WO2010102899A1 - Power distribution system - Google Patents

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WO2010102899A1
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current
distribution system
energy distribution
actuator
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Sebastian Aukofer
Wolfgang Erven
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Siemens Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to a power distribution system with upstream and downstream circuit breakers according to the preamble of claim 1.
  • circuit breakers in the power distribution and to let them selectively shut off in the event of a short circuit, ie the upstream circuit breaker should only tripping when no downstream circuit breaker can separate the branch affected by the short circuit.
  • Each circuit breaker has movable switching contacts, which flow through current during operation.
  • the movable switching contacts are usually spring-loaded and are held by the spring ⁇ force to an associated fixed switch contact.
  • the current is conducted via the switch contacts in such a way that magnetic forces are generated dynamically, which disconnect the switch contacts in the event of a short circuit, that is to say at a very steep increase in current, with the movable switch contact lifting away from the fixed switch contact.
  • each circuit breaker has a tripping (overload and short circuit tripping), which triggers when a predetermined threshold is exceeded.
  • the draw of the circuit breaker is done by unlatching a switching mechanism, which opens all switching contacts.
  • the current limitation by the arc allows small-sized circuit breakers and the system to design the lower short-circuit level.
  • the switch contacts current-dynamically lift at the dimensioned lift limit, wherein the mechanically trained Selektivausloser responds above a predetermined threshold and triggers the circuit breaker.
  • the threshold value (triggering threshold) is, for example, the switching chamber pressure, which is equivalent to the arc energy. Below this threshold value is not triggered by the lifting of the switch contacts and the switching contacts are closed due to the Federkraftbeetzschlagung again, so that the circuit breaker is again in the on state and thus selective.
  • the catch mechanism for the switch contacts ensures that the moving switch contacts are latched in order to protect the circuit breaker at very high switching capacities.
  • the Verrastddling of the trap mechanism must there ⁇ at constructively with the threshold of Selektivauslosers are coordinated, so that a unique switching state is ensured.
  • the selective release also responds when the capture mechanism has already been active. In the case of energy-selective circuit breakers, the selective release will only react after a dynamic opening or a dynamic closing. The draw and thus the protective function of the circuit breaker are thus delayed, so that the contact system can open and close to the threshold without a draw takes place.
  • Time-selective circuit-breakers with a rated current of 630 A are dimensioned so that several half-cycles of a short-circuit current can flow through without destroying the circuit breaker. This makes it possible to wait for the reaction of an upstream circuit breaker and to selectively switch it off only when necessary.
  • Energy selectivity ie a combination of dynamic current limiting behavior and a selective shutdown is not known at rated currents of large 630 A. This is due to the inertia of the contact system as well as the relatively high energy conversion in the circuit breaker, which usually leads to welding of the switch contacts during dynamic opening and closing.
  • the object of the invention is to propose an energy-selective circuit breaker, which can also be used with larger nominal currents and has a long service life.
  • the solution envisages that an actuator which can be triggered by the selective release is provided, which actuates the catch mechanism for releasing the movable switching contact if the criterion is undershot.
  • a further advantage results when the circuit breaker has a switching mechanism which is unlatched to trigger the circuit breaker from the actuator.
  • the idea of the invention is therefore to combine dynamically opening clampable switch contacts with an actuator, which in turn is stepped over a threshold value.
  • the invention thus eliminates the disadvantage that power switches for nominal currents of large 630 A and dynamically opening switch contacts weld by preventing them from falling again immediately.
  • the movable switching contact can open and latch highly dynamically, while selective tripping and actuator ensure that closing of the switching contact is only released when the switching contacts have thermally stabilized, that is to say that reconsolidation has already occurred. Therefore, if the decision is made to close in the selective case, the switching contact does not fall into the liquid melt, but rather to a contact geometry which has already been re-consolidated. A welding of the two
  • the circuit breaker according to the invention can thus be designed to limit the current even at high rated currents of greater than 630 A and nevertheless switch energy-selectively.
  • the branches can be designed for a lower short-circuit current, which is associated with more cost-effective devices and the like in the branch, smaller diameter of the lines and better protection of the entire system.
  • the triggering of the actuator is expediently carried out in two directions.
  • Figure 1 is a schematic representation of a closed
  • Circuit breaker with a movable and a fixed switching contact
  • FIG. 2 shows an opened circuit breaker according to FIG. 1.
