EP2219199A1 - Schaltgerätesystem - Google Patents

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EP2219199A1
EP2219199A1 EP10001137A EP10001137A EP2219199A1 EP 2219199 A1 EP2219199 A1 EP 2219199A1 EP 10001137 A EP10001137 A EP 10001137A EP 10001137 A EP10001137 A EP 10001137A EP 2219199 A1 EP2219199 A1 EP 2219199A1
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EP
European Patent Office
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actuator
module
circuit breaker
overload relay
tripping
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EP10001137A
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Inventor
Günter Baujan
Klaus Dauer
Frank Friederiszick
Norbert Rösner
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Eaton Electrical IP GmbH and Co KG
Original Assignee
Eaton Industries GmbH
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H89/00—Combinations of two or more different basic types of electric switches, relays, selectors and emergency protective devices, not covered by any single one of the other main groups of this subclass
    • H01H89/06—Combination of a manual reset circuit with a contactor, i.e. the same circuit controlled by both a protective and a remote control device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/02—Housings; Casings; Bases; Mountings
    • H01H71/0207—Mounting or assembling the different parts of the circuit breaker
    • H01H71/0228—Mounting or assembling the different parts of the circuit breaker having provisions for interchangeable or replaceable parts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/02—Housings; Casings; Bases; Mountings
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    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/74—Means for adjusting the conditions under which the device will function to provide protection
    • H01H71/7409—Interchangeable elements

Definitions

  • the invention relates to a switching device system consisting of a circuit breaker and an overload relay.
  • the DE 102006020702 A1 shows a designed as a motor circuit breaker circuit breaker with an electronic control unit that controls the switching mechanism of the circuit breaker in case of failure.
  • the control unit can also be described as a tripping module and is a module which can be plugged into the base module.
  • the release module described in this document is designed specifically for the module described.
  • the DE 4234619 A1 discloses a modular overload relay, which consists of a basic unit with a triggering system and two terminal blocks for input-side and output-side connections.
  • the object of the invention is to realize a cost-effective switching device system.
  • the invention relates to a switching device system comprising a circuit breaker, which contains a detachable first tripping module, a switching mechanism and first input and output side terminals, wherein the circuit breaker is equipped with a first actuator actuated by the first actuator for triggering the switching mechanism.
  • the switching device system consists of an overload relay, which consists of a base part with a base connected to the second trigger module and second input and output ports, and at least one auxiliary contact.
  • the base part of the overload relay is equipped with a second actuator operable by the second actuator for actuating the at least one auxiliary contact.
  • the first and second tripping module are designed as electrically and mechanically identical tripping module, the structurally identical tripping module is releasably inserted both in the circuit breaker and in the overload relay and can be brought into operative connection both with the first actuator and with the second actuator.
  • the logistics outlay can be reduced by using identical parts.
  • the circuit breakers and overload relays can be provided with the appropriate release modules as required.
  • the identical release module contains an electronic circuit that sends a trigger signal to the first or second actuator in case of overload on at least one phase.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that the identical release module contains at least one fuse and emits a trigger signal to the first or second actuator by means of a detection arrangement as soon as a fuse is triggered.
  • An alternative embodiment of the invention shows a structurally identical release module with at least one bimetallic release, which emits a triggering signal to the first or second actuator via evaluation electronics.
  • identical trigger modules can be used with electronic or mechanical triggering.
  • identical triggers with fuses can be used without changing the electronic or mechanical design of the circuit breaker or overload relay.
  • By replacing the identical release module different requirements for tripping behavior can be met. It is not necessary to replace the entire device (circuit breaker or overload relay).
  • a circuit breaker 2 belonging to the switching device system comprises a housing with an externally accessible receptacle for a first triggering module.
  • an unillustrated actuator is present, which is operatively connected to the switching mechanism of the circuit breaker 2, also not shown.
  • the circuit breaker 2 is connected via first input and output side terminals 21 to the main current paths, which supply, for example, a motor or other consumers. If the actuator receives a trigger signal, it acts on the switch lock in such a way that the switch lock opens the main contacts of the circuit breaker 2 and thus disconnects the main current paths.
  • the first tripping module comprises means for evaluating various parameters of the main current paths, such as current, over- or Undervoltage and temperatures. If these set limit values are exceeded, the first tripping module controls the actuator located in the circuit breaker 2, which acts on the switching mechanism of the circuit breaker 2 and disconnects the main contacts.
  • the overload relay 3 comprises a base part 34 and input-side and output-side terminals 31. Some of the second input and output terminals 31 are designed in this embodiment such that the overload relay can be plugged onto a contactor and is electrically and mechanically connected to the contactor.
  • the overload relay 3 further comprises a second tripping module, which is inserted into the base part 33. If set limit values are exceeded, the second triggering module controls the actuator located in the overload relay 3, which closes to the auxiliary contacts 32 and / or opens the connected contactor via the output-side terminals 31 for disconnecting the main contacts.
  • the second tripping module according to the invention is electrically and mechanically identical to the first tripping module.
  • the electrical functions and parameters of the first and second tripping module are the same (eg, the same electrical components and wiring).
  • the dimensions and other mechanical properties of both release modules are the same.
  • the identical release module 1 is thus plugged into the circuit breaker 2 and in the overload relay 3 and has means for evaluating various parameters, such as current, over or under voltage and temperatures on the main flow paths.
  • the identical release module 1 includes terminals 11 for contacting with a circuit breaker 2 or an overload relay 3. Furthermore, the same design trigger module 1 trigger contacts 13, which forward a trigger signal to the circuit breaker 2 or the overload relay 3.
  • the illustrated embodiment further comprises a communication link 12, which enables the communication of a circuit breaker 2 or overload relay 3 with a bus system. Via this bus system parameters of the identical release module 1 can be read or changed if the structurally identical trigger module 1 includes corresponding electronic devices.
  • the structurally identical release module 1 may comprise fuses, which can be screwed in or out from the outside.
  • a monitoring circuit is a trigger signal via the trip contacts to the overload relay 3 or the circuit breaker 2 on.
  • About the communication connection 12 can also be passed a status message. Triggered fuses can be easily replaced.
  • the structurally identical tripping module 1 may have bimetallic triggers, which transmits a trigger signal via the tripping contacts 13 to the circuit breaker 2 or the overload relay 3 when the temperature on the main current paths increases.
  • the structurally identical tripping module 1 may have an electronic monitoring circuit which monitors the parameters and forwards corresponding overshoots via the tripping contacts 13 or the communication device 12.

