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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Erdschluss-Unterbrechungsschalter
zum Einsatz bei einem Niederspannungs-Verteilungssystem, der eine Überstromschutzfunktion
und eine Erdschluss-Schutzfunktion hat, und insbesondere eine Schutzeinrichtung
zum Trennen einer Leckstromerfassungsschaltung, wenn ein Spannungsfestigkeitstest
an dem Erdschluss-Unterbrechungsschalter durchgeführt wird.
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Ein
Leistungsschalter mit formgegossenem (kunststoffgekapselten) Gehäuse und
ein Erdschluss-Unterbrechungsschalter
sind als Schutzausrüstungen
für ein
Niederspannungs-Verteilungssystem bekannt. Allgemein ausgedrückt hat
ein Erdschluss-Unterbrechungsschalter, der in Japan breite Anwendung
findet, eine Überstromschutzfunktion und
eine Erdschluss-Schutzfunktion. Um die praktische Nutzung für den Kunden
zu verbessern, wurden in jüngerer
Vergangenheit ein Leistungsschalter mit formgegossenem Gehäuse und
ein Erdschluss-Unterbrechungsschalter mit gleichem Rahmen in Hauptgehäusen mit
den gleichen äußeren Abmessungen
untergebracht, und es wurde hauptsächlich ein Erdschluss-Unterbrechungsschalter
verwendet, der als einzelne Einheit konfiguriert ist, so dass dessen
Hauptteile in größtmöglichem
Umfang mit einem Leistungsschalter mit formgegossenem Gehäuse gemeinsam
genutzt werden können
(siehe beispielsweise
JP
3,246,562 B ).
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7 ist ein Schaltbild eines
herkömmlichen Erdschluss-Unterbrechungsschalters
(für eine
Dreiphasenschaltung) und 8 und 9 sind Ansichten, die den
Aufbau des Erdschluss-Unterbrechungsschalters in 7 zeigen. In 7 bezeichnet Bezugszeichen 1 eine
Hauptschaltung mit den Phasen R, S und T; 2 bezeichnet
Hauptschaltungskontakte; 3 bezeichnet einen Schaltmechanismus
für die
Hauptschaltungskontakte 2; 4 bezeichnet einen
Betätigungshebel; 5 bezeichnet
eine Überstrom-Auslöseeinrichtung,
die einen durch die Hauptschaltung 1 fließenden Überlaststrom
oder Kurzschlussstrom erfasst und den Schaltmechanismus 3 auslöst.
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Ferner
enthält
die Überstromauslöseeinrichtung 5,
die das Auftreten eines Erdschlusses erfasst, um den Schaltmechanismus 3 auszulösen, einen Nullphasenstromtransformator 6,
der einen unsymmetrischen Strom der Hauptschaltung 1 durch
die Hauptschaltung 1 mit den Phasen R, S und T als Primärleiter
erfasst, eine Leckstromerfassungsschaltung (eine einen IC enthaltende
elektronische Schaltung) 7, die das Auftreten eines Erdschlusses
gemäß dem Pegel
eines sekundären
Ausgangs von dem Nullphasenstromtransformator 6 erfasst,
und eine Auslösespuleneinheit 8,
die das Auslösen
des Schaltmechanismus 3 ansprechend auf einen Ausgang von
der Leckstromerfassungsschaltung 7 veranlasst. Hier wird
als Steuerleistung für
die Leckstromerfassungsschaltung 7 die Zwischenphasenspannung
der Hauptschaltung 1 der Leckstromerfassungsschaltung 7 über eine
Leistungsversorgungsleitung 9 und eine Gleichrichterschaltung 10 zugeführt, die
zwischen die Hauptschaltung 1 und die Leckstromerfassungsschaltung 7 geschaltet
ist. Es sei angemerkt, dass in dem dargestellten Beispiel zwar die
Zwischenphasenspannung der Phasen R–T der Hauptschaltung 1 der
Leckstromerfassungsschaltung 7 zugeführt wird, jedoch auch die jeweiligen
Phasenspannungen der Phasen R, S und T in den zuzuliefernden Gleichstrom
umgewandelt werden können.
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Andererseits
bezeichnen in 8 und 9 Bezugszeichen 11 ein
Hauptkörpergehäuse, das
aus einer unteren Gehäusehälfte 11a und
einer oberen Abdeckung 11b besteht; 12 und 13 bezeichnen
die Hauptschaltungsanschlüsse
der Leistungsversorgungsseite bzw. der Lastseite; 14 bezeichnet
feststehende Kontakte der Hauptschaltungskontakte 2; 15 bezeichnet
bewegliche Kontakte; 16 bezeichnet schwenkbare Kontaktträger, die
die beweglichen Kontakte 15 tragen; und 17 bezeichnet
eine Lichtbogenunterdrückungseinrichtung.
Bekanntlich enthält der
Schaltmechanismus 3 einen Kipphebelmechanismus, der eine
Kombination aus einem Kipphebel 3a, der den Kontaktträger 16 und
den Betätigungshebel 4 miteinander
verbindet, mit einer Öffnungs/Schließfeder 3b ist,
und einen Klinkenmechanismus, der eine Kombination aus einer Klinke 18,
einer Klinkenaufnahme 19 und einem Auslösequerstab 20 ist.
