NO317124B1

NO317124B1 - Device for releasing an overcurrent switch

Info

Publication number: NO317124B1
Application number: NO19995717A
Authority: NO
Inventors: Paul Kadan; Tibor Polgar
Original assignee: Felten & Guilleaume Ag Oester
Priority date: 1997-06-20
Filing date: 1999-11-22
Publication date: 2004-08-16
Also published as: MY120450A; EP0990247A1; NO995717L; DE59801535D1; ES2165169T3; ATE205960T1; SK176099A3; CZ297249B6; AU7897598A; CZ453199A3; ATA107597A; EP0990247B1; AT406099B; WO1998059354A1; NO995717D0; AR011485A1; AU734007B2; SK285827B6; TNSN98103A1

Description

Oppfinnelsen angår en utløseranordning for en overstrømsbryter, som f.eks. en linjevernbryter, omfattende et utløseranker som betjener en bryterlås, hvilket anker kan dri-ves av en spole som overvåkningsstrømmen flyter gjennom. De vanligste overstrøms-vern eller brytere består av smeltesikringer som vanligvis bare kan anvendes til en utkopling og sikringsautomater som igjen kan innkoples for flere gangers bruk. The invention relates to a release device for an overcurrent switch, which e.g. a line protection switch, comprising a trip armature operating a switch lock, which armature can be operated by a coil through which the monitoring current flows. The most common overcurrent protectors or switches consist of fuses that can usually only be used for one disconnection and circuit breakers that can be switched on again for multiple uses.

I et elektrisk anlegg blir det normalt anordnet en overbelastningsbeskyttelse i tilførsels-ledningen før denne tilførselsledningen blir oppdelt i flere parallellkoplede strømkretser. I hver av disse strømkretsene er det egne beskyttelsesanordninger, som som regel består av personvern (vernebryter eller lignende) og anleggsvern (linjevernebrytere, smeltesikringer eller lignende). I alle fall kan disse strømkretsene på nytt inndeles i ytterligere, og likeledes sikrede, understrømkretser. In an electrical installation, an overload protection is normally arranged in the supply line before this supply line is divided into several parallel-connected current circuits. In each of these circuits, there are separate protective devices, which usually consist of personal protection (circuit breaker or similar) and system protection (line circuit breakers, fuses or similar). In any case, these current circuits can be divided again into further, and likewise secured, undercurrent circuits.

Ved en slik bryterstruktur dannes en seriekopling av verneanordningen til henholdsvis tilførselsledningen, strømkretsen og understrømkretsene. With such a switch structure, a series connection is formed of the protective device to the supply line, the current circuit and the undercurrent circuits respectively.

Dersom det nå opptrer en utillatelig høy strøm i en understrømkrets, er det ønskelig at bare vernebryteren som er tilordnet denne understrømkretsen utløses og derved skiller strømkretsen fra nettet slik at samtlige innkoplede vemebrytere forblir innkoplet og derved besørger at forstyrrelsesfrie strømkretser og understrømkretser forblir forbundet med nettet. Først når den opptredende overstrømmen er så stor at den ikke kan utkoples med vernebryteren til understrømkretsen, skal den overordnede bryteren anvendes. En slik udsforsinket utkopling av den tilordnede bryteren benevnes som "selektivitet". Med smeltesikringer blir denne selektiviteten ivaretatt ved at den nødvendige oppvarmingen av smeltetråden er proporsjonal med kvadratet av strømstyrken og innvirkningstiden til overstrømmen. If an unacceptably high current now occurs in an undercurrent circuit, it is desirable that only the circuit breaker assigned to this undercurrent circuit is triggered and thereby separates the current circuit from the mains so that all connected circuit breakers remain switched on and thereby ensures that disturbance-free current circuits and undercurrent circuits remain connected to the mains. Only when the occurring overcurrent is so great that it cannot be switched off with the protective switch of the undercurrent circuit, the main switch must be used. Such delayed disconnection of the assigned switch is referred to as "selectivity". With fuses, this selectivity is ensured by the fact that the required heating of the fuse wire is proportional to the square of the amperage and the impact time of the overcurrent.

Som linjevemebryter blir det som regel anordnet to utløsningsanordninger. En første anordning er bestemt for utkoplingen av en overstrøm som bare ligger litt over anleggets merkestrøm, men som innvirker over et lengre tidsrom. Den andre, såkalte kortslut-ningsstrømsbryter, blir vanligvis realisert ved hjelp av en spole som den overvåkede strømmen flyter gjennom og som styrer et anker eller en armatur som besørger utkoplingen. For å tilveiebringe en tidsavhengig forsinkelse for smeltesikringene med deres oppvarming og derved strømstyrke, anvendes termobimetallstrimler som overvåknings-strømmen flyter gjennom, hvilke bimetallstrimler endrer formen analogt med smeltetråden, dvs. proporsjonalt med kvadratet til strømstyrken og tiden, og ved denne formend-ringen tidsforsinkes koplingen av kortslutningsstrømutløsningen. Two tripping devices are usually arranged as a circuit breaker. A first device is intended for the disconnection of an overcurrent that is only slightly above the plant's rated current, but which affects over a longer period of time. The second, so-called short-circuit circuit breaker, is usually realized by means of a coil through which the monitored current flows and which controls an armature or an armature which ensures the disconnection. In order to provide a time-dependent delay for the fuses with their heating and thus amperage, thermobimetallic strips are used through which the monitoring current flows, which bimetallic strips change shape analogously to the fuse wire, i.e. proportional to the square of the amperage and time, and with this change in shape the connection is time-delayed of the short circuit current release.

Denne bimetallstrimmelen oppviser byggedeler eller elementer som på den ene side må justeres nøyaktig mekanisk og på den andre siden krever ytterligere elektrisk forbindelse. Sammenlagt medfører den også en betydelig komplisering av vernebryterens opp-bygning så vel som en svekking av funksjonspåliteligheten og en omstendelig fremstil-ling. En ytterligere ulempe ved konstruksjonen er at den tidsforsinkede utkoplingen be-sørget av bimetallelementene er uavhengig av styrken til den overvåkede strømmen. Derved vil det ved svært høye kortslutningsstrømmer, hvor beskyttelsen av anlegget må skje uten forsinket utkopling, være en tidsforsinkelse før verneanordningen aktiveres. This bimetallic strip presents building parts or elements which on the one hand must be precisely adjusted mechanically and on the other hand require additional electrical connection. Taken together, it also entails a significant complication of the circuit breaker's structure as well as a weakening of the functional reliability and a cumbersome manufacture. A further disadvantage of the construction is that the time-delayed disconnection provided by the bimetallic elements is independent of the strength of the monitored current. Thereby, in the case of very high short-circuit currents, where the protection of the system must take place without delayed disconnection, there will be a time delay before the protective device is activated.

