WO1990013903A1

WO1990013903A1 - Leitungsschutzschalter

Info

Publication number: WO1990013903A1
Application number: PCT/DE1990/000316
Authority: WO
Inventors: Peter Flohr
Original assignee: Heinrich Kopp Gmbh & Co. Kg
Priority date: 1989-05-09
Filing date: 1990-05-02
Publication date: 1990-11-15
Also published as: DE3915127C1; EP0427826A1; DK0427826T3; EP0427826B1; HK12196A; ATE121562T1; ES2071819T3; US5151674A

Abstract

Bei der Erfindung handelt es sich um einen stark strombegrenzenden Leitungsschutzschalter, bei dem auf jegliche Litzenverbindung verzichtet wird, der außerdem mit lediglich zwei Schweiß- oder Lötverbindungen auskommt und keinen Justieraufwand erfordert. Es wird auf fortschrittliche Weise erreicht, daß mit einem Minimum an Einzelteilen, ohne störende Verbindungslitzen und ohne zusätzlichen justieraufwand, ein stark strombegrenzender Leitungsschutzschalter vollmechanisch montiert werden kann. Durch ein schnelles Ablaufen des Lichtbogens von der Kontaktstelle bei gleichzeitig sichergestelltem Anpreßdruck des beweglichen Kontaktes in seiner Lagerstelle wird ein Verschweißen vermieden. Durch den Wegfall der flexiblen Verbindungslitzen wird zudem die Masse der bewegten Teile kleiner, was eine schnellere Kontaktöffnung zur Folge hat. Der verwendete Überstromauslöser ist bereits geeicht, somit entfällt eine Justierung im Leitungsschutzschalter; auch nach mehrmaliger Abschaltung bleibt er geeicht.

Description

Leitungsschutzschalter

Die Erfindung bezieht sich auf einen Leitungsschutzschalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ein derartiger Leitungs¬ schutzschalter hat die Aufgabe, bei einer durch Kurzschluß oder durch Leitungsüberlastung verursachten Auslösung die Stromunterbrechung so abzukürzen und im Kurzschlußfall den Strom auf ein Minimum zu begrenzen, daß die zu schützende Leitung im Fehlerfall keinen Schaden nehmen kann. Derartige Leitungsschutzschalter werden heute in sehr großen Stückzahlen zum Teil vollautomatisch hergestellt, so daß die Zahl der er¬ forderlichen Einzelteile, die für die Funktion des Leitungs- schutzschälters notwendig sind, aber auch deren Montagefreund¬ lichkeit für den wirtschaftlichen Erfolg dieses Serienfabri¬ kates ausschlaggebend sind. Insbesondere der Justieraufwand für die Eichung des Überstromauslösers , aber auch die als Schweiß¬ oder Lötstelle ausgeführten Verbindungen der einzelnen, vom Strom dürchflossenen Bauteile, verzögern den Fertigungsablauf.

Im Laufe der Zeit hat sich bei der Entwicklung von Leitungs¬ schutzschaltern das Konstruktionsprinzip der Einfachunter¬ brechung durchgesetzt. Bei diesen Anordnungen werden die be¬ weglichen Teile, wie Kontakte, Bimetalle usw., mit flexiblen Kupferlitzen verbunden, um den Stromfluß zu ermöglichen. Die fortschrittlichsten Konstruktionen kommen dabei mit einer Litze aus, die den beweglichen Kontakt mit dem freien Ende des Bimetalls verbindet, so z. B. PS 25 04 954, PS 28 41 004

ERSATZBLATT und DE 36 19 239. Wird nun, wie in DE 38 03 849 vorgeschlagen, der Betriebsstrom über die Lagerstelle des beweglichen Kontaktes geführt, dann kann es vorkommen, daß bei dieser litzenfreien Konstruktion wegen der auf den beweglichen Kontakt wirkenden Stromkräfte in der Lagerstelle schwankende Anpreßkräfte herr¬ schen, die ein Verschweißen der beiden Teile begünstigen. Dies ist unerwünscht.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen stark strom¬ begrenzenden Leitungsschutzschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem auf jegliche Litzenverbindung verzichtet werden kann, der mit lediglich zwei Schweiß- oder Lötverbindunge auskommt und der keinen Justieraufwand erfordert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 bis 8 gelöst.