  • Figure 1 shows a portion of a circuit breaker in a schematic representation, which belongs to a Energyvertei ⁇ ment system, which comprises at least two power switches, one of which upstream of the energy supply and the at least one power switch is arranged downstream (not shown).
  • the circuit breaker in Figure 1 comprises a contact system, which can be designed einfing ⁇ g as well as multi-fingered and doppelrotato ⁇ sch and translational. It has at least one fixed switching contact 1 and a movable switching contact 2, which is pivotable about an axis 3. The switching contact 2 is subjected to force by a spring 4 on the switch contact 1. By means of a current sensor 5 is detected via the switching of the contacts 1, 2 and flowing the detected current value a Selektivausloser 6 conces- leads, which calculates the energy value associated with an energy threshold, and ver (as the predetermined criterion) ⁇ like.
  • the Selektivausloser 6 actuated in Auslosefall an actuator 7, which is here according to the double arrow from Selektivausloser 6 up and down slidably.
  • an actuator 7 which is here according to the double arrow from Selektivausloser 6 up and down slidably.
  • a pawl 8 a catch mechanism 9.
  • a pawl 10 is actuated, which unlatches a switching mechanism 11.
  • the pawls 8, 10 are each pivotally mounted about a pivot axis 8a, 10a.
  • FIG. 2 further shows that the catch mechanism 9 holds the switch contact 2 (latched) upon reaching a predetermined opening angle w by means of the pawl 8 and thus prevents it from pivoting backwards.
  • the contact system consisting of the two switching contacts 1, 2 is therefore designed to open dynamically and is latched when the switching contact 2 opens.
  • the determined by the Selektivausloser 6 energy value triggers when the Energyschwellwert the pawl 10 by actuation by means of the actuator 7 (shift upward in Figure 2), d. H. the latching of the switching mechanism is released and the switching contacts 1, 2 are all poles open via a switching shaft of the switching mechanism 11, so the power switch off.
  • the actuator 7 (displacement downward in FIG. 2) triggers the latch 8, actuated So the catch mechanism 9, which releases the movable switching contact 2 again. This leads to the fact that the switching contact 2 coincides due to the spring force of the spring 4 and closes the circuit breaker. The circuit breaker is then on again and selective.

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Abstract

The invention relates to a power distribution system having at least one circuit breaker upstream, from the perspective of the power supply, and at least one circuit breaker downstream that have at least one movable switch contact (2) conducting current that contacts a related fixed switch contact (1) by force and in the case of a short-circuit type current rise of current dynamically created magnetic forces is raised thereby, wherein one arc is created between each of the two switch contacts (1, 2), the current is effective in a limiting manner, having a catch mechanism (9) that holds the movable switch contact (2) in place from the reaching of a specified opening angle (w) and having a selective trigger (6) for triggering the related circuit breaker upon exceeding a specified criterion. In order to attain a power selective circuit breaker that can also be used for larger rated currents and has a long service life, according to the invention there is an actuator (7) that can be triggered by the selective trigger (6) that activates the catch mechanism (9) to release the movable switch contact (2) when the criterion is exceeded.

Description

Beschreibungdescription
Energieverteilungs SystemEnergy distribution system
Die Erfindung betrifft ein Energieverteilungssystem mit vorgeordneten und nachgeordneten Leistungsschaltern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a power distribution system with upstream and downstream circuit breakers according to the preamble of claim 1.