Oppfinnelsen har til formål å tilveiebringe en utløseranordning av den innledningsvis nevnte typen som oppviser et selektivt utløserforhold, og hvor det anvendes bare noen små, ufølsomme og enkelt innbyggbare vanlige utløserspoler som byggedeler eller elementer. I tillegg til dette skal utløseranordningen i henhold til oppfinnelsen miste sin selektivitet og uforsinket besørge utløsning når den overvåkede strømmen når en bestemt, på forhånd gitt styrke. The purpose of the invention is to provide a trigger device of the initially mentioned type which exhibits a selective trigger ratio, and where only a few small, insensitive and easily built-in common trigger coils are used as building parts or elements. In addition to this, according to the invention, the tripping device must lose its selectivity and ensure tripping without delay when the monitored current reaches a specific, previously given strength.

I henhold til oppfinnelsen blir dette oppnådd ved at utløserankeret holdes i sin hvilestilling av en fjær og en elektromagnet hvis spole den overvåkede strømmen, henholdsvis en strøm som er proporsjonal med den overvåkede strømmen, flyter gjennom, og ved at spolen når den når en på forhånd gitt strømstyrke kan kortsluttes. According to the invention, this is achieved by the release armature being held in its resting position by a spring and an electromagnet through whose coil the monitored current, or a current proportional to the monitored current, flows through, and by the coil reaching it in advance given amperage can be short-circuited.

Tilslaget til utløserankeret blir derved ved hjelp av enkle konstruktive foranstaltninger forsinket så lenge inntil kraften som spolen virker på utløseankeret med overskrider holdekraften til elektromagneten. Selektiviteten blir i tillegg automatisk tilpasset den mo-mentane styrken til strømmen som overvåkes, og reduseres støtaktig under kortslutning-en noe som medfører en umiddelbar reduksjon av holdemagnetismen. By means of simple constructive measures, the attack on the release armature is thereby delayed until the force with which the coil acts on the release armature exceeds the holding force of the electromagnet. In addition, the selectivity is automatically adapted to the instantaneous strength of the current being monitored, and is reduced abruptly during a short circuit, which results in an immediate reduction of the holding magnetism.

I en videreutvikling av oppfinnelsen kan det være besørget at viklingen til det ytterste viklingslaget til spolen oppviser deler som er fritt for isolasjonsmateriale, og det er anordnet en elektrisk ledende bro som når en forutbestemt strømstyrke nås kan bringes i kontakt med denne delen eller delene. In a further development of the invention, it can be ensured that the winding of the outermost winding layer of the coil has parts that are free of insulating material, and an electrically conductive bridge is arranged which, when a predetermined current strength is reached, can be brought into contact with this part or parts.

Derved kan det innspares en kortslutningskontakt som er koplet parallelt med spolen og som er relativt grovt dimensjonert for å være tilpasset den forventede høye strømmen. I denne sammenhengen kan det videre være besørget at spolen bare oppviser et viklingslag og at samtlige viklinger i dette viklingslaget oppviser en del fritt for isolasjonsmateriale. Denne utførelsen medfører at hver vikling til spolen kan kortsluttes hvorved det sikres en spesiell hurtig reduksjon av magnetfeltet. Thereby, a short-circuit contact can be saved which is connected in parallel with the coil and which is relatively roughly dimensioned to be adapted to the expected high current. In this context, it may also be of concern that the coil only exhibits one winding layer and that all windings in this winding layer exhibit a portion free of insulating material. This design means that each winding of the coil can be short-circuited, thereby ensuring a particularly rapid reduction of the magnetic field.

I henhold til en spesielt foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen kan det være besør-get at den elektrisk ledende broen er fastlagt på et kortslutningsanker, hvilket anker ved hjelp av elektromagneter kan beveges fra en hvilestilling til en posisjon i broen hvor den er i kontakt med delen som er frilagt for isolasjonsmateriale, idet kortslutningsankeret holdes i sin hvileposisjon ved hjelp av en forhåndsinnstillbar holdekraft. According to a particularly preferred embodiment of the invention, it can be provided that the electrically conductive bridge is fixed on a short-circuit armature, which armature can be moved by means of electromagnets from a rest position to a position in the bridge where it is in contact with the part which is exposed to insulating material, as the short-circuit armature is held in its resting position by means of a pre-settable holding force.

Dermed må bare en enkelt byggedel eller element, nemlig kortslutningsankeret i tillegg være utstyrt med en elektromagnet som likevel må være tilstede. Dette gir en svært kompakt og funksjonspålitelig byggemåte. Ved tilsvarende dimensjonering av holdekraften til kortslutningsankeret kan måleverdien hvorved spolen blir kortsluttet innstilles på svært enkel måte. Thus, only a single component or element, namely the short-circuit armature, must also be equipped with an electromagnet, which must still be present. This provides a very compact and functionally reliable construction method. By appropriately dimensioning the holding force of the short-circuit armature, the measured value by which the coil is short-circuited can be set in a very simple way.

I denne sammenhengen kan et ytterligere trekk ved oppfinnelsen pågi at holdekraften for kortslutningsankeret i dets hvilestilling oppnås ved hjelp av en elastisk byggedel som er forbundet med kortslutningsankeret og huset til utløseranordningen. In this context, a further feature of the invention can be that the holding force for the short-circuit armature in its rest position is obtained by means of an elastic component which is connected to the short-circuit armature and the housing of the release device.

Slike byggedeler eller elementer oppviser liten størrelse slik at den samlede byggehøy-den til utløsningsanordningen i henhold til oppfinnelsen bare økes i ubetydelig grad. Such building parts or elements have a small size so that the overall building height of the release device according to the invention is only increased to a negligible extent.

