EP4218040A1 - Trip device for a power circuit breaker - Google Patents

Trip device for a power circuit breaker

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Publication number
EP4218040A1
EP4218040A1 EP21827389.4A EP21827389A EP4218040A1 EP 4218040 A1 EP4218040 A1 EP 4218040A1 EP 21827389 A EP21827389 A EP 21827389A EP 4218040 A1 EP4218040 A1 EP 4218040A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tripping
coil
circuit
delay
capacitor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21827389.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Hilker
Gunnar Lutzke
Rudolf GROTH
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Energy Global GmbH and Co KG filed Critical Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Publication of EP4218040A1 publication Critical patent/EP4218040A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/44—Automatic release mechanisms with or without manual release having means for introducing a predetermined time delay
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/18—Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
    • 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
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/24—Electromagnetic mechanisms
    • H01H71/2454—Electromagnetic mechanisms characterised by the magnetic circuit or active magnetic elements

Definitions

  • the invention relates to a tripping device for a circuit breaker with a tripping element and a tripping coil which is set up to cause the tripping element to move when energized.
  • the invention also relates to a circuit breaker with such a tripping device and a method for increasing a tripping time of a tripping device for a circuit breaker, which has a tripping element and a tripping coil that is set up to cause the tripping element to move when energized.
  • the triggering device is set up to trigger a switching operation of the circuit breaker.
  • a current flowing in the tripping coil creates a magnetic field that causes the tripping element to move.
  • the triggering element has, for example, a ferromagnetic magnet armature.
  • the tripping element moved by the magnetic field unlocks a switch drive, which then drives at least one switching contact element of the circuit breaker.
  • a circuit breaker has specific requirements for the time interval between the start of current flow in the trip circuit and the closing or opening of the circuit breaker contacts. This time interval is called the breaker self-time.
  • the time interval between the beginning of the current flow in the tripping circuit and the end of a movement stroke of the tripping element is referred to as the tripping time.
  • the tripping time thus makes up a first part of the switch's own time. In the remaining part of the switch's own time, the actual switching process is carried out by moving the at least one switching contact element.
  • the requirements for the breaker operating time can be, for example, for a circuit breaker with a common drive for several Switch poles arise from the requirements of the electrical switching capacity or, in the case of a circuit breaker with one or more drives for each individual switch pole, from the requirement that both all switch poles of the circuit breaker must open or close at a certain time interval or the interrupter units of an individual one Switch poles, which are actuated by different drives, must open or close at a certain time interval.
  • the switch's intrinsic time be as short as possible so that the current flow of an alternating current in the circuit breaker can be interrupted quickly, for example within two current cycles of the alternating current.
  • the power consumption of the triggering device is limited, so that the triggering device cannot simply be made faster by appropriate design.
  • the power consumption of the tripping device must have a certain minimum value so that the force exerted on the tripping element is sufficient to unlock the switch drive, in particular even if the voltage supply of the tripping device is undervoltage. The power consumption of the triggering device can therefore not be reduced at will.
  • the actual switching speed i.e. the speed of the moving switching contact elements, must not be changed as a rule, since this switching speed affects the electrical switching capacity.
  • the opening and/or closing times of the breaker poles or the interrupter units of the individual breaker poles must also be within a specific time window, i.e. these times must be synchronized.
  • the drives of the switch poles or interrupter units can be changed without changing the actual switching speed by changing the tripping time and so that the breaker action time for the slowest or fastest breaker pole is changed.
  • the breaker operating time must be extended by a specific, relatively large time interval of up to approximately 20 ms.
  • a switch inherent time can be set by a relatively small time interval of a few ms without changing the actual switching speed after the start of movement.
  • both the tripping process and the synchronization in a circuit breaker with single-pole drives must still function within the required limit values when the voltage supply to the tripping devices changes.
  • the synchronization of the triggering of several drives which is achieved by such components at the nominal voltage of the voltage supply of the triggering devices, can be negatively influenced by these components in the event of undervoltage or overvoltage of the voltage supply of the triggering devices, so that the synchronization compared to operation without these components may even is deteriorated .
  • the object of the invention is to use simple means to increase the tripping time of a tripping device for a circuit breaker, which has a tripping element and a tripping coil, which causes the tripping element to move when energized.
  • the object is achieved according to the invention by a tripping device having the features of claim 1 , a circuit breaker having the features of claim 14 and a method having the features of claim 15 .
  • the movement of the tripping element is caused by a magnetic field that is generated by a current flowing in the tripping coil.
  • the triggering element has, for example, a ferromagnetic magnet armature.
  • the gradient of the current increase of the current flowing in the tripping coil after the closing of the tripping circuit is defined here as the slope of the current flowing in the tripping coil as a function of time, or the first derivative of the current flowing in the tripping coil with respect to time, in a sequence immediately following the closing of the Tripping circuit understood the following time interval.
  • an electrical delay element can be connected to the tripping circuit of the tripping device, which delay element reduces this gradient and/or delays a current rise in a current flowing in the tripping coil after the tripping circuit has been closed.
  • the increase in the magnetic field generated by the tripping coil is delayed and the acceleration of the tripping element moved by this magnetic field is reduced and/or delayed in the time interval after the tripping circuit is closed compared to the case in which the at least one electrical delay element is not connected to the tripping circuit .
  • the tripping time of the tripping device is increased by reducing and/or delaying the acceleration of the tripping element immediately after the tripping circuit is closed.
  • the tripping device according to the invention thus enables the tripping time to be increased by switching on at least one electrical delay element in the tripping circuit.
  • the at least one electrical delay element is also designed and connected in such a way that it noticeably influences the current flowing in the tripping coil only in a switch-on phase immediately after the tripping circuit is closed, while later having a negligible effect on this current.
  • the at least one electrical delay element only increases the tripping time of the tripping device, but noticeably reduces neither the force acting on the tripping element after the switch-on phase nor the movement stroke of the tripping element compared to the case where the at least one electrical delay element is not connected to the tripping circuit.
  • switching on the at least one electrical delay element does not impair the functionality of the triggering device, but only increases its triggering time.
  • a delay element is a delay coil that can be connected in series with the tripping coil.
  • the inductance of the delaying coil acts in a time interval when the current in the tripping circuit increases immediately after the tripping circuit is closed, while the inductance of the delaying coil plays little role later, when the current intensity increases in the tripping circuit no longer changes significantly.
  • the inductive resistance of the delay coil thus reduces the current flowing in the trip coil immediately after the tripping circuit is closed and thereby increases the tripping time of the tripping device compared to the case where the delay coil is not connected to the tripping circuit.
  • the delay coil has a significantly lower ohmic resistance than the tripping coil, after the switch-on phase the delay coil also affects the current intensity in the tripping circuit only slightly compared to the case that the delay coil is not switched on, and thus essentially only causes an increase in the tripping time of the tripping device .
  • the triggering device has a magnetic core, around which a winding of the delay coil runs.
  • the inductance of the delay coil can advantageously be increased by the magnet core.
  • the magnetic core is arranged so that it can be displaced relative to the delay coil, so that an inductance of the delay coil can be changed. Due to the changeability of Inductance of the delay coil is also the increase in the tripping time of the tripping device compared to the case that the delay coil is not connected to the tripping circuit, changeable and thus flexibly and continuously adjustable within certain limits.
  • the number of turns of the delay coil, in which electrical current flows when the tripping circuit is closed can be adjusted.
  • the delay coil has a plurality of taps or an adjustable tap for setting the number of turns.
  • the inductive resistance of the delay coil and thus the increase in the tripping time of the tripping device compared to the case where the delay coil is not connected to the tripping circuit can also be adjusted by changing the number of turns of the turns of the delay coil through which current flows.
  • a delay element is an electrical resistor that can be connected in series with the trigger coil and the delay coil, in particular an electrical resistor with an adjustable ohmic resistance.
  • An electrical resistance connected in series with the tripping coil and the delay coil reduces the current in the tripping coil compared to the case where the electrical resistance is not connected to the tripping circuit, and the tripping time of the tripping device is thus increased.
  • An electrical resistor with an adjustable ohmic resistance enables an adjustable increase in the tripping time.
  • a delay element is a capacitor that can be switched in parallel with the tripping coil.
  • the capacitor When the capacitor is connected in parallel to the tripping coil, in a time interval immediately after the tripping circuit closes, flows ses an electric current into the capacitor, charging the capacitor .
  • the current flowing in the tripping coil is reduced compared to the case in which the capacitor is not connected in the tripping circuit, and the tripping time of the tripping device is thus increased in comparison.
  • a delay element is a capacitor and a further delay element is an electrical resistor, with a series connection of the capacitor and the electrical resistor being switchable in parallel with the tripping coil.
  • the electrical resistance has an adjustable ohmic resistance.
  • a series connection of a capacitor and an electrical resistor can be connected in parallel with the tripping coil. The electrical resistance increases the charging time for charging the capacitor after the tripping circuit has been closed and thus the tripping time of the tripping device compared to the case where only the capacitor is connected in parallel with the tripping coil.
  • the capacitor has an adjustable capacitance. Due to the adjustability of the capacitance of the capacitor, the capacitive resistance of the capacitor and thus in turn the increase in the tripping time of the tripping device can be advantageously adjusted by connecting the capacitor to the tripping circuit.
  • the tripping coil and at least one delay element are arranged in a common housing.
  • the arrangement of a delay element in the same housing as the tripping coil enables a space-saving and compact design of the delay device.
  • a circuit breaker according to the invention has a tripping device according to the invention, which is set up to trigger a switching process of the circuit breaker.
  • the opening or closing times of the breaker poles can advantageously be synchronized by increasing the breaker operating time of at least one breaker pole, in that a tripping device according to the invention is used to drive this breaker pole, the tripping time of which is delayed by switching on at least one delay element is enlarged .
  • the method according to the invention serves to increase a tripping time of a tripping device for a circuit breaker, which has a tripping element and a tripping circuit with a tripping coil which is set up to cause the tripping element to move when energized.
  • at least one electrical delay element is connected to the tripping circuit, which reduces a steepness of a current rise in a current flowing in the tripping coil after the tripping circuit has been closed and/or delays a current rise in a current flowing in the tripping coil after the tripping circuit has been closed.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a first exemplary embodiment of a tripping device
  • FIG. 2 shows a circuit diagram of the tripping device shown in FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a second exemplary embodiment of a tripping device
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a third exemplary embodiment of a tripping device
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a fourth exemplary embodiment of a tripping device
  • FIG. 6 shows a circuit diagram of the tripping device shown in FIG. 5,
  • FIG. 7 shows a schematic representation of a fifth exemplary embodiment of a tripping device
  • FIG. 8 shows a circuit diagram of a sixth exemplary embodiment of a tripping device
  • 9 shows a circuit diagram of a seventh exemplary embodiment of a tripping device
  • FIG. 10 shows a circuit diagram of an eighth exemplary embodiment of a tripping device.
