advantageous embodiment, the bimetallic covers the hinged armature and is with its free end with the free end of the hinged anchor over one Coupling device coupled, such that at a short-circuit current of the armature is held by the bimetallic strip until the bimetallic strip due to its Warming swings towards the hinged armature.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous embodiments and improvements of the invention are the further Subclaims refer.
Anhand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere Vorteile und Verbesserungen der Erfindung und weitere Vorteile näher erläutert und beschrieben werden.Reference to the drawing, in which some embodiments of the invention shown are, the invention and other advantages and improvements of the invention and Further advantages are explained and described in more detail.
Es zeigen:
- Fig. 1 und 2
- je eine Schaltungsanordnung des Leitungsschutzschalters nach der Erfindung und
- Fig. 3 bis 8
- einige Ausführungsbeispiele für die Auslöseeinrichtung.
- Fig. 1 and 2
- depending on a circuit arrangement of the circuit breaker according to the invention and
- Fig. 3 to 8
- some embodiments of the triggering device.
Es sei nun Bezug genommen auf die Fig. 1.Reference is now made to FIG. 1.
In einem Hauptstrompfad 10, der zwischen Anschlussklemmen 11 und 29 in einem Leitungsschutzschalter
verläuft, sind in Reihe geschaltet ein thermischer Auslöser 12, eine
Hauptkontaktstelle 13, die als Doppelkontaktstelle mit zwei Einzelkontaktstellen 14 und
15 ausgebildet ist, selbstverständlich aber auch als Einfachkontaktstelle ausgebildet
sein kann, sowie ein Schlagankersystem 16. Das Schlagankersystem 16 wirkt gemäß
strichlierter Linie 17 auf die Hauptkontaktstelle 13 ein. Parallel zur Hauptkontaktstelle 13
ist ein Nebenstrompfad 18 geschaltet, in dem eine Nebenstrompfadkontaktstelle 19, ein
Begrenzungswiderstand 20 und ein verzögerter Auslöser 21 vorgesehen sind, wobei
der verzögerte Auslöser 21, wie weiter unten näher dargestellt, ein elektromagnetischer
Auslöser ist. Die beiden Auslöser 21 und 16 besitzen hierbei ein gemeinsames Jocheisen
22, wobei die Verzögerung durch einen Aktuator 23, der dem elektromagnetischen
Auslöser zugeordnet ist, bewirkt wird.In a main
Der thermische Auslöser 12 wirkt über die Wirklinie 24 auf ein Schaltschloss 25; der
verzögerte Auslöser 21 wirkt über eine Wirklinie 26 ebenfalls auf das Schaltschloss und
über das Schaltschloss 25 werden die Hauptkontaktstelle 13 über die Wirklinie 27 und
die Nebenstrompfadkontaktstelle 19 über die Wirklinie 28 bleibend geöffnet.The
Wenn ein Kurzschluss in einem nachgeordneten Verbraucherstrang entsteht, dann öffnet
das unverzögerte Schlagankersystem 16 die Hauptkontaktstelle 13, wodurch der
Strom auf den Nebenstrompfad 18 kommutiert wird; der dort befindliche Begrenzungswiderstand
20 begrenzt den Kurzschlussstrom, so dass der im Verbraucherstrang vorhandene
Leitungsschutzschalter den Kurzschlussstrom abschaltet, worauf sich auch die
Hauptkontaktstelle 13 wieder schließt.If a short circuit occurs in a downstream consumer branch, then opens
the
Wenn ein Kurzschlussstrom hinter dem Leitungsschutzschalter gemäß Fig. 1 entsteht,
öffnet das Schlagankersystem 16 die Hauptkontaktstelle 13, wodurch der Kurzschlussstrom
auf den Nebenstrompfad 18 kommutiert und dabei von dem Widerstand 20 begrenzt
wird. Der elektromagnetische Auslöser, der durch den Aktor 23 zum verzögerten
Auslöser wird, entklinkt über die Wirklinie 26 das Schaltschloss, wodurch die Hauptkontaktstelle
und die Nebenkontaktstelle 19 bleibend geöffnet werden.If a short-circuit current arises behind the circuit breaker according to FIG. 1,
opens the
Wenn lediglich ein Überstrom ansteht, dann wird dieser Überstrom durch den thermischen
Auslöser 12 über die Wirklinie 24, das Schaltschloss 25 und über die Wirklinien
28 und 27 durch bleibendes Öffnen der Kontaktstellen 13, 19 abgeschaltet. If there is only an overcurrent, then this overcurrent is due to the
Die Fig. 2 zeigt einen Leitungsschutzschalter, der dem gemäß Fig. 1 sehr ähnlich ist.