Spesielt fordelaktig kan det derved være at den elastiske byggedelen eller elementet er tilformet som en skrufjær, fortrinnsvis en trykkfjær, da slike elementer kan fremstilles svært enkelt med den for denne anvendelsen nødvendige kraften. It can therefore be particularly advantageous for the elastic building part or element to be shaped as a coil spring, preferably a compression spring, as such elements can be produced very easily with the force required for this application.

I en ytterligere spesielt foretrukket utførelse av oppfinnelsens utløseranordning kan det være besørget at utløserankeret er indirekte betjenbart av det av spolen umiddelbart be-vegbare magnetankeret ved hjelp av i det minste et elastisk koplingsnett og likeledes et eller flere hjelpeanker som er forbundet med utløserankeret. In a further particularly preferred embodiment of the invention's release device, it can be ensured that the release armature is indirectly operated by the magnetic armature immediately movable by the coil by means of at least one elastic connection network and likewise one or more auxiliary armatures which are connected to the release armature.

Ved den elastiske koplingen kan magnetankeret beveges også før holdekraften nås, hvorved ved hjelp av denne bevegelsen kraften som innvirker på utløserankeret over koplingsleddet oppbygges kontinuerlig. Dette er fremfor alt fordelaktig ved overstrøm-mer med lang stigetid da magnetankeret, når dette når koplingsbølgeområdet, allerede har tilbakelagt en stor del av dets vei, og ved stiv kopling, henholdsvis ved direkte inn-virkning av spolen på utløserankeret blir dette først ved oppnåelsen av koplingsbølgen frigitt og den samlede veien til bryterlåsen må tilbakelegges. With the elastic coupling, the magnetic armature can also be moved before the holding force is reached, whereby with the help of this movement the force acting on the release armature over the coupling joint is continuously built up. This is above all advantageous in the case of overcurrents with a long rise time as the magnetic armature, when it reaches the switching wave range, has already covered a large part of its path, and in the case of rigid coupling, or in the case of direct impact of the coil on the release armature, this is only achieved of the switching wave released and the total path to the switch lock must be covered.

Ved videreutvikling av denne foretrukne utførelsesformen kan oppfinnelsen være slik tilveiebrakt at i det minste et elastisk koplingsledd er tildannet ved hjelp av en skrufjær. In the further development of this preferred embodiment, the invention can be provided in such a way that at least one elastic connecting link is formed by means of a coil spring.

Slike koplingsledd krever liten plass og oppviser likeledes en god og relativt konstant elastisitet over tiden. Such couplings require little space and also exhibit good and relatively constant elasticity over time.

Spesielt gunstig kan det være at magnetankeret i det minste delvis er anordnet i det indre av spolen. It can be particularly advantageous if the magnetic armature is at least partially arranged in the interior of the coil.

Dermed er magnetankeret på nøyaktig forutsigbar måte bevegbart ved hjelp av de magnetiske kreftene til de overvåkede strømmene. Thus, the magnetic armature can be moved in a precisely predictable manner by means of the magnetic forces of the monitored currents.

Derved kan det dessuten være en fordel når også utløserankeret er anordnet inne i spolen at denne er dannet av ikke-magnetiserbart materiale. Derved gir det seg en ytterligere mulighet å minske byggehøyden til utløseranordningen. Thereby, it can also be an advantage when the release armature is also arranged inside the coil that this is formed from non-magnetisable material. Thereby, there is a further opportunity to reduce the construction height of the release device.

Videre kan det være besørget at utløserankeret oppviser en gjennom magnetankeret ra-gende, fortrinnsvis parallelt med lengdeaksen til spolen, forløpende ansats, på hvilken ansats det er anordnet en byggedel eller element av magnetiserbart materiale, hvilket element holdes av elektromagneten. Furthermore, it may be concerned that the release armature exhibits a projecting through the magnetic armature, preferably parallel to the longitudinal axis of the coil, continuous shoulder, on which shoulder a building part or element of magnetisable material is arranged, which element is held by the electromagnet.

Dette medfører en ytterligere geometrisk forminskmng av oppfinnelsens utløseranord-ning siden elektromagneten som holder utløserankeret bare er avhengig av størrelsen til spolen, og utover dette er det ingen bevegelige elementer. This entails a further geometrical reduction of the invention's release device since the electromagnet which holds the release armature is only dependent on the size of the coil, and beyond this there are no moving elements.

Et ytterligere trekk ved oppfinnelsen kan bestå i at elektromagneten oppviser et H-formet åk hvis tverrsteg bærer spolen og hvis første benpar innvirker på utløserankeret over elementet og det andre benparet innvirker på kortslutningsankeret. Dette medfører en spesielt enkel utførelse som tilfredsstiller fullstendig de stilte kravene til konstruksjonen av elektromagneten. Videre kan det være besørget at elektromagneten er anordnet med sin lengdeakse normalt på lengdeaksen til utløserankeret. Derved kan lengdeut-strekningen til hele utløseranordningen holdes liten. A further feature of the invention may consist in the electromagnet having an H-shaped yoke whose crossbar carries the coil and whose first pair of legs acts on the release armature above the element and the second pair of legs acts on the short-circuit armature. This results in a particularly simple design that completely satisfies the requirements set for the construction of the electromagnet. Furthermore, it may be concerned that the electromagnet is arranged with its longitudinal axis normal to the longitudinal axis of the release armature. Thereby, the length of the entire release device can be kept small.

I en ytterligere utførelse av oppfinnelsen kan kortslutningsankeret være lamellært. I et lamellært anker utvikler det seg betydelig mindre ommagnetiserings og virvelstrømstap hvorved ankerbevegelsen skjer hurtigere og som slutteffekt kan det oppnås en avkorting av tilslagstiden til hele utløseranordningen. In a further embodiment of the invention, the short-circuit armature can be lamellar. In a lamellar armature, significantly less remagnetization and eddy current loss develops, whereby the armature movement occurs faster and as a final effect, a shortening of the engagement time of the entire release device can be achieved.