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  • Breakers (AREA)

Abstract

Schaltgerätesystem bestehend aus: - einem Leistungsschalter (2), enthaltend ein lösbares erstes Auslösemodul, ein Schaltschloss sowie erste eingangs- und ausgangsseitige Anschlüsse (21) wobei der Leistungsschalter (2) mit einem vom ersten Auslösemodul betätigbaren ersten Aktor zum Auslösen des Schaltschlosses ausgestattet ist; - einem Überlastrelais (3), enthaltend ein Basisteil (34) mit einem mit dem Basisteil verbundenen zweiten Auslösemodul und zweiten eingangs- und ausgangsseitigen Anschlüssen (31), sowie mindestens einem Hilfskontakt (32), wobei das Basisteil (33) des Überlastrelais (3) mit einem vom zweiten Auslösemodul betätigbaren zweiten Aktor zum Betätigen des mindestens einen Hilfskontakt (32) ausgestattet ist, und - dass das erste und zweite Auslösemodul als elektrisch und mechanisch baugleiches Auslösemodul (1) ausgebildet sind, - dass das baugleiche Auslösemodul (1) sowohl in dem Leistungsschalter (2) als auch in dem Überlastrelais (3) lösbar einsetzbar ist. - wobei das baugleiche Auslösemodul (1) sowohl mit dem ersten Aktor als auch mit dem zweiten Aktor in wirkverbindung bringbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Schaltgerätesystem, bestehend aus einem Leistungsschalter und einem Überlastrelais.
  • Es sind Leistungsschalter mit lösbaren Auslösemodulen bekannt. Die DE 102006020702 A1 zeigt einen als Motorschutzschalter ausgeführten Leistungsschalter mit einer elektronischen Steuereinheit, die im Fehlerfall den Schaltmechanismus des Leistungsschalters ansteuert. Die Steuereinheit kann auch als Auslösemodul beschrieben werden und ist eine auf das Basismodul steckbare Baugruppe. Das in dieser Schrift beschriebene Auslösemodul ist speziell für die beschriebene Baugruppe ausgeführt.
  • Die DE 4234619 A1 offenbart ein modulares Überlastrelais, welches aus einem Grundgerät mit Auslösesystem und zwei Anschlussblöcken für eingangsseitige und ausgangsseitige Anschlüsse besteht.
  • Bekannte Leitungsschalter und bekannte Überlastrelais umfassen jeweils Auslöseeinrichtungen, welche bei Erreichung bestimmter Parameter (Überlast, Unterspannung, Temperatur, etc...) einen Aktor auslösen, der den Leistungsschalter bzw. das Überlastrelais auslöst und eventuell vorhandene Hilfsschalter aktiviert. Nachteilig ist die Verwendung von Auslöseeinheiten unterschiedlicher Baugröße und Bauformen für die verschiedenen Schaltgeräte, was zu hohen Lagerhaltungskosten führt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein möglichst kostengünstiges Schaltgerätesystem zu realisieren.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Schaltgerätesystem nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die Erfindung betrifft ein Schaltgerätesystem bestehend aus einem Leistungsschalter, der ein lösbares erstes Auslösemodul, ein Schaltschloss sowie erste eingangs- und ausgangsseitige Anschlüsse enthält, wobei der Leistungsschalter mit einem vom ersten Auslösemodul betätigbaren ersten Aktor zum Auslösen des Schaltschlosses ausgestattet ist. Weiterhin besteht das Schaltgerätesystem aus einem Überlastrelais, welches aus einem Basisteil mit einem mit dem Basisteil verbundenen zweiten Auslösemodul und zweiten eingangs- und ausgangsseitigen Anschlüssen, sowie mindestens einem Hilfskontakt besteht. Das Basisteil des Überlastrelais ist mit einem vom zweiten Auslösemodul betätigbaren zweiten Aktor zum Betätigen des mindestens einen Hilfskontaktes ausgestattet. Das erste und zweite Auslösemodul sind als elektrisch und mechanisch baugleiches Auslösemodul ausgebildet, wobei das baugleiche Auslösemodul sowohl in dem Leistungsschalter als auch in dem Überlastrelais lösbar einsetzbar ist und sowohl mit dem ersten Aktor als auch mit dem zweiten Aktor in Wirkverbindung bringbar ist.
