EP1710824A1

EP1710824A1 - Protective switch

Info

Publication number: EP1710824A1
Application number: EP06110853A
Authority: EP
Inventors: Bruno Siemens; Rudolf Laukötter
Original assignee: Condor Werk Gebr Frede GmbH and Co KG
Current assignee: Condor Werk Gebr Frede GmbH and Co KG
Priority date: 2005-04-07
Filing date: 2006-03-08
Publication date: 2006-10-11
Also published as: DE102005016155A1

Abstract

A current transformer (10) is provided with primary conductors (11-14) each having a uniform cross-section along the length. A circular contour is formed on the exterior surface of each primary conductor to form cylindrical taps (15-18).

Description

Die Erfindung betrifft einen Fehlerstrom-Schutzschalter mit einem Gehäuse, in dem der elektrische Teil einer Prüfeinrichtung, eine Schaltanordnung mit einer Auslöserbaugruppe und Kontaktsätze angeordnet sind, und in dem auf einem Trägerteil ein Summenstromwandler montiert ist, dem mehrere Primärleiter zugeordnet sind.The invention relates to a residual current circuit breaker with a housing in which the electrical part of a test device, a switching arrangement with a trigger assembly and contact sets are arranged, and in which a summation current transformer is mounted on a support part, which are assigned to a plurality of primary conductors.

Ein in Rede stehender Fehlerstrom-Schutzschalter ist notwendig beispielsweise bei einer Hausverteilanordnung oder im industriellen Bereich bei Schaltschränken, um beim Auftreten eines Fehlerstromes die nachgeschalteten Stromkreise stromlos zu machen. Solche Fehlerströme können beispielsweise durch einen Isolationsfehler entstehen. Der Fehlerstrom-Schutzschalter könnte auch als Sicherheitsschalter bezeichnet werden.A fault current circuit breaker in question is necessary, for example, in a house distribution arrangement or in the industrial sector in control cabinets to make the downstream circuits de-energized when a fault current occurs. Such fault currents can arise, for example, due to an insulation fault. The residual current circuit breaker could also be referred to as a safety switch.

Die bislang bekannten Fehlerstrom-Schutzschalter haben sich bestens bewährt. Es wird jedoch als Nachteil empfunden, dass die Gehäuse der Schalter in der in Rede stehenden Leistungsklasse (≧ 160 A) relativ große Abmessungen aufweisen, so dass bei Verteileranordnungen entsprechend große Freiräume bereitzustellen sind. Dies ist darauf zurückzuführen, dass aufgrund der notwendigen relativ großen Querschnittsformen der Primärleiter im Bereich des Summenstromwandlers relativ große Freiräume entstehen. Darüber hinaus ist es notwendig, dass die Primärleiter durch ein nicht leitendes Material gegeneinander isoliert sind.The previously known residual current circuit breakers have proven themselves well. However, it is perceived as a disadvantage that the housing of the switch in the performance class in question (≧ 160 A) have relatively large dimensions, so that in the case of distributor arrangements correspondingly large clearances are to be provided. This is due to the fact that due to the necessary relatively large cross-sectional shapes of the primary conductor in the range of the summation current transformer relative large open spaces arise. In addition, it is necessary that the primary conductors are insulated from each other by a non-conductive material.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fehlerstrom-Schutzschalter der eingangs näher beschriebenen Art so auszulegen, dass der Bauraum derart verringert werden kann, dass er mit den Einbaumaßen eines Stromverteilers konform ist.
Die gestellte Aufgabe wird gelöst, indem die Primärleiter von der Stromeingangsseite bis zur Stromausgangsseite gleichbleibende oder annähernd gleichbleibende Querschnittsgrößen aufweisen, dass die Querschnittsformen im Bereich des Summenstromwandlers von den Querschnittsformen außerhalb des Summenstromwandlers derart abweichen, dass die von den Außenflächen aller Primärleiter gebildete Außenkontur geometrisch definierbar ist.The invention has for its object to design a fault current circuit breaker of the type described in more detail so that the space can be reduced so that it is compliant with the mounting dimensions of a power distributor.
The stated object is achieved in that the primary conductors from the current input side to the current output side have constant or approximately constant cross-sectional sizes such that the cross-sectional shapes in the region of the summation current transformer deviate from the cross-sectional shapes outside the summation current transformer so that the outer contour formed by the outer surfaces of all the primary conductors can be geometrically defined ,