Oppfinnelsen skal i det etterfølgende beskrives nærmere i form av et spesielt utførelses-eksempel under henvisning til tegningene, der: Fig. la, b viser skjematisk en opprissfremstilling av to mulige utløseranordninger i henhold til oppfinnelsen; Fig. 2a, b viser en foretrukket utførelse av holdemagneten i grunnriss, med to forskjellige typer holdekraftanordning; Fig. 3 viser i perspektiv en alternativ utførelse av holdemagneten på fig. 2a, b; Fig. 4 viser et skjematisk oppriss av en spesiell foretrukket utførelse av utløseranord-ningen i henhold til oppfinnelsen, og Fig. 5 viser et langsgående snitt gjennom en linjevemebryter utstyrt med en kortslut-ningsutløseranordning i henhold til oppfinnelsen. In what follows, the invention will be described in more detail in the form of a special embodiment with reference to the drawings, where: Fig. la, b schematically show a plan view of two possible release devices according to the invention; Fig. 2a, b shows a preferred embodiment of the holding magnet in plan view, with two different types of holding force device; Fig. 3 shows in perspective an alternative embodiment of the holding magnet in fig. 2a, b; Fig. 4 shows a schematic outline of a particular preferred embodiment of the release device according to the invention, and Fig. 5 shows a longitudinal section through a line circuit breaker equipped with a short-circuit release device according to the invention.

Den på fig. la, b viste utløseranordning for en overstrømsbryter, som f.eks. en linjever-nebryter, oppviser et utløseranker 11 som over en stiftformet fremdel 27 kan betjene en bryterlås 18. Bryterlåsen 18 står i forbindelse med en eller flere bevegelige kontakter 28 for den overvåkede strømmen, og åpner disse ved betjening ved hjelp av den stivtfor-mede fremdelen 27. Utløserankeret 11 er anordnet i det indre av en spole 6 som gjennomflytes av den overvåkede strømmen og kan når det er utført av et magnetiserbart materiale beveges under innvirkningen av magnetfeltet som settes opp av spolen 6 i retning av bryterlåsen 18, slik dette symbolsk er fremstilt med pilen 110. Tilbakestil-lingen av utløserankeret 11 i dets hvilestilling, antydet med pilen 120, følger ved hjelp av en fjær 12, hvis første ende på en kun symbolsk fremstilt måte avstøtter seg mot en stedfast byggedel eller element 34 og hvis andre ende avstøtter seg mot utløserankeret 11. The one in fig. la, b showed release device for an overcurrent switch, which e.g. a line protection switch, has a release armature 11 which, over a pin-shaped front part 27, can operate a switch lock 18. The switch lock 18 is in connection with one or more movable contacts 28 for the monitored current, and opens these when operated with the help of the rigid-shaped front part 27. The release armature 11 is arranged in the interior of a coil 6 through which the monitored current flows and can, when made of a magnetisable material, be moved under the influence of the magnetic field set up by the coil 6 in the direction of the switch lock 18, as this symbolically is shown with the arrow 110. The reset of the release anchor 11 in its rest position, indicated by the arrow 120, follows with the help of a spring 12, the first end of which, in a purely symbolically shown way, rests against a stationary building part or element 34 and if the other end rests against the release armature 11.

Utløserankeret 11 er i sin hvilestilling, hvori den stiftformede fremdelen 27 er fjernet fra bryterlåsen 18, fastholdt av en elektromagnet 20. Denne elektromagneten 20 omfatter en spole 7 som bærer et åk 14, hvorved spolen 7 gjennomflytes av strømmen som overvåkes. Dette oppnås med seriekoplingen av spolene 6 og 7 som antydet med litt kraftige linjer. Utløserankeret 11 er utstyrt med en ansats 24 på hvis ende et element 13 av magnetiserbart materiale er anordnet. Dette elementet 13 danner sammen med åket 14 til elektromagneten 20 en magnetisk krets ved hjelp av hvilken den allerede beskrevne fastholdingen av utløserankeret 11 i dets hvilestilling oppnås. The release armature 11 is in its rest position, in which the pin-shaped front part 27 has been removed from the switch lock 18, held by an electromagnet 20. This electromagnet 20 comprises a coil 7 which carries a yoke 14, whereby the coil 7 flows through the current being monitored. This is achieved with the series connection of coils 6 and 7 as indicated by slightly heavy lines. The release armature 11 is equipped with a shoulder 24 on the end of which an element 13 of magnetisable material is arranged. This element 13 together with the yoke 14 of the electromagnet 20 forms a magnetic circuit by means of which the already described retention of the release armature 11 in its rest position is achieved.

Formålet med fastholdingen av utløserankeret 11 i hvilestillingen består i at det derved oppnås en utløsningsforsinkelse. En utløsning kan nemlig bare finne sted når kraften fra spolen 6 som innvirker på utløserankeret 11 er større enn resultatet av fjærkraften til fjæren 12 og holdekraften til elektromagneten 20. Ved at elektromagneten 20 selv blir indusert eller påvirket av den overvåkede strømmen blir utløserforsinkelsen, også benevnt selektiviteten, automatisk avhengig av den aktuelle strømstyrken, slik at en høy strømstyrke har til følge at en høy selektivitet blir innstilt. The purpose of retaining the release armature 11 in the resting position is that a release delay is thereby achieved. A release can only take place when the force from the coil 6 acting on the release armature 11 is greater than the result of the spring force of the spring 12 and the holding force of the electromagnet 20. As the electromagnet 20 itself is induced or affected by the monitored current, the release delay, also called the selectivity, automatically depending on the relevant amperage, so that a high amperage results in a high selectivity being set.

For å oppnå denne egenskapen til selektivitetstilpasningen er det selvfølgelig ikke nød-vendig at den overvåkede strømmen selv flyter gjennom spolen 7 idet det er tilstrekkelig at spolen 7 fører en strøm som er proporsjonal med den overvåkede strømmen. En slik strøm kan f.eks. frembringes ved at en del av den overvåkede strømmen forbikoples spolen 7 via en parallellmotstand 29, som antydet med brutte linjer på fig. la. Dette kan være fordelaktig når elektromagneten 20 er slikt utført konstruksjonsmessig at kun en del av de overvåkede strømmene er tilstrekkelig til å realisere den beskrevne selektiviteten idet den fulle strømmen ville bevirke en for kraftig fastholding av utløserankeret 11 i dets hvilestilling. Ved å forandre parallellmotstanden 29 kan på en spesiell enkel måte selektiviteten påvirkes. In order to achieve this feature of the selectivity adaptation, it is of course not necessary that the monitored current itself flows through the coil 7, it being sufficient that the coil 7 carries a current that is proportional to the monitored current. Such a current can e.g. is produced by a part of the monitored current bypassing the coil 7 via a parallel resistor 29, as indicated by broken lines in fig. let. This can be advantageous when the electromagnet 20 is constructed in such a way that only a part of the monitored currents is sufficient to realize the described selectivity, as the full current would cause the release armature 11 to be held too strongly in its rest position. By changing the parallel resistance 29, the selectivity can be affected in a particularly simple way.

