DE1588260A1 - Mit Strombegrenzung arbeitender Stromunterbrecher - Google Patents

Description

General Electric Company, 1 River Road, Schenectady, N.Y.,USA Mit Strombegrenzung arbeitender Stromunterbrecher

Die Erfindung besieht sich auf Mehrphaeen-Stromunterbrecher, insbesondere auf Kehrphasen-Stromunterbrecher, die mit Strombegrenzung arbeiten.

Ein mit Strombegrenzung arbeitender Mehrphaaen-Stromunterbre cher ist in der schwebenden Patentanmeldung Aktz. (lllD-JliT-Johneon et al) beschrieben. Es handelt sich dabei um einen Mehrphasen-Stromunterbrecher mit Vorrichtungen x\m Schalten dreier separater Stromkreise, mit drei Netzkleaaen

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und drei Ausgangsklemmen, die durch drei Stromwege miteinander verbunden sind. Jeder Stromweg oder jede Phase ueist die folgenden Bestandteile auf, die in folgender Reihenfolge angeordnet sind:

a) Xontakte und Lichtbogenlöschkammer,

b) Magnetspule zum Schnelloffnen,

o) von Hand und automatisch betätigbare Schaltvorrichtung d) Auslöser für Oberlast und niedrige KurzschlußstrOme.

Bekannte Mehrphasenunterbrecher weisen Isolierstacke auf, welche die Gehäuse für Jede Phase voneinander isolieren, um Überschläge oder Durchschläge zu verhindern. Solche Isolierungen sind besonders wichtig bei Stromunterbrechern, die mit Strombegrenzung arbeiten,da bei der Öffnung solcher Unterbrecher Llchtbogenspannungen auftreten, die weit über der normalen Netsspannung liegen. Bei einem Stromunterbrecher nach der oben genannten Patentanmeldung für eine Netzspannung von z.B. 600 V treten normalerweise Lichtbogenspannungen von über 1200 V auf.

Die Verwendung von Isolierungen zwischen den Phasenkammern zur Verhinderung elektrischer Durchschläge 1st daher bei Stromunterbrechern, die mit Strombegrenzung arbeiten, nicht ganz ausreichend. Selbst bei Stromunterbrechern ohne Strombe-

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grensung treten gelegentlich Durchschläge durch überschlagen zwischen dsn Phasen auf. So ist es z.B. normalerweise nicht möglich, jede einseine Phase vollständig zu isolieren» da bei einem Mehrphasenstromunterbrecher alle Phasen gleichzeitig unterbrochen werden müssen. Aus diesem Grunde müssen Vorrichtungen zur Verbindung aller Phasenkammern vorgesehen werden, so daft «lie Phasen automatisch abgeschaltet werden, sobald eine Phase abgeschaltet wird. Eine solche Vorrichtung kann s.B. ein gemeinsamer Querträger sein, der die bewegbaren Kontaktstücke aller drei Phaeen verbindet. Außerdem müssen Vorkehrungen getroffen werden, um bei überlest in Irgendeiner der drei Phasen eine automatisch· Abschaltung zu gewährleisten. Da aus Gründen der Wirtschaftlichkeit normalerweise nur eine Schaltvorrichtung vorgesehen wird, nuß eine gemeinsame AuslOsestange vorgesehen werden, die eich über alle drei Phasen erstreckt, so daft eine eincige Klinke von einer der drei Phasen betätigt werden kann. Da derartige Querverbindungen, d.h. der Querträger und die gemeinsame AuslOsestange, notwendig sind, ist es sehr schwierig, die drei Phasen des Stromunterbrechers vollständig su isolieren.

Die Isolierungeprebleise sind bei dem in der erwähnten Patentanmeldung beschriebenen Stromunterbrecher mit Stronbegrensung aufgrund des Aufbaue dieses Stromunterbrechers noch größer,

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denn jede Phasenkammer dee Drelphasen-Stromuntsrbrechers muß mehr Betätigungeglieder enthalten als die eines konventionellen oder ohne Strombegrensung arbeitenden Dreiphasen-Stroraunterbreohers. Vie bereits erwähnt, 1st die Schaltvorrichtung in einem konventionellen Dreiphasen-Stromunterbrecher normalerweise in der mittleren Phase angeordnet und schaltet alle drei Phasen des Stromunterbrechers. So liegt daher neben der Schaltvorrichtung der mittleren Phase keine weitere Schaltvorrichtung mit Hetallteilen vor, die von der mittleren Schaltvorrichtung isoliert werden müssen.

Zn einem mit Strombegrenzung arbeitenden Stromunterbrecher sind jedoch zusfittllch su dem Xontaktbetätigungsmeehaniemus für die mittlere Phase für die Xontakte der äußeren Phasen Vorrichtungen oder Gestänge einschließlich die unterbrechbarer Vertlndungsstükke vorgesehen.Sie werden nachstehend nSher besehrieben. Das bedeutet, daft für die mittlere Phase der Schaltvorrichtung und dicht neben der Schaltvorrichtung Metallteile angeordnet werden aitlssen, gegen welch· die Schaltvorrichtung der mittleren Phase elektrisch isoliert werden muß. \

Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Mehrphasen-Stronunttrbreehert mit #iner Ansahl nebeneinanderliegender Gtoh&us· für SchaltTorrichtunaron der einzelnen Phasen und einer Ansahl nebeneinanderliegender, trennbarer Kontakte und mit Torrichtungen,

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durch die die trennbaren Kontakte von den entsprechenden Schaltvorrichtungen elektrisch isoliert sind. Dadurch liegen die Schalt» vorrichtungen in jedem Gehäuse auf dem gleichen Potential, das nicht wesentlich über Massepotential liegt. Daher sind keine elektrischen Isolierungen zwischen den Gehäusen im Gebiet der Schaltvorrichtung erforderlich.