Unter den Primärleitern sind die Leiter zu verstehen, die der Anschlussseite des Fehlerstrom-Schutzschalters zugeordnet sind. Da sie nunmehr im Bereich des Summenstromwandlers so geformt sind, dass eine geometrisch definierbare Außenkontur von den Außenflächen der Primärleiter gebildet wird, ist der benötigte Bauraum minimiert, so dass sinngemäß eine Kompaktbauweise gegeben ist. Die Umformung der Bereiche der Primärleiter in die entsprechende Querschnittsform erfolgt spanlos, wobei darauf geachtet werden soll, dass die Querschnittsgrößen nicht wesentlich verändert werden. Dadurch wird erreicht, dass die elektrischen Werte sich nicht verändern und dass es im Betriebszustand zu keinem Wärmestau kommt. Für die spanlose Verformung der Primärleiter im Bereich des Summenstromwandlers wird ein bekanntes, mit entsprechenden Werkzeugen durchzuführendes Umformverfahren gewählt.The primary conductors are the conductors that are assigned to the connection side of the residual current circuit breaker. Since they are now formed in the area of the summation current transformer so that a geometrically definable outer contour is formed by the outer surfaces of the primary conductor, the required space is minimized, so that analogously a compact design is given. The transformation of the areas of the primary conductors into the corresponding cross-sectional shape takes place without cutting, whereby it should be ensured that the cross-sectional sizes are not significantly changed. This ensures that the electrical values do not change and that no heat accumulation occurs in the operating state. For the chipless deformation of the primary conductor in the area of the summation current transformer, a known, to be carried out with appropriate tools forming process is selected.

In einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass die aus den Außenflächen der Primärleiter gebildete Außenkontur kreisförmig verläuft bzw. dass ein Kreis gebildet wird. Um die Querschnittsform der Primärleiter zu finden, wird dazu ein Kreis in eine der Anzahl der Primärleiter entsprechende Segmente aufgeteilt. Im Normalfall ist der in Rede stehenden Fehlerstrom-Schutzschalter mit vier Primärleitern ausgestattet. Daraus ergibt sich dann, dass die Querschnitte der Primärleiter als Viertelkreis oder vierteilkreisförmig ausgebildet sind.In a preferred embodiment, it is provided that the outer contour formed from the outer surfaces of the primary conductor runs in a circle or that a circle is formed. In order to find the cross-sectional shape of the primary conductors, a circle is divided into segments corresponding to the number of primary conductors. Normally, the fault current circuit breaker in question is equipped with four primary conductors. It follows then that the cross sections of the primary conductors are formed as a quarter circle or vierilkreisförmig.

Um den benötigten Einbauraum so gering wie möglich zu halten, ist vorgesehen, dass die Außenflächen der Primärleiter unisoliert sind und dass deren einander zugewandt liegenden Flächen durch einen Isolierkörper gegeneinander isoliert sind. Die Breite der Isolierspalte muss jedoch so ausgelegt sein, dass keine Spannungsüberschläge auftreten können.In order to keep the required installation space as small as possible, it is provided that the outer surfaces of the primary conductors are uninsulated and that their mutually facing surfaces are insulated from each other by an insulating body. However, the width of the insulating gaps must be designed so that no voltage flashovers can occur.