Ein Anker 5a als ein Betätigungsende der Überstromauslöseeinrichtung 5 und
ein nicht dargestellter Schieber als Betätigungsende der Auslösespuleneinheit 8 der Überstromauslöseeinrichtung 5 liegen
dem Auslösequerstab 20 gegenüber. Es
sei angemerkt, dass der dargestellte Klinkenmechanismus nur ein
Beispiel darstellt und auch andere Klinkenmechanismen mit verschiedenen
Strukturen bekannt sind.
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Wie 9 zeigt, ist das Hauptkörpergehäuse 11 mit
Zwischenphasentrennwänden 11c gebildet, welche
Teile der jeweiligen Phasen, die in dem Hauptkörpergehäuse 11 montiert sind,
isolieren und trennen. Ferner ist die Leckstromerfassungsschaltung 7 auf
einer gedruckten Schaltung 7a (siehe 9) montiert und anschließend innerhalb
des Hauptkörpergehäuses 11 (ein
Raum zwischen dem Nullphasenstromtransformator 6 und der
Seitenwand des Hauptkörpergehäuses 11)
angebracht, und die Leistungsversorgungsleitung 9 (siehe 7) ist zwischen die Leckstromerfassungsschaltung 7 und
die Leiter der Hauptschaltung 1 geschaltet.
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Der
vorstehend beschriebene Erdschluss-Unterbrechungsschalter wird in
bekannter Weise ein/ausgeschaltet. Wenn der Betätigungshebel 4 in
eine EIN/AUS-Position bewegt wird, wird der Kipphebelmechanismus
des Schaltmechanismus 3 ansprechend auf die Bewegung des
Betätigungshebels 4 umgelegt,
um die beweglichen Kontakte 15 zu öffnen/zu schließen. Wenn
ferner die Leistungsversorgung eingeschaltet wird, um die Hauptschaltungskontakte 2 wie
dargestellt zu schließen
(EIN), wird die Klinke 18 an der Klinkenaufnahme 19 verriegelt,
die von dem Auslösequerstab 20 in
dieser Position gehalten wird. Wenn in diesem Zustand eine Überlast-/Kurzschlussstrom
durch die Hauptschaltung 1 fließt und die Betätigung der Überstromauslöseeinrichtung 5 veranlasst,
wird der Auslösequerstab 20 über den
Anker 5a gegen den Uhrzeigersinn gedreht, um die Klinke 18 aus
der Klinkenaufnahme 19 freizugeben. Dies veranlasst damit
das Auslösen
des Schaltmechanismus 3, so dass die beweglichen Kontakte 15 von
den feststehenden Kontakten 14 getrennt werden und die
Hauptschaltung 1 unterbrochen wird. Wenn Erdungsstrom durch
die Hauptschaltung 1 in 7 fließt, um die
Auslösespuleneinheit 8 des Überstromauslösemechanismus 5 zu
betätigen,
wird in ähnlicher
Weise der Auslösequerstab 20 in
eine Freigabeposition angetrieben. Dies veranlasst das Auslösen des
Schaltmechanismus 3, sodass die beweglichen Kontakte 15 geöffnet werden, um
die Hauptschaltung 1 zu unterbrechen. Es sei angemerkt,
dass zum Einschalten der Stromversorgung des Unterbrechungsschalters
nach dem Auslösen der
Betätigungshebel 4,
der in der Auslöseposition
im Stillstand war, einmal aus der Auslöseposition in die AUS-Position
zurückgestellt
wird, um den Verriegelungsmechanismus rückzusetzen, und anschließend der
Bedienungsgriff 4 aus der AUS-Position in die EIN-Position bewegt wird,
was das Schließen
der beweglichen Kontakte 15 veranlasst.
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Ferner
hat der Erdschluss-Unterbrechungsschalter vorschriftsgemäß den Normen
entsprechend eine vorbestimmte Durchschlagfestigkeit, und somit
wird für
jedes Produkt ein Spannungsfestigkeitstest durchgeführt, um
sicherzustellen, das ein dielektrischer Durchschlag verhindert werden
kann. Der Spannungsfestigkeitstest wird durchgeführt, indem eine Prüfspannung
an die Phasen der Hauptschaltungsanschlüsse angelegt wird, wobei die Hauptschaltungskontakte
AUS sind. Die Prüfspannung
für den
Test wird für
jede Nennspannung des Erdschluss-Unterbrechungsschalters festgelegt.
Beispielsweise wird für
Erdschluss-Unterbrechungsschalter mit einer Nennspannung von 400
bis 600 V die Prüfspannung
auf 2500 V eingestellt.
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Wenn
der Spannungsfestigkeitstest in dem Zustand durchgeführt wird,
in dem die in 7 gezeigte
Leckstromerfassungsschaltung (IC) 7 mit der Hauptschaltung 1 verbunden
ist, wird die Leckstromerfassungsschaltung 7 durch eine
hohe Prüfspannung
zerstört.
Daher führen
Hersteller in Japan den Spannungsfestigkeitstest während des
Montagevorgangs durch, bevor die Leistungsversorgungsleitung 9,
die die Leckstromerfassungsschaltung 7 mit Leistung versorgt,
mit der Hauptschaltung 1 verbunden wird.