Es ist bekannt, Leistungsschalter in der Energieverteilung einzusetzen und diese im Kurzschlussfall selektiv abschalten zu lassen, d. h. der vorgeordnete Leistungsschalter soll nur dann auslosen, wenn kein nachgeordneter Leistungsschalter den vom Kurzschluss betroffenen Abzweig trennen kann. Jeder Leistungsschalter weist bewegliche Schaltkontakte auf, die im Be- trieb Strom durchflössen sind. Die beweglichen Schaltkontakte sind meist federkraftbeaufschlagt und werden durch die Feder¬ kraft an einen zugehörigen festen Schaltkontakt angedruckt gehalten. Der Strom wird so über die Schaltkontakte gefuhrt, dass stromdynamisch Magnetkräfte erzeugt werden, die im Kurz- schlussfall, also bei einem sehr steilen Stromanstieg, die Schaltkontakte trennen, wobei der bewegliche Schaltkontakt vom festen Schaltkontakt abhebt. Dabei entsteht zwischen den Schaltkontakten ein Lichtbogen, der dem Stromfluss einen Widerstand entgegensetzt, was mit einer Begrenzung des Stroms verbunden ist. Bekannt ist es weiter, den beweglichen Schaltkontakt bei Erreichen eines vorgegebenen Offnungswmkels ver- rasten zu lassen, um ihn festzuhalten. Darüber hinaus verfugt jeder Leistungsschalter über einen Ausloser (Uberlast-und Kurzschlussausloser) , der auslost, wenn ein vorgegebener Schwellwert überschritten wird. Die Auslosung des Leistungsschalters erfolgt durch Entklinken eines Schaltschlosses, welches alle Schaltkontakte öffnet. Die Strombegrenzung durch den Lichtbogen ermöglicht klein bauende Leistungsschalter und die Anlage auf das geringere Kurzschlussniveau auszulegen.It is known to use circuit breakers in the power distribution and to let them selectively shut off in the event of a short circuit, ie the upstream circuit breaker should only tripping when no downstream circuit breaker can separate the branch affected by the short circuit. Each circuit breaker has movable switching contacts, which flow through current during operation. The movable switching contacts are usually spring-loaded and are held by the spring ¬ force to an associated fixed switch contact. The current is conducted via the switch contacts in such a way that magnetic forces are generated dynamically, which disconnect the switch contacts in the event of a short circuit, that is to say at a very steep increase in current, with the movable switch contact lifting away from the fixed switch contact. This creates an arc between the switching contacts, which opposes the flow of current a resistance, which is associated with a limitation of the current. It is also known to lock the movable switch contact when it reaches a predetermined opening angle in order to hold it. In addition, each circuit breaker has a tripping (overload and short circuit tripping), which triggers when a predetermined threshold is exceeded. The draw of the circuit breaker is done by unlatching a switching mechanism, which opens all switching contacts. The current limitation by the arc allows small-sized circuit breakers and the system to design the lower short-circuit level.
Speziell wird bei strombegrenzenden Kompaktschaltern fürSpecifically, in current-limiting compact switches for
Strome kleiner 630 A das selektive Verhalten durch sogenannte Energieselektivitat erreicht. Dabei heben die Schaltkontakte stromdynamisch an der dimensionierten Abhebegrenze ab, wobei der mechanisch ausgebildete Selektivausloser erst oberhalb eines vorgegebenen Schwellwertes reagiert und den Leistungsschalter auslost. Als Schwellwert (Ausloseschwelle) dient z.B. der Schaltkammerdruck, welcher äquivalent zur Lichtbogenenergie ist. Unterhalb dieses Schwellwertes wird nach dem Abheben der Schaltkontakte nicht ausgelost und die Schaltkon- takte werden auf Grund der Federkraftbeaufschlagung wieder geschlossen, so das sich der Leistungsschalter wieder im eingeschalteten Zustand befindet und damit selektiv ist. Em Fangmechanismus für die Schaltkontakte sorgt für eine Verras- tung der beweglichen Schaltkontakte, um den Leistungsschalter bei sehr hohen Schaltleistungen zu schützen. Damit wird ein zu schnelles Zufallen der Schaltkontakte verhindert und der Kontakt offengehalten bis zur Mitnahme durch das ausgeloste Schaltschloss . Der Verrastpunkt des Fangmechanismus muss da¬ bei konstruktiv mit dem Schwellwert des Selektivauslosers ab- gestimmt werden, so dass ein eindeutiger Schaltzustand sichergestellt ist. Der Selektivausloser reagiert jeweils auch dann, wenn der Fangmechanismus bereits aktiv gewesen ist. Bei energieselektiven Leistungsschaltern reagiert der Selektivausloser erst nach einer dynamischen Öffnung bzw. einem dyna- mischen Zufallen. Die Auslosung und damit die Schutzfunktion des Leistungsschalters erfolgen also verzögert, damit das Kontaktsystem bis zum Schwellwert offnen und schließen kann, ohne dass eine Auslosung erfolgt. Zeitselektive Leistungsschalter mit Nennstromen großer 630 A sind so dimensioniert, dass mehrere