  • FIGS. 1 and 2 show a first exemplary embodiment of a tripping device 1 according to the invention for a circuit breaker.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the triggering device 1
  • FIG. 2 shows a circuit diagram of the triggering device 1 .
  • the tripping device 1 comprises a tripping element 3 and a tripping circuit with a tripping coil 5, which is set up to cause a movement of the tripping element 3 when energized, and a switching element 7, with which the tripping circuit can be opened and closed (the switching element 7 is not shown in FIG. 1).
  • the tripping device 1 also includes a delay coil 9 which can be connected to the tripping circuit by a changeover switch 11 .
  • FIG. 1 shows a first switching position of the changeover switch 11 in that the changeover switch 11 switches the delay coil 9 in series with the tripping coil 5 . In a second switching position, the changeover switch 11 bridges the delay coil 9 so that the delay coil 9 is not in the current path of the tripping circuit.
  • a winding of the tripping coil 5 runs around a first magnetic core 13 .
  • the first magnetic core 13 surrounds a section of the triggering element 3 in a ring.
  • the triggering element 3 has a ferromagnetic magnet armature.
  • the delay coil 9 has an ohmic resistance which, for example, is significantly smaller than an ohmic resistance of the tripping coil 5 if the total power in the tripping circuit is to be as small as possible.
  • a winding of the deceleration coil 9 runs around a second magnetic core 15 .
  • the inductance of the delaying coil 9 reduces a steepness of a current rise of a current flowing in the tripping coil 5 in a time interval in which the current in the tripping circuit increases immediately after the tripping circuit is closed compared to the case in which the delay coil 9 is bypassed by the changeover switch 11 .
  • the delay coil 9 affects the amperage in the tripping circuit only slightly compared to the case in which the delay coil 9 is not connected, provided that the ohmic resistance of the delay coil 9 is significantly lower than the ohmic resistance of the Tripping coil 5 because the inductive resistance of the delay coil 9 only has a significant effect when the current strength in the tripping circuit changes. Therefore, connecting the delay coil 9 increases the tripping time of the tripping device 1, but hardly changes the force on the tripping element 3 through the magnetic field generated by the tripping coil 5 compared to the case where the delay coil 9 is not connected to the tripping circuit.
  • the trigger coil 5, the delay coil 9, the magnetic cores 13, 15 and the trigger element 3 are in one common Housing 17 is arranged, with an end section of the triggering element 3 protruding through a housing opening 19 out of the housing 17 .
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a second exemplary embodiment of a tripping device 1 according to the invention for a circuit breaker.
  • This exemplary embodiment differs from the exemplary embodiment shown in FIGS. 1 and 2 only in that the second magnetic core 15 is arranged such that it can be displaced relative to the delay coil 9, so that an inductance of the delay coil 9 can be changed.
  • the second magnetic core 15 can be displaced by an adjusting screw 21, which is connected to the second magnetic core 15, is guided on the housing 17 and protrudes from the housing 17. Because the second magnetic core 15 can be moved, the inductive resistance of the delay coil 9 and thus the increase in the tripping time of the tripping device 1 can be adjusted compared to the case where the delay coil 9 is not connected to the tripping circuit.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a third exemplary embodiment of a tripping device 1 according to the invention for a circuit breaker.
  • This exemplary embodiment differs from the exemplary embodiment shown in FIGS. 1 and 2 only in that the delay coil 9 has a plurality of taps 23 to 26 which can be selectively contacted by a changeover switch 11 .
  • the changeover switch 11 contacts a first tap 23 of the delay coil 9, the delay coil 9 is bypassed so that it is not in the current path of the tripping circuit.
  • the changeover switch 11 contacts one of the other taps 24 to 26 , a different number of turns of the delay coil 9 , in which electric current flows when the tripping circuit is closed, is set in each case.
  • the changeover switch 11 is a number of turns of the delay coil 9, in which at given closed trigger circuit electric current flows, adjustable. By changing this number of turns, an inductance of the delay coil 9 and thus the increase in the tripping time of the tripping device 1 can be changed and adjusted compared to the case in which the delay coil 9 is not connected to the tripping circuit.
  • FIGS. 5 and 6 show a fourth exemplary embodiment of a tripping device 1 according to the invention for a circuit breaker.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of the triggering device 1
  • FIG. 6 shows a circuit diagram of the triggering device 1 .
  • the tripping device 1 comprises a tripping element 3, a magnet core 13, which surrounds a section of the tripping element 3 in the form of a ring, a tripping circuit with a tripping coil 5, which has a winding running around the magnet core 13, and is set up to bring about a movement of the tripping element 3 when energized, and a switching element 7 with which the tripping circuit can be opened and closed (the switching element 7 is not shown in FIG. 5). Furthermore, the tripping device 1 includes a capacitor 27 which can be connected to the tripping circuit in parallel with the tripping coil 5 by a switch 29 .
  • FIG. 7 shows a schematic representation of a fifth exemplary embodiment of a tripping device 1 according to the invention for a circuit breaker.
  • This exemplary embodiment differs from the exemplary embodiment shown in FIGS. 5 and 6 only in that the capacitor 27 has an adjustable capacitance. Because the capacitance of the capacitor 27 can be set, the capacitive resistance of the capacitor 27 and thus the increase in the tripping time of the tripping device 1 can be set compared to the case in which the capacitor 27 is not connected to the tripping circuit.
  • FIG. 8 shows a circuit diagram of a sixth exemplary embodiment of a tripping device 1 according to the invention for a circuit breaker.
  • This exemplary embodiment differs from the exemplary embodiment shown in FIGS. 5 and 6 only in that, instead of just the capacitor 27, a series connection of a capacitor 27 and an electrical resistor 31 can be switched in parallel with the tripping coil 5 by the switch 29.
  • the electrical resistance 31 increases the charging time for charging the capacitor 27 after the tripping circuit has been closed and thus the tripping time of the tripping device 1 compared to the case where only the capacitor 27 is connected in parallel with the tripping coil 5 .
  • FIG. 9 shows a circuit diagram of a seventh exemplary embodiment of a tripping device 1 according to the invention for a circuit breaker.
  • This exemplary differs from the exemplary embodiment shown in FIG. 8 only in that the electrical resistor 31 has an adjustable ohmic resistance. Due to the adjustability of the ohmic resistance of the electrical resistor 31, the charging time for charging the capacitor 27 after the tripping circuit has been closed and thus the increase in the tripping time of the tripping device 1 compared to the case in which the capacitor 27 and the electrical resistor 31 are not connected to the tripping circuit is , adjustable .
  • FIG. 10 shows a circuit diagram of an eighth exemplary embodiment of a tripping device 1 according to the invention for a circuit breaker.
  • This exemplary embodiment differs from the exemplary embodiment shown in FIGS. 1 and 2 only in that an adjustable electrical resistor 31 is connected in series with tripping coil 5 .
  • the exemplary embodiments of a triggering device 1 according to the invention shown in FIGS. 1 to 10 can be modified in various ways to form further exemplary embodiments.
  • the deceleration coil 9 and the second magnetic core 15 can be arranged outside the housing 17 instead of inside the housing 17 as in FIGS.
  • the capacitor 27 or the capacitor 27 and the electrical resistor 31 can be arranged outside the housing 17 instead of inside the housing 17 as in FIGS.
  • the second magnetic core 15 can be omitted in the exemplary embodiments shown in FIGS. 1 and 4 if the delay coil 9 has a sufficiently high inductance even without the second magnetic core 15 .
  • the delay coil 9 has an adjustable tap instead of a plurality of discrete taps 23 to 26 .
  • the exemplary embodiments shown in Figures 3 and 4 can be combined with each other by both the second magnetic core 15 is designed to be displaceable and the number of turns of the current-carrying turns of the delay coil 9 is designed to be adjustable.
  • the exemplary embodiments shown in FIGS. 7 and 8 or 9 can be combined with one another in that the capacitor 27 has an adjustable capacitance and an additional electrical resistor 31, in particular with an adjustable ohmic resistance, can be connected to the tripping circuit.
  • FIGS. 3 and 4 can be expanded by an electrical resistor 31, which is connected in series with the delay coil 9, analogously to the exemplary embodiment shown in FIG.
  • an exemplary embodiment shown in FIGS. 1 to 4 or 10 can be combined with an exemplary embodiment shown in FIGS. 5 to 9 to form an exemplary embodiment which has both a delay coil 9 and a capacitor 27 .

Abstract

The invention relates to a trip device (1) for a power circuit breaker. The trip device (1) comprises a trip element (3), a trip circuit with a trip coil (5), which, when energised, is designed to effect a movement of the trip element (3), and at least one electrical delay element (9, 27, 31), which can be connected to the trip circuit and reduces the rate of a rise in a current flowing in the trip coil (5) once the trip circuit has been closed and/or delays a rise in a current flowing in the trip coil (5) once the trip circuit has been closed.

Description

Beschreibung description
Auslösevorrichtung für einen Leistungsschalter Tripping device for a circuit breaker
Die Erfindung betri f ft eine Auslösevorrichtung für einen Leistungsschalter mit einem Auslöseelement und einer Auslösespule , die eingerichtet ist , bei einer Bestromung eine Bewegung des Auslöseelements zu bewirken . Ferner betri f ft die Erfindung einen Leistungsschalter mit einer derartigen Auslösevorrichtung und ein Verfahren zum Vergrößern einer Auslösezeit einer Auslösevorrichtung für einen Leistungsschalter, die ein Auslöseelement und eine Auslösespule , die eingerichtet ist , bei einer Bestromung eine Bewegung des Auslöseelements zu bewirken, aufweist . The invention relates to a tripping device for a circuit breaker with a tripping element and a tripping coil which is set up to cause the tripping element to move when energized. The invention also relates to a circuit breaker with such a tripping device and a method for increasing a tripping time of a tripping device for a circuit breaker, which has a tripping element and a tripping coil that is set up to cause the tripping element to move when energized.
Die Auslösevorrichtung ist dazu eingerichtet , einen Schaltvorgang des Leistungsschalters aus zulösen . Ein in der Auslösespule fließender Strom erzeugt ein Magnetfeld, das die Bewegung des Auslöseelements bewirkt . Das Auslöseelement weist zu diesem Zweck beispielsweise einen ferromagnetischen Magnetanker auf . Beispielsweise entriegelt das von dem Magnetfeld bewegte Auslöseelement einen Schalterantrieb, der dann wenigstens ein Schaltkontaktelement des Leistungsschalters antreibt . The triggering device is set up to trigger a switching operation of the circuit breaker. A current flowing in the tripping coil creates a magnetic field that causes the tripping element to move. For this purpose, the triggering element has, for example, a ferromagnetic magnet armature. For example, the tripping element moved by the magnetic field unlocks a switch drive, which then drives at least one switching contact element of the circuit breaker.