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Andererseits
ist ein in westlichen Ländern hergestellter
Erdschluss-Unterbrechungsschalter im Unterschied zu dem vorstehend
beschriebenen Erdschluss-Unterbrechungsschalter nicht als eine einzelne
Einheit konfiguriert, sondern ist gewöhnlich eine Kombination eines
Unterbrechungsschalters mit formgegossenem Gehäuse und einer Leckstromerfassungseinheit
(eine als eine Einheit konfigurierte Option, die mit einem Nullphasenstromtransformator, eine
Leckstromerfassungseinheit und dergleichen ausgerüstet ist),
die von dem Unterbrechungsschalter unabhängig ist. Ferner ist ein Erdschluss-Unterbrechungsschalter
bekannt, der so aufgebaut ist, dass eine Leckstromerfassungseinheit
mit einem Schalter für
den Spannungsfestigkeitstest ausgerüstet ist, so dass der Benutzer
den Spannungsfestigkeitstest in dem Zustand durchführen kann,
in dem die Leckstromerfassungseinheit mit dem Unterbrechungsschalter
mit formgegossenem Gehäuse
verbunden ist, so dass dann, wenn der Spannungsfestigkeitstest durchgeführt wird,
die Leckstromerfassungsschaltung von dem Unterbrechungsschalter mit
formgegossenem Gehäuse
durch Ausschalten des Schalters getrennt wird, und nach dem Vollenden des
Spannungsfestigkeitstests der ursprüngliche Benutzungszustand durch
erneutes Einschalten des Schalters wiederhergestellt wird (siehe
beispielsweise US 2001/0022713 A1).
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Der
vorstehend beschriebene, als einzelne Einheit konfigurierte Erdschluss-Unterbrechungsschalter
hat die gleichen Abmessungen wie ein Unterbrechungsschalter mit
formgegossenem Gehäuse und
die Funktionsteile für
den Überstromschutz
und den Leckstromschutz sind innerhalb des Hauptkörpergehäuses in
der Weise angeordnet, dass beinahe kein Raum freibleibt, wie 9 zeigt, sodass damit zum
zusätzlichen
Anordnen des Schalters für
den Spannungsfestigkeitstest kein ausreichender Raum verbleibt.
Um Platz zum Anordnen des Schalters für den Spannungsfestigkeitstest
in dem Hauptkörpergehäuse zu schaffen,
ist es daher erforderlich, die Bauteile und deren Anordnung bei
der Konstruktion zu ändern.
Insbesondere sind hohe Entwicklungskosten und eine lange Entwicklungsdauer
erforderlich, um Änderungen
an Teilen sowie an deren Anordnung vorzunehmen, die von dem Unterbrechungsschalter
mit formgegossenem Gehäuse
und dem Erdschluss-Unterbrechungsschalter gemeinsam genutzt werden.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Erdschluss-Unterbrechungsschalter
zu schaffen, der es ermöglicht,
zusätzlich
einen Spannungsfestigkeitstestschalter vorzusehen, indem der Raum
in einem Hauptkörpergehäuse genutzt wird,
ohne dass wesentliche Änderungen
an Bauteilen eines herkömmlichen
Erdschluss-Unterbrechungsschalters sowie an deren Anordnung erforderlich
sind, wodurch es möglich
wird, einen Spannungsfestigkeitstest durch einen einfachen Vorgang sicher
durchzuführen.
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Die
Lösung
der Aufgabe ergibt sich aus Patentanspruch 1. Unteransprüche beziehen
sich auf bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung, wobei auch andere Kombinationen von Merkmalen als
in den Ansprüchen
beansprucht möglich
sind.
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Zur
Lösung
der vorstehend beschriebenen Aufgabe ist ein Erdschluss-Unterbrechungsschalter, der
eine Überstromschutzfunktion
und eine Erdschluss-Schutzfunktion hat, in der Weise aufgebaut, dass
Kontakte einer Hauptschaltung, ein Schaltmechanismus, ein Betätigungshebel,
eine Überstromauslöseeinrichtung
und eine Leckstromerfassungsschaltung in Kombination mit einem Nullphasenstromtransformator
innerhalb eines Hauptkörpergehäuses montiert
sind, und ist mit einem handbetätigten
Spannungsfestigkeitstestschalter ausgerüstet, der eine zwischen die
Leckstromerfassungsschaltung und die Hauptschaltung geschaltete
Zulieferschaltung ein- und ausschaltet, wodurch die Leckstromerfassungsschaltung
durch Ausschalten des Schalters von der Hauptschaltung getrennt
wird, wenn einen Spannungsfestigkeitstest für die Hauptschaltung durchgeführt wird,
wobei der Spannungsfestigkeitstestschalter in einem Raum angeordnet
ist, der von dem in dem Hauptkörpergehäuse für den Erdschluss-Unterbrechungsschalter
vorgesehenen Nullphasenstromtransformator, U-förmigen Hauptschaltungsleitern,
die den Nullphasenstromtransformator durchdringen, und einer Seitenwand
des Hauptkörpergehäuses umschlossen
ist.