In weiterer Ausgestaltung ist noch vorgesehen, dass die freien Enden der Primärleiter im Bereich des Summenstromwandlers gegenüber der zugehörigen Stirnfläche des Summenstromwandlers vorstehen und als Zapfen, vorzugsweise als zylindrische Zapfen ausgebildet sind. Diese Zapfen der Primärleiter greifen in Öffnungen oder Bohrungen von plattenförmigen Brücken ein und sind unlösbar durch Verpressen, Löten oder dergleichen fest damit verbunden. Durch eine derartige Art der Verbindung ist diese kostengünstig, elektrisch sicher und platzsparend. Ferner ist zur platzsparenden Anordnung noch vorgesehen, dass der Summenstromwandler einen äußeren, rohrförmig gestalteten Isoliermantel und einen inneren Isolierkörper aufweist. Auch dadurch wird in Verbindung mit den Primärleitern eine kompakte Bauform erreicht.In a further embodiment, it is also provided that the free ends of the primary conductors protrude in the region of the summation current transformer with respect to the associated end face of the summation current transformer and are designed as pins, preferably as cylindrical pins. These pins of the primary conductors engage in openings or holes of plate-shaped bridges and are permanently connected by pressing, soldering or the like. By such a type of connection, this is inexpensive, electrically safe and space-saving. Furthermore, it is still provided for space-saving arrangement that the summation current transformer has an outer, tubular shaped insulating jacket and an inner insulating body. This also achieves a compact design in conjunction with the primary conductors.

Damit auch der Einbauraum für die stromführenden Primärleiter außerhalb des Bereichs des Summenstromwandlers so gering wie möglich bleibt, ist vorgesehen, dass diese außerhalb des Summenstromwandlers mehrfach abgewinkelt sind. Dadurch können diese Bereiche sinngemäß ineinandergeschachtelt werden. Damit die Außenanschlüsse optimal angebracht werden können, ist vorgesehen, dass die freien, dem Summenstromwandler abgewandten Endbereiche der Primärleiter in einer Reihe und fluchtend zueinander angeordnet sind. Um die Verbindung mit den üblichen Elementen herstellen zu können, ist vorgesehen, dass die freien Endbereiche der Primärleiter zur Verbindung mit dem Außenanschluss mit Anschlusswinkeln unlösbar verbunden sind. Ferner ist noch vorgesehen, dass in dem Gehäuse ein plattenförmiger Halter für die Auslöserbaugruppe montiert ist. Darüber hinaus sei noch erwähnt, dass die Primärleiter in bevorzugter Ausführung außerhalb des Summenstromwandlers quadratische oder runde Querschnittsformen aufweisen.Thus, the installation space for the current-carrying primary conductor outside the range of the summation current transformer remains as small as possible, it is provided that they are angled several times outside of the summation current transformer. As a result, these areas can be nested in the same way. Thus, the external connections can be optimally attached, it is provided that the free, the summation current transformer remote end portions of the primary conductors are arranged in a row and in alignment with each other. In order to be able to establish the connection with the usual elements, it is provided that the free end regions of the primary conductors for connection to the external connection are permanently connected to connecting angles. It is further provided that in the housing, a plate-shaped holder for the trigger assembly is mounted. In addition, it should be mentioned that the primary conductors in a preferred embodiment have outside of the summation current transformer square or round cross-sectional shapes.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1: einen erfindungsgemäßen Fehlerstrom-Schutzschalter in einer Ansicht mit Blick auf die freie Stirnfläche des Summenstromwandlers;
Figur 2: den Fehlerstrom-Schutzschalter nach der Figur 1, jedoch mit Blick auf die gegenüberliegende Seite;
Figur 3: eine der Figur 1 entsprechende Darstellung, jedoch mit der auf die Zapfen der Primärleiter aufgesetzten Brücke;
Figur 4: einen Fehlerstrom-Schutzschalter mit Blick auf den isolierten Summenstromwandler;
Figur 5: eine der Figur 4 entsprechende Darstellung, jedoch mit Blick auf die freien Enden der Primärleiter aufgesetzten Anschlusswinkel und der Platte für die Auslöserbaugruppe, und
Figur 6: eine der Figur 5 entsprechende Darstellung, jedoch mit Blick auf die gegenüberliegende Seite.