Für einen Leistungsschalter gibt es bestimmte Anforderungen für das Zeitintervall zwischen dem Beginn des Stromflusses im Auslösestromkreis und der Schließung oder Öf fnung der Leistungsschalterkontakte . Dieses Zeitintervall wird als Schaltereigenzeit bezeichnet . Das Zeitintervall zwischen dem Beginn des Stromflusses im Auslösestromkreis und dem Ende eines Bewegungshubes des Auslöseelements wird als Auslösezeit bezeichnet . Die Auslösezeit macht somit einen ersten Teil der Schaltereigenzeit aus . In dem restlichen Teil der Schaltereigenzeit wird der eigentliche Schaltvorgang durch Bewegen des wenigstens einen Schaltkontaktelements ausgeführt . Die Anforderungen an die Schaltereigenzeit können beispielsweise für einen Leistungsschalter mit gemeinsamen Antrieb für mehrere Schalterpole aus den Anforderungen des elektrischen Schaltvermögens entstehen oder auch bei einem Leistungsschalter mit einem oder auch mehreren Antrieben für j eweils einen einzelnen Schalterpol aus der Anforderung, dass sowohl alle Schalterpole des Leistungsschalters in einem bestimmten Zeitintervall öf fnen oder schließen müssen oder auch die Unterbrechereinheiten eines einzelnen Schalterpoles , die von unterschiedlichen Antrieben betätigt werden, in einem bestimmten Zeitintervall öf fnen oder schließen müssen . A circuit breaker has specific requirements for the time interval between the start of current flow in the trip circuit and the closing or opening of the circuit breaker contacts. This time interval is called the breaker self-time. The time interval between the beginning of the current flow in the tripping circuit and the end of a movement stroke of the tripping element is referred to as the tripping time. The tripping time thus makes up a first part of the switch's own time. In the remaining part of the switch's own time, the actual switching process is carried out by moving the at least one switching contact element. The requirements for the breaker operating time can be, for example, for a circuit breaker with a common drive for several Switch poles arise from the requirements of the electrical switching capacity or, in the case of a circuit breaker with one or more drives for each individual switch pole, from the requirement that both all switch poles of the circuit breaker must open or close at a certain time interval or the interrupter units of an individual one Switch poles, which are actuated by different drives, must open or close at a certain time interval.
Oft wird gefordert , dass die Schaltereigenzeit möglichst kurz ist , damit der Stromfluss eines Wechselstroms im Leistungsschalter schnell , beispielsweise innerhalb von zwei Stromzyklen des Wechselstroms , unterbrochen werden kann . Zusätzlich kann beispielsweise gefordert sein, dass die Leistungsaufnahme der Auslösevorrichtung begrenzt ist , so dass die Auslösevorrichtung nicht einfach durch entsprechende Auslegung schneller gemacht werden kann . Jedoch muss die Leistungsaufnahme der Auslösevorrichtung einen bestimmten Mindestwert haben, damit die auf das Auslöseelement ausgeübte Kraft zur Entriegelung des Schalterantriebs ausreicht , insbesondere auch noch bei einer Unterspannung der Spannungsversorgung der Auslösevorrichtung . Die Leistungsaufnahme der Auslösevorrichtung kann daher auch nicht beliebig reduziert werden . Außerdem darf in der Regel die eigentliche Schaltgeschwindigkeit , das heißt die Geschwindigkeit der bewegten Schaltkontaktele- mente , nicht geändert werden, da diese Schaltgeschwindigkeit Einfluss auf das elektrische Schaltvermögen hat . It is often required that the switch's intrinsic time be as short as possible so that the current flow of an alternating current in the circuit breaker can be interrupted quickly, for example within two current cycles of the alternating current. In addition, it may be required, for example, that the power consumption of the triggering device is limited, so that the triggering device cannot simply be made faster by appropriate design. However, the power consumption of the tripping device must have a certain minimum value so that the force exerted on the tripping element is sufficient to unlock the switch drive, in particular even if the voltage supply of the tripping device is undervoltage. The power consumption of the triggering device can therefore not be reduced at will. In addition, the actual switching speed, i.e. the speed of the moving switching contact elements, must not be changed as a rule, since this switching speed affects the electrical switching capacity.
Bei einem Leistungsschalter mit eigenem Antrieb für j eden Schalterpol oder mehreren Antrieben pro Schalterpol müssen sich zusätzlich die Öf fnungs- und/oder Schließ zeitpunkte der Schalterpole oder der Unterbrechereinheiten der einzelnen Schalterpole in einem bestimmten Zeitfenster befinden, das heißt diese Zeitpunkte müssen synchronisiert werden . Dazu können beispielsweise die Antriebe der Schalterpole oder Unterbrechereinheiten verändert werden, ohne die eigentliche Schaltgeschwindigkeit zu verändern, indem die Auslösezeit und damit die Schaltereigenzeit für den langsamsten oder schnellsten Schalterpol verändert wird . In the case of a circuit breaker with its own drive for each breaker pole or several drives per breaker pole, the opening and/or closing times of the breaker poles or the interrupter units of the individual breaker poles must also be within a specific time window, i.e. these times must be synchronized. For this purpose, for example, the drives of the switch poles or interrupter units can be changed without changing the actual switching speed by changing the tripping time and so that the breaker action time for the slowest or fastest breaker pole is changed.
Eine Verkürzung der Schaltereigenzeit durch eine Verkürzung der Auslösezeit für den langsamsten Schalterpol durch größere Leistungsaufnahme ist oftmals wegen einer geforderten begrenzten Leistungsaufnahme nicht möglich und/oder die Auslösesysteme sind hinsichtlich erreichbarer kurzer Auslösezeiten ausgeschöpft , sodass eine weitere Verkürzung für die Synchronisierung innerhalb der Anforderungen nicht möglich ist . In einem solchen Fall kann eine Verzögerung des Schaltens des schnellsten Schalterpols erforderlich sein . Diese Verzögerung sollte an einem aufgebauten Leistungsschalter möglichst einfach und fein einstellbar realisierbar sein, da dieser Einstellvorgang während der Stückprüfung nach der Produktion des Leistungsschalters voll zogen werden muss . It is often not possible to shorten the breaker operating time by shortening the tripping time for the slowest breaker pole through greater power consumption due to a required limited power consumption and/or the tripping systems are exhausted in terms of the short tripping times that can be achieved, so that a further reduction for synchronization within the requirements is not possible . In such a case it may be necessary to delay the switching of the fastest switch pole. This delay should be as easy and finely adjustable as possible to be implemented on an assembled circuit breaker, since this adjustment process must be completed during routine testing after production of the circuit breaker.
Für einen Leistungsschalter mit gemeinsamem Antrieb für mehrere Schalterpole ist dabei beispielsweise die Schaltereigenzeit um ein bestimmtes relativ großes Zeitintervall bis etwa 20 ms zu verlängern . Für eine Synchronisierung bei einem Leistungsschalter mit Einzelpolantrieben ist dagegen beispielsweise eine Schaltereigenzeit um ein relativ kleines Zeitintervall von wenigen ms einstellbar zu machen, ohne dabei die eigentliche Schaltgeschwindigkeit nach Bewegungsbeginn zu verändern . Außerdem müssen sowohl der Auslösevorgang als auch die Synchronisierung bei einem Leistungsschalter mit Einzelpolantrieben noch bei Veränderung der Spannungsversorgung der Auslösevorrichtungen innerhalb geforderter Grenzwerte funktionieren . For example, for a circuit breaker with a common drive for a plurality of switch poles, the breaker operating time must be extended by a specific, relatively large time interval of up to approximately 20 ms. In contrast, for synchronization in a circuit breaker with single-pole drives, for example, a switch inherent time can be set by a relatively small time interval of a few ms without changing the actual switching speed after the start of movement. In addition, both the tripping process and the synchronization in a circuit breaker with single-pole drives must still function within the required limit values when the voltage supply to the tripping devices changes.
Um das Schalten eines Schalterpols zu verzögern, bietet sich daher an, die Auslösezeit der zugehörigen Auslösevorrichtung zu vergrößern . Zum Vergrößern der Auslösezeit kann beispielsweise an dem Auslöseelement eine Zusatzmasse , die beim Auslösen mitbewegt werden muss , oder eine Feder, die der Bewegung des Auslöseelements beim Auslösen entgegenwirkt , angeordnet werden . Allerdings kann der Auslösevorgang bei Unterspannung der Spannungsversorgung der Auslösevorrichtung durch ein derartiges Bauteil erschwert oder völlig verhindert werden . Außerdem kann die Synchronisierung des Auslösens mehrerer Antriebe , die bei Nennspannung der Spannungsversorgung der Auslösevorrichtungen durch derartige Bauteile erreicht wird, bei Unter- oder Überspannung der Spannungsversorgung der Auslösevorrichtungen durch diese Bauteile negativ beeinflusst sein, so dass die Synchronisierung gegenüber einem Betrieb ohne diese Bauteile möglicherweise sogar verschlechtert wird . In order to delay the switching of a switch pole, it is therefore advisable to increase the tripping time of the associated tripping device. To increase the triggering time, for example, an additional mass can be arranged on the triggering element, which has to be moved when it is triggered, or a spring, which counteracts the movement of the triggering element when it is triggered. However, the tripping process in case of undervoltage the voltage supply of the triggering device can be made more difficult or completely prevented by such a component. In addition, the synchronization of the triggering of several drives, which is achieved by such components at the nominal voltage of the voltage supply of the triggering devices, can be negatively influenced by these components in the event of undervoltage or overvoltage of the voltage supply of the triggering devices, so that the synchronization compared to operation without these components may even is deteriorated .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , mit einfachen Mitteln eine Auslösezeit einer Auslösevorrichtung für einen Leistungsschalter zu vergrößern, die ein Auslöseelement und eine Auslösespule , die bei einer Bestromung eine Bewegung des Auslöseelements bewirkt , aufweist . The object of the invention is to use simple means to increase the tripping time of a tripping device for a circuit breaker, which has a tripping element and a tripping coil, which causes the tripping element to move when energized.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Auslösevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , einen Leistungsschalter mit den Merkmalen des Anspruchs 14 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst . The object is achieved according to the invention by a tripping device having the features of claim 1 , a circuit breaker having the features of claim 14 and a method having the features of claim 15 .
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche . Advantageous configurations of the invention are the subject matter of the dependent claims.