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Vorzugsweise
wird ein Handbetätigungsabschnitt
des Spannungsfestigkeitstestschalters so ausgeführt, dass er einem in einer
oberen Abdeckung des Hauptschaltergehäuses gebildeten Fensterloch
gegenüberliegt
und mechanisch mit einem Auslösequerstab
des Schaltmechanismus gekoppelt ist, und der Auslösequerstab
wird in eine Verriegelungsfreigabeposition bewegt und in dieser
gehalten, indem der Spannungsfestigkeitstestschalter ausgeschaltet
wird, um die Kontakte der Hauptschaltung zu öffnen (Anspruch 1). Genauer
ausgedrückt
ist der Spannungsfestigkeitstestschalter wie nachfolgend beschrieben
aufgebaut.
- (1) In dem handbetätigten Abschnitt
des Spannungsfestigkeitstestschalters ist ein ansprechend auf das Einschalten/Ausschalten
des Spannungsfestigkeitstestschalters betätigter Aktuator als eine Kopplungseinrichtung
zum Verriegeln des Spannungsfestigkeitstestschalters und des Auslösequerstabs
vorgesehen und wird mit dem Auslösequerstab
durch einen Anker als ein Betätigungsende
der Überstromauslöseeinrichtung
gekoppelt (Anspruch 3).
- (2) In dem handbetätigten
Abschnitt des Spannungsfestigkeitstestschalters ist ein ansprechend auf
das Einschalten/Ausschalten des Spannungsfestigkeitstestschalters
betätigter
Aktuator als eine Kopplungseinrichtung zum Verriegeln des Spannungsfestigkeitstestschalters
und des Auslösequerstabs
vorgesehen und wird mit dem Auslösequerstab
durch einen Schieber als ein Betätigungsende
einer Auslösespuleneinheit
der Überstromauslöseeinrichtung
gekoppelt (Anspruch 4).
- (3) Der vorstehend in (1) und (2) erwähnte Aktuator ist so konfiguriert,
dass er sich zu dem Auslösequerstab
hin erstreckt, und ist von dem handbetätigten Abschnitt des Spannungsfestigkeitstestschalters
durchgehend vorgesehen.
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Wenn
bei der vorstehend beschriebenen Anordnung der Spannungsfestigkeitstestschalter
ausgeschaltet wird, wenn ein Spannungsfestigkeitstest durchgeführt wird,
wird die Leckstromerfassungsschaltung von der Hauptschaltung getrennt
und der Auslösequerstab
wird ansprechend auf das Ausschalten des Schalters in die Verriegelungsfreigabeposition
bewegt, um das Auslösen
des Schaltmechanismus zu veranlassen, wodurch die Hauptschaltungskontakte
geöffnet
werden. Dies schließt
die Vorbereitungen für
den Spannungsfestigkeitstest ab, sodass der Spannungsfestigkeitstest
sicher in dem Zustand durchgeführt
werden kann, in dem die Leckstromerfassungsschaltung von der Hauptschaltung getrennt
ist. Wenn ferner der Spannungsfestigkeitstestschalter ausgeschaltet
wird, wird der Auslösequerstab
in der Verriegelungsfreigabeposition gehalten, sodass es auch dann,
wenn man versucht, durch Betätigung
des Betätigungshebels
des Erdschluss-Unterbrechungsschalters ohne erneutes Einschalten
des Spannungsfestigkeitstestschalters die Hauptschaltungskontakte
einzuschalten, nicht möglich
ist, die Hauptschaltungskontakte zu schließen, da der Schaltmechanismus
nicht rückgesetzt ist.
Daher ist es möglich,
den Fehler zu verhindern, dass der Erdschluss-Unterbrechungsschalter
in den Gebrauchszustand zurückgestellt
wird, indem die Hauptschaltungskontakte geschlossen werden, während die
Leckstromerfassungsschaltung von der Hauptschaltung getrennt ist,
da das Einschalten des Spannungsfestigkeitstestschalters nach dem
Vollenden des Spannungsfestigkeitstests vergessen wurde.
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Da
ferner der Spannungsfestigkeitstestschalter in dem Raum angeordnet
ist, der von den U-förmigen
Hauptschaltungsleitern, die den Nullphasenstromtransformator an
seinem vorderen und hinteren Ende durchdringen, zwischen dem Nullphasenstromtransformator
und der Seitenwand des Hauptkörpergehäuses umschlossen
ist (bei einem herkömmlichen
Erdschluss-Unterbrechungsschalter ist in diesem Raum eine Leckstromerfassungsschaltung angeordnet),
ist es möglich,
den Spannungsfestigkeitstestschalter in dem Hauptkörpergehäuse zusätzlich vorzusehen,
ohne dass Änderungen
an Teilen und an deren Anordnung vorgenommen werden, die mit einem
Unterbrechungsschalter mit formgegossenem Gehäuse gemeinsam genutzt werden.