Dabei befinden sich im Hauptstrompfad 10 die Anschlussklemme 11, der Auslöser 12,
die Hauptkontaktstelle 13 sowie das Schlagankersystem 16 und danach die Anschlussklemme
29. In gleicher Weise ist auch ein Nebenstrompfad 18a vorhanden, indem sich
der Begrenzungswiderstand 20 befindet. Die Kontaktstelle 19 ist als Kontaktstelle 19a in
den Hauptstrompfad 10a eingesetzt worden. Die Wirkungsweise ist ähnlich der dem
Leitungsschutzschalter nach Fig. 1, wobei von dem Auslöser 21 über die Wirkungslinie
26 das Schaltschloss 25 entklinkt wird, so dass mittels des Schaltschlosses 25 über
eine Wirklinie 28a die Kontaktstelle 19a bleibend geöffnet wird.FIG. 2 shows a circuit breaker which is very similar to that shown in FIG.
In this case are in the main
Die Figuren 3 bis 8 zeigen nun die besondere Ausgestaltung der Bauteileinheit betreffend
Schlagankersystem 16, gemeinsamen Eisenkreis 22, Ankersystem 21 mit Aktor
23.FIGS. 3 to 8 now show the special configuration of the component unit
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist ein Magnetjoch 30 vorgesehen, das hier als
Kastenrahmen mit zwei Längsstegen 31, 32 und Querstegen 33, 34 ausgebildet ist. An
dem einen Quersteg 33 ist senkrecht dazu ein Kern 35 angeschlossen und im Bereich
des anderen Querstegs 34 befindet sich ein beweglicher Schlaganker 36; beide sind
von einem Spulenkörper 37 umgeben und um diesen Spulenkörper 37 herum ist eine
erste Spule 38 herumgewickelt. Dass zwischen dem Magnetanker 36 und dem Magnetkern
35 gegebenenfalls eine Fesselfeder vorgesehen ist, ist für die Erfindung hier nicht
von Belang.In the embodiment of FIG. 3, a
An dem Quersteg 34, in dessen Bereich sich der Magnetanker 36 befindet, ist ein L-förmiges
Zweitjoch 40 angebracht, dessen erster Schenkel 41 in der gleichen Ebene
liegt wie der Steg oder Quersteg 34, wogegen der zweite Schenkel 42 parallel zum
Längssteg 32 verläuft und diesen in seiner Länge überragt. An dem Längssteg 32 im
Bereich des den Kern 35 tragenden Quersteges ist über eine Lagerung 43 ein Klappanker
44 aufgelagert, der unter der Zugkraft einer Zugfeder 45 steht, die den Klappanker
44 von dem Stirnende 46 des zweiten Schenkels 42 abzuziehen sucht. Dem Anker 44
ist ein Thermobimetall 47 zugeordnet, so dass der Anker 44 einen Anschlag 48 eines
Auslösehebels 49 beaufschlagt, wenn der Anker gegen die Stirnfläche 46 gezogen wird. At the
Um den Längssteg 32 herum ist eine zweite Spule 50 gewickelt, so dass der Längssteg
32 sowohl Teil des ersten Schlagankersystems als auch Teil des hier als Klappankersystem
ausgebildeten zweiten Magnetsystems, das in seiner Gesamtheit die Bezugsziffer
21 besitzt, bildet. Der in der Fig. 1 bzw. mit 23 bezeichnete Aktor ist hier das Thermobimetall