Halbwellen eines Kurzschlussstroms durchfließen können, ohne dass der Leistungsschalter zerstört wird. Dies ermöglicht es, jeweils die Reak- tion eines vorgeordneten Leistungsschalters abzuwarten und nur bei Bedarf selektiv abzuschalten.Current less than 630 A reaches the selective behavior through so-called energy selectivity. In this case, the switch contacts current-dynamically lift at the dimensioned lift limit, wherein the mechanically trained Selektivausloser responds above a predetermined threshold and triggers the circuit breaker. The threshold value (triggering threshold) is, for example, the switching chamber pressure, which is equivalent to the arc energy. Below this threshold value is not triggered by the lifting of the switch contacts and the switching contacts are closed due to the Federkraftbeaufschlagung again, so that the circuit breaker is again in the on state and thus selective. The catch mechanism for the switch contacts ensures that the moving switch contacts are latched in order to protect the circuit breaker at very high switching capacities. This prevents the switching contacts from closing too quickly and the contact is kept open until it is picked up by the triggered switch lock. The Verrastpunkt of the trap mechanism must there ¬ at constructively with the threshold of Selektivauslosers are coordinated, so that a unique switching state is ensured. The selective release also responds when the capture mechanism has already been active. In the case of energy-selective circuit breakers, the selective release will only react after a dynamic opening or a dynamic closing. The draw and thus the protective function of the circuit breaker are thus delayed, so that the contact system can open and close to the threshold without a draw takes place. Time-selective circuit-breakers with a rated current of 630 A are dimensioned so that several half-cycles of a short-circuit current can flow through without destroying the circuit breaker. This makes it possible to wait for the reaction of an upstream circuit breaker and to selectively switch it off only when necessary.
Energieselektivitat, also eine Kombination aus dynamisch Strom begrenzendem Verhalten und einer selektiven Abschaltung ist bei Nennstromen großer 630 A nicht bekannt. Dies liegt an der Trägheit des Kontaktsystems als auch dem relativ hohen Energieumsatz im Leistungsschalter, was meist zum Verschweißen der Schaltkontakte beim dynamischen Offnen und Schließen fuhrt.Energy selectivity, ie a combination of dynamic current limiting behavior and a selective shutdown is not known at rated currents of large 630 A. This is due to the inertia of the contact system as well as the relatively high energy conversion in the circuit breaker, which usually leads to welding of the switch contacts during dynamic opening and closing.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen energieselektiven Leistungsschalter vorzuschlagen, der auch bei größeren Nennstromen einsetzbar ist und eine hohe Standzeit aufweist.The object of the invention is to propose an energy-selective circuit breaker, which can also be used with larger nominal currents and has a long service life.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelost; die Unteranspruche stellen vorteilhafte Ausgestaltungen dar.The object is achieved by the features of claim 1; the dependent claims represent advantageous embodiments.
Die Losung sieht vor, dass ein vom Selektivausloser auslosbarer Aktor vorgesehen ist, der den Fangmechanismus zur Freiga- be des beweglichen Schaltkontakts betätigt, wenn eine Unterschreitung des Kriteriums vorliegt.The solution envisages that an actuator which can be triggered by the selective release is provided, which actuates the catch mechanism for releasing the movable switching contact if the criterion is undershot.
Eine einfache Losung sieht vor, als Kriterium einen vorgegebenen Schwellwert zu verwenden.A simple solution is to use a given threshold as the criterion.
Eine Verbesserung ergibt sich, wenn der Aktor den Fangmechanismus jeweils nach einer vorgegebenen Verzogerungszeit freigibt. Als technische Vereinfachung wird vorgeschlagen, dass das Auslosen des Leistungsschalters über den Aktor erfolgt.An improvement results when the actuator releases the catching mechanism each time after a predetermined delay time. As a technical simplification, it is proposed that the tripping of the circuit breaker takes place via the actuator.
Em weiterer Vorteil ergibt sich, wenn der Leistungsschalter ein Schaltschloss aufweist, das zum Auslosen des Leistungsschalters vom Aktor entklinkt wird.A further advantage results when the circuit breaker has a switching mechanism which is unlatched to trigger the circuit breaker from the actuator.
Bei einer einfachen Ausfuhrung weist der Fangmechanismus eine Verklmkung auf.In a simple execution, the catch mechanism on a Verklmkung.