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Nachfolgend
werden Ausführungsformen der
Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht,
die den Aufbau eines Erdschluss-Unterbrechungsschalters gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt,
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2 ein Schaltbild, das den
Erdschluss-Unterbrechungsschalter aus 1 zeigt,
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3(a) und 3(b) Ansichten, die zur Erklärung des
Betriebs des Erdschluss-Unterbrechungsschalters dienen, bei dem
ein Spannungsfestigkeitstestschalter aus 1 eingeschaltet wird, wobei 3(a) und 3(b) eine perspektivische Ansicht bzw. eine
Seitenansicht sind, die die Betriebszustände von wesentlichen Mechanismen
zeigen,
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4(a) und 4(b) Ansichten, die zur Erklärung des
Betriebs des Erdschluss-Unterbrechungsschalters dienen, bei dem
ein Spannungsfestigkeitstestschalter in 2 ausgeschaltet wurde, wobei 4(a) und 4(b) eine perspektivische Ansicht bzw. eine
Seitenansicht sind, die die Betriebszustände von wesentlichen Mechanismen
zeigen,
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5(a) und 5(b) Ansichten, die zur Erklärung des
Aufbaus und des Betriebs eines Erdschluss-Unterbrechungsschalters gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dienen, wobei 5(a) und 5(b) eine
perspektivische Ansicht bzw. eine Seitenansicht sind, die den Zustand
zeigen, in dem ein Spannungsfestigkeitstestschalter eingeschaltet
wurde,
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6(a) und 6(b) Ansichten, die zur Erklärung des
Betriebs des Erdschluss-Unterbrechungsschalters dienen, bei dem
ein Spannungsfestigkeitstestschalter in 5 ausgeschaltet wurde, wobei 6(a) und 6(b) eine perspektivische Ansicht bzw. eine
Seitenansicht sind, die die Betriebszustände von wesentlichen Mechanismen
zeigen,
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7 ein Schaltbild, das einen
herkömmlichen
Erdschluss-Unterbrechungsschalter zeigt, bei dem die vorliegende
Erfindung angewandt wird,
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8 eine Schnittansicht, die
den Aufbau des Erdschluss-Unterbrechungsschalters in 7 zeigt, und
-
9 eine perspektivische Ansicht,
die den inneren Aufbau des Erdschluss-Unterbrechungsschalters in 7 zeigt.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend im Detail unter Bezug auf 1 bis 6 beschrieben, die eine bevorzugte Ausführungsform
derselben zeigen. Es sei angemerkt, dass Teile und Elemente in 1 bis 6, die denjenigen in 7 bis 9 entsprechen,
durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind und auf ihre nochmalige
detaillierte Beschreibung verzichtet wird.
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Ausführungsform 1
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1 bis 4 sind Ansichten, die den Aufbau eines
Erdschluss-Unterbrechungsschalters gemäß einer Ausführungsform
zeigen, die den Patentansprüchen
1 bis 3 der vorliegenden Erfindung entspricht. Der Erdschluss-Unterbrechungsschalter
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
hat im wesentlichen den gleichen Aufbau wie der in 7 bis 9 gezeigte
herkömmlichen
Erdschluss-Unterbrechungsschalter. Wie jedoch in einem Schaltbild
in 2 gezeigt, das den
Erdschluss-Unterbrechungsschalter für eine Dreiphasenleistungsversorgung zeigt,
ist die zwischen die Hauptschaltung 1 und die Leckstromerfassungsschaltung 7 geschaltete
Leistungsversorgungsleitung 9 zusätzlich mit einem Spannungsfestigkeitstestschalter 21 ausgerüstet. Es sei
angemerkt, dass in dem Schaltbild aus 2 die drei
Leistungsversorgungsleitungen 9, die jeweils den Phasen
R, S und T entsprechen, zwischen die Hauptschaltung 1 und
die Leckstromerfassungsschaltung 7 geschaltet sind, sodass
der Wechselstrom der Dreiphasenleistungsversorgung in Gleichstrom
umgewandelt wird, welcher der Leckstromerfassungsschaltung 7 zugeliefert
wird. Der Spannungsfestigkeitstestschalter 21 ist mit drei
Kontakten versehen, die den drei Leistungsversorgungsleitungen 9 entsprechen,
aber wenn die Zwischenphasenspannung der Phasen R–T der Hauptschaltung 1 der Leckstromerfassungsschaltung 7 zugeliefert
wird, wie in 7 gezeigt,
ist der Spannungsfestigkeitstestschalter 21 mit zwei Kontakten
versehen, oder jede Phase ist mit einem Kontakt versehen, oder alternativ
im Fall eines Erdschluss-Unterbrechungsschalters für eine einzelne
Phase reicht es aus, dass der Spannungsfestigkeitstestschalter 21 nur
mit einem Kontakt versehen ist.
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1 zeigt den Aufbau des Erdschluss-Unterbrechungsschalters,
der mit dem Spannungsfestigkeitstestschalter 21 versehen
ist, und 3 zeigt den
Betrieb des Spannungsfestigkeitstestschalters 21 in einem
Spannungsfestigkeitstest.