47.Around the
Die Wirkungsweise der Anordnung gemäß Fig. 3 ist dann so, dass bei Auftreten eines
Kurzschlussstromes unmittelbar hinter dem Hauptleitungsschutzschalter der Anker 36
nach Innen gegen den Kern 35 gezogen wird, wodurch die hier als Einfachkontaktstelle
bezeichnete Kontaktstelle 13 geöffnet wird, wobei die mechanische Verbindung zwischen
dem Anker 36 und der Kontaktstelle 13 durch die strichlierte Linie 51 gebildet ist.The operation of the arrangement of FIG. 3 is then such that when a
Short circuit current immediately behind the main circuit breaker of the anchor 36th
pulled inward against the
Der Strom kommutiert in den Nebenstrompfad 18, damit fließt der durch den Begrenzungswiderstand
20 verringerte Kurzschlussstrom durch die Spule 50, wobei die Spule
50 über eine Verbindungsleitung 52 mit dem Thermobimetall 47 verbunden ist. Das
durch den begrenzten Kurzschlussstrom erzeugte Magnetfeld der Spule 50 reicht aufgrund
der Bemessung z. B. der Spule 50 nicht aus, den Klappanker 44 gegen die Stirnfläche
des Schenkels 42 anzuziehen. Dazu ist das Thermobimetall 47 vorgesehen, welches
den Anker praktisch unterstützt: Aufgrund des Stromflusses durch das Thermobimetall
biegt sich dieses hin zum Klappanker 44 aus, so dass es dem Klappanker 44 in
Richtung der Stirnfläche 46 bewegt bzw. drückt. Dadurch verringert sich der Abstand
zwischen dem Klappanker 44 und der Stirnfläche 46, so dass bei Unterschreitung eines
bestimmten Abstandes der Klappanker 44 durch die vom Magnetfeld erzeugte Kraft
angezogen wird und das Schaltschloss über den Auslösehebel 49 auslöst. Wenn der
Klappanker 44 bei entsprechendem Stromfluss unmittelbar auf den Anschlag 48 treffen
würde, wäre dies ein unverzögertes Ankersystem; mit dem Thermobimetall 47, welches
den Abstand zwischen dem Klappanker 44 und der Stirnfläche 46 verringert, ist der
Zeitpunkt des Auftreffens des Klappankers auf den Anschlag 48 verzögert, so dass
hierdurch ein verzögerter Auslöser gebildet wird.The current commutates into the secondary
Bei der Ausführung gemäß Fig. 4 sind die Komponenten des unverzögerten Schlagankersystems gleich: In the embodiment of FIG. 4 are the components of the instantaneous Schlagankersystems equal:
Dieses System besitzt ein Joch, welches die Längsstege 31 und 32 sowie die Querstege
33 und 34 mit dem Schlaganker 36 und dem Magnetkern 35 und der Spule 38 umfasst.
Das Ankersystem 21 wird dadurch gebildet, dass die Querstege 33 und 34 Verlängerungsstege
60, 61 aufweisen, wobei diese Stege in gleicher Ebene liegen wie die
zugehörigen Querstege 33 und 34. An der Stirnseite des Verlängerungsschenkels 61 ist
ein Klappanker 62 angelenkt, der die Stirnfläche 63 des Verlängerungsschenkels überdeckt.
