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Die Erfindung betrifft ein Schutzschaltgerät zum Überwachen eines Stromkreises, welches eine Magnetspule zum Betätigen eines Auslösers aufweist. Weiterhin weist das Schutzschaltgerät ein Schaltkontaktpaar, bestehend aus einem ortsfesten Schaltkontakt und einem beweglichen Schaltkontakt, welcher relativ zu dem ortsfesten Schaltkontakt bewegbar und durch den Auslöser betätigbar ist, auf. Zum Löschen eines beim Öffnen des Schaltkontaktpaares entstehenden Lichtbogens weist das Schutzschaltgerät ferner eine erste Löschkammer auf, welche eine erste Leitschiene sowie ein erstes Leitblech aufweist, das mit dem ortsfesten Schaltkontakt elektrisch leitend verbunden ist.
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Derartige Schutzschaltgeräte, wie beispielsweise Leistungsschalter oder Leitungsschutzschalter, arbeiten insbesondere als Schalt- und Sicherheitselemente in elektrischen Energieversorgungsnetzen. Leistungsschalter sind speziell für hohe Ströme ausgelegt. Ein Leitungsschutzschalter ist eine Überstromschutzeinrichtung in der Elektroinstallation und wird insbesondere im Bereich von Niederspannungsnetzen eingesetzt. Leistungsschalter und Leitungsschutzschalter garantieren ein sicheres Abschalten bei Kurzschluss und schützen Verbraucher und Anlagen vor Überlast. Sie schützen beispielsweise Leitungen vor Beschädigung durch zu starke Erwärmung in Folge eines zu hohen elektrischen Stromes. Schutzschaltgeräte, wie Leistungsschalter und Leitungsschutzschalter, sind dazu ausgebildet, den Stromkreis im Falle eines Kurzschlusses oder bei Auftreten einer Überlast selbsttätig abzuschalten und damit vom Leitungsnetz zu trennen.
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Schutzschaltgeräte weisen ein Schaltkontaktpaar mit einem feststehenden Schaltkontakt sowie einem relativ dazu bewegbaren Schaltkontakt auf. Zur Durchleitung eines elektrischen Stroms kontaktiert der bewegliche Schaltkontakt den feststehenden Schaltkontakt. Zur Trennung des Stromflusses entfernt sich der beweglich ausgeführte Schaltkontakt von dem feststehenden Schaltkontakt. Das Unterbrechen des Stromflusses führt bei jedem Schutzschaltgerät zumindest kurzzeitig zu einem Spannungsüberschlag zwischen dem feststehenden Schaltkontakt und dem beweglichen Schaltkontakt, da der Abstand während des Trennvorganges der Schaltkontakte zur Isolation noch nicht ausreicht. Befindet sich ein Gas zwischen den beiden Schaltkontakten, so wird dieses bei entsprechend hoher Spannungsdifferenz zwischen den Schaltkontakten durch den Überschlag ionisiert und es bildet sich aufgrund der Gasentladung ein Lichtbogen aus.
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Schutzschaltgeräte, wie Leistungsschalter beziehungsweise Leitungsschutzschalter, sind so konstruiert, dass der beim Öffnen der Schaltkontakte entstehende Lichtbogen gelöscht und damit der Stromfluss unterbrochen wird. Hierzu weisen Schutzschaltgeräte Spulen auf, über die der Strom beziehungsweise ein Teil des Stroms, der zu den Schaltkontakten fließt, geleitet wird. Bei einem schnellen Anstieg des Stroms zieht die Spule einen Anker an, der einen Auslöser - beispielsweise eine Klinke - freigibt. Dieser Auslöser, welcher beispielsweise pneumatisch oder hydraulisch druckbeaufschlagt oder federelastisch vorgespannt ist, löst das Schutzschaltgerät aus und unterbricht damit den Stromfluss über das Schaltkontaktpaar.