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In 1 ist der Spannungsfestigkeitstestschalter 21 als
ein Halteschalter konfiguriert (der durch eine erste Betätigung in
einer EIN-Position gehalten wird und durch eine zweite Betätigung in
eine AUS-Position
rückgestellt
wird), der mit einem Druckknopf 21a versehen ist, und ist
in einem Raum zwischen dem Nullphasenstromtransformator 6,
der in dem Hauptkörpergehäuse vorgesehen
ist, Leitern der Hauptschaltung 1 (ein Leiter der Phase
T, der als vorderster in einer Reihe der Phasen R, S und T angeordnet
ist, ist U-förmig
gebogen, sodass er durch den Nullphasenstromtransformator 6 dringt),
die den Nullphasenstromtransformator 6 durchdringen und
in das Hauptkörpergehäuse geführt sind,
und einer Seitenwand der unteren Gehäusehälfte 11a angeordnet, und
in dieser Position liegt der Betätigungsknopf (Druckknopf) 21a,
der an der Oberseite einer Betätigungsstange 21b angebracht
ist, die von dem Hauptkörper
des Spannungsfestigkeitstestschalters 21 nach oben verläuft, einem
Fensterloch 11b-1 gegenüber,
das in der oberen Abdeckung 11b des Hauptkörpergehäuses gebildet
ist.
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Da
der Spannungsfestigkeitstestschalter 21 wie vorstehend
beschrieben in dem Raum angeordnet ist, der von Hauptschaltungsleitern
umschlossen ist, die an der Vorderseite und Rückseite zwischen dem Nullphasenstromtransformator 6 und
der Seitenwand der unteren Gehäusehälfte 11b U-förmig gebogen
sind, ist es möglich,
zusätzlich
den Spannungsfestigkeitstestschalter 21 in dem Hauptkörpergehäuse vorzusehen,
indem die vorhandene gedruckte Schaltung 7a nur geringfügig modifiziert
wird, ohne dass die grundsätzlichen
Bauelemente und die Anordnung des Erdschluss-Unterbrechungsschalters,
die in 9 gezeigt sind,
geändert
werden. Da ferner der Raum von der oberen Abdeckung 11b des Hauptkörpergehäuses zum
Boden der unteren Gehäusehälfte 11a vorhanden
ist, ist es möglich,
einen ausreichenden Abstand zur Isolierung zwischen der Oberfläche der
oberen Abdeckung 11b und den internen Kontakten (Ladeabschnitt)
des Spannungsfestigkeitstestschalters 21 sicherzustellen
und die Leckstromerfassungsschaltung 7 vor einem Spannungsfestigkeitstest
zu schützen.
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Ferner
ist die Betätigungsstange 21b des Spannungsfestigkeitstestschalters 21 mit
einem Aktuator 22 gebildet, der zu dem Auslösequerstab 20 des
Schaltmechanismus 3 hin vorragt, wie weiter unten im Detail
beschrieben wird, sodass die Hauptschaltungskontakte 2 (siehe 2) des Erdschluss-Unterbrechungsschalters
durch den Aktuator 22 zwangsweise geöffnet werden können, wenn der
Spannungsfestigkeitstestschalter 21 ausgeschaltet wird.
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3(a) und 3(b) zeigen einen stabilen Zustand, in
dem der Spannungsfestigkeitstestschalter 21 durch Drücken seines
Betätigungsknopfs 21a eingeschaltet
ist. In diesem Zustand ist der Betätigungsknopf 21a in
dem Fensterloch 11b-1 (siehe 1) versenkt,
das in der oberen Abdeckung 11b des Hauptkörpergehäuses gebildet
ist, und der Aktuator 22 sowie die Betätigungsstange 21b sind
in eine verriegelte Position entfernt von dem Anker 5a der Überstromauslöseeinrichtung 5 zurückgezogen.
In diesem Zustand sind die Kontakte des Spannungsfestigkeitstestschalters 21,
die in 2 gezeigt sind, eingeschaltet,
und von der Hauptschaltung 1 wird über die Leistungsversorgungsleitungen 9 der
Leckstromerfassungsschaltung 7 Leistung zugeliefert. Es sei
angemerkt, dass in 3(a) und 3(b) Bezugszeichen 20a eine
Schwenkachse bezeichnet, um die sich der Auslösequerstab 20 dreht; 23 eine
Stützführung für den Anker 5a;
und 23a ein Teil, das den Anker 5a schwenkbar
haltert.
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Zur
Vorbereitung für
einen Spannungsfestigkeitstest wird zunächst der Betätigungsknopf 21a des Spannungsfestigkeitstestschalters 21 ausgeschaltet. 4(a) und 4(b) zeigen diesen Zustand. Der Betätigungsknopf 21a des
Spannungsfestigkeitstestschalters 21 ragt aus dem Fensterloch 11b-1 der oberen
Abdeckung 11b (siehe 1)
vor und der Aktuator 22 wird durch das Ausschalten des
Betätigungsknopfes 21a so
angetrieben, dass er sich nach oben bewegt und das Ende des Ankers 5a der Überstromauslöseeinrichtung 5 anstößt. Dies öffnet die Kontakte
des Spannungsfestigkeitstestschalters 21, um die Leckstromerfassungsschaltung 7 von
der Hauptschaltung 1 zu trennen (siehe 1), und veranlasst den Anker 5a der Überstromauslöseeinrichtung 5,
ansprechend auf die Betätigung
des Spannungsfestigkeitstestschalters 21 im Uhrzeigersinn
zu schwenken und den Auslösequerstab 20 in
die Verriegelungsfreigabeposition zu schieben. Als Resultat wird,
wie unter Bezug auf 8 beschrieben,
der Schaltmechanismus 3 ausgelöst und öffnet die beweglichen Kontakte 15 der
Hauptschaltungskontakte, sodass die Vorbereitungen für den Spannungsfestigkeitstest
vollendet sind.