Reference to the accompanying drawings, the invention will be explained in more detail. Show it:

FIG. 1: a fault current circuit breaker according to the invention in a view with a view of the free end face of the summation current transformer;
FIG. 2: the residual current circuit breaker according to the figure 1, but with a view to the opposite side;
FIG. 3: a representation corresponding to Figure 1, but with the attached to the pins of the primary conductor bridge;
FIG. 4: a residual current device with a view of the isolated summation current transformer;
FIG. 5: a representation corresponding to Figure 4, but with regard to the free ends of the primary conductor patch connection angle and the plate for the trigger assembly, and
FIG. 6: a representation corresponding to Figure 5, but with a view of the opposite side.

Aus Gründen der vereinfachten Darstellung ist in den Figuren 1 bis 6 das Gehäuse des Fehlerstrom-Schutzschalters nicht dargestellt, sondern insbesondere der Summenstromwandler 10 und die vier Primärleiter 11, 12, 13, 14. Wie die Figuren zeigen, sind die Primärleiter 11 - 14 in dem den Summenstromwandler 10 bildenden Bereich querschnittsmäßig als Viertelkreis ausgebildet, so dass die äußeren Flächen im Querschnitt einen Kreis beschreiben. Die einander zugewandt liegenden Flächen der Primärleiter 11 - 14 stehen in einem Abstand zueinander, der so gewählt ist, dass die Primärleiter 11 - 14 durch einen Isolierkörper 20 gegeneinander isoliert sind. Der Isolierkörper 20 kann Teil des Summenstromwandlers 10 sein. Die Primärleiter 11 - 14 tragen keine äußere Beschichtung aus einem elektrisch isolierenden Material. Die Primärleiter 11 - 14 sind außerhalb des Summenstromwandlers 10 mehrfach abgewinkelt, so dass sinngemäß diese Bereiche ineinander verschachtelt sind, damit eine möglichst kompakte Baueinheit entsteht. Die freien, dem Summenstromwandler 10 abgewandten Enden der Primärleiter 11 - 14 stehen in einer Reihe fluchtend zueinander, wobei diese Endbereiche parallel und im Abstand zur Mittellängsachse des Summenstromwandlers 10 verlaufen. Die beiden Endbereiche der Primärleiter 11, 12 und die Endbereiche der Primärleiter 13, 14 sind gegenläufig abgewinkelt, das heißt, sie zeigen nach außen.For reasons of simplified illustration, the housing of the residual current circuit breaker is not shown in Figures 1 to 6, but in particular the summation current transformer 10 and the four primary conductors 11, 12, 13, 14. As the figures show, the primary conductors 11 - 14 in the area forming the summation current transformer 10 is formed as a quarter circle in cross section, so that the outer surfaces describe a circle in cross section. The facing surfaces of the primary conductor 11 - 14 are at a distance from each other, which is chosen so that the primary conductors 11 - 14 are insulated by an insulating body 20 against each other. The insulating body 20 may be part of the summation current transformer 10. The primary conductors 11-14 do not have an outer coating of an electrically insulating material. The primary conductors 11-14 are angled away from the summation current transformer 10 several times, so that mutatis mutandis, these areas are interleaved, so that the most compact unit possible. The free, the summation current transformer 10 remote from the ends of the primary conductors 11 - 14 are aligned in a row to each other, these end portions parallel and at a distance from the central longitudinal axis of the summation current transformer 10. The two End portions of the primary conductors 11, 12 and the end portions of the primary conductors 13, 14 are angled in opposite directions, that is, they point outward.