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Des Weiteren weisen derartige Schutzschaltgeräte spezielle Lichtbogen-Löschvorrichtungen zur schnelleren Löschung des Lichtbogens auf. Die Lichtbogen-Löschvorrichtungen dienen zur besseren Unterbrechung bzw. Löschung des Lichtbogens, der beim Öffnen der stromdurchflossenen Schaltkontakte des Schutzschaltgerätes entsteht. Beim Trennen der Schaltkontakte fließt der Strom über immer kleiner werdende Bereiche einer zugehörigen Kontaktzone und heizt diese damit immer stärker auf. Kurz vor der eigentlichen Trennung der Schaltkontakte entsteht eine schmelzflüssige Brücke, die bei kleinen Strömen schließlich abreißt bzw. bei großen Strömen verdampft. Der Strom kann demnach nur noch über einen Lichtbogen in Form einer leitenden Plasmasäule weiterfließen.
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Die Stärke des Lichtbogens wird dabei von der Höhe sowie der Art des geschalteten Stroms beeinflusst. Im Fall eines Kurzschlusses in einem beispielsweise durch einen Leitungsschutzschalter abgesicherten Stromkreis können beispielsweise Kurzschlussströme von über 25000 A entstehen. Der Lichtbogen erzeugt dabei im Schutzschaltergehäuse während seiner Brenndauer Temperaturen von bis zu 20000 K. Diese hohe thermische Belastung hat jedoch schädlichen Auswirkungen für das Schutzschaltgerät. Beispielsweise können Metall- und/oder Isolierteile durch die Lichtbogeneinwirkung beschädigt oder zerstört werden. Daher ist es erforderlich, den Lichtbogen schnellstmöglich zum Erlöschen zu bringen, um den thermischen Energieumsatz und damit die thermische Belastung des Schutzschaltgerätes zu minimieren. Zu diesem Zweck verfügen moderne Schutzschaltgeräte über sogenannte Lichtbogen-Löschvorrichtungen, welche Löschkammern, Leitschienen, Leitbleche, sowie gegebenenfalls Blasschleifen aufweisen. Blasschleifen haben jedoch den Nachteil, dass sie erst ab dem Zeitpunkt der Kommutierung des Lichtbogens, d.h. ab einem Überspringen des Lichtbogens von dem beweglichen Schaltkontakt auf die Leitschiene, wirksam werden.
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Es ist das Ziel derartiger Schutzschaltgeräte, insbesondere der speziellen Lichtbogen-Löschvorrichtungen der Schutzschaltgeräte, den beim Öffnen der Schaltkontakte entstehenden Lichtbogen schnell und ohne Beschädigung des Schutzschaltgerätes zu löschen und damit den Stromfluss zu unterbrechen. Hierbei ist bekannt, dass sogenannte Blasschleifen eingesetzt werden, um in einem Vorkammerbereich, das heißt in einem Bereich vor der wenigstens einen Löschkammer des Schutzschaltgerätes, ein Magnetfeld zu erzeugen, welches derart auf den Lichtbogen einwirkt, dass dieser schneller in die wenigstens eine Löschkammer gedrängt wird.
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Aus der Offenlegungsschrift
DE 30 30 429 A1 ist ein elektrisches Installationsgerät mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Anspruchs 1 vorbekannt. Darüber hinaus ist aus der weiteren Offenlegungsschrift
DE 2 353 830 ein Trennschalter mit zwei Ausblaswangen bekannt, welche eine Öffnungs- und Schließzone der Kontakte des Schalters umrahmen und auf diese Weise das Magnetfeld vorteilhaft kanalisieren.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives Schutzschaltgerät zur Überwachung eines Stromkreislaufes zu schaffen, welches eine besonders schnelle und sichere Löschung eines beim Öffnen der Schaltkontakte des Schutzschaltgerätes entstehenden Lichtbogens ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Schutzschaltgerät mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den Zeichnungen.