Weiterhin ist auch die Spule 50 vorhanden und mit dem Klappanker 62 ist ein
Thermobimetall 64 gekuppelt. In dem Fall, wenn der verzögerte Auslöser anspricht, verringert
das Thermobimetall 64 durch seine Ausbiegung den Abstand zwischen dem
Klappanker 62 und der Stirnfläche 63, so dass die Zeit bis zum Auftreffen des Klappankers
auf einen Anschlag 65 eines Auslösehebels 66, der dem Auslösehebel 49 entspricht,
verzögert ist. Ohne das Thermobimetall 64 würde der Klappanker 62 so zu bemessen
sein, dass der Auslöser anspricht; dabei würde bei entsprechendem Stromfluss
ohne Zeitverzögerung gegen die Stirnfläche 63 angezogen.This system has a yoke, which the
Bei der Ausführung gemäß Fig. 7 ist als Jochanordnung eine der Fig. 3 ähnliche Jochanordnung
vorgesehen, mit dem Längssteg 32 und dem zweiten Schenkel 42 sowie mit
dem Klappanker 44. Der Klappanker 44, der über den zweiten Schenkel 42 hinausragt,
wirkt mit einem außerhalb des Magnetsystems befindlichen Thermobimetall 67 zusammen,
wobei bei Auftreten eines Kurzschlussstromes der Klappanker 44 so lange von
dem freien Stirnende 46 des zweiten Schenkels 42 fern gehalten wird, bis sich das
Thermobimetall ausreichend erwärmt und sich in die strichliert gezeichnete Lage 67'
ausgebogen hat.In the embodiment according to FIG. 7, the yoke arrangement is a yoke arrangement similar to FIG. 3
provided, with the
Die Fig. 8 zeigt eine ähnliche Form; hierbei ist das Thermobimetall so angeordnet, dass
es den Längssteg 32 und den zweiten Schenkel 42 überdeckt; der Klappanker 44 ist mit
dem Thermobimetall 68 über ein Kupplungselement 69 gekuppelt; wenn ein entsprechender
Kurzschlussstrom vorhanden ist, hält das Thermobimetall 68 über das Kupplungselement
69 den Klappanker 44 in geöffneter Stellung, in der er die Stirnkante des
zweiten Schenkels noch nicht berührt und vor allen Dingen auch noch nicht einen entsprechenden
Auslösehebel betätigen kann. Erst dann, wenn sich das Thermobimetall
68 durch den Kurzschlussstrom ausreichend erwärmt und ausgebogen hat, kann der
Klappanker 44 einen entsprechenden Auslösehebel betätigen. Fig. 8 shows a similar shape; In this case, the bimetallic strip is arranged so that
it covers the
Bei der Ausführung gemäß Fig. 6 ist die Jochanordnung so gewählt wie in der Ausführung
nach Fig. 3; anstatt eines Thermobimetalls ist in der Verlängerung des Quersteges
33 ein mit der Temperatur seine Permeabilität verändernder Permanentmagnet 70 angeordnet.
Der Permanentmagnet 70 wird durch die bei Stromfluss sich erwärmende
Spule 50 indirekt beheizt und verliert bei erhöhter Temperatur seine Permeabilität. Dadurch
wird der Luftspalt zwischen den Enden des Querstegs 33 und des zweiten
Schenkels 42 vergrößert, so dass sich die Magnetfeldlinien nicht mehr über den Permanentmagneten
70 schließen, sondern über den Klappanker 44, der dadurch gegen
den Schenkel 32 angezogen wird und einen entsprechenden Auslösehebel betätigen
kann.In the embodiment of FIG. 6, the yoke assembly is selected as in the embodiment
of Fig. 3; instead of a bimetallic strip is in the extension of the
Bei der Ausführung gemäß der Fig. 5 fließt der Kurzschlussstrom durch eine Stromschiene
71 und in gleichsinniger Richtung durch ein Thermobimetall 73. Das Thermobimetall
73 erwärmt sich biegt sich in die strichlierte Lage 73' aus. Da sich parallel angeordnete
und gleichsinnig stromdurchflossene Strombahnen anziehen, wird das
Thermobimetall 73 bei einer entsprechenden Verringerung des Abstandes von der
Stromschiene 71 angezogen und kann einen entsprechenden Auslösehebel betätigen.In the embodiment according to FIG. 5, the short-circuit current flows through a
Die Erfindung ist anhand einiger Beispiele dargestellt worden und selbstverständlich sind auch weitere Lösungen denkbar, bei denen die Erfindung verwirklicht ist. Jedenfalls ist die Erfindung nicht auf die konkreten Ausführungsbeispiele der Beschreibung beschränkt.The invention has been illustrated by a few examples and of course Other solutions are conceivable in which the invention is realized. In any case the invention is not limited to the specific embodiments of the description limited.
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