Mit einer derartigen Anordnung wird auf fortschrittliche Weise erreicht, daß mit einem Minimum an Einzelteilen ohne störende Verbindungslitzen und ohne zusätzlichen Justieraufwand ein stark strombegrenzender Leitungsschutzschalter vollmechanisch montiert werden kann. Dabei wird die Stromführung im Kontakt¬ bereich dazu benützt, zusätzlich zur Anpreßkraft der Kontakt¬ feder den beweglichen Kontakt in seine Lagerstelle auf der Laufschiene zu pressen, um somit auch bei großen Betriebs¬ oder Überströmen eine sichere Kontaktgabe zu erreichen. Ein Verschweißen des beweglichen Kontaktes in seiner stromdurch-

_ER_SATZBLATT flossenen Lagerstelle wird sicher vermieden. Die. Stromführung im Kontaktbereich wird aber auch durch ihren U-förmigen Ver¬ lauf dazu benützt, den bei der Abschaltung entstehenden Licht¬ bogen durch Blaswirkung schnell von der Kontaktzone weg in die Löschkammer zu treiben. Andererseits wird die Stromführung im Lichtbogenleitblech und im beweglichen Kontakt aufgrund der gegensinnigen Stromrichtung dazu benützt, unabhängig vom Magnetauslöser im Kurzschlußfall den beweglichen Kontakt vom Lichtbogenleitblech und vom Festkontakt weg aufzuschleudern. Dabei wird der Schenkelabstand der U-förmigen Blasschleife während der Abschaltung beibehalten, so daß der Lichtbogen¬ antrieb, im Gegensatz zu bekannten Ausführungen, nicht nach¬ läßt. Gleichzeitig wird durch die Drehung des beweglichen Kontaktes das Gegenmoment der Kontaktfeder geringer. Diese Maßnahmen bewirken zusammen ein sehr schnelles Ablaufen des Lichtbogens von der Kontaktstelle bei gleichzeitig sicherge¬ stelltem Anpreßdruck des beweglichen Kontaktes in seiner Lagerstelle, so daß ein Verschweißen vermieden wird. Durch den Wegfall der flexiblen Verbindungslitze wird zudem die Masse der bewegten Teile kleiner, was eine schnellere Kontaktöffnung zur Folge hat. Es hat sich gezeigt, daß ein zwischen dem be¬ weglichen und dem Festkontakt angebrachter Isoliersteg den Lichtbogenlauf günstig beeinflußt, insbesondere wenn er aus einem gasabgebenden Kunststoff besteht. Zweckmäßigerweise wird als Überstromauslöser eine Anordnung. gewählt, wie sie in DE 36 37 275 beschrieben ist. Der Vorteil liegt darin,^' daß der Überstromauslöser bereits geeicht ist und somit eine Justierung im Leitungsschutzschalter selbst entfallen kann.

ER_SATZBLATT Anhand der Zeichnung sei die Erfindung an einem Ausführungs¬ beispiel näher erläutert.

Die Darstellung zeigt schematisch einen Leitungsschutzschalter mit Lichtbogenlöscheinrichtung, Schaltmechanismus und Überstrom¬ auslöser. In der Lichtbogenkammer 1 befinden sich, parallel zur Kammerbodenwand, Löschbleche 2, eine Kontaktanordnung 3, 4 und Lichtbogenleitschienen 5, 6. Die Lichtbogenleitschiene 6, auf der das ortsfeste Kontaktstück 3 angebracht ist, steht einerseits mit der Spule des Überstro auslösers 7 über die Schweißstelle 8 in Verbindung, die ihrerseits mit ihrem anderen Ende über die Schweißstelle 9 an eine Anschlußklemme 10 ange- .schlossen ist. Die Lichtbogenleitschiene 5 flankiert das untere Löschblech des Stapels und bildet mit einer rückwärti¬ gen Verlängerung 5a die Lagerstelle 11 für den beweglichen Kontakt 4. Die Lichtbogenleitschiene 5 ist senkrecht vor den^; Löschblechen angeordnet mit einer Verlängerung 5b, welche die Anschlußklemme 12 trägt. Die Kontaktfeder 13 stützt sich mit ihrem einen Ende im Gehäuse 14 ab und drückt den beweglichen Kontakt 4 im eingeschalteten Zustand an den Festkontakt 3. Die Figur 1 zeigt diesen Zustand sowie die in Pfeilrichtung auf die Lagerstelle wirkende, durch den Stromfluß hervorge¬ rufene Kraft. Der Schaltmechanismus 15 ist lediglich zum besseren Verständnis -dargestellt, er ist für die Kurzschluß¬ abschaltung ohne Bedeutung.

Die Figur 2 zeigt den ausgeschalteten Zustand mit dem Isolfer- steg 16 zwischen beweglichem und Festkontakt. In dieser

ERSATZBLATT Position ist der Löschvorgang bereits beendet. Der bewegliche Kontakt 4 wird durch den Schaltmechanismus 15 in der geöffneten Schaltstellung gehalten.