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Das erfindungsgemäße Schutzschaltgerät gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 dient zum Überwachen eines Stromkreises und weist eine Magnetspule zum Betätigen eines Auslösers, sowie ein Schaltkontaktpaar mit einen ortsfesten Schaltkontakt und einen beweglichen Schaltkontakt auf, wobei der bewegliche Schaltkontakt relativ zu dem ortsfesten Schaltkontakt bewegbar und durch den Auslöser betätigbar ist. Weiterhin weist das Schutzschaltgerät eine Löschkammer auf, welche eine Leitschiene sowie ein Leitblech aufweist, das mit dem ortsfesten Schaltkontakt elektrisch leitend verbunden ist. Ferner weist das Schutzschaltgerät eine erste Metallplatte und eine zweite Metallplatte auf, zwischen denen das Schaltkontaktpaar sowie zumindest ein Teil der Leitschiene und des Leitblechs angeordnet sind. Die Magnetspule weist eine Spulenachse auf, welche parallel oder annähernd parallel zu den Ebenen, in denen die Metallplatten liegen, orientiert ist. Ein erster Abschnitt der ersten Metallplatte ist an einem ersten Ende der Magnetspule magnetisch mit der Magnetspule gekoppelt und ein zweiter Abschnitt der zweiten Metallplatte ist an einem zweiten Ende der Magnetspule magnetisch mit der Magnetspule gekoppelt, so dass ein von der Magnetspule erzeugtes Magnetfeld mit einem Bereich zwischen den Metallplatten gekoppelt ist, wobei der erste Abschnitt der ersten Metallplatte und/oder der zweite Abschnitt der zweiten Metallplatte derart ausgebildet ist, dass er zumindest teilweise in die Magnetspule hineinragt.
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Ein derartiges Schutzschaltgerät ermöglicht, dass der bei einer Öffnung des Schaltkontaktpaares entstehende Lichtbogen so schnell wie möglich in die Löschkammer gezwungen und dort gelöscht wird. Hierzu wird das von der Magnetspule erzeugte Magnetfeld über den ersten Abschnitt der ersten Metallplatte sowie den zweiten Abschnitt der zweiten Metallplatte an der Magnetspule abgegriffen und über die Metallplatten in den Bereich zwischen den Metallplatten geleitet. Dieser Bereich wird auch als Vorkammerbereich der Löschkammer bezeichnet. In diesem Vorkammerbereich ist das Magnetfeld dabei derart orientiert, dass hierdurch eine Kraft auf den Lichtbogen ausgeübt wird, welche den Lichtbogen im Vorkammerbereich in Richtung der Löschkammer drängt. Diese Kraft wirkt bereits bei der Entstehung des Lichtbogens auf den Lichtbogen ein und nicht erst ab dem Zeitpunkt der Kommutierung des Lichtbogens, wie es bei der Verwendung einer herkömmlichen Blasschleife der Fall wäre. Hieraus resultiert ein schnelleres Löschen des Lichtbogens, was zu einer geringeren Schädigung der umliegenden Komponenten des Schutzschaltgerätes sowie zu einer verbesserten Schaltleistung des Schutzschaltgerätes führt. Aufgrund der Einbaulage der Magnetspule, deren Spulenachse parallel oder annähernd parallel zu den Ebenen, in denen die Metallplatten liegen, orientiert ist, kann eine herkömmliche Standardspule verwendet werden, was sich mindernd auf die Herstellkosten auswirkt.
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Darüber hinaus ist durch die zumindest teilweise Positionierung des ersten Abschnitts der ersten Metallplatte und/oder des zweiten Abschnitts der zweiten Metallplatte innerhalb der Magnetspule ein Spulenkern gebildet. Der ursprüngliche Spulenkern kann somit ersetzt werden, was zu einer Reduzierung der Anzahl der benötigten Bauteile des Schutzschaltgerätes führt, was sich sowohl auf die Herstellkosten als auch auf die Logistikkosten vorteilhaft auswirkt.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung des Schutzschaltgerätes sind die erste Metallplatte und die zweite Metallplatte im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Schutzschaltgerätes ist das Magnetfeld zwischen der ersten Metallplatte und der zweiten Metallplatte derart orientiert, dass ein beim Öffnen des Schaltkontaktpaares auftretender Lichtbogen in die Löschkammer getrieben wird.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Schutzschaltgerätes ist der Auslöser als Tauchanker ausgebildet, welcher zumindest abschnittsweise im Inneren der Spule angeordnet und derart ausgebildet ist, dass das Schaltkontaktpaar bei Auftreten eines Kurzschlussstromes schlagartig geöffnet wird.