Wie die Figur 1 zeigt, sind die freien, dem nicht dargestellten Summenstromwandler 10 zugeordneten Endbereiche der Primärleiter 11 - 14 als zylindrische Zapfen 15, 16, 17, 18 ausgebildet. Im Gegensatz zu der dargestellten Ausführung könnten sie auch quadratisch oder rechteckig ausgebildet sein. Wie insbesondere die Figuren 3 und 6 zeigen, greifen diese Zapfen 15 - 18 in den plattenförmigen Teil von Brücken 19.1, 19.2, 19.3, 19.4 ein, die mit an die Zapfen 15 - 18 angepasste Öffnungen versehen ist. Die Verbindungen zwischen den Zapfen 15 - 18 und den Brücken 19.1 - 19.4 sind fest bzw. unlösbar. Dies kann beispielsweise durch Verpressen, Vertaumeln oder auch durch eine Lötverbindung erfolgen. Die den Summenstromwandler 10 bildenden Bereiche der Primärleiter 11 - 14 sind in einen Isolierkörper 20 angeordnet, der aus einem elektrisch nicht leitenden Material besteht. Ein solches Material wäre beispielsweise ein geeigneter Kunststoff.As shown in FIG. 1, the free end regions of the primary conductors 11-14, which are not shown in the summation current transformer 10, are designed as cylindrical pins 15, 16, 17, 18. In contrast to the illustrated embodiment, they could also be square or rectangular. As shown in particular in FIGS. 3 and 6, these pins 15-18 engage in the plate-shaped part of bridges 19.1, 19.2, 19.3, 19.4, which are provided with openings adapted to the pins 15-18. The connections between the pins 15 - 18 and the bridges 19.1 - 19.4 are fixed or insoluble. This can be done for example by pressing, Vertaumeln or by a solder joint. The summation current transformer 10 forming portions of the primary conductors 11-14 are arranged in an insulating body 20 which consists of an electrically non-conductive material. Such a material would be a suitable plastic, for example.

Wie die Figur 3 zeigt, erstrecken sich die Brücken 19.1 - 19.4 auch über den Bereich des Summenstromwandlers 10.As FIG. 3 shows, the bridges 19.1-19.4 also extend over the area of the summation current transformer 10.

Wie insbesondere die Figur 4 zeigt, sind die Brücke 19.1 - 19.4 als Bügel ausgebildet, die als U-förmig angesehen werden können, wobei der die Zapfen 15 - 18 aufnehmende Bereich als Platte ausgebildet ist. Die Figur 5 zeigt, dass an einer Platte 21 die nicht näher erläuterte Auslöserbaugruppe 22 angeordnet ist. Die Platte 21 dient der Isolierung und zusätzlich als Montagehilfe. An der gegenüberliegenden Seite ist die Anordnung mit vier Anschlusswinkeln 23, 24, 25, 26 versehen, die fest mit den Primärleitern 11 - 14 verbunden sind.As shown in particular in FIG. 4, the bridges 19.1-19.4 are designed as brackets which can be regarded as U-shaped, the area receiving the pins 15-18 being designed as a plate. FIG. 5 shows that the trigger assembly 22, which is not explained in more detail, is arranged on a plate 21. The plate 21 is used for insulation and also as an assembly aid. On the opposite side, the arrangement is provided with four connection angles 23, 24, 25, 26 fixedly connected to the primary conductors 11-14.

Die Figur 6 zeigt die in dem Gehäuse montierte Anordnung mit Blick auf die Brücken 19.1 - 19.4. Außerdem geht daraus hervor, dass die Anschlusswinkel 23 - 26 fest mit den Primärleitern 11 - 14 verbunden sind.FIG. 6 shows the arrangement mounted in the housing with a view of the bridges 19.1-19.4. In addition, it is apparent that the connection angles 23-26 are fixedly connected to the primary conductors 11-14.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Wesentlich ist, dass die Primärleiter 11 - 14 im Bereich des Summenstromwandlers 10 gegenüber den übrigen Bereichen zwar querschnittsgleich jedoch durch Kaltverformung in eine andere Querschnittsform überführt sind, so dass die Außenflächen geometrisch definierbar sind. In bevorzugter Ausführung sind die Querschnitte der Primärleiter 11 - 14 im Bereich des Summenstromwandlers 10 als Viertelkreis ausgebildet, so dass die Außenflächen einen Kreis beschreiben. Aus Gründen einer vereinfachten Darstellung ist die Prüfeinrichtung, die Schaltanordnung und die Auslöserbaugruppe mit den Kontaktsätzen nicht dargestellt.The invention is not limited to the illustrated embodiment. It is essential that the primary conductors 11-14 in the area of the summation current transformer 10 are indeed transferred across the same area, however, by cold deformation into a different cross-sectional shape, so that the outer surfaces geometrically definable. In a preferred embodiment, the cross sections of the primary conductors 11 - 14 are formed in the region of the summation current transformer 10 as a quadrant, so that the outer surfaces describe a circle. For reasons of a simplified illustration, the test device, the switching arrangement and the trigger assembly with the contact sets are not shown.