Selv om dette medfører en relativt høy meromkostning, er det i henhold til oppfinnelsen også mulig å skille spolen 7 galvanisk fra den overvåkede strømmen, men å mate den med en strøm som er proporsjonal med denne strømmen. Although this entails a relatively high additional cost, according to the invention it is also possible to galvanically separate the coil 7 from the monitored current, but to feed it with a current that is proportional to this current.

Ved spesielt høye strømstyrker er det ikke lenger ønskelig med tidsforsinket utløsning, idet det er av interesse for den tilkoplede forbrukeren at det ved slike høye strømmer blir foretatt utkopling på kortest mulig tid. For dette er det nødvendig at den ved elektromagneten 20 bevirkede forsinkelse ved opptreden av slike høye strømmer utkoples, hvilket i henhold til oppfinnelsen oppnås ved kortslutning av spolen 7. At particularly high currents, time-delayed tripping is no longer desirable, as it is of interest to the connected consumer that, at such high currents, disconnection is carried out in the shortest possible time. For this, it is necessary that the delay caused by the electromagnet 20 when such high currents occur is switched off, which according to the invention is achieved by short-circuiting the coil 7.

Realiseringen av disse kortslutningene kan besørges på forskjellige måter. På fig. la er det for dette anordnet en koplingskontakt 30 parallelt med spolen 7. Videre er det en styrekopling 31 som registrerer den aktuelle strømstyrken, hvilket i henhold til fig. 1 skjer ved måling av spenningsfall over en shuntmotstand R hvori den overvåkede strømmen flyter. Når den maksimalt tillatelige strømstyrken nås, lukker styrekoplingen 31 koplingskontakten 30 hvorved magnetfeltet mellom elementet 13 og åket 14 bryter hurtig sammen. Utløserankeret 11 blir derved frigitt og kan uforsinket betjene bryterlåsen 18. The realization of these short circuits can be provided in different ways. In fig. 1a, a connection contact 30 is arranged for this in parallel with the coil 7. Furthermore, there is a control connection 31 which registers the current strength in question, which according to fig. 1 occurs by measuring the voltage drop across a shunt resistor R in which the monitored current flows. When the maximum permissible amperage is reached, the control coupling 31 closes the coupling contact 30, whereby the magnetic field between the element 13 and the yoke 14 quickly breaks down. The release armature 11 is thereby released and can operate the switch lock 18 without delay.

En utførelsesform i henhold til fig. lb tilsvarer i hovedsaken fig. la, men her er kort-slutningen av spolen 7 realisert på annen måte. An embodiment according to fig. lb essentially corresponds to fig. la, but here the short-circuiting of the coil 7 is realized in a different way.

For dannelsen av spolen 7 er denne i utførelsen på tegningen tilformet med bare et viklingslag. Dette gir igjen en foretrukket utførelsesmulighet, som dog ikke må forstås som begrensende, idet denne spolen 7 kan tildannes med et passende antall viklingslag. For the formation of the coil 7, in the embodiment shown in the drawing, this is formed with only one winding layer. This in turn provides a preferred embodiment, which must not, however, be understood as limiting, since this coil 7 can be formed with a suitable number of winding layers.

I henhold til fig. lb oppviser nå samtlige viklinger til det enkelte viklingslaget til spolen 7 partier 71 som er frilagt for isolasjonsmaterialet. Videre er det tilveiebrakt en elektrisk ledende bru 17 som ved oppnåelse av en på forhånd gitt strømstyrke kan bringes i kontakt med disse partiene 71. According to fig. lb now shows all the windings of the individual winding layer of the coil 7 parts 71 which are exposed to the insulating material. Furthermore, an electrically conductive bridge 17 is provided which can be brought into contact with these parts 71 when a predetermined amperage is achieved.

For den nødvendige bevegelsen av denne bruen 17 i retning til pilen 170, er det anordnet en ytterligere elektromagnet, som består av et med broen 17 forbundet anker 32, og en på dette ankeret 32 innvirkende spole 33. Denne elektromagneten blir styrt analogt til utførelsesformen i henhold til fig. la ved hjelp av en styrekopling 31 på måten som beskrevet ovenfor. For the necessary movement of this bridge 17 in the direction of the arrow 170, a further electromagnet is arranged, which consists of an armature 32 connected to the bridge 17, and a coil 33 acting on this armature 32. This electromagnet is controlled analogously to the embodiment in according to fig. la by means of a control coupling 31 in the manner described above.

Begge de hittil fremstilte realiseringsvariantene har den ulempen at en styrekopling 31 med tilhørende strømregistreirngsinnretning i tillegg er nødvendig. Both of the implementation variants produced so far have the disadvantage that a control coupling 31 with an associated current recording device is also necessary.

I motsetning til ovenfor benytter utførelsen i henhold til fig. 2a, b det likevel tilstedevæ-rende magnetfeltet som frembringes i selve spolen 7 og som derved er et mål for styrken på den overvåkede strømmen, til bevegelse av broen 17. In contrast to the above, the embodiment according to fig. 2a, b the nevertheless present magnetic field which is produced in the coil 7 itself and which is thereby a measure of the strength of the monitored current, for movement of the bridge 17.

Denne broen 17 er for dette formål anordnet på et kortslutningsanker 15 hvilket anker 15 holdes med en på forhånd gitt holdekraft i dets hvilestilling og kan ved hjelp av elektromagneten 20 beveges fra denne hvileposisjonen til en posisjon hvor broen 17 er i kontakt med partiene 71 som er frilagt for isolasjonsmateriale. For this purpose, this bridge 17 is arranged on a short-circuit armature 15, which armature 15 is held with a previously given holding force in its rest position and can be moved with the aid of the electromagnet 20 from this rest position to a position where the bridge 17 is in contact with the parts 71 which are exposed to insulation material.