Der Strom verläuft bei geschlossenen Kontakten entlang der eingezeichneten Pfeile von der Anschlußklemme 12 über die Lichtbogenleitschiene 5 und die Lagerstelle 11 , dem beweglichen Kontakt 4 zu dem Festkontakt 3 und von dort über die Spule des Überstro auslösers 7 zu der Anschlußklemme 10. Beim Auftreten eines Kurzschlusses wird der bewegliche Kontakt 4 vom Fest¬ kontakt 3 weggeschleudert und der Strom unterbrochen. Der be¬ wegliche Kontakt 4 geht in die in Figur 2 dargestellte Position, wobei der zwischen dem beweglichen Kontakt und dem Festkontakt gezogene Lichtbogen nach Erreichen der Öffnungsstellung von dem beweglichen Kontakt zu der Lichtbogenleitschiene 5 über¬ springt. Durch die Blaswirkung der Stromzuführungsleitungen wird der Lichtbogen in den Löschblechstapel hineingetrieben und dort zum Erlöschen gebracht.

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Claims

Patentansprüche

1. Leitungsschutzschalter mit Einfachunterbrechung und elektro¬ magnetischer, elektrothermischer und manueller Auslösung mit einer stirnseitig vor dem Löschblechpaket in der Licht¬ bogenkammer angeordneten Kontakteinrichtung, deren beide das Löschblech begrenzende Lichtbogenleitbleche jeweils mit einer Anschlußklemme galvanisch verbunden sind und wovon das eine als Festkontakt ausgebildet ist und das andere

ERSATZBLATT als Lagerstelle für den beweglichen Kontakt dient und mit diesem galvanisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt (4) an seinem freien Ende bis zur Kontaktberührungsstelle so abgewinkelt ist, daß dieser Teil zusammen mit der als Festkontakt (3) benützten Licht¬ bogenleitschiene (6) nahezu parallel verlauft und daß der abgewinkelte Teil des beweglichen Kontaktes die Tangente an einen Kreis bildet, dessen Mittelpunkt sich in der Nähe der Lagerstelle (11) des beweglichen Kontaktes (4) befindet, so daß die in den parallelen Schenkeln auftretenden Strom¬ kräfte sowohl den Druck in die Lagerstelle erhöhen, als auch ein Drehmoment in Öffnungsrichtung auf den beweglichen Kontakt bewirken.

2. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 1 , dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die als Festkontakt (3) benützte Lichtbogen¬ leitschiene (6) so ausgebildet ist, daß sie im Bereich der Stromzuführung zur Kontaktstelle mit der Kontaktberührungs¬ fläche einen stumpfen Winkel bildet, so daß sich zusammen mit dem freien Ende des beweglichen Kontaktes (4) für den Stromfluß ein U-förmiger Verlauf ergibt, wobei die Achse des U nahezu parallel zur Befestigungsfläche des Leitüngs- schutzschalters bzw. zu dessen Löschbl^'echen (2) verläuft.

3. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die als Lagerstelle für den beweglichen Kontakt (4) ausgebildete Lichtbogenleitschiene (5) eng

ERSATZBLATT und parallel zu diesem angeordnet ist, so daß die abstoßen¬ den Stromkräfte auf den beweglichen Kontakt ein in Kontakt- öffnungsrichtung wirkendes Drehmoment erzeugen.

4. Leitungsschutzschalter nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die parallelen Schenkel von Lichtbogenleitschiene (5) und beweglichem Kontakt ^'(4) nahezu senkrecht zu den Löschblechen und zur Befestigungs¬ ebene des Leitungsschutzschalters angeordnet sind und in Richtung zur Lagerstelle (11) verlaufen.

5. Leitungsschutzschalter nach den Ansprüchen 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt (4) in der Lagerstelle (11) auf der vom Löschblechstapel abgewendeten Seite der Lichtbogenleitschiene (5) drehbar gelagert ist, so daß diese Lagerstelle vom Lichtbogenfußpunkt nicht berührt wird.

6. Leitungsschutzschalter nach den Ansprüchen 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt (4) in der Einschaltstellung durch eine Kontaktfeder (13) an den Festkontakt (3) gepreßt wird, deren Wirkungsrichtung, nahe an der Lagerstelle (11) vorbeigehend, den beweglichen Kontakt (4) zusätzlich in die Lagerstelle (11) drückt und die sich im Gehäuse (14) abstützt und daß der bewegliche Kontakt keinerlei mechanische Verbindung zum Schaltmecha¬ nismus (15) besitzt.

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7. Leitungsschutzschalter nach den Ansprüchen 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Stromführung keine flexible Litzen benötigt werden und daß lediglich zwei Verbindungsstellen (8, 9) als Schweiß- oder Lötstellen erforderlich sind.

8. Leitungsschutzschalter nach den Ansprüchen 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische und elektro- thermische Auslösung mit einem Überstromauslöser (7) nach DE 36 37 275 bewerkstelligt wird.

2 Figuren

8 Patentansprüche

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