Bezugszeichenreference numeral

1010: SummenstromwandlerSummation current transformer
11, 12, 13, 1411, 12, 13, 14: Primärleiterprimary conductor
15, 16, 17, 1815, 16, 17, 18: Zapfenspigot
19.1,19.2,19.3,19.419.1,19.2,19.3,19.4: Brückenbridges
2020: Isolierkörperinsulator
2121: Platteplate
2222: Auslöserbaugruppetrigger assembly
23, 24, 25, 2623, 24, 25, 26: Anschlusswinkelconnection angle

Claims

Residual current circuit breaker comprising a housing in which the electrical part of a test device, a circuit arrangement with a trigger assembly and contact sets are arranged, and in which a summation current transformer (10) is mounted on a support part, the plurality of primary conductors (11, 12, 13, 14 ), characterized in that the primary conductors (11-14) have constant or approximately constant cross-sectional sizes from the current input side to the current output side such that the cross-sectional shapes in the area of the summation current transformer (10) deviate from the cross-sectional shapes outside the summation current transformer (10) in such a way that that the outer contour formed by the outer surfaces of all the primary conductors (11-14) is geometrically definable.

Residual-current circuit breaker according to claim 1, characterized in that the outer contour formed from the outer surfaces of the primary conductors (11-14) runs in a circle or describes a circle.

Residual current circuit breaker according to claim 2, characterized in that the cross sections of the primary conductors (11-14) are formed as a quarter circle or a quarter circle.

Residual-current circuit breaker according to claim 1, characterized in that the outer surfaces of the primary conductors (11-14) are uninsulated, and that their mutually facing surfaces are insulated from each other by an insulating body (20).

Residual-current circuit breaker according to claim 1, characterized in that the free ends of the primary conductors (11-14) in the region of the summation current transformer (10) with respect to the associated end face of the summation current transformer (10) protrude and as a pin (15, 16, 17, 18) are preferably formed as cylindrical pins.

Residual-current circuit breaker according to claim 5, characterized in that the pins (15-18) of the primary conductors (11-14) engage in openings or bores of a plate-shaped part of bridges (19.1, 19.2, 19.3, 19.4) and undetachable by pressing, soldering or the like are firmly connected.

Residual-current circuit breaker according to claim 1, characterized in that the summation current transformer (10) has an outer tubular-shaped insulating jacket and an inner insulating body (20).

Residual-current circuit breaker according to one or more of the preceding claims 1 to 7, characterized in that the primary conductors (11-14) are angled several times in the region outside the summation current transformer (10).

Residual-current circuit breaker according to claim 8, characterized in that the free, the summation current transformer (10) facing away from end regions of the primary conductor (11 - 14) are arranged in a row and in alignment with each other.

Residual current circuit breaker according to one or more of the preceding claims 1 to 9, characterized in that the free end portions of the primary conductors (11-14) for connection to the external terminal with connection angles (23, 24, 25, 26) are non-detachably connected.

Residual current circuit breaker according to one or more of the preceding claims 1 to 10, characterized in that in the housing, a plate-shaped holder (21) for a trigger assembly (22) is mounted.