Fikseringen av kortslutningsankeret 15 i hvileposisjonen er nødvendig for ved lave strømstyrker å oppnå riktig utløserforsinkelse av elektromagneten 20. Holdekraften til kortslutningsankeret 15 er gitt en slik størrelse at den ved strømstyrker hvorved uforsinket utløsing skal finne sted blir oversteget av den magnetiske kraften som bygger seg opp i luftspalten 19 og som påvirker kortslutningsankeret 15. Dermed blir kortslutningsankeret 15 frigitt, spolen 7 derpå kortsluttet og utløsingen foretatt. The fixation of the short-circuit armature 15 in the resting position is necessary in order to achieve the correct tripping delay of the electromagnet 20 at low currents. The holding force of the short-circuit armature 15 is given such a size that at currents at which immediate tripping is to take place it is exceeded by the magnetic force that builds up in the air gap 19 and which affects the short-circuit armature 15. Thus the short-circuit armature 15 is released, the coil 7 is then short-circuited and the release is made.

Den fastlagte holdekraften for kortslutningsankeret 15 i dets hvileposisjon kan tilveie-bringes på passende måte, f.eks. ved hjelp av friksjonskrefter på elementene som berører kortslutningsankeret 15, eller på lignende måte. I en bestemt foretrukket utførelse i henhold til fig. 2a er det til dette formål tilveiebrakt et elastisk element 16, slik som en spi-ral fjær som funksjonsmessig er tilformet som trykkfjær. Denne strekker seg mellom en stedfast husdel 21 og en langsgående ansats 151 på kortslutningsankeret 15. Fig. 2b viser en utførelse som i virkemåte overensstemmer med fig. 2a, hvorved en trekkfjær som er festet på kortslutningsankeret 15 og en husdel 21 tjener som elastiske byggeelement 16. Forbindelsen mellom broen 17 og kortslutningsankeret 15 skjer derved over en kontaktfjær 35. Fig. 2a, b viser dessuten tydelig en foretrukket konstruktiv utførelse av elektromagneten 20. Dens åk 14 er tilveiebrakt H-formet hvorved tverrsteget 140 bærer spolen 7 og dens første benpar 141,142 innvirker over byggeelementet 13 på utløserankeret 11, og det andre benparet 143,144 innvirker på kortslutningsankeret 15. Fig. 3 viser en andre utførelse av elektromagneten 20: Det første benparet 141,142 står her normalt på det andre benparet 143,144. Anordningen i rett vinkel må ikke få forstås begrensende idet den valgte vinkelen mellom benparene er uvesentlig for den elektro-magnetiske virkemåten og kan velges etter ønske, henholdsvis etter konstruksjonskrav. The determined holding force for the short-circuit armature 15 in its resting position can be provided in a suitable manner, e.g. by means of frictional forces on the elements touching the short-circuit armature 15, or in a similar way. In a certain preferred embodiment according to fig. 2a, an elastic element 16 is provided for this purpose, such as a spiral spring which is functionally designed as a compression spring. This extends between a stationary housing part 21 and a longitudinal shoulder 151 on the short-circuit armature 15. Fig. 2b shows an embodiment which in operation corresponds to fig. 2a, whereby a tension spring which is attached to the short-circuit armature 15 and a housing part 21 serves as elastic building element 16. The connection between the bridge 17 and the short-circuit armature 15 is thereby made via a contact spring 35. Fig. 2a, b also clearly shows a preferred constructive embodiment of the electromagnet 20 Its yoke 14 is provided H-shaped whereby the cross step 140 carries the coil 7 and its first pair of legs 141,142 acts over the building element 13 on the release armature 11, and the second pair of legs 143,144 acts on the short-circuit armature 15. Fig. 3 shows a second embodiment of the electromagnet 20: It the first pair of legs 141,142 normally stand here on the second pair of legs 143,144. The arrangement at right angles must not be understood as limiting, as the chosen angle between the pairs of legs is immaterial for the electro-magnetic mode of operation and can be chosen as desired, respectively according to construction requirements.

På fig. 4 er det fremstilt en videreutvikling av utførelsen i henhold til fig. la. det spesiel-le ved denne er at utløserankeret 11 ikke er direkte betjenbart fra spolen 6, men at et ytterligere anker, i det etterfølgende benevnt magnetanker 10, er tilveiebrakt. Dette magnetankeret 10 er direkte betjenbart av spolen 6 i retningen til pilen 100 og står i forbindelse med utløserankeret 11 over et elastisk, av en skrufjær tildannet koplingsledd 22. Utløserankeret 11 blir derved bare beveget indirekte av spolen 6 i retning til pilen 110. Denne indirekte koplingen kan naturligvis på passende måte utvides idet det mellom magnetankeret 10 og utløserankeret 11 kan være tilveiebrakt hjelpeanker med tilsvarende ytterligere elastiske koplingsledd, ikke vist på tegningen. In fig. 4 shows a further development of the design according to fig. let. the special thing about this is that the release armature 11 is not directly operable from the coil 6, but that a further armature, hereinafter referred to as magnetic armature 10, is provided. This magnetic armature 10 is directly operable by the coil 6 in the direction of the arrow 100 and is connected to the release armature 11 via an elastic coupling joint 22 formed by a coil spring. The release armature 11 is thereby only moved indirectly by the coil 6 in the direction of the arrow 110. This indirect the coupling can of course be suitably extended, since between the magnetic armature 10 and the release armature 11 auxiliary armatures with corresponding additional elastic coupling links, not shown in the drawing, can be provided.

For fastholding av utløserankeret 11 oppviser denne analogt til fig. la, b en ansats 24 som bærer den magnetiserbare delen eller elementet 13, som er ført gjennom en tilsvarende boring i magnetankeret 10 og forløper i hovedsaken parallelt med lengdeaksen til spolen 6. For retaining the release anchor 11, this has, analogously to fig. la, b a projection 24 which carries the magnetisable part or element 13, which is passed through a corresponding bore in the magnetic armature 10 and runs mainly parallel to the longitudinal axis of the coil 6.