Eine erfindungsgemäße Auslösevorrichtung für einen Leistungsschalter umfasst ein Auslöseelement , einen Auslösestromkreis mit einer Auslösespule , die eingerichtet ist , bei einer Bestromung eine Bewegung des Auslöseelements zu bewirken, und wenigstens ein dem Auslösestromkreis zuschaltbares elektrisches Verzögerungselement , das eine Steilheit eines Stromanstiegs eines in der Auslösespule fließenden Stroms nach dem Schließen des Auslösestromkreises verringert und/oder einen Stromanstieg eines in der Auslösespule fließenden Stroms nach dem Schließen des Auslösestromkreises verzögert . Die Bewegung des Auslöseelements wird dabei von einem Magnetfeld verursacht , das von einem in der Auslösespule fließenden Stroms erzeugt wird . Das Auslöseelement weist beispielsweise einen ferromagnetischen Magnetanker auf . Unter der Steilheit des Stromanstiegs des in der Auslösespule fließenden Stroms nach dem Schließen des Auslösestromkreises wird hier die Steigung des in der Auslösespule fließenden Stroms als Funktion der Zeit beziehungsweise die erste Ableitung des in der Auslösespule fließenden Stroms nach der Zeit in einem unmittelbar auf das Schließen des Auslösestromkreises folgenden Zeitintervall verstanden . Erfindungsgemäß ist dem Auslösestromkreis der Auslösevorrichtung ein elektrisches Verzögerungselement zuschaltbar, das diese Steilheit verringert und/oder einen Stromanstieg eines in der Auslösespule fließenden Stroms nach dem Schließen des Auslösestromkreises verzögert . Dadurch wird der Anstieg des von der Auslösespule erzeugten Magnetfelds verzögert und die Beschleunigung des von diesem Magnetfeld bewegten Auslöseelements wird in dem Zeitintervall nach dem Schließen des Auslösestromkreises verringert und/oder verzögert gegenüber dem Fall , dass das wenigstens eine elektrische Verzögerungselement nicht in den Auslösestromkreis geschaltet ist . Durch die Reduzierung und/oder Verzögerung der Beschleunigung des Auslöseelements unmittelbar nach dem Schließen des Auslösestromkreises wird die Auslösezeit der Auslösevorrichtung erhöht . Die erfindungsgemäße Auslösevorrichtung ermöglicht damit eine Erhöhung der Auslösezeit durch Zuschalten wenigstens eines elektrischen Verzögerungselements in den Auslösestromkreis . A tripping device according to the invention for a circuit breaker comprises a tripping element, a tripping circuit with a tripping coil that is set up to cause the tripping element to move when energized, and at least one electrical delay element that can be connected to the tripping circuit and that determines the steepness of a current rise in a current flowing in the tripping coil after the tripping circuit is closed and/or delays a current rise in a current flowing in the tripping coil after the tripping circuit is closed. The movement of the tripping element is caused by a magnetic field that is generated by a current flowing in the tripping coil. The triggering element has, for example, a ferromagnetic magnet armature. The gradient of the current increase of the current flowing in the tripping coil after the closing of the tripping circuit is defined here as the slope of the current flowing in the tripping coil as a function of time, or the first derivative of the current flowing in the tripping coil with respect to time, in a sequence immediately following the closing of the Tripping circuit understood the following time interval. According to the invention, an electrical delay element can be connected to the tripping circuit of the tripping device, which delay element reduces this gradient and/or delays a current rise in a current flowing in the tripping coil after the tripping circuit has been closed. As a result, the increase in the magnetic field generated by the tripping coil is delayed and the acceleration of the tripping element moved by this magnetic field is reduced and/or delayed in the time interval after the tripping circuit is closed compared to the case in which the at least one electrical delay element is not connected to the tripping circuit . The tripping time of the tripping device is increased by reducing and/or delaying the acceleration of the tripping element immediately after the tripping circuit is closed. The tripping device according to the invention thus enables the tripping time to be increased by switching on at least one electrical delay element in the tripping circuit.
Vorzugsweise ist das wenigstens eine elektrische Verzögerungselement ferner derart ausgebildet und geschaltet , dass es den in der Auslösespule fließenden Strom nur in einer Einschaltphase unmittelbar nach dem Schließen des Auslösestromkreises merklich beeinflusst , während es später eine vernachlässigbare Wirkung auf diesen Strom hat . Dadurch erhöht das wenigstens eine elektrische Verzögerungselement lediglich die Auslösezeit der Auslösevorrichtung, verringert j edoch merklich weder die nach der Einschaltphase auf das Auslöseelement wirkende Kraft noch den Bewegungshub des Auslöseelements gegenüber dem Fall , dass das wenigstens eine elektrische Verzögerungselement nicht in den Auslösestromkreis geschaltet ist . Mit anderen Worten wird durch Zuschalten des wenigstens einen elektrischen Verzögerungselements die Funktionalität der Auslösevorrichtung nicht beeinträchtigt , sondern lediglich dessen Auslösezeit erhöht . Preferably, the at least one electrical delay element is also designed and connected in such a way that it noticeably influences the current flowing in the tripping coil only in a switch-on phase immediately after the tripping circuit is closed, while later having a negligible effect on this current. As a result, the at least one electrical delay element only increases the tripping time of the tripping device, but noticeably reduces neither the force acting on the tripping element after the switch-on phase nor the movement stroke of the tripping element compared to the case where the at least one electrical delay element is not connected to the tripping circuit. In other words, switching on the at least one electrical delay element does not impair the functionality of the triggering device, but only increases its triggering time.
Bei einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Auslösevorrichtung ist ein Verzögerungselement eine in Reihe zu der Auslösespule schaltbare Verzögerungsspule . Wenn die Verzögerungsspule in den Auslösestromkreis geschaltet ist , wirkt der induktive Widerstand der Verzögerungsspule in einem Zeitintervall , in dem der Strom im Auslösestromkreis unmittelbar nach dem Schließen des Auslösestromkreises ansteigt , während der induktive Widerstand der Verzögerungsspule später kaum noch eine Rolle spielt , wenn sich die Stromstärke in dem Auslösestromkreis nicht mehr stark ändert . Der induktive Widerstand der Verzögerungsspule reduziert somit unmittelbar nach Schließen des Auslösestromkreises den in der Auslösespule fließenden Strom und erhöht dadurch die Auslösezeit der Auslösevorrichtung gegenüber dem Fall , dass die Verzögerungsspule nicht in den Auslösestromkreis geschaltet ist . Wenn die Verzögerungsspule einen deutlich kleineren ohmschen Widerstand als die Auslösespule hat , beeinflusst die Verzögerungsspule nach der Einschaltphase ferner die Stromstärke in dem Auslösestromkreis nur wenig gegenüber dem Fall , dass die Verzögerungsspule nicht zugeschaltet ist , und bewirkt somit im Wesentlichen lediglich eine Vergrößerung der Auslösezeit der Auslösevorrichtung . In one embodiment of the tripping device according to the invention, a delay element is a delay coil that can be connected in series with the tripping coil. When the delay coil is connected in the tripping circuit, the inductance of the delaying coil acts in a time interval when the current in the tripping circuit increases immediately after the tripping circuit is closed, while the inductance of the delaying coil plays little role later, when the current intensity increases in the tripping circuit no longer changes significantly. The inductive resistance of the delay coil thus reduces the current flowing in the trip coil immediately after the tripping circuit is closed and thereby increases the tripping time of the tripping device compared to the case where the delay coil is not connected to the tripping circuit. If the delay coil has a significantly lower ohmic resistance than the tripping coil, after the switch-on phase the delay coil also affects the current intensity in the tripping circuit only slightly compared to the case that the delay coil is not switched on, and thus essentially only causes an increase in the tripping time of the tripping device .
Bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Auslösevorrichtung weist die Auslösevorrichtung einen Magnetkern auf , um den herum eine Wicklung der Verzögerungsspule verläuft . Durch den Magnetkern kann vorteilhaft die Induktivität der Verzögerungsspule erhöht werden . In a further embodiment of the triggering device according to the invention, the triggering device has a magnetic core, around which a winding of the delay coil runs. The inductance of the delay coil can advantageously be increased by the magnet core.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Auslösevorrichtung ist der Magnetkern gegenüber der Verzögerungsspule verschiebbar angeordnet , so dass eine Induktivität der Verzögerungsspule änderbar ist . Durch die Änderbarkeit der Induktivität der Verzögerungsspule ist auch die Vergrößerung der Auslösezeit der Auslösevorrichtung gegenüber dem Fall , dass die Verzögerungsspule dem Auslösestromkreis nicht zugeschaltet ist , änderbar und somit flexibel und stufenlos innerhalb bestimmter Grenzen einstellbar . In a further embodiment of the triggering device according to the invention, the magnetic core is arranged so that it can be displaced relative to the delay coil, so that an inductance of the delay coil can be changed. Due to the changeability of Inductance of the delay coil is also the increase in the tripping time of the tripping device compared to the case that the delay coil is not connected to the tripping circuit, changeable and thus flexibly and continuously adjustable within certain limits.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Auslösevorrichtung ist eine Windungsanzahl von Windungen der Verzögerungsspule , in denen bei geschlossenem Auslösestromkreis elektrischer Strom fließt , einstellbar . Beispielsweise weist die Verzögerungsspule mehrere Abgri f fe oder einen verstellbaren Abgri f f zum Einstellen der Windungsanzahl auf . Auch durch die Änderbarkeit der Windungsanzahl der stromdurchflossenen Windungen der Verzögerungsspule sind der induktive Widerstand der Verzögerungsspule und damit die Vergrößerung der Auslösezeit der Auslösevorrichtung gegenüber dem Fall , dass die Verzögerungsspule dem Auslösestromkreis nicht zugeschaltet ist , einstellbar . In a further embodiment of the tripping device according to the invention, the number of turns of the delay coil, in which electrical current flows when the tripping circuit is closed, can be adjusted. For example, the delay coil has a plurality of taps or an adjustable tap for setting the number of turns. The inductive resistance of the delay coil and thus the increase in the tripping time of the tripping device compared to the case where the delay coil is not connected to the tripping circuit can also be adjusted by changing the number of turns of the turns of the delay coil through which current flows.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Auslösevorrichtung ist ein Verzögerungselement ein in Reihe zu der Auslösespule und der Verzögerungsspule schaltbarer elektrischer Widerstand, insbesondere ein elektrischer Widerstand mit einem einstellbaren ohmschen Widerstand . Durch einen in Reihe zu der Auslösespule und der Verzögerungsspule geschalteten elektrischen Widerstand wird der Strom in der Auslösespule gegenüber dem Fall , dass der elektrische Widerstand nicht in den Auslösestromkreis geschaltet ist , verringert und damit die Auslösezeit der Auslösevorrichtung vergrößert . Ein elektrischer Widerstand mit einem einstellbaren ohmschen Widerstand ermöglicht eine einstellbare Vergrößerung der Auslösezeit . In a further embodiment of the triggering device according to the invention, a delay element is an electrical resistor that can be connected in series with the trigger coil and the delay coil, in particular an electrical resistor with an adjustable ohmic resistance. An electrical resistance connected in series with the tripping coil and the delay coil reduces the current in the tripping coil compared to the case where the electrical resistance is not connected to the tripping circuit, and the tripping time of the tripping device is thus increased. An electrical resistor with an adjustable ohmic resistance enables an adjustable increase in the tripping time.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Auslösevorrichtung ist ein Verzögerungselement ein parallel zu der Auslösespule schaltbarer Kondensator . Wenn der Kondensator parallel zu der Auslösespule geschaltet ist , fließt in einem Zeitintervall direkt nach dem Schließen des Auslösestromkrei- ses ein elektrischer Strom in den Kondensator, der den Kondensator auf lädt . Dadurch wird der in der Auslösespule fließende Strom verringert gegenüber dem Fall , dass der Kondensator nicht in den Auslösestromkreis geschaltet ist , und somit die Auslösezeit der Auslösevorrichtung demgegenüber vergrößert . Wenn der Kondensator aufgeladen ist , ist der Gleichstromwiderstand des Kondensators praktisch unendlich groß und der Strom im Auslösestromkreis fließt praktisch ausschließlich in dem Strompfad mit der Auslösespule , so dass die Auslösespule dasselbe Magnetfeld erzeugt und damit dieselbe Kraft auf das Auslöseelement bewirkt wie in dem Fall , dass der Kondensator nicht in den Auslösestromkreis geschaltet ist . Daher vergrößert das Zuschalten des Kondensators die Auslösezeit der Auslösevorrichtung, ändert j edoch die Kraft auf das Auslöseelement durch das von der Auslösespule erzeugte Magnetfeld kaum gegenüber dem Fall , dass der Kondensator dem Auslösestromkreis nicht zugeschaltet ist . In a further embodiment of the tripping device according to the invention, a delay element is a capacitor that can be switched in parallel with the tripping coil. When the capacitor is connected in parallel to the tripping coil, in a time interval immediately after the tripping circuit closes, flows ses an electric current into the capacitor, charging the capacitor . As a result, the current flowing in the tripping coil is reduced compared to the case in which the capacitor is not connected in the tripping circuit, and the tripping time of the tripping device is thus increased in comparison. When the capacitor is charged, the DC resistance of the capacitor is practically infinite and the current in the tripping circuit flows almost exclusively in the current path with the tripping coil, so that the tripping coil generates the same magnetic field and thus causes the same force on the tripping element as in the case that the capacitor is not connected in the tripping circuit. Therefore, switching on the capacitor increases the tripping time of the tripping device, but hardly changes the force on the tripping element due to the magnetic field generated by the tripping coil compared to the case where the capacitor is not connected to the tripping circuit.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Auslösevorrichtung ist ein Verzögerungselement ein Kondensator und ein weiteres Verzögerungselement ist ein elektrischer Widerstand, wobei eine Reihenschaltung des Kondensators und des elektrischen Widerstands parallel zu der Auslösespule schaltbar ist . Beispielsweise weist der elektrische Widerstand einen einstellbaren ohmschen Widerstand auf . Gegenüber der vorgenannten Ausgestaltung ist bei dieser Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Auslösevorrichtung anstelle nur eines Kondensators eine Reihenschaltung eines Kondensators und eines elektrischen Widerstands parallel zu der Auslösespule schaltbar . Der elektrische Widerstand vergrößert die Aufladedauer für das Aufladen des Kondensators nach dem Schließen des Auslösestromkreises und damit die Auslösezeit der Auslösevorrichtung gegenüber dem Fall , dass nur der Kondensator parallel zu der Auslösespule geschaltet ist . Durch einen elektrischen Widerstand mit einem einstellbaren ohmschen Widerstand sind die Aufladezeit für das Aufladen des Kondensators nach dem Schließen des Auslösestromkreises und damit die Vergröße- rung der Auslösezeit der Auslösevorrichtung außerdem vorteilhaft einstellbar . In a further embodiment of the tripping device according to the invention, a delay element is a capacitor and a further delay element is an electrical resistor, with a series connection of the capacitor and the electrical resistor being switchable in parallel with the tripping coil. For example, the electrical resistance has an adjustable ohmic resistance. In contrast to the aforementioned embodiment, in this embodiment of the tripping device according to the invention, instead of only one capacitor, a series connection of a capacitor and an electrical resistor can be connected in parallel with the tripping coil. The electrical resistance increases the charging time for charging the capacitor after the tripping circuit has been closed and thus the tripping time of the tripping device compared to the case where only the capacitor is connected in parallel with the tripping coil. By using an electrical resistor with an adjustable ohmic resistance, the charging time for charging the capacitor after the tripping circuit has been closed and thus the magnification tion of the triggering time of the triggering device is also advantageously adjustable.
Bei einer Weitergestaltung der vorgenannten Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Auslösevorrichtung weist der Kondensator eine einstellbare Kapazität auf . Durch die Einsteilbarkeit der Kapazität des Kondensators sind der kapazitive Widerstand des Kondensators und damit wiederum die Vergrößerung der Auslösezeit der Auslösevorrichtung durch das Zuschalten des Kondensators in den Auslösestromkreis vorteilhaft einstellbar . In a further development of the aforementioned configurations of the tripping device according to the invention, the capacitor has an adjustable capacitance. Due to the adjustability of the capacitance of the capacitor, the capacitive resistance of the capacitor and thus in turn the increase in the tripping time of the tripping device can be advantageously adjusted by connecting the capacitor to the tripping circuit.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Auslösevorrichtung sind die Auslösespule und wenigstens ein Verzögerungselement in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet . Die Anordnung eines Verzögerungselements in demselben Gehäuse wie die Auslösespule ermöglicht eine platzsparende und kompakte Aus führung der Verzögerungsvorrichtung . In a further embodiment of the tripping device according to the invention, the tripping coil and at least one delay element are arranged in a common housing. The arrangement of a delay element in the same housing as the tripping coil enables a space-saving and compact design of the delay device.
Ein erfindungsgemäßer Leistungsschalter weist eine erfindungsgemäße Auslösevorrichtung auf , die eingerichtet ist , einen Schaltvorgang des Leistungsschalters aus zulösen . Bei einem erfindungsgemäßen Leistungsschalter mit mehreren separat angetriebenen Schalterpolen können die Öf fnungs- oder Schließ zeitpunkte der Schalterpole vorteilhaft durch eine Vergrößerung der Schaltereigenzeit wenigstens eines Schalterpols synchronisiert werden, indem für den Antrieb dieses Schalterpols eine erfindungsgemäße Auslösevorrichtung verwendet wird, deren Auslösezeit durch Zuschalten wenigstens eines Verzögerungselements vergrößert wird . A circuit breaker according to the invention has a tripping device according to the invention, which is set up to trigger a switching process of the circuit breaker. In a circuit breaker according to the invention with several separately driven breaker poles, the opening or closing times of the breaker poles can advantageously be synchronized by increasing the breaker operating time of at least one breaker pole, in that a tripping device according to the invention is used to drive this breaker pole, the tripping time of which is delayed by switching on at least one delay element is enlarged .
Das erfindungsgemäße Verfahren dient dem Vergrößern einer Auslösezeit einer Auslösevorrichtung für einen Leistungsschalter, die ein Auslöseelement und einen Auslösestromkreis mit einer Auslösespule , die eingerichtet ist , bei einer Bestromung eine Bewegung des Auslöseelements zu bewirken, aufweist . Bei dem Verfahren wird dem Auslösestromkreis wenigstens ein elektrisches Verzögerungselement zugeschaltet , das eine Steilheit eines Stromanstiegs eines in der Auslösespule fließenden Stroms nach dem Schließen des Auslösestromkreises verringert und/oder einen Stromanstieg eines in der Auslösespule fließenden Stroms nach dem Schließen des Auslösestromkreises verzögert . The method according to the invention serves to increase a tripping time of a tripping device for a circuit breaker, which has a tripping element and a tripping circuit with a tripping coil which is set up to cause the tripping element to move when energized. In the method, at least one electrical delay element is connected to the tripping circuit, which reduces a steepness of a current rise in a current flowing in the tripping coil after the tripping circuit has been closed and/or delays a current rise in a current flowing in the tripping coil after the tripping circuit has been closed.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise , wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Aus führungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden . Dabei zeigen : The properties, features and advantages of this invention described above and the manner in which they are achieved will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of exemplary embodiments, which will be explained in more detail in connection with the drawings. Show :
FIG 1 eine schematische Darstellung eines ersten Aus führungsbeispiels einer Auslösevorrichtung, 1 shows a schematic representation of a first exemplary embodiment of a tripping device,
FIG 2 einen Schaltplan der in Figur 1 gezeigten Auslösevorrichtung, 2 shows a circuit diagram of the tripping device shown in FIG. 1,
FIG 3 eine schematische Darstellung eines zweiten Aus führungsbeispiels einer Auslösevorrichtung, 3 shows a schematic representation of a second exemplary embodiment of a tripping device,
FIG 4 eine schematische Darstellung eines dritten Aus führungsbeispiels einer Auslösevorrichtung, 4 shows a schematic representation of a third exemplary embodiment of a tripping device,
FIG 5 eine schematische Darstellung eines vierten Aus führungsbeispiels einer Auslösevorrichtung, 5 shows a schematic representation of a fourth exemplary embodiment of a tripping device,
FIG 6 einen Schaltplan der in Figur 5 gezeigten Auslösevorrichtung, 6 shows a circuit diagram of the tripping device shown in FIG. 5,
FIG 7 eine schematische Darstellung eines fünften Aus führungsbeispiels einer Auslösevorrichtung, 7 shows a schematic representation of a fifth exemplary embodiment of a tripping device,
FIG 8 einen Schaltplan eines sechsten Aus führungsbeispiels einer Auslösevorrichtung, FIG 9 einen Schaltplan eines siebten Aus führungsbeispiels einer Auslösevorrichtung, 8 shows a circuit diagram of a sixth exemplary embodiment of a tripping device, 9 shows a circuit diagram of a seventh exemplary embodiment of a tripping device,
FIG 10 einen Schaltplan eines achten Aus führungsbeispiels einer Auslösevorrichtung . 10 shows a circuit diagram of an eighth exemplary embodiment of a tripping device.
Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit denselben Bezugs zeichen versehen . Corresponding parts are provided with the same reference symbols in the figures.