  • Durch die Verwendung eines elektrisch und mechanisch baugleichen Auslösemoduls für die zum Schaltsystem gehörigen Leitungsschalter und Überlastrelais lässt sich der Logistikaufwand durch die Verwendung von Gleichteilen reduzieren. Die Leistungsschalter und Überlastrelais können je nach Anforderung mit den entsprechenden Auslösemodulen versehen werden.
  • Vorteilhafterweise enthält das baugleiche Auslösemodul eine elektronische Schaltung, die bei Überlast auf mindestens einer Phase ein Auslösesignal an den ersten oder zweiten Aktor sendet.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das baugleiche Auslösemodul mindestens eine Schmelzsicherung enthält und mittels einer Erfassungsanordnung ein Auslösesignal an den ersten beziehungsweise zweiten Aktor abgibt, sobald eine Schmelzsicherung ausgelöst ist. Eine alternative Ausführungsform der Erfindung zeigt ein baugleiches Auslösemodul mit mindestens einen Bimetallauslöser, welcher über eine Auswerteelektronik ein Auslösesignal an den ersten oder zweiten Aktor abgibt.
    Somit können baugleiche Auslösemodule mit elektronischer oder mechanischer Auslösung verwendet werden. Auch baugleiche Auslöser mit Schmelzsicherungen können ohne Änderung der elektronischen oder mechanischen Ausgestaltung der Leistungsschalter oder Überlastrelais eingesetzt werden. Somit kann durch Auswechseln des baugleichen Auslösemoduls verschiedenen Anforderungen an Auslöseverhalten entsprochen werden. Ein Auswechseln des gesamten Gerätes (Leistungsschalter oder Überlastrelais) ist nicht notwendig.
  • Weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Abbildungen.
  • Von den Abbildungen zeigt:
    • Fig. 1
    eine perspektivische Ansicht eines zum erfindungsgemäßen Schaltgerätesystems gehörenden Leistungsschalters mit einem eingesteckten, baugleichen Auslösemodul;
    Fig. 2
    eine perspektivische Ansicht eines zum erfindungsgemäßen Schaltgerätesystems gehörenden Überlastrelais mit einem eingesteckten, baugleichen Auslösemodul;
    Fig. 3
    eine perspektivische Ansicht eines zum erfindungsgemäßen Schaltgerätesystems gehörendes, baugleiches Auslösemodul.
  • Die Figuren 1 bis 3 werden im nachfolgenden gemeinsam beschrieben. Ein zum erfindungsgemäßen Schaltgerätesystem gehörender Leistungsschalter 2 umfasst ein Gehäuse mit einer von außen zugänglichen Aufnahme für ein erstes Auslösemodul. Im Gehäuse des Leistungsschalters 2 ist ein nicht dargestellter Aktor vorhanden, der mit dem ebenfalls nicht dargestellten Schaltschloss des Leistungsschalters 2 wirkverbunden ist. Der Leistungsschalter 2 ist über erste eingangs- und ausgangsseitige Anschlüsse 21 mit den Hauptstrombahnen verbunden, welche zum Beispiel einen Motor oder anderen Verbraucher versorgen.
    Bekommt der Aktor ein Auslösesignal, wirkt er derart auf das Schaltschloss ein, dass das Schaltschloss die Hauptkontakte des Leistungsschalters 2 öffnet und somit die Hauptstrombahnen trennt. Das erste Auslösemodul umfasst Mittel zur Auswertung verschiedener Parameter der Hauptstrombahnen, wie beispielsweise Stromstärke, Über- oder Unterspannung sowie Temperaturen. Werden diese eingestellten Grenzwerte überschritten, steuert das erste Auslösemodul den im Leistungsschalter 2 befindlichen Aktor, welcher auf das Schaltschloss des Leistungsschalters 2 wirkt und die Hauptkontakte trennt.