Utløserforløpet til en slik anordning kan inndeles i to faser, som skal beskrives i det etterfølgende. I en første utløserfase som opptrer umiddelbart etter overstrømmen til-veiebringer overstrømmen et magnetfelt over spolen 6 som er proporsjonalt med strømstyrken og som beveger magnetankret 10 i retning til utløserankeret 11. Denne bevegelsen blir via det elastiske koplingsleddet 22 overført til utløserankeret 11 som foreløpig forblir i dets hvileposisjon betinget av den fra elektromagneten utøvde holdekraften. Ved ytterligere forløpende utkopling av magnetankeret 10 blir koplingsleddet 22 enda mer forspent, hvorved den på utløserankeret 11 virkende kraften øker. I denne utløserfasen danner magnetankeret 10 og koplingsleddet 22 et svingesystem som frembringes ved den av overstrømmen tilveiebrakte magnetiske kraften. Den tiden som magnetankeret 10 behøver for å spenne koplingsleddet inntil holdekraften overskrides og utløserankeret 11 blir utkoplet fra dets hvileposisjon gir tidsforsinkelsen, eller selektiviteten til utløseranordningen i henhold til oppfinnelsen. The trigger sequence of such a device can be divided into two phases, which will be described below. In a first release phase that occurs immediately after the overcurrent, the overcurrent causes a magnetic field over the coil 6 that is proportional to the current strength and which moves the magnetic armature 10 in the direction of the release armature 11. This movement is transferred via the elastic coupling link 22 to the release armature 11, which for the time being remains in its rest position conditioned by the holding force exerted by the electromagnet. With further continuous disconnection of the magnetic armature 10, the coupling link 22 is even more pre-tensioned, whereby the force acting on the release armature 11 increases. In this release phase, the magnetic armature 10 and the coupling link 22 form a swing system which is produced by the magnetic force provided by the overcurrent. The time that the magnetic armature 10 needs to tension the coupling link until the holding force is exceeded and the release armature 11 is disengaged from its rest position gives the time delay, or the selectivity of the release device according to the invention.

Såfremt den av overstrømmen frembrakte kraften overstiger holdekraften, kommer den andre utløsningsfasen. Utløseankeret 11 kommer derved i en plutselig bevegelse hvorved koplingslåsen IS betjenes og som følge blir kontakten 28 åpnet. I denne utløsefasen utgjør bare den nå koplede massen til magneten 10 og utløseankeret 11 i samvirke med tilbakestillingsfjæren 12 svingesystemet. Dette fungerer som en vanlig magnetutløser bestående av spole og anker hvorved den frembrakte kraften er resultatet av kraftsyste-mets strømkraft-holdekraft. If the force produced by the overcurrent exceeds the holding force, the second release phase occurs. The release armature 11 thereby comes into a sudden movement whereby the coupling lock IS is operated and as a result the contact 28 is opened. In this release phase, only the mass now connected to the magnet 10 and the release armature 11 in cooperation with the reset spring 12 constitute the swing system. This works like a normal magnetic release consisting of coil and armature whereby the force produced is the result of the power system's current holding force.

Sammenfattende blir altså ikke utløsningen innledet av et ved overstrømmen direkte betjent anker, men følger indirekte ved bevegelsen ved det elastiske koplingsleddet 22 med utløseankeret 11 forbundet med magnetankeret 10 som beveges av spolen 6. Tidsforsinkelsen ved utløsningen innstilles i det vesentlige i den første utløsefasen. Den blir bestemt ved de mekaniske egenskapene til svingesystemet-magnet-anker-masse, fjærkraft til koplingsleddet 22 og magnetanker, og ved strømkraften. Strømkraften er som kjent proporsjonal med kvadratet av strømmen og det samme er følgelig også bevegelsen til magnetankeret 10. Derved er også forsinkelsen proporsjonal med kvadratet av strømmen på tilsvarende måte som de innledningsvis nevnte ønskede kjente elektroter-miske forsinkelsesanordningene. In summary, the release is therefore not initiated by an armature directly operated by the overcurrent, but follows indirectly by the movement of the elastic coupling link 22 with the release armature 11 connected to the magnetic armature 10 which is moved by the coil 6. The time delay during the release is essentially set in the first release phase. It is determined by the mechanical properties of the swing system-magnet-armature-mass, spring force of the coupling link 22 and magnet armature, and by the current force. As is known, the current force is proportional to the square of the current and so is the movement of the magnetic armature 10. Thereby the delay is also proportional to the square of the current in a similar way to the previously mentioned desired known electrothermal delay devices.

Fig. 5 viser et lengdesnitt gjennom en linjevernbryter som er utstyrt med en kortslut-ningsstrømutløseanordning i henhold til oppfinnelsen, og som befinner seg i en innkoplet tilstand. Strømbanen fører fra den første tilkoplingsklemmen la, over bimetallstrimmelen 2, over en fleksibel ledningstråd 3 til kontaktbroen 4, derfra over den bevegelige kontakten 28 og den faste kontakten 36 til den faste kontaktbæreren 5, over spolen 6 til spolen 7 og derfra til den andre tilkoplingsklemmen lb. Fig. 5 shows a longitudinal section through a circuit breaker which is equipped with a short-circuit current release device according to the invention, and which is in a connected state. The current path leads from the first connection terminal 1a, over the bimetallic strip 2, over a flexible lead wire 3 to the contact bridge 4, from there over the movable contact 28 and the fixed contact 36 to the fixed contact carrier 5, over the coil 6 to the coil 7 and from there to the second connection terminal lb.

Utløseanordningen i henhold til oppfinnelsen er oppbygd etter samme prinsipp som vist i utførelsen på fig. 2a. The release device according to the invention is built according to the same principle as shown in the embodiment in fig. 2a.

Nevneverdige konstruktive detaljer, som alle bidrar til å redusere byggestørrelsen, er de følgende: Magnetankeret 10 så vel som utløserankeret 11 er i hviletilstanden anordnet i partier i det indre av spolen 6. Da utløserankeret 11 i denne anordningen ikke beveges av magnetfeltet til spolen 6, er det nødvendig å fremstille dette av ikke-magnetiserbart materiale, som f. eks. kunststoff. Notable constructive details, all of which contribute to reducing the construction size, are the following: The magnetic armature 10 as well as the release armature 11 are in the rest state arranged in parts in the interior of the coil 6. As the release armature 11 in this arrangement is not moved by the magnetic field of the coil 6, is it necessary to produce this from non-magnetisable material, such as e.g. plastic.