Die Figuren 1 und 2 ( FIG 1 und FIG 2 ) zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Auslösevorrichtung 1 für einen Leistungsschalter . Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung der Auslösevorrichtung 1 , Figur 2 zeigt einen Schaltplan der Auslösevorrichtung 1 . FIGS. 1 and 2 (FIGS. 1 and 2) show a first exemplary embodiment of a tripping device 1 according to the invention for a circuit breaker. FIG. 1 shows a schematic representation of the triggering device 1 , FIG. 2 shows a circuit diagram of the triggering device 1 .
Die Auslösevorrichtung 1 umfasst ein Auslöseelement 3 und einen Auslösestromkreis mit einer Auslösespule 5 , die eingerichtet ist , bei einer Bestromung eine Bewegung des Auslöseelements 3 zu bewirken, und ein Schaltelement 7 , mit dem der Auslösestromkreis geöf fnet und geschlossen werden kann ( das Schaltelement 7 ist in Figur 1 nicht dargestellt ) . Ferner umfasst die Auslösevorrichtung 1 eine Verzögerungsspule 9 , die durch einen Umschalter 11 dem Auslösestromkreis zuschaltbar ist . Figur 1 zeigt eine erste Schaltstellung des Umschalters 11 , indem der Umschalter 11 die Verzögerungsspule 9 in Reihe zu der Auslösespule 5 schaltet . In einer zweiten Schaltstellung überbrückt der Umschalter 11 die Verzögerungsspule 9 , so dass sich die Verzögerungsspule 9 nicht im Strompfad des Auslösestromkreises befindet . The tripping device 1 comprises a tripping element 3 and a tripping circuit with a tripping coil 5, which is set up to cause a movement of the tripping element 3 when energized, and a switching element 7, with which the tripping circuit can be opened and closed (the switching element 7 is not shown in FIG. 1). The tripping device 1 also includes a delay coil 9 which can be connected to the tripping circuit by a changeover switch 11 . FIG. 1 shows a first switching position of the changeover switch 11 in that the changeover switch 11 switches the delay coil 9 in series with the tripping coil 5 . In a second switching position, the changeover switch 11 bridges the delay coil 9 so that the delay coil 9 is not in the current path of the tripping circuit.
Eine Wicklung der Auslösespule 5 verläuft um einen ersten Magnetkern 13 herum . Der erste Magnetkern 13 umgibt ringförmig einen Abschnitt des Auslöseelements 3 . Das Auslöseelement 3 weist einen ferromagnetischen Magnetanker auf . Wenn der Auslösestromkreis durch das Schaltelement 7 geschlossen wird, erzeugt ein in der Auslösespule 5 fließender elektrischer Strom ein Magnetfeld, durch das das Auslöseelement 3 bewegt wird . Das von dem Magnetfeld bewegte Auslöseelement 3 entriegelt einen Schalterantrieb, der nach der Entriegelung wenigstens ein Schaltkontaktelement des Leistungsschalters antreibt . Beispielsweise löst das Auslöseelement 3 zu diesem Zweck ein Klinkenelement , das eine Bewegung des wenigstens einen Schaltkontaktelements hemmt . A winding of the tripping coil 5 runs around a first magnetic core 13 . The first magnetic core 13 surrounds a section of the triggering element 3 in a ring. The triggering element 3 has a ferromagnetic magnet armature. When the tripping circuit is closed by the switching element 7, an electric current flowing in the tripping coil 5 generates a magnetic field, by which the tripping element 3 is moved. The triggering element 3 moved by the magnetic field unlocks a switch drive, which drives at least one switching contact element of the circuit breaker after unlocking. For example, for this purpose, the release element 3 releases a pawl element, which inhibits a movement of the at least one switching contact element.
Die Verzögerungsspule 9 weist einen ohmschen Widerstand auf , der beispielsweise deutlich kleiner als ein ohmscher Widerstand der Auslösespule 5 ist , wenn die Gesamtleistung im Auslösestromkreis möglichst klein sein soll . Eine Wicklung der Verzögerungsspule 9 verläuft um einen zweiten Magnetkern 15 herum . The delay coil 9 has an ohmic resistance which, for example, is significantly smaller than an ohmic resistance of the tripping coil 5 if the total power in the tripping circuit is to be as small as possible. A winding of the deceleration coil 9 runs around a second magnetic core 15 .
Wenn die Verzögerungsspule 9 durch den Umschalter 11 in den Auslösestromkreis geschaltet ist , verringert der induktive Widerstand der Verzögerungsspule 9 in einem Zeitintervall , in dem der Strom im Auslösestromkreis unmittelbar nach dem Schließen des Auslösestromkreises ansteigt , eine Steilheit eines Stromanstiegs eines in der Auslösespule 5 fließenden Stroms gegenüber dem Fall , dass die Verzögerungsspule 9 durch den Umschalter 11 überbrückt ist . Wenn sich der Strom in dem Auslösestromkreis nach einer Einschaltphase stabilisiert , beeinflusst die Verzögerungsspule 9 die Stromstärke in dem Auslösestromkreis nur wenig gegenüber dem Fall , dass die Verzögerungsspule 9 nicht zugeschaltet ist , sofern der ohmsche Widerstand der Verzögerungsspule 9 deutlich kleiner ist als der ohmsche Widerstand der Auslösespule 5 , weil sich der induktive Widerstand der Verzögerungsspule 9 nur wesentlich auswirkt , wenn sich die Stromstärke in dem Auslösestromkreis ändert . Daher vergrößert das Zuschalten der Verzögerungsspule 9 die Auslösezeit der Auslösevorrichtung 1 , ändert j edoch die Kraft auf das Auslöseelement 3 durch das von der Auslösespule 5 erzeugte Magnetfeld kaum gegenüber dem Fall , dass die Verzögerungsspule 9 dem Auslösestromkreis nicht zugeschaltet ist . When the delay coil 9 is switched into the tripping circuit by the changeover switch 11, the inductance of the delaying coil 9 reduces a steepness of a current rise of a current flowing in the tripping coil 5 in a time interval in which the current in the tripping circuit increases immediately after the tripping circuit is closed compared to the case in which the delay coil 9 is bypassed by the changeover switch 11 . If the current in the tripping circuit stabilizes after a switch-on phase, the delay coil 9 affects the amperage in the tripping circuit only slightly compared to the case in which the delay coil 9 is not connected, provided that the ohmic resistance of the delay coil 9 is significantly lower than the ohmic resistance of the Tripping coil 5 because the inductive resistance of the delay coil 9 only has a significant effect when the current strength in the tripping circuit changes. Therefore, connecting the delay coil 9 increases the tripping time of the tripping device 1, but hardly changes the force on the tripping element 3 through the magnetic field generated by the tripping coil 5 compared to the case where the delay coil 9 is not connected to the tripping circuit.
Die Auslösespule 5 , die Verzögerungsspule 9 , die Magnetkerne 13 , 15 und das Auslöseelement 3 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 17 angeordnet , wobei ein Endabschnitt des Auslöseelements 3 durch eine Gehäuseöf fnung 19 aus dem Gehäuse 17 heraus ragt . The trigger coil 5, the delay coil 9, the magnetic cores 13, 15 and the trigger element 3 are in one common Housing 17 is arranged, with an end section of the triggering element 3 protruding through a housing opening 19 out of the housing 17 .
Figur 3 ( FIG 3 ) zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Aus führungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Auslösevorrichtung 1 für einen Leistungsschalter . Dieses Aus führungsbeispiel unterscheidet sich von dem in den Figuren 1 und 2 gezeigten Aus führungsbeispiel nur dadurch, dass der zweite Magnetkern 15 gegenüber der Verzögerungsspule 9 verschiebbar angeordnet ist , so dass eine Induktivität der Verzögerungsspule 9 änderbar ist . In dem in Figur 3 gezeigten Aus führungsbeispiel ist der zweite Magnetkern 15 durch eine Stellschraube 21 verschiebbar, die mit dem zweiten Magnetkern 15 verbunden ist , an dem Gehäuse 17 geführt wird und aus dem Gehäuse 17 heraus ragt . Durch die Verschiebbarkeit des zweiten Magnetkerns 15 sind der induktive Widerstand der Verzögerungsspule 9 und damit die Vergrößerung der Auslösezeit der Auslösevorrichtung 1 gegenüber dem Fall , dass die Verzögerungsspule 9 dem Auslösestromkreis nicht zugeschaltet ist , einstellbar . FIG. 3 (FIG. 3) shows a schematic representation of a second exemplary embodiment of a tripping device 1 according to the invention for a circuit breaker. This exemplary embodiment differs from the exemplary embodiment shown in FIGS. 1 and 2 only in that the second magnetic core 15 is arranged such that it can be displaced relative to the delay coil 9, so that an inductance of the delay coil 9 can be changed. In the exemplary embodiment shown in FIG. 3, the second magnetic core 15 can be displaced by an adjusting screw 21, which is connected to the second magnetic core 15, is guided on the housing 17 and protrudes from the housing 17. Because the second magnetic core 15 can be moved, the inductive resistance of the delay coil 9 and thus the increase in the tripping time of the tripping device 1 can be adjusted compared to the case where the delay coil 9 is not connected to the tripping circuit.
Figur 4 ( FIG 4 ) zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Aus führungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Auslösevorrichtung 1 für einen Leistungsschalter . Dieses Aus führungsbeispiel unterscheidet sich von dem in den Figuren 1 und 2 gezeigten Aus führungsbeispiel nur dadurch, dass die Verzögerungsspule 9 mehrere Abgri f fe 23 bis 26 aufweist , die durch einen Umschalter 11 wahlweise kontaktierbar sind . Wenn der Umschalter 11 einen ersten Abgri f f 23 der Verzögerungsspule 9 kontaktiert , wird die Verzögerungsspule 9 überbrückt , so dass sie sich nicht im Strompfad des Auslösestromkreises befindet . Wenn der Umschalter 11 einen der anderen Abgri f fe 24 bis 26 kontaktiert , wird j eweils eine andere Windungsanzahl von Windungen der Verzögerungsspule 9 , in denen bei geschlossenem Auslösestromkreis elektrischer Strom fließt , eingestellt . Mit anderen Worten ist durch den Umschalter 11 eine Windungsanzahl von Windungen der Verzögerungsspule 9 , in denen bei ge- schlossenem Auslösestromkreis elektrischer Strom fließt , einstellbar . Durch Änderung dieser Windungsanzahl sind eine Induktivität der Verzögerungsspule 9 und damit die Vergrößerung der Auslösezeit der Auslösevorrichtung 1 gegenüber dem Fall , dass die Verzögerungsspule 9 dem Auslösestromkreis nicht zugeschaltet ist , änderbar und einstellbar . FIG. 4 (FIG. 4) shows a schematic representation of a third exemplary embodiment of a tripping device 1 according to the invention for a circuit breaker. This exemplary embodiment differs from the exemplary embodiment shown in FIGS. 1 and 2 only in that the delay coil 9 has a plurality of taps 23 to 26 which can be selectively contacted by a changeover switch 11 . When the changeover switch 11 contacts a first tap 23 of the delay coil 9, the delay coil 9 is bypassed so that it is not in the current path of the tripping circuit. When the changeover switch 11 contacts one of the other taps 24 to 26 , a different number of turns of the delay coil 9 , in which electric current flows when the tripping circuit is closed, is set in each case. In other words, the changeover switch 11 is a number of turns of the delay coil 9, in which at given closed trigger circuit electric current flows, adjustable. By changing this number of turns, an inductance of the delay coil 9 and thus the increase in the tripping time of the tripping device 1 can be changed and adjusted compared to the case in which the delay coil 9 is not connected to the tripping circuit.