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Die Magnetspule ist zumeist als im Wesentlichen zylindrisch gewickelte Spule ausgebildet, wobei die Mantellinien des Spulenzylinders parallel zu einer Erstreckungsrichtung der Magnetspule, welche die Spulenachse definiert, verlaufen. Eine Einbaulage der Magnetspule, bei der die Spulenachse parallel oder annähernd parallel zu den Ebenen, in denen die Metallplatten liegen, orientiert ist, hat den Vorteil, dass das Auslösesystem als Tauchankersystem ausgebildet sein kann. Im Vergleich zu Klappankersystemen, wie sie bei quer verbauten Magnetspulen zwangsläufig eingesetzt werden müssen, ergeben sich hieraus die Vorteile einer schnelleren Auslösung sowie eine genaueren Auslösecharakteristik. Weiterhin treten bei quer verbauten Magnetspulen - gerade bei kleinen Schutzschaltgeräten, beispielsweise bei Reiheneinbaugeräten mit nur einer Teilungseinheit - zumeist Probleme hinsichtlich der streng limitierten Breitenabmessungen, welche standardmäßig vorgegeben sind, auf. Diese Probleme können bei längs eingebauten Magnetspulen, bei der die Spulenachse parallel oder annähernd parallel zu den Ebenen, in denen die Metallplatten liegen, orientiert ist, vermieden oder zumindest reduziert werden. Die Flexibilität der konstruktiven Gestaltung des Schutzschaltgerätes wird dadurch deutlich erhöht.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist das Schutzschaltgerät ein weiteres Schaltkontaktpaar mit einem weiteren ortsfesten Schaltkontakt und einem relativ dazu beweglichen weiteren beweglichen Schaltkontakt, sowie eine weitere Löschkammer mit einer weiteren Leitschiene und einem weiteren Leitblech auf, wobei auch das weitere Schaltkontaktpaar sowie zumindest ein Teil der weiteren Leitschiene und des weiteren Leitblechs zwischen der ersten Metallplatte und der zweiten Metallplatte angeordnet sind.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist das Schutzschaltgerät als Leistungsschalter oder als Leitungsschutzschalter ausgebildet.
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Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schutzschaltgerätes unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert. In den Figuren sind:
- 1A und 1B schematische Darstellungen des erfindungsgemäßen Schutzschaltgerätes in perspektivischer Ansicht;
- 2 eine schematische Darstellung konstruktiver Details des Schutzschaltgerätes in einer Draufsicht;
- 3 eine schematische Darstellung des magnetischen Flusses des Schutzschaltgerätes in einer Draufsicht;
- 4 eine schematische Darstellung des Stromflusskonzepts des Schutzschaltgerätes beim Öffnen des Schaltkontaktpaares in einer Seitenansicht.
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In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. Die Beschreibung gilt für alle Zeichnungsfiguren, in denen das entsprechende Teil ebenfalls zu erkennen ist.