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Nach
der Vollendung des Spannungsfestigkeitstests bewegt sich dann, wenn
der Spannungsfestig keitstestschalter 21 manuell in die
EIN-Position rückgestellt
wird, der Aktuator 22 nach unten, wie in 3(a) und 3(b) gezeigt,
um den Anker 5a der Überstromauslöseeinrichtung 5 freizugeben.
Anschließend
wird der Betätigungshebel 4 (siehe 8) des Erdschluss-Unterbrechungsschalters,
der in der Auslöseposition
im Stillstand war, einmal in die Rückstellposition zurückgeführt und
in die EIN-Position
geschwenkt, sodass die Hauptleitungskontakte geschlossen sind, um
den Erdschluss-Unterbrechungsschalter
in seinen normalen Verwendungszustand rückzusetzen. Sofern in diesem
Fall der Spannungsfestigkeitstestschalter 21 nicht in die
EIN-Position zurückgesetzt
wurde, wird der Schaltmechanismus 3 nicht rückgestellt,
auch wenn der Betätigungshebel 4 von
der Auslöseposition
in die AUS-Position bewegt wird, und somit können die Hauptschaltungskontakte 1 nicht
eingeschaltet werden. Daher kann das Problem verhindert werden,
dass die Erdungserfassungsfunktion und die Leckstromschutzfunktion des
Erdschluss-Unterbrechungsschalters nicht funktionieren, da das Einschalten
des Spannungsfestigkeitstestschalters 21 vergessen wurde.
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Ausführungsform 2
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Nachfolgend
werden unter Bezug auf 5 und 6 der Aufbau und der Betriebsablauf
eines Erdschluss-Unterbrechungsschalters gemäß einer Ausführungsform,
die Patentanspruch 4 entspricht, beschrieben.
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Gemäß der vorstehend
beschriebenen Ausführungsform
1 ist der Aktuator 22, der an der Betätigungsstange 21b des
Spannungsfestigkeitstestschalters 21 vorgesehen ist, mit
dem Anker 5a als das Bedienungsende der Überstromauslöseeinrichtung 5 in
Eingriff, so dass der Auslösequerstab
mit 20 durch den Anker 5a in die Verriegelungsfreigabeposition
betätigt
wird. Andererseits ist gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
der an dem Spannungsfestigkeitstestschalter 21 vorgesehene
Aktuator 22 mit einem Schieber 8a als einem Betätigungsende
der Auslösespuleneinheit 8 (siehe 7 und 9) der Überstromauslöseeinrichtung 5 in
Eingriff, so dass der Auslösequerstab 20 durch
einen an dem Schieber 8a gebildeten Vorsprung 8a-1 in
die Verriegelungsfreigabeposition bewegt wird.
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Genauer
ausgedrückt
ist der Aktuator 22, der von der Betätigungsstange 21b des
Spannungsfestigkeitstestschalters 21 zu dem Auslösequerstab 20 hin
vorragt, mit einer schräg
verlaufenden Nockenfläche
gebildet, wie in 5 und 6 gezeigt, und das Ende des
Schiebers 8a verläuft
so, dass es der geneigten Nockenfläche gegenüberliegt.
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5(a) und 5(b) zeigen einen stabilen Zustand, in
dem der Betätigungsknopf 21a des
Spannungsfestigkeitstestschalters 21 in die EIN-Position zurückgestellt
wurde. In diesem Zustand ist der Betätigungsknopf 21a wie
in 3 in das Fensterloch 11b-1 zurückgezogen
(siehe 1), das in der
oberen Abdeckung 11b des Hauptkörpergehäuses gebildet ist, und der
Aktuator 22 sowie die Betätigungsstange 21b sind
in eine entriegelte Position getrennt von dem Anker 5a der Überstromauslöseeinrichtung 5 zurückgezogen.
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Um
in diesem Zustand einen Spannungsfestigkeitstest durchzuführen, wird
der Spannungsfestigkeits testschalter 21 vorab von Hand
ausgeschaltet. 6(a) und 6(b), zeigen diesen Zustand.
Der Betätigungsknopf 21a des
Spannungsfestigkeitstestschalters 21 ragt aus dem Fensterloch 11b-1 der oberen
Abdeckung 11b (siehe 1)
vor, wie dies auch bei der Ausführungsform
1 der Fall ist, und der Aktuator 22 wird durch das Ausschalten
des Betätigungsknopfs 21a so
angetrieben, dass er sich aufwärts
bewegt und seine geneigte Nockenfläche veranlasst, das Ende des
Schiebers 8a zu verschieben, um ihn in die durch den Pfeil
angegebene Richtung zu bewegen. Dies öffnet die Kontakte des Spannungsfestigkeitstestschalters 21,
um die Leckstromerfassungsschaltung 7 von der Hauptschaltung 1 zu
trennen (siehe 2) und
veranlasst den Vorsprung 8a-1 des Schiebers 8a,
den Auslösequerstab 20 ansprechend
auf die Betätigung
des Spannungsfestigkeitstestschalters 21 zu beaufschlagen,
und dreht den Auslösequerstab 20 in
die Verriegelungsfreigabeposition. Als Resultat wird die Klinke 18 (siehe 8), die von dem Auslösequerstab 20 gehalten wurde,
freigegeben, was das Auslösen
des Schaltmechanismus 3 verursacht, womit die beweglichen Kontakte 15 geöffnet werden,
sodass sie die Hauptschaltungskontakte 2 ausschalten (siehe 2). Wenn in diesem Zustand
der Spannungsfestigkeitstest durchgeführt wird, kann der Erdschluss-Unterbrechungsschalter
vor einer hohen Prüfspannung geschützt werden,
die an die Phasen der Hauptschaltung 1 angelegt wird, von
der die Leckstromerfassungsschaltung 7 getrennt wurde.