  • Das Überlastrelais 3 umfasst ein Basisteil 34 sowie eingangsseitige und ausgangsseitige Anschlüsse 31. Einige der zweiten eingangs- und ausgangsseitigen Anschlüsse 31 sind in diesem Ausführungsbeispiel derart gestaltet, dass das Überlastrelais auf ein Schütz aufsteckbar ist und mit dem Schütz elektrisch und mechanisch verbunden ist. Das Überlastrelais 3 umfasst weiterhin ein zweites Auslösemodul, welches in das Basisteil 33 gesteckt ist. Werden eingestellte Grenzwerte überschritten, steuert das zweite Auslösemodul den im Überlastrelais 3 befindlichen Aktor an, welcher auf die Hilfskontakte 32 schließt und/oder über die ausgangsseitige Anschlüsse 31 das angeschlossene Schütz zum Trennen der Hauptkontakte öffnet.
  • Das zweite Auslösemodul ist erfindungsgemäß elektrisch und mechanisch mit dem ersten Auslösemodul baugleich. Das bedeutet, dass zum einen die elektrischen Funktionen und Parameter des ersten und zweiten Auslösemoduls gleich sind (z.B. gleiche elektrische Bauteile und Verdrahtung). Zum anderen sind die Abmessungen und sonstige mechanischen Eigenschaften beider Auslösemodule gleich. Das baugleiche Auslösemodul 1 ist somit in den Leistungsschalter 2 sowie in das Überlastrelais 3 steckbar und weist Mittel zur Auswertung verschiedener Parameter, wie beispielsweise Stromstärke, Über- oder Unterspannung sowie Temperaturen auf den Hauptstrombahnen auf.
  • Das baugleiche Auslösemodul 1 umfasst Anschlusskontakte 11 zur Kontaktierung mit einem Leistungsschalter 2 oder einem Überlastrelais 3. Des Weiteren umfasst das baugleiche Auslösemodul 1 Auslösekontakte 13, welche ein Auslösesignal an den Leistungsschalter 2 oder das Überlastrelais 3 weiterleiten. Die dargestellte Ausführungsform umfasst weiterhin eine Kommunikationsverbindung 12, welche die Kommunikation eines Leistungsschalters 2 oder Überlastrelais 3 mit einem Bussystem ermöglicht. Über dieses Bussystem können Parameter des baugleichen Auslösemoduls 1 ausgelesen oder geändert werden, wenn das baugleiche Auslösemodul 1 entsprechende elektronische Einrichtungen umfasst.
  • Das baugleiche Auslösemodul 1 kann Schmelzsicherungen umfassen, welche von außen ein- oder ausgeschraubt werden können. Eine Überwachungsschaltung gibt ein Auslösesignal über die Auslösekontakte an das Überlastrelais 3 oder den Leistungsschalter 2 weiter. Über die Kommunikationsverbindung 12 kann ebenfalls eine Zustandsmeldung weitergeben werden. Ausgelöste Schmelzsicherungen können einfach ausgewechselt werden. Alternativ kann das baugleiche Auslösemodul 1 Bimetallauslöser aufweisen, welche bei Erhöhung der Temperatur auf den Hauptstrombahnen ein Auslösesignal über die Auslösekontakte 13 an den Leistungsschalter 2 oder das Überlastrelais 3 weitergibt. Alternativ oder zusätzlich kann das baugleiche Auslösemodul 1 eine elektronische Überwachungsschaltung aufweisen, welche die Parameter überwacht und entsprechende Überschreitungen über die Auslösekontakte 13 oder die Kommunikationseinrichtung 12 weiterleitet.
  • Bezugszeichenliste:
    • 1
    baugleiches Auslösemodul
    11
    Anschlusskontakte
    12
    Kommunikationsverbindung
    13
    Auslösekontakte
    2
    Leistungsschalter
    21
    eingangs- und ausgangsseitige erste Anschlüsse
    3
    Überlastrelais
    31
    eingangs- und ausgangsseitige zweite Anschlüsse
    32
    Hilfskontakte
    33
    Basisteil