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In den 1A und 1B ist das erfindungsgemäße Schutzschaltgerät 1 in perspektivischer Ansicht schematisch dargestellt, wobei die beiden Ansichten eine Vorderseite (1A) sowie eine Rückseite (1B) des Schutzschaltgeräts 1 zeigen. Das Schutzschaltgerät 1 ist zum Überwachen eines Stromkreises ausgebildet und weist zwei Anschlussklemmen 15 und 16 auf, welche zur zugangsseitigen bzw. abgangsseitigen Kontaktierung des Schutzschaltgerätes 1 mit elektrischen Leitern (nicht dargestellt) des Stromkreises oder eines elektrischen Leitungsnetzes dienen. Weiterhin weist das Schutzschaltgerät 1 ein Schaltkontaktpaar, aufweisend einen feststehenden Schaltkontakt 3 und einen beweglichen Schaltkontakt 4, auf. Der bewegliche Schaltkontakt 4 ist relativ zum feststehenden Schaltkontakt 3 in einem Gehäuse des Schutzschaltgerätes 1 beweglich gelagert, so dass ein über das Schaltkontaktpaar fließender Strom durch ein Wegbewegen des beweglichen Schaltkontaktes 4 vom feststehenden Schaltkontakt 3 unterbrochen wird. Zum Auslösen im Falle eines Überstromes - beispielsweise aufgrund eines Kurzschlusses in dem zu überwachenden Stromkreis - weist das Schutzschaltgerät 1 ein magnetisches Auslösesystem in Gestalt einer Magnetspule 2 mit einem relativ dazu beweglichen Spulenanker 2a auf. Die Einbaulage der Magnetspule 2 wird dabei durch die Spulenachse 10 definiert, welche der Bewegungsrichtung des Spulenankers 2a entspricht. Ein Auslösestößel 19 (siehe 2 bis 4), welcher fest mit dem Spulenanker 2a verbunden und damit relativ zu der Magnetspule 2 in Richtung der Spulenachse 10 beweglich gelagert ist, löst im Falle eines Überstromes eine Schaltmechanik (nicht dargestellt) des Schutzschaltgerätes 1 aus. Diese Schaltmechanik ist mit dem beweglichen Schaltkontakt 4 derart gekoppelt, dass dieser bei Auslösen der Schaltmechanik von dem feststehenden Schaltkontakt 3 wegbewegt wird.
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Ferner weist das Schutzschaltgerät 1 eine Löschkammer 5 mit einer Leitschiene 6 und einem Leitblech 7 (siehe 4) auf, welches mit dem feststehenden Schaltkontakt 3 sowie der Anschlussklemme 15 elektrisch leitend verbunden ist. Die Leitschiene 6 ist mit der Anschlussklemme 16 und indirekt über ein thermisch auslösendes System 17 mit dem beweglichen Schaltkontakt 4 elektrisch leitend verbunden. In einem Bereich vor der Löschkammer 5, welcher auch als „Vorkammerbereich“ bezeichnet wird, sind das Schaltkontaktpaar mit dem feststehenden Schaltkontakt 3 und dem beweglichen Schaltkontakt 4 sowie ein Teil der Leitschiene 6 und des Leitblechs 7 zwischen einer ersten Metallplatte 8 und einer zweiten Metallplatte 9 angeordnet. Ein erster Abschnitt 20 der ersten Metallplatte 8 ist dabei an einem ersten Ende der Magnetspule 2 magnetisch mit dieser gekoppelt, und ein zweiter Abschnitt 21 der zweiten Metallplatte 9 ist an einem zweiten Ende der Magnetspule 2 magnetisch mit dieser gekoppelt, so dass das von der stromdurchflossenen Magnetspule 2 erzeugte Magnetfeld mittels des ersten Abschnitts 20 und des zweiten Abschnitts 21 an der Magnetspule 2 induktiv abgegriffen und über die erste Metallplatte 8 sowie die zweite Metallplatte 9 in den Vorkammerbereich zwischen den beiden Metallplatten 8 und 9 geführt ist. Die Kopplung des ersten Abschnitts 20 sowie des zweiten Abschnitts 21 mit dem ersten Ende bzw. zweiten Ende der Magnetspule 2 kann über einen Spulenanker 2a erfolgen und bewirkt, dass das Magnetfeld auf die erste Metallplatte 8 sowie die zweite Metallplatte 9 induziert und in den Vorkammerbereich geführt wird. Dort trägt das an der Magnetspule 2 abgegriffene Magnetfeld 11 (siehe 3 und 4) aufgrund seiner Orientierung dazu bei, dass ein beim Öffnen des Schaltkontaktpaares entstehender Lichtbogen 12 (siehe 4) aufgrund der elektromagnetischen Wechselwirkung mit dem im Vorkammerbereich wirkenden Magnetfeld in Richtung der Lichtbogen-Löschkammer 5 gedrängt wird. Auf diese Weise kann das Löschverhalten und damit die Schaltleistung des Schutzschaltgerätes 1 verbessert werden. Zum Schutz sind die Metallplatten 8 und 9 im Vorkammerbereich jeweils durch eine Abdeckung 13 bzw. 14, welche beispielsweise aus Kunststoff oder Keramik gefertigt sein können, abgedeckt.