Die Figuren 5 und 6 ( FIG 5 und FIG 6 ) zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Auslösevorrichtung 1 für einen Leistungsschalter . Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung der Auslösevorrichtung 1 , Figur 6 zeigt einen Schaltplan der Auslösevorrichtung 1 . FIGS. 5 and 6 (FIGS. 5 and 6) show a fourth exemplary embodiment of a tripping device 1 according to the invention for a circuit breaker. FIG. 5 shows a schematic representation of the triggering device 1 , FIG. 6 shows a circuit diagram of the triggering device 1 .
Die Auslösevorrichtung 1 umfasst wie die in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Aus führungsbeispiele ein Auslöseelement 3 , einen Magnetkern 13 , der einen Abschnitt des Auslöseelements 3 ringförmig umgibt , einen Auslösestromkreis mit einer Auslösespule 5 , die eine um den Magnetkern 13 herum verlaufende Wicklung aufweist und eingerichtet ist , bei einer Bestromung eine Bewegung des Auslöseelements 3 zu bewirken, und ein Schaltelement 7 , mit dem der Auslösestromkreis geöf fnet und geschlossen werden kann ( das Schaltelement 7 ist in Figur 5 nicht dargestellt ) . Ferner umfasst die Auslösevorrichtung 1 einen Kondensator 27 , der durch einen Schalter 29 dem Auslösestromkreis parallel zu der Auslösespule 5 zuschaltbar ist . Like the exemplary embodiments shown in Figures 1 to 4, the tripping device 1 comprises a tripping element 3, a magnet core 13, which surrounds a section of the tripping element 3 in the form of a ring, a tripping circuit with a tripping coil 5, which has a winding running around the magnet core 13, and is set up to bring about a movement of the tripping element 3 when energized, and a switching element 7 with which the tripping circuit can be opened and closed (the switching element 7 is not shown in FIG. 5). Furthermore, the tripping device 1 includes a capacitor 27 which can be connected to the tripping circuit in parallel with the tripping coil 5 by a switch 29 .
Wenn der Kondensator 27 parallel zu der Auslösespule 5 geschaltet ist , fließt in einem Zeitintervall direkt nach dem Schließen des Auslösestromkreises ein elektrischer Strom in den Kondensator 27 , der den Kondensator 27 auf lädt . Dadurch wird der in der Auslösespule 5 fließende Strom verringert gegenüber dem Fall , dass der Kondensator 27 nicht in den Auslösestromkreis geschaltet ist , und somit die Auslösezeit der Auslösevorrichtung 1 demgegenüber vergrößert . Wenn der Kondensator 27 aufgeladen ist , ist der Gleichstromwiderstand des Kondensators 27 praktisch unendlich groß und der Strom im Auslösestromkreis fließt praktisch ausschließlich in dem Strompfad mit der Auslösespule 5 , so dass die Auslösespule 5 dasselbe Magnetfeld erzeugt und damit dieselbe Kraft auf das Auslöseelement 3 bewirkt wie in dem Fall , dass der Kondensator 27 nicht in den Auslösestromkreis geschaltet ist . Daher vergrößert das Zuschalten des Kondensators 27 die Auslösezeit der Auslösevorrichtung 1 , ändert j edoch die Kraft auf das Auslöseelement 3 durch das von der Auslösespule 5 erzeugte Magnetfeld kaum gegenüber dem Fall , dass der Kondensator 27 dem Auslösestromkreis nicht zugeschaltet ist . When the capacitor 27 is connected in parallel with the trip coil 5 , an electric current flows in the capacitor 27 at a time interval immediately after the trip circuit is closed, charging the capacitor 27 . As a result, the current flowing in the tripping coil 5 is reduced compared to the case in which the capacitor 27 is not connected to the tripping circuit, and the tripping time of the tripping device 1 is thus increased in comparison. When the capacitor 27 is charged, the DC resistance of the capacitor 27 is practically infinitely large and the current in the tripping circuit flows almost exclusively in the current path with the tripping coil 5, so that the tripping coil 5 generates the same magnetic field and thus effects the same force on the tripping element 3 as in the case where the capacitor 27 is not connected to the tripping circuit. Therefore, connecting the capacitor 27 increases the tripping time of the tripping device 1, but hardly changes the force on the tripping element 3 through the magnetic field generated by the tripping coil 5 compared to the case where the capacitor 27 is not connected to the tripping circuit.
Figur 7 ( FIG 7 ) zeigt eine schematische Darstellung eines fünften Aus führungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Auslösevorrichtung 1 für einen Leistungsschalter . Dieses Aus führungsbeispiel unterscheidet sich von dem in den Figuren 5 und 6 gezeigten Aus führungsbeispiel nur dadurch, dass der Kondensator 27 eine einstellbare Kapazität aufweist . Durch die Einsteilbarkeit der Kapazität des Kondensators 27 sind der kapazitive Widerstand des Kondensators 27 und damit die Vergrößerung der Auslösezeit der Auslösevorrichtung 1 gegenüber dem Fall , dass der Kondensator 27 dem Auslösestromkreis nicht zugeschaltet ist , einstellbar . FIG. 7 (FIG. 7) shows a schematic representation of a fifth exemplary embodiment of a tripping device 1 according to the invention for a circuit breaker. This exemplary embodiment differs from the exemplary embodiment shown in FIGS. 5 and 6 only in that the capacitor 27 has an adjustable capacitance. Because the capacitance of the capacitor 27 can be set, the capacitive resistance of the capacitor 27 and thus the increase in the tripping time of the tripping device 1 can be set compared to the case in which the capacitor 27 is not connected to the tripping circuit.
Figur 8 ( FIG 8 ) zeigt einen Schaltplan eines sechsten Aus führungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Auslösevorrichtung 1 für einen Leistungsschalter . Dieses Aus führungsbeispiel unterscheidet sich von dem in den Figuren 5 und 6 gezeigten Aus führungsbeispiel nur dadurch, dass anstelle nur des Kondensators 27 eine Reihenschaltung eines Kondensators 27 und eines elektrischen Widerstands 31 durch den Schalter 29 parallel zu der Auslösespule 5 schaltbar ist . Der elektrische Widerstand 31 vergrößert die Aufladedauer für das Aufladen des Kondensators 27 nach dem Schließen des Auslösestromkreises und damit die Auslösezeit der Auslösevorrichtung 1 gegenüber dem Fall , dass nur der Kondensator 27 parallel zu der Auslösespule 5 geschaltet ist . FIG. 8 (FIG. 8) shows a circuit diagram of a sixth exemplary embodiment of a tripping device 1 according to the invention for a circuit breaker. This exemplary embodiment differs from the exemplary embodiment shown in FIGS. 5 and 6 only in that, instead of just the capacitor 27, a series connection of a capacitor 27 and an electrical resistor 31 can be switched in parallel with the tripping coil 5 by the switch 29. The electrical resistance 31 increases the charging time for charging the capacitor 27 after the tripping circuit has been closed and thus the tripping time of the tripping device 1 compared to the case where only the capacitor 27 is connected in parallel with the tripping coil 5 .
Figur 9 ( FIG 9 ) zeigt einen Schaltplan eines siebten Aus führungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Auslösevorrichtung 1 für einen Leistungsschalter . Dieses Aus führungsbeispiel un- terscheidet sich von dem in Figur 8 gezeigten Aus führungsbeispiel nur dadurch, dass der elektrische Widerstand 31 einen einstellbaren ohmschen Widerstand aufweist . Durch die Einsteilbarkeit des ohmschen Widerstands des elektrischen Widerstands 31 sind die Aufladezeit für das Aufladen des Kondensators 27 nach dem Schließen des Auslösestromkreises und damit die Vergrößerung der Auslösezeit der Auslösevorrichtung 1 gegenüber dem Fall , dass der Kondensator 27 und der elektrische Widerstand 31 dem Auslösestromkreis nicht zugeschaltet ist , einstellbar . FIG. 9 (FIG. 9) shows a circuit diagram of a seventh exemplary embodiment of a tripping device 1 according to the invention for a circuit breaker. This exemplary differs from the exemplary embodiment shown in FIG. 8 only in that the electrical resistor 31 has an adjustable ohmic resistance. Due to the adjustability of the ohmic resistance of the electrical resistor 31, the charging time for charging the capacitor 27 after the tripping circuit has been closed and thus the increase in the tripping time of the tripping device 1 compared to the case in which the capacitor 27 and the electrical resistor 31 are not connected to the tripping circuit is , adjustable .
Figur 10 ( FIG 10 ) zeigt einen Schaltplan eines achten Aus führungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Auslösevorrichtung 1 für einen Leistungsschalter . Dieses Aus führungsbeispiel unterscheidet sich von dem in den Figuren 1 und 2 gezeigten Aus führungsbeispiel nur dadurch, dass ein einstellbarer elektrischer Widerstand 31 in Reihe zu der Auslösespule 5 geschaltet ist . FIG. 10 (FIG. 10) shows a circuit diagram of an eighth exemplary embodiment of a tripping device 1 according to the invention for a circuit breaker. This exemplary embodiment differs from the exemplary embodiment shown in FIGS. 1 and 2 only in that an adjustable electrical resistor 31 is connected in series with tripping coil 5 .