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Ferner
hält in
dem in 6(b) gezeigten
Zustand, in dem der Betätigungsknopf 21a des
Spannungsfestigkeitstestschalters 21 nach oben in die AUS-Position
gezogen wurde, der Aktuator 22 über den Schieber 8a den
Auslösequerstab 20 in
der Freigabeposition für
die Klinke 18. Daher wird, sofern der Spannungsfestigkeitstestschalter 21 nach
dem Abschließen
des Spannungsfestigkeitstests nicht in die ursprüngliche EIN-Position zurückgesetzt
wurde, der Schaltmechanismus 3, wie dies auch bei der Ausführungsform
1 der Fall ist, nicht zurückgesetzt,
auch wenn der Betätigungshebel 4 aus
der Auslöseposition
in die AUS-Position bewegt wurde, und somit können die Hauptschaltungskontakte 2 nicht
eingeschaltet werden.
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Wie
vorstehend beschrieben wird gemäß vorliegender
Erfindung ein Erdschluss-Unterbrechungsschalter, der eine Überstromschutzfunktion und
eine Erdungsfehlerschutzfunktion hat, in der Weise aufgebaut, dass
die Kontakte in der Hauptschaltung, der Schaltmechanismus, der Betätigungshebel,
die Überstromauslöseeinrichtung
und die Leckstromerfassungsschaltung in Kombination mit dem Nullphasenstromtransformator
innerhalb des Hauptkörpergehäuses montiert
sind, und mit dem handbetätigten
Spannungsfestigkeitstestschalter ausgerüstet, der die Zulieferschaltung,
die zwischen die Leckstromerfassungsschaltung und die Hauptschaltung
geschaltet ist, ein- und ausschaltet, wobei der Schalter ausgeschaltet
wird, um die Leckstromerfassungsschaltung von der Hauptschaltung
zu trennen, wenn ein Spannungsfestigkeitstest für die Hauptschaltung durchgeführt wird,
wobei der Spannungsfestigkeitstestschalter in einem Raum angeordnet
ist, der von dem in dem Hauptkörpergehäuse für den Erdschluss-Unterbrechungsschalter
vorgesehenen Nullphasenstromtransformator, die U-förmigen
Hauptschaltungsleiter, die den Nullphasenstromtransformator durchdringen,
und die Seitenwand des Hauptkörpergehäuses umschlossen
ist und mechanisch mit dem Auslösequerstab
des Schaltmechanismus in Eingriff steht, und der Auslösequerstab
wird in die Verriegelungsfreigabeposition bewegt und in dieser Position
gehalten, indem der Spannungsfestigkeitstestschalter ausgeschaltet
wird, um die Kontakte der Hauptschaltungsleiter zu öffnen. Daher
ist es möglich,
nach dem Versand des Erdschluss-Unterbrechungsschalters einen Spannungswiderstandstest
sicher durchzuführen,
indem nur der in dem Hauptkörpergehäuse vorgesehene,
handbetätigte Spannungsfestigkeitstestschalter
ausgeschaltet wird, ohne dass aufwändige Vorkehrungen erforderlich
sind, dass das Hauptkörpergehäuse für den Unterbrechungsschalter
geöffnet
wird, um die Leistungsversorgungsleitung der Leckstromerfassungsschaltung
von der Hauptschaltung zu trennen. Um den Erdschluss-Unterbrechungsschalter
nach dem Abschluss des Spannungsfestigkeitstests dann in seinen
normalen Verwendungszustand zurückzustellen,
können
die Hauptschaltungskontakte erst dann eingeschaltet werden, wenn
der Spannungsfestigkeitstestschalter in den EIN-Zustand zurückgestellt wird,
womit es möglich
wird, das Problem zu vermeiden, dass die Erdschlusserfassungsfunktion
und die Leckstromschutzfunktion des Erdschluss-Unterbrechungsschalters
nicht funktionieren, da das Einschalten des Spannungsfestigkeitstestschalters
vergessen wurde.
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Da
ferner der Spannungsfestigkeitstestschalter in dem Raum zwischen
dem Nullphasenstromtransformator und der Seitenwand des Hauptkörpergehäuses angeordnet
ist, ist es möglich,
den Spannungsfestigkeitstestschalter zusätzlich in dem Hauptkörpergehäuse vorzusehen,
ohne Änderungen an
Bauteilen und deren Anordnung vorzunehmen, die gemeinsam mit einem
Unterbrechungsschalter mit formgegossenem Gehäuse genutzt werden.