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Die magnetische Kopplung des ersten Abschnitts 20 mit dem ersten Ende der Magnetspule 2 ist durch ein berührungsloses Umgreifen des beweglich gelagerten Spulenankers 2a realisiert. Zur Kopplung des zweiten Abschnitts 21 mit dem zweiten Ende der Magnetspule 2 wird der beweglich gelagerte Auslösestößel 19 von dem zweiten Abschnitt 21 berührungslos umgriffen. Auf diese Weise wird das von der Magnetspule 2 erzeugte Magnetfeld abgegriffen und über die erste Metallplatte 8 und die zweite Metallplatte 9 in den Vorkammerbereich des Schutzschaltgerätes geführt werden.
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2 zeigt schematisch eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Schutzschaltgerät 1, wobei die Magnetspule 2 sowie Teile der elektrischen Anschlüsse aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen wurden. In dieser Darstellung ist gut zu erkennen, wie die erste Metallplatte 8 sowie die zweite Metallplatte 9 ausgebildet sind, um das von der Magnetspule 2 erzeugte Magnetfeld abzugreifen und in den Vorkammerbereich, in dem der feststehende Schaltkontakt 3 sowie der bewegliche Schaltkontakt 4 angeordnet sind, zu führen. Der erste Abschnitt 20 der ersten Metallplatte 8 ist dabei an der Magnetspule 2 vorbeigeführt und umgreift ein Ende des Spulenankers 2a, welches am ersten Ende der Magnetspule 2 aus dieser herausragt (siehe auch 1B). Der zweite Abschnitt 21 der zweiten Metallplatte 9 umgreift den Auslösestößel 19 des magnetischen Auslösesystems, ist zumindest teilweise in das zweite Ende der Magnetspule 2 hineingeführt und bildet dort den Spulenkern der Magnetspule 2. Fließt ein elektrischer Strom durch die Magnetspule 2, so wird hierdurch ein Magnetfeld erzeugt, welches innerhalb der Magnetspule 2 in Richtung der Spulenachse 10 orientiert ist. Aufgrund der Anordnung des ersten Abschnitts 20 und des zweiten Abschnitts 21 wird dieses Magnetfeld auf den ersten Abschnitt 20 und den zweiten Abschnitt 21 induziert, über die erste Metallplatte 8 und die zweite Metallplatte 9 in den Vorkammerbereich des Schutzschaltgerätes 1 geleitet und wirkt dort in positiver Weise derart auf den Lichtbogen 12 ein, dass dieser schneller in die Löschkammer 5 des Schutzschaltgerätes 1 gezwungen wird.
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Der hierzu korrespondierende Verlauf der magnetischen Flusslinien ist in 3 schematisch dargestellt. Die magnetischen Flusslinien sind dabei gestrichelt dargestellt. Das von der Magnetspule 2 erzeugte magnetische Feld wird von dem ersten Abschnitt 20 der ersten Metallplatte 8 und dem zweiten Abschnitt 21 der zweiten Metallplatte 9 am ersten bzw. zweiten Ende der Magnetspule 2 abgegriffen und über die erste Metallplatte 8 sowie die zweite Metallplatte 9 in den Vorkammerbereich zwischen den beiden Metallplatten 8 und 9 geführt. Dort bewirkt das Magnetfeld 11 aufgrund seiner elektrischen Orientierung, dass ein im Vorkammerbereich brennender Lichtbogen 12 in Richtung der Löschkammer 5 gedrängt wird.