Der Erfindungsgedanke ist also der, dynamisch öffnende verklmkbare Schaltkontakte mit einem Aktor zu kombinieren, der wiederum über einen Schwellwert getπggert wird. Mit der Erfindung wird also der Nachteil beseitigt, dass Leistungs- Schalter für Nennstrome großer 630 A und dynamisch öffnenden Schaltkontakten verschweißen, indem verhindert wird, dass diese gleich wieder zufallen. Der bewegliche Schaltkontakt kann hochdynamisch offnen und verklmken, wahrend Selektiv- ausloser und Aktor dafür sorgen, dass ein Schließen des Schaltkontakts erst freigegeben wird, wenn sich die Schaltkontakte thermisch stabilisiert haben, also bereits eine Wiederverfestigung eingetreten ist. Wird also im Selektivfall auf Schließen entschieden, fallt der Schaltkontakt nicht in die flussige Schmelze, sondern auf eine bereits wieder ver- festigte Kontaktgeometrie. Ein Verschweißen der beidenThe idea of the invention is therefore to combine dynamically opening clampable switch contacts with an actuator, which in turn is stepped over a threshold value. The invention thus eliminates the disadvantage that power switches for nominal currents of large 630 A and dynamically opening switch contacts weld by preventing them from falling again immediately. The movable switching contact can open and latch highly dynamically, while selective tripping and actuator ensure that closing of the switching contact is only released when the switching contacts have thermally stabilized, that is to say that reconsolidation has already occurred. Therefore, if the decision is made to close in the selective case, the switching contact does not fall into the liquid melt, but rather to a contact geometry which has already been re-consolidated. A welding of the two
Schaltkontakte ist dann nicht mehr möglich und der Leistungsschalter kann normal weiter betrieben werden. Der erfindungs- gemaße Leistungsschalter kann also auch bei hohen Nennstromen großer 630 A strombegrenzend ausgelegt sein und trotzdem energieselektiv schalten. Dadurch können die Abzweige für einen geringeren Kurzschlussstrom ausgelegt werden, was mit kostengünstigeren Geraten und dergleichen im Abzweig, geringerem Durchmesser der Leitungen und besserem Schutz der gesamten Anlage verbunden ist. Die Triggerung des Aktors erfolgt zweckmaßigerweise in zwei Richtungen .Switching contacts is then no longer possible and the circuit breaker can continue to operate normally. The circuit breaker according to the invention can thus be designed to limit the current even at high rated currents of greater than 630 A and nevertheless switch energy-selectively. As a result, the branches can be designed for a lower short-circuit current, which is associated with more cost-effective devices and the like in the branch, smaller diameter of the lines and better protection of the entire system. The triggering of the actuator is expediently carried out in two directions.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung naher beschrieben. Es zeigen:The invention will be described in more detail with reference to a drawing. Show it:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines geschlossenenFigure 1 is a schematic representation of a closed
Leistungsschalters mit einem beweglichem und einem feststehenden Schaltkontakt undCircuit breaker with a movable and a fixed switching contact and
Figur 2 einen geöffneten Leistungsschalter gemäß Figur 1.FIG. 2 shows an opened circuit breaker according to FIG. 1.
Figur 1 zeigt einen Teilbereich eines Leistungsschalters in einer schematischen Darstellung, der zu einem Energievertei¬ lungssystem gehört, welches mindestens zwei Leistungsschalter umfasst, von denen einer von der Energieeinspeisung aus gesehen vorgeordnet und dem mindestens ein Leistungsschalter nachgeordnet ist (nicht gezeigt) .Figure 1 shows a portion of a circuit breaker in a schematic representation, which belongs to a Energievertei ¬ ment system, which comprises at least two power switches, one of which upstream of the energy supply and the at least one power switch is arranged downstream (not shown).