Die in den Figuren 1 bis 10 gezeigten Aus führungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Auslösevorrichtung 1 können in verschiedener Weise zu weiteren Aus führungsbeispielen abgewandelt werden . Beispielsweise können die Verzögerungsspule 9 und der zweite Magnetkern 15 außerhalb des Gehäuses 17 statt wie in den Figuren 1 bis 4 innerhalb des Gehäuses 17 angeordnet sein . Entsprechend können der Kondensator 27 beziehungsweise der Kondensator 27 und der elektrische Widerstand 31 außerhalb des Gehäuses 17 statt wie in den Figuren 5 bis 9 innerhalb des Gehäuses 17 angeordnet sein . Ferner kann der zweite Magnetkern 15 bei den in den Figuren 1 und 4 gezeigten Aus führungsbeispielen entfallen, wenn die Verzögerungsspule 9 auch ohne den zweiten Magnetkern 15 eine ausreichend hohe Induktivität aufweist . Das in Figur 4 gezeigte Aus führungsbeispiel kann außerdem beispielsweise dahin gehend abgewandelt werden, dass die Verzögerungsspule 9 einen verstellbaren Abgri f f statt mehrere diskrete Abgri f fe 23 bis 26 aufweist . Des Weiteren können die in den Figuren 3 und 4 gezeigten Aus führungsbeispiele miteinander kombiniert werden, indem sowohl der zweite Magnetkern 15 verschiebbar ausgeführt ist und als auch die Windungsanzahl der stromdurchflossenen Windungen der Verzögerungsspule 9 einstellbar ausgeführt ist . Analog können die in den Figuren 7 und 8 oder 9 gezeigten Aus führungsbeispiele miteinander kombiniert werden, indem der Kondensator 27 eine einstellbare Kapazität aufweist und zusätzlich ein elektrischer Widerstand 31 , insbesondere mit einem einstellbaren ohmschen Widerstand, dem Auslösestromkreis zuschaltbar ist . Ferner können die in den Figuren 3 und 4 gezeigten Aus führungsbeispiele analog zu dem in Figur 10 gezeigten Aus führungsbeispiel um einen elektrischen Widerstand 31 erweitert werden, der in Reihe zu der Verzögerungsspule 9 geschaltet ist . Zudem kann ein in den Figuren 1 bis 4 oder 10 gezeigtes Aus führungsbeispiel mit einem in den Figuren 5 bis 9 gezeigten Aus führungsbeispiel zu einem Aus führungsbeispiel kombiniert werden, das sowohl eine Verzögerungsspule 9 als auch einen Kondensator 27 aufweist . The exemplary embodiments of a triggering device 1 according to the invention shown in FIGS. 1 to 10 can be modified in various ways to form further exemplary embodiments. For example, the deceleration coil 9 and the second magnetic core 15 can be arranged outside the housing 17 instead of inside the housing 17 as in FIGS. Correspondingly, the capacitor 27 or the capacitor 27 and the electrical resistor 31 can be arranged outside the housing 17 instead of inside the housing 17 as in FIGS. In addition, the second magnetic core 15 can be omitted in the exemplary embodiments shown in FIGS. 1 and 4 if the delay coil 9 has a sufficiently high inductance even without the second magnetic core 15 . The exemplary embodiment shown in FIG. 4 can also be modified, for example, so that the delay coil 9 has an adjustable tap instead of a plurality of discrete taps 23 to 26 . Furthermore, the exemplary embodiments shown in Figures 3 and 4 can be combined with each other by both the second magnetic core 15 is designed to be displaceable and the number of turns of the current-carrying turns of the delay coil 9 is designed to be adjustable. Analogously, the exemplary embodiments shown in FIGS. 7 and 8 or 9 can be combined with one another in that the capacitor 27 has an adjustable capacitance and an additional electrical resistor 31, in particular with an adjustable ohmic resistance, can be connected to the tripping circuit. Furthermore, the exemplary embodiments shown in FIGS. 3 and 4 can be expanded by an electrical resistor 31, which is connected in series with the delay coil 9, analogously to the exemplary embodiment shown in FIG. In addition, an exemplary embodiment shown in FIGS. 1 to 4 or 10 can be combined with an exemplary embodiment shown in FIGS. 5 to 9 to form an exemplary embodiment which has both a delay coil 9 and a capacitor 27 .
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Aus führungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde , so ist die Erfindung nicht durch die of fenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen . Although the invention has been illustrated and described in more detail by preferred exemplary embodiments, the invention is not restricted by the examples disclosed and other variations can be derived therefrom by a person skilled in the art without departing from the scope of protection of the invention.

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Auslösevorrichtung (1) für einen Leistungsschalter, die Auslösevorrichtung (1) umfassend 1. Tripping device (1) for a circuit breaker, the tripping device (1) comprising
- ein Auslöseelement (3) , - a release element (3),
- einen Auslösestromkreis mit einer Auslösespule (5) , die eingerichtet ist, bei einer Bestromung eine Bewegung des Auslöseelements (3) zu bewirken, und - A tripping circuit with a tripping coil (5), which is set up to bring about a movement of the tripping element (3) when energized, and
- wenigstens ein dem Auslösestromkreis zuschaltbares elektrisches Verzögerungselement (9, 27, 31) , das eine Steilheit eines Stromanstiegs eines in der Auslösespule (5) fließenden Stroms nach dem Schließen des Auslösestromkreises verringert und/oder einen Stromanstieg eines in der Auslösespule (5) fließenden Stroms nach dem Schließen des Auslösestromkreises verzögert . - At least one electrical delay element (9, 27, 31) that can be connected to the tripping circuit and reduces the steepness of a current rise in a current flowing in the tripping coil (5) after the tripping circuit has been closed and/or a current rise in a current flowing in the tripping coil (5). delayed after closing the trip circuit.
2. Auslösevorrichtung (1) nach Anspruch 1 mit einem Verzögerungselement, das eine in Reihe zu der Auslösespule (5) schaltbare Verzögerungsspule (9) ist. 2. Tripping device (1) according to claim 1 with a delay element which is a delay coil (9) which can be switched in series with the tripping coil (5).
3. Auslösevorrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei ein ohmscher Widerstand der Verzögerungsspule (9) kleiner als ein ohmscher Widerstand der Auslösespule (5) ist. 3. Tripping device (1) according to claim 2, wherein an ohmic resistance of the delay coil (9) is smaller than an ohmic resistance of the tripping coil (5).
4. Auslösevorrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3 mit einem Magnetkern (15) , um den herum eine Wicklung der Verzögerungsspule (9) verläuft. 4. tripping device (1) according to claim 2 or 3 with a magnetic core (15) around which a winding of the delay coil (9) runs.
5. Auslösevorrichtung (1) nach Anspruch 4, wobei der Magnetkern (15) gegenüber der Verzögerungsspule (9) verschiebbar angeordnet ist, so dass eine Induktivität der Verzögerungsspule (9) änderbar ist. 5. tripping device (1) according to claim 4, wherein the magnetic core (15) relative to the delay coil (9) is arranged to be displaceable, so that an inductance of the delay coil (9) can be changed.
6. Auslösevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei eine Windungsanzahl von Windungen der Verzögerungsspule (9) , in denen bei geschlossenem Auslösestromkreis elektrischer Strom fließt, einstellbar ist. 6. tripping device (1) according to any one of claims 2 to 5, wherein a number of turns of turns of the delay coil (9), in which electric current flows when the tripping circuit is closed, is adjustable.
7. Auslösevorrichtung (1) nach Anspruch 6, wobei die Verzögerungsspule (9) mehrere Abgriffe (23 bis 26) oder einen verstellbaren Abgriff zum Einstellen der Windungsanzahl aufweist. 7. tripping device (1) according to claim 6, wherein the delay coil (9) has a plurality of taps (23 to 26) or an adjustable tap for adjusting the number of turns.
8. Auslösevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 7 mit einem Verzögerungselement, das ein in Reihe zu der Auslösespule (5) und der Verzögerungsspule (9) schaltbarer elektrischer Widerstand (31) ist. 8. tripping device (1) according to any one of claims 2 to 7 with a delay element, which is in series with the tripping coil (5) and the delay coil (9) switchable electrical resistance (31).
9. Auslösevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Verzögerungselement, das ein parallel zu der Auslösespule (5) schaltbarer Kondensator (27) ist. 9. tripping device (1) according to any one of the preceding claims with a delay element, which is a parallel to the tripping coil (5) switchable capacitor (27).
10. Auslösevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Verzögerungselement, das ein Kondensator (27) ist, und einem Verzögerungselement, das ein elektrischer Widerstand (31) ist, wobei eine Reihenschaltung des Kondensators (27) und des elektrischen Widerstands parallel zu der Auslösespule (5) schaltbar ist. 10. Tripping device (1) according to any one of the preceding claims with a delay element, which is a capacitor (27), and a delay element, which is an electrical resistor (31), wherein a series circuit of the capacitor (27) and the electrical resistor parallel to the tripping coil (5) can be switched.
11. Auslösevorrichtung (1) nach Anspruch 8 oder 10, wobei der elektrische Widerstand (31) einen einstellbaren ohmschen Widerstand aufweist. 11. Triggering device (1) according to claim 8 or 10, wherein the electrical resistor (31) has an adjustable ohmic resistance.
12. Auslösevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei der Kondensator (27) eine einstellbare Kapazität aufweist. 12. tripping device (1) according to any one of claims 9 to 11, wherein the capacitor (27) has an adjustable capacitance.
13. Auslösevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auslösespule (5) und wenigstens ein Verzögerungselement (9, 27, 31) in einem gemeinsamen Gehäuse (17) angeordnet sind. 13. Tripping device (1) according to one of the preceding claims, wherein the tripping coil (5) and at least one delay element (9, 27, 31) are arranged in a common housing (17).
14. Leistungsschalter mit einer Auslösevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die eingerichtet ist, einen Schaltvorgang des Leistungsschalters auszulösen. 14. Circuit breaker with a tripping device (1) according to any one of the preceding claims, which is set up to trigger a switching operation of the circuit breaker.
15. Verfahren zum Vergrößern einer Auslösezeit einer Auslösevorrichtung (1) für einen Leistungsschalter, die ein Auslöseelement (3) und einen Auslösestromkreis mit einer Auslösespule (5) , die eingerichtet ist, bei einer Bestromung eine Bewegung des Auslöseelements (3) zu bewirken, aufweist, wobei dem Auslösestromkreis wenigstens ein elektrisches Verzögerungselement (9, 27, 31) zugeschaltet wird, das eine Steilheit eines Stromanstiegs eines in der Auslösespule (5) fließenden Stroms nach dem Schließen des Auslösestromkreises ver- ringert und/oder einen Stromanstieg eines in der Auslösespule (5) fließenden Stroms nach dem Schließen des Auslösestromkreises verzögert. 15. A method for increasing a tripping time of a tripping device (1) for a circuit breaker, which has a tripping element (3) and a tripping circuit with a tripping coil (5), which is set up to cause the tripping element (3) to move when energized , At least one electrical delay element (9, 27, 31) being connected to the tripping circuit, which reduces the steepness of a current rise in a current flowing in the tripping coil (5) after the tripping circuit has been closed and/or a current rise in a current flowing in the tripping coil ( 5) delayed current flow after the trip circuit is closed.
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