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4 zeigt schematisch das hierzu korrespondierende Stromflusskonzept des Schutzschaltgerätes 1 zum Zeitpunkt der Öffnung des Schaltkontaktpaares in einer Seitenansicht. Der elektrische Stromfluss 18 ist dabei durch eine gepfeilte Linie dargestellt. Über einen elektrischen Leiter (nicht dargestellt) wird der elektrische Strom netzseitig an die Anschlussklemme 15 und weiter zu einem ersten Anschluss der Magnetspule 2 geführt. Ein zweiter Anschluss der Magnetspule 2 ist elektrisch mit dem Leitblech 7 verbunden, welches seinerseits mit dem feststehenden Schaltkontakt 3 elektrisch verbunden ist. Bei Öffnen des Schaltkontaktpaares wird der bewegliche Schaltkontakt 4 vom feststehenden Schaltkontakt 3 wegbewegt, wobei sich zwischen dem feststehenden Schaltkontakt 3 und dem beweglichen Schaltkontakt 4 ein Lichtbogen 12 ausbildet. Ab einer bestimmten Entfernung zwischen dem feststehenden Schaltkontakt 3 und dem beweglichen Schaltkontakt 4 kommutiert der Lichtbogen 12 von dem beweglichen Schaltkontakt 4 auf die Leitschiene 6. Die Leitschiene 6 ist - ebenso wie der Bewegkontakt 4 über das thermische System 17 - mit der Anschlussklemme 16 des Schutzschaltgerätes 1 elektrisch leitend verbunden, so dass der Stromfluss 18 über das Schaltkontaktpaar bzw. bei Öffnen des Schaltkontaktpaares über den Lichtbogen 12 zur Anschlussklemme 16 geführt wird. Die Anschlussklemme 16 ist wiederum mit einem elektrischen Leiter (nicht dargestellt) verbunden und stellt den abgangsseitigen Anschluss des Schutzschaltgerätes 1 dar.
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Das im Vorkammerbereich wirkende Magnetfeld 11 ist elektrisch derart orientiert, dass es auf den zwischen dem feststehenden Schaltkontakt 3 und dem beweglichen Schaltkontakt 4 bzw. zwischen dem Leitblech 7 und der Leitschiene 6 brennenden Lichtbogen 12 eine Kraft - die sogenannte Lorentzkraft - ausübt, welche den Lichtbogen 12 in Richtung der Lichtbogen-Löschkammer 5 drängt.
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Die in den 1 bis 4 dargestellten Schutzschaltgeräte 1 sind allesamt als Einfachunterbrecher ausgebildet, d.h. sie weisen jeweils nur ein Schaltkontaktpaar, d.h. einen feststehenden Schaltkontakt 3 sowie einen relativ dazu beweglichen Schaltkontakt 4, auf. Es ist jedoch ebenso möglich, das erfindungsgemäße Schutzschaltgerät mit einem weiteren Schaltkontaktpaar, aufweisend einen weiteren feststehenden Schaltkontakt und einen weiteren beweglichen Schaltkontakt, sowie einer weiteren Löschkammer mit einer weiteren Leitschiene und einem weiteren Leitblech auszustatten, wobei diese weiteren Komponenten ebenfalls zumindest teilweise zwischen den beiden Metallplatten 8 und 9 anzuordnen wären, um den Effekt des aktiven Lichtbogenantriebs mittels des von der Magnetspule 2 abgegriffenen und in den Vorkammerbereich geführten Magnetfeldes 11 ebenfalls ausnutzen zu können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schutzschaltgerät
- 2
- Magnetspule
- 2a
- Spulenanker
- 3
- feststehender Schaltkontakt
- 4
- beweglicher Schaltkontakt
- 5
- Löschkammer
- 6
- Leitschiene
- 7
- Leitblech
- 8
- erste Metallplatte
- 9
- zweite Metallplatte
- 10
- Spulenachse
- 11
- Magnetfeld zwischen den Metallplatten
- 12
- Lichtbogen
- 13
- Abdeckung
- 14
- Abdeckung
- 15
- Anschlussklemme
- 16
- Anschlussklemme
- 17
- thermisches System
- 18
- Stromfluss
- 19
- Auslöser / Auslösestößel
- 20
- erster Abschnitt
- 21
- zweiter Abschnitt