Der Leistungsschalter in Figur 1 umfasst ein Kontaktsystem, das einfingπg wie auch mehrfingrig sowie doppelrotatoπsch und translatorisch ausgebildet sein kann. Es weist zumindest einen feststehenden Schaltkontakt 1 und einen beweglichen Schaltkontakt 2 auf, der um eine Achse 3 verschwenkbar ist. Der Schaltkontakt 2 liegt kraftbeaufschlagt durch eine Feder 4 an dem Schaltkontakt 1 an. Mittels eines Stromsensors 5 wird der über die Schaltkontakte 1, 2 fließende Strom erfasst und der erfasste Stromwert einem Selektivausloser 6 zuge- fuhrt, der den zugehörigen Energiewert berechnet und mit einem Energieschwellwert (als vorgegebenes Kriterium) ver¬ gleicht. Der Selektivausloser 6 betätigt im Auslosefall einen Aktor 7, der hier gemäß dem eingezeichneten Doppelpfeil vom Selektivausloser 6 nach oben und nach unten verschiebbar ist. Bei einer Verschiebung nach unten betätigt der Aktor 7 eine Klinke 8 eines Fangmechanismus 9. Beim Verschieben nach oben wird dagegen eine Klinke 10 betätigt, die ein Schaltschloss 11 entklinkt. Die Klinken 8, 10 sind jeweils um eine Schwenk- achse 8a, 10a schwenkbar gelagert.The circuit breaker in Figure 1 comprises a contact system, which can be designed einfingπg as well as multi-fingered and doppelrotatoπsch and translational. It has at least one fixed switching contact 1 and a movable switching contact 2, which is pivotable about an axis 3. The switching contact 2 is subjected to force by a spring 4 on the switch contact 1. By means of a current sensor 5 is detected via the switching of the contacts 1, 2 and flowing the detected current value a Selektivausloser 6 conces- leads, which calculates the energy value associated with an energy threshold, and ver (as the predetermined criterion) ¬ like. The Selektivausloser 6 actuated in Auslosefall an actuator 7, which is here according to the double arrow from Selektivausloser 6 up and down slidably. In a downward shift of the actuator 7 actuates a pawl 8 a catch mechanism 9. When moving upwards, however, a pawl 10 is actuated, which unlatches a switching mechanism 11. The pawls 8, 10 are each pivotally mounted about a pivot axis 8a, 10a.
Im Kurzschlussfall bewirkt der durch die Stromkontakte 1, 2 fließende Strom stromdynamisch erzeugte Magnetkräfte, durch welche sich die Stromkontakte 1, 2 voneinander abstoßen. Da- bei hebt der bewegliche Stromkontakt 2 vom feststehenden Stromkontakt 1 ab, d. h. der Stromkontakt 2 in Figur 1 schwenkt nach oben, wie in Figur 2 gezeigt.In the event of a short circuit, the current flowing through the current contacts 1, 2 causes current-dynamically generated magnetic forces, through which the current contacts 1, 2 repel each other. In this case, the movable current contact 2 lifts off from the fixed current contact 1, d. H. the current contact 2 in Figure 1 pivots upward, as shown in Figure 2.
Figur 2 zeigt weiter, dass der Fangmechanismus 9 den Schalt- kontakt 2 bei Erreichen eines vorgegebenen Offnungswinkels w mittels der Klinke 8 festhalt (verklinkt) und so an einem Zu- ruckschwenken hindert. Das aus den beiden Schaltkontakten 1, 2 bestehende Kontaktsystem ist hier also dynamisch öffnend ausgelegt und wird bei der Öffnung des Schaltkontakts 2 ver- klinkt. Der von dem Selektivausloser 6 ermittelte Energiewert lost bei Überschreiten des Energieschwellwert die Klinke 10 durch Betätigung mittels des Aktors 7 (Verschiebung nach oben in Figur 2) aus, d. h. die Verklinkung des Schaltschlosses wird gelost und die Schaltkontakte 1, 2 werden über eine Schaltwelle des Schaltschlosses 11 allpolig geöffnet, der Leistungsschalter also ausgeschaltet.FIG. 2 further shows that the catch mechanism 9 holds the switch contact 2 (latched) upon reaching a predetermined opening angle w by means of the pawl 8 and thus prevents it from pivoting backwards. The contact system consisting of the two switching contacts 1, 2 is therefore designed to open dynamically and is latched when the switching contact 2 opens. The determined by the Selektivausloser 6 energy value triggers when the Energieschwellwert the pawl 10 by actuation by means of the actuator 7 (shift upward in Figure 2), d. H. the latching of the switching mechanism is released and the switching contacts 1, 2 are all poles open via a switching shaft of the switching mechanism 11, so the power switch off.
Der beim Offnen der Schaltkontakte 1, 2 zwischen diesen entstehende Lichtbogen fuhrt zu einer Strombegrenzung.The opening of the switch contacts 1, 2 between these resulting arc leads to a current limit.