Claims (4)

  1. Schaltgerätesystem bestehend aus:
    - einem Leistungsschalter (2), enthaltend ein lösbares erstes Auslösemodul, ein Schaltschloss sowie erste eingangs- und ausgangsseitige Anschlüsse (21) wobei der Leistungsschalter (2) mit einem vom ersten Auslösemodul betätigbaren ersten Aktor zum Auslösen des Schaltschlosses ausgestattet ist;
    - einem Überlastrelais (3), enthaltend ein Basisteil (33) mit einem mit dem Basisteil verbundenen zweiten Auslösemodul und zweiten eingangs- und ausgangsseitigen Anschlüssen (31), sowie mindestens einem Hilfskontakt (32), wobei das Basisteil (33) des Überlastrelais (3) mit einem vom zweiten Auslösemodul betätigbaren zweiten Aktor zum Betätigen des mindestens einen Hilfskontakt (32) ausgestattet ist, wobei
    - das erste und zweite Auslösemodul als elektrisch und mechanisch baugleiches Auslösemodul (1) ausgebildet sind,
    - das baugleiche Auslösemodul (1) sowohl in dem Leistungsschalter (2) als auch in dem Überlastrelais (3) lösbar einsetzbar ist,
    - das baugleiche Auslösemodul (1) sowohl mit dem ersten Aktor als auch mit dem zweiten Aktor in Wirkverbindung bringbar ist.
  2. Schaltgerätesystem nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das baugleiche Auslösemodul (1) eine elektronische Schaltung enthält, die bei Überlast auf mindestens einer Phase ein Auslösesignal an den ersten oder zweiten Aktor sendet.
  3. Schaltgerätesystem nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das baugleiche Auslösemodul (1) mindestens einen Bimetallauslöser enthält und über eine Auswerteelektronik ein Auslösesignal an den ersten beziehungsweise zweiten Aktor abgibt.
  4. Schaltgerätesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das baugleiche Auslösemodul (1) mindestens eine Schmelzsicherung enthält und mittels einer Erfassungsanordnung ein Auslösesignal an den ersten beziehungsweise zweiten Aktor abgibt, sobald eine Schmelzsicherung ausgelöst ist.
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DE102009008677A1 (de) 2010-08-19

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