Magnetankeret 10 er tilformet som et på den ene siden lukket rørstykke og opptar utlø-seankeret 11 i det minste delvis inne i dets hulrom. I den viste utførelsen er det ikke tilveiebrakt noe elastisk koplingsledd 22 mellom magnetankeret 10 og utløserankeret 11, og den lukkede rørenden ligger direkte an på utløseankeret 11. Såfremt et koplingsledd 22 skal innbygges, blir dette med fordel også anbrakt i hulrommet til magnetankeret 10. The magnetic armature 10 is shaped as a piece of pipe closed on one side and accommodates the release armature 11 at least partially inside its cavity. In the embodiment shown, no elastic connection link 22 is provided between the magnetic armature 10 and the release armature 11, and the closed pipe end rests directly on the release armature 11. If a connection link 22 is to be built in, this is advantageously also placed in the cavity of the magnetic armature 10.

Som på fig. 4 er ansatsen 24 til utløseankeret 11 utført gjennom magnetankeret 10 og bærer videre et byggeelement 13 av magnetiserbart materiale, som i samvirke med elektromagneten 20 bevirker fastholdingen av utløseankeret 11 i dets hvileposisjon. Elektromagneten 20 oppviser et H-formet åk 14 og er med sin lengdeakse 25 anordnet normalt på lengdeaksen 26 til utløseankeret 11. Derved kan byggehøyden til linjevern-bryteren minskes betydelig, og likeledes er det i lys av oppfinnelsen mulig å anordne elektromagneten 20 i enhver annen vinkel i forhold til lengdeaksen 26 til utløseankeret 11. As in fig. 4, the attachment 24 of the release armature 11 is made through the magnetic armature 10 and further carries a building element 13 of magnetisable material, which in cooperation with the electromagnet 20 causes the retention of the release armature 11 in its rest position. The electromagnet 20 has an H-shaped yoke 14 and with its longitudinal axis 25 is arranged normally on the longitudinal axis 26 of the release armature 11. Thereby the overall height of the circuit breaker can be significantly reduced, and likewise in light of the invention it is possible to arrange the electromagnet 20 in any other angle in relation to the longitudinal axis 26 of the release anchor 11.

Kortslutningsankeret 15 er fortrinnsvis utført lamellært for å minske tap som følge av ommagnetisering og virvelstrømmer og derved sikre en spesiell hurtig bevegelse av kortslutningsankeret 15. The short-circuit armature 15 is preferably made lamellar in order to reduce losses as a result of remagnetization and eddy currents and thereby ensure a particularly fast movement of the short-circuit armature 15.

Bryter- eller koplingslåsen 18 er utført på vanlig i og for seg kjent byggemåte. Så vel bimetallstrimmelen 2 som også stiften 27 tilformet på utløseanordningen 27 tilformet på utløseankeret 18 virker inn på kontaktbroen 4. Denne er fjærforspent hvorved de fra begge utløsemekanismene bevirkede ubetydelige avvik i en fullstendig svingning i ut-stillingen blir forsterket. The switch or coupling lock 18 is made in a conventional, per se known manner of construction. Both the bimetallic strip 2 and also the pin 27 formed on the release device 27 formed on the release armature 18 act on the contact bridge 4. This is spring biased whereby the insignificant deviations caused by both release mechanisms in a complete oscillation in the exposure are amplified.

Claims

1. Release device for an overcurrent switch such as e.g. a line switch, comprising a release armature (11) for operating a switch lock (18), which armature is operable by a coil (6) through which the monitored current flows, characterized in that the release armature (11) is held in its rest position by a spring ( 12) and by an electromagnet (20) whose coil (7) flows through the monitored current, respectively a current that is proportional to the monitored current, and that the coil (7) can be short-circuited when it reaches a preset current strength.

2. Device according to claim 1, characterized in that the winding of the outermost winding layer of the coil (7) exhibits parts (71) that are exposed to insulating material and that an electrically conductive bridge (17) is provided, which when achieving a preset current strength can be brought into contact with these parties (71).

3. Device according to claim 2, characterized in that the coil (7) only has one winding layer and that all the windings in this winding layer have parts (71) that are exposed to insulating material.

4. Device according to claim 3, characterized in that the electrically conductive bridge (17) is arranged on a short-circuit armature (15), which armature (15) is movable by means of the electromagnet (20) from a rest position to a position where the bridge (17) can is brought into contact with the portions (71) exposed from the insulating material, whereby this short-circuit armature (15) is held with a predetermined holding force in its rest position.

5. Device according to claim 4, characterized in that the holding force which holds the short-circuit armature (15) in its resting position can be obtained by means of an elastic building element (16) which is connected to the short-circuit armature (15) and the housing (21) of the release device.

6. Device according to claim 5, characterized in that the elastic building element (16) is shaped like a coil spring, preferably a compression spring.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the release armature (11) is operable indirectly by means of at least one preferably elastic connection link (22) and likewise one or more auxiliary armatures which are connected to the release armature (11), by one of the coil (6) immediately movable magnetic armature (10) .

8. Device according to claim 8, characterized in that the at least one elastic connecting link (22) is formed by a coil spring.

9. Device according to claim 7 or 8, characterized in that the magnetic armature (10) is at least partially arranged in the interior of the coil (6).

10. Device according to claim 9, characterized in that the release armature (11) is also arranged in the interior of the coil (6), whereby the release armature (11) is formed of non-magnetizable material.

11. Device according to claim 10, characterized in that the magnetic armature (10) is shaped as a one-sided closed pipe piece and that the release armature (11) and the at least one connecting link (22) are at least partially arranged inside the one formed by the magnetic armature (10) the cavity.

12. Device according to claim 9, 10 or 11, characterized in that the release armature (11) has a shoulder (24) which extends through the magnetic armature (10) preferably parallel to the longitudinal axis of the coil (6), on which shoulder (24) a building element (13) of magnetizable material is arranged, which building element (13) is held by the electromagnet (20).

13. Device according to one of claims 4 to 12, characterized in that the electromagnet (20) has an H-shaped yoke (14) whose transverse step (140) carries the coil (7), and whose first pair of legs (141,142) acts on the building element (13) on the release armature (11) and whose second pair of legs (143,144) acts on the short-circuit armature (15).

14. Device according to claim 13, characterized in that the electromagnet (20) is arranged with its longitudinal axis (25) normal to the longitudinal axis (26) of the release armature (11).

15. Device according to one of claims 4 to 14, characterized in that the short-circuit armature (15) is lamellar.