Wird der Energieschwellwert unterschritten, beispielsweise weil der nachgeordnete oder einer der nachgeordneten Leistungsschalter abgeschaltet hat, so lost der Aktor 7 (Verschiebung nach unten in Figur 2) die Klinke 8 aus, betätigt also den Fangmechanismus 9, wobei dieser den beweglichen Schaltkontakt 2 wieder freigibt. Dies fuhrt dazu, dass der Schaltkontakt 2 auf Grund der Federkraft der Feder 4 zufallt und den Leistungsschalter schließt. Der Leistungsschalter ist dann wieder eingeschaltet und selektiv.If the energy threshold value is undershot, for example because the downstream or one of the downstream power switches has switched off, the actuator 7 (displacement downward in FIG. 2) triggers the latch 8, actuated So the catch mechanism 9, which releases the movable switching contact 2 again. This leads to the fact that the switching contact 2 coincides due to the spring force of the spring 4 and closes the circuit breaker. The circuit breaker is then on again and selective.
Um einen energieselektiven Leistungsschalter zu erzielen, der auch bei größeren Nennstromen einsetzbar ist und eine hohe Standzeit aufweist, werden also stromdynamisch öffnende Schaltkontakte 2 vorgeschlagen, die bei der Öffnung verklinkt werden. Der von einem Selektivausloser 6 getπggerte Aktor 7 wird über einen Energieschwellwert in zwei Positionen bewegt und ermöglicht dadurch entweder ein Schließen oder ein Offnen der Schaltkontakte 1, 2. Der Leistungsschalter wird so dimen- sioniert, dass die Schaltkontakte 1, 2 (bei Mehrfingersyste¬ men alle einzelnen Schaltkontakte) im Kurzschlussfall eigen- dynamisch (durch die Holm- und Lorenzkrafte) offnen. Der Fangmechanismus 9 verklinkt die Schaltkontakte 2 (deren Kontaktarme) in der geöffneten Position. Dies wird bei Leis- tungsschaltern >630A sicher erreicht, da die magnetischenIn order to achieve an energy-selective circuit breaker, which can also be used with larger rated currents and has a long service life, so current-dynamically opening switching contacts 2 are proposed, which are latched at the opening. The getπggerte by a Selektivausloser 6 actuator 7 is moved by a power threshold in two positions, enabling either a closing or an opening of the switching contacts 1, 2. The circuit breaker is sioned so dimen- that the switching contacts 1, 2 (at Mehrfingersyste ¬ men all individual switching contacts) open dynamically in the event of a short-circuit (through the bar and Lorenz forces). The catching mechanism 9 engages the switching contacts 2 (their contact arms) in the open position. This is safely achieved with circuit-breakers> 630A because the magnetic
Kräfte oberhalb der Abhebegrenze (>15kA peak bei einem 1000A Schalter) so groß sind, dass der volle Offnungswmkel w (des Kontaktsystems) erreicht wird. Hierdurch wird eine sehr schnelle Strombegrenzung im Kurzschlussfall realisiert. Der Selektivausloser 6 (mechanisch oder elektronisch) erkennt die „Dimension" des Kurzschlusses und entscheidet, ob er selektiv Auslosen muss oder nicht. Dies gelingt beispielsweise anhand der im Leistungsschalter umgesetzten Energie, des Drucks oder des Durchlassstroms. Wird eine definierte Ausloseschwelle (z.B. Energieschwellwert) überschritten, erfolgt ein Auslosesignal an den Aktor 7 (z.B. magnetisch) . Dieser entklinkt den Antrieb z.B. für das Schaltschloss 11 und öffnet über dessen Schaltwelle die Schaltkontakte 1, 2, d.h. der Leistungsschalter hat den Kurzschluss abgeschaltet. Wird die Ausloseschwel- Ie nicht überschritten, dass heißt es liegt der Selektivfall vor, wird ein Signal an einen Aktor 7 gegeben, welcher die Verklmkung der Schaltkontakte 1, 2 wieder lost. Durch die gespannten Federn 4 schließen sich die Schaltkontakte 1, 2 wieder, d.h. der Leistungsschalter schaltet nicht selektiv ab und der zugehörige Abzweig wird nicht vom Strom getrennt. Forces above the lift limit (> 15kA peak for a 1000A switch) are so large that the full opening angle w (of the contact system) is reached. As a result, a very fast current limit is realized in the event of a short circuit. Selective release 6 (mechanical or electronic) detects the "dimension" of the short circuit and decides whether or not it must selectively trip it, for example using the energy, pressure or forward current converted in the circuit breaker. If this is exceeded, a release signal is sent to the actuator 7 (eg, magnetic), which unlatches the drive, for example, for the switch lock 11 and opens the switch contacts 1, 2 via its switching shaft, ie the circuit breaker has switched off the short circuit. Ie not exceeded, that is, there is the selective case, a signal is given to an actuator 7, which the Verklmkung the switch contacts 1, 2 lost again. Due to the tensioned springs 4 close the switch contacts 1, 2 again, ie the circuit breaker does not selectively switch off and the associated branch is not disconnected from the power.

Claims

Patentansprüche claims
1. Energieverteilungssystem mit von der Energieeinspeisung aus gesehen zumindest einem vorgeordneten Leistungsschalter und zumindest einem nachgeordneten Leistungsschalter, die zumindest einen Strom durchflossenen beweglichen Schaltkontakt (2) aufweisen, der kraftbeaufschlagt an einem zugehörigen festen Schaltkontakt (1) anliegt und bei einem kurzschlussar- tigen Stromanstieg von stromdynamisch erzeugten Magnetkräften von diesem abgehoben wird, wobei jeweils ein Lichtbogen zwischen den beiden Schaltkontakten (1, 2) entsteht, der Strom begrenzend wirksam ist, mit einem Fangmechanismus (9), der den beweglichen Schaltkon- takt (2) ab Erreichen eines vorgegebenen Offnungswinkels (w) festhalt, und mit einem Selektivausloser (6) zum Auslosen des zugehörigen Leistungsschalters bei Überschreitung eines vorgegebenen Kriteriums, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass ein vom Selektivausloser (6) auslosbarer Aktor (7) vorgesehen ist, der den Fangmechanismus (9) zur Freigabe des beweglichen Schaltkontakts (2) betätigt, wenn eine Unterschrei¬ tung des Kriteriums vorliegt.1. Energy distribution system with seen from the power supply from at least one upstream circuit breaker and at least one downstream circuit breaker, the at least one current flowing through movable switching contact (2), the force applied to an associated fixed switching contact (1) is applied and in a kurzschlussar- term current increase of Magnetically generated magnetic forces of this is lifted, wherein in each case an arc between the two switching contacts (1, 2) is formed, the current is limiting effect, with a catch mechanism (9), the movable switching contact (2) from reaching a predetermined opening angle (W) hold, and with a Selektivausloser (6) for tripping the associated circuit breaker when exceeding a predetermined criterion, characterized in that a Selloser (6) auslosbarer actuator (7) is provided, the catch mechanism (9) for releasing the movable switching contact s (2) is actuated, if there is a Unterschrei ¬ tion of the criterion.
2. Energieverteilungssystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Kriterium ein vorgegebener Schwellwert ist.2. Energy distribution system according to claim 1, characterized in that the criterion is a predetermined threshold value.
3. Energieverteilungssystem nach Anspruch 1 oder 2 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Aktor (7) den Fangmechanismus (9) jeweils nach einer vorgegebenen Verzogerungszeit freigibt. 3. Energy distribution system according to claim 1 or 2, characterized in that the actuator (7) releases the catching mechanism (9) in each case after a predetermined delay time.
4. Energieverteilungssystem nach einem der Ansprüche 1 - 3 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Auslosen des Leistungsschalters über den Aktor (7) erfolgt .4. Energy distribution system according to one of claims 1 - 3 d a d u r c h e k e n e c e s in that the tripping of the circuit breaker via the actuator (7) takes place.
5. Energieverteilungssystem nach einem der Ansprüche 1 - 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Leistungsschalter ein Schaltschloss (11) aufweist, das zum Auslosen des Leistungsschalters vom Aktor (7) ent- klinkt wird.5. Energy distribution system according to one of claims 1-4, characterized in that the circuit breaker has a switching mechanism (11) which is latches to the tripping of the circuit breaker from the actuator (7).
6. Energieverteilungssystem nach einem der Ansprüche 1 - 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Fangmechanismus (9) eine Verklmkung aufweist.6. Energy distribution system according to one of claims 1-5, in that a catching mechanism (9) has a connection.
7. Energieverteilungssystem nach einem der Ansprüche 1 - 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Selektivausloser (6) als elektronischer Selektivaus- loser oder als stromabhangiger magnetischer Klappanker ausge- bildet ist. 7. Energy distribution system according to one of claims 1-6, characterized in that the Selektivausloser (6) as an electronic selective release or as a current-dependent magnetic hinged armature is formed.
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