Dienes Ziel der Erfindung wird mit einem Stromunterbrecher erreicht j der eine Anzahl von nebeneinanderliegenden Phasen und von nebeneinanderliegenden, trennbaren Kontaktpaaren, sowie von nebeneinanderliegenden Kontaktbetatigungsgliedern aufweist. Er ist dadurch gekennzeichnet, daß die bewegbaren Kontakte Ober Ieolier- »tücke mit der Schaltvorrichtung verbunden sind.

Mach einer Ausführungaform der Erfindung greift das Verbindung·- stück aus Isoliermaterial gewindeartig in zwei angrenzende Ab- < schnitte des Kontaktbetätigungsgliedes ein, soda* das Verbindungsstück aus Isoliermaterial auch sur Veränderung des Kontaktdruckes benutzt werden kann.

Nachstehend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Stromunterbrechers, auf den die Srfindun?; angewendet lot.

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Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht ähnlich der Fig. 1. Das Gehäuse ist abgenommen und teilweise nichttdargestallt worden.

Fig. 3 let eine Seltenansicht des Stromunterbrechers nach Flg. 1 Das (tehBuse ist im Schnitt dargestellt.

Pig. 1 1st eine schematische Darstellung des Stromunterbrechers " nach Flg. 1 und seigt insbesondere die Stromwege.

Flg. 5 1st ein Ausschnitt aus dem Stromunterbrecher nach Fig. 1 und selgt eine ' . Sehaltstange im Querschnitt.

Flg. 6 ist ähnlich der Fig. 5* und selgt eine abgewandelte Schalt· •tang·

In den Pigcnm 1st ein Stromunterbrecher geselgt, auf den dl· Erfindung angewendet 1st. Der Stromunterbrecher weist eine Bleehtbdeokung IO mit U-förmigem Querschnitt und eine ebene Grundplatte 11 aus Isoliermaterial auf. Auf der Grundplatte 11 1st «ine Ansahl ieollerblOcke montiert, und swar Xsolierbloek 12 für die Ausgangsklemmen, Isoliert)lock 13 für die Schaltvorrichtung und den Auslöser, wobei der Ausleser auf den Teil 13A des Isoliertlockeβ 15 montiert ist, Isollerblook lh fQr die feststehenden Kontakte und die Lichtbogenlöschkammer und leoXler-

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block 15 für die Nettklemrcen und eine zusätzliche Halterung für dlo Lichtbogenlöschkammer. Die Iuoliorblöcke 12 - 15 elnschlieB-lich sind an der Grundplatte 11 angeschraubt.

Auf dem Isolierblook 12 sind mehrere Ausgangsklemmen 16 νorgesehen, und «war eine je Phase dos Stromunterbrechers. Bei dem abgebildeten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Di'eiphasen-Stromunterbrecher; daher sind jeweils drei Nets- und drei Ami gangs klemmen vorgesehen.

Auf dem Hauptteil des Isollerblockes 13 ist die mit 18 beselehnete Schaltvorrichtung montiert, die von Rand und automatisch betätigt werden kann und »inen laoliergrlff 19 aufweist. Auf des Teil 13A des Isolierblockes 13 1st ein konventioneller Auslöser 17 befestigt, der nachstehend naher beschrieben wird. Auf den Xsollerblock Ik sind die feststehenden Kontakte für die drei »hasen, die Lichtbogenieaehkammor und den DS«pfer montiert; si· sind mit 20 beseichnet.

Auf dem Isolierblock 15 sind mehrere Hetsklemmen sowie aufrechtstehende IsolieratOcke, bestehend aus den fiufieren Isolierstacken 22 auf beiden Selten des Strumunterbrechers und die mittleren Xaolierotüeke 23 vorgeoohen.

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DIe Konstruktion der Schaltvorrichtung 18 kann beliebig getrfthlt werden, sofern die Schaltvorrichtung die folgenden Aufgaben erfüllt:

1.) Offnen und Schließen der Kontakte von Hand, 2,) automatische» Offnen der Kontakte bei Auslosung der Schaltvorrichtung 13 durch den Auslöser 17,

3.) automatisches Offnen der Kontakte bei Auslosung durch einen Schnellauslöser, beispielsweise die Magnetspule 25 ohne Aus· lösung der Schaltvorrichtung 18.

Die Nagnetspulen 25 aller Phasen sind durch Isolierstücke 27 voneinander getrennt, wie in Fig. 2 geselgt. Eine Schaltvorrichtung, die sich bein vorliegenden Sehalter verwenden lftÄt, ist an anderer Stell· vorgeschlagen worden. Öle Schaltvorrichtung 18 weist eine «entrale Schaltgruppe ΙβΑ auf, von der alle drei Phasen von Hand geöffnet und geschlossen ierden können und die alle drei Phasen automatisch trennt, wenn bestisette Stronsustln· de auftreten. Zuslttlleh sind Vorrichtungen vorgesehen, tu denen ein Teil der Schaltgruppe 18A sowie die beiden Mechaniseen l6B und l8c gehören, welche die Sehnt Hoffnung der Kontakte unabhängig von der Schaltvorrichtung ermöglichen.

Der Auslöser 17 weist eine Vorrichtung auf, die eine Klinke, welche die Schaltvorrichtung 18 normalweiae in verriegelter Stellung Hält, löst. Dieser Auslöser kann beispielsweise ein Bi-

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raetall sein. Außerdem ist ein magnetischer Fühler, s.B. eine Nagnetspule (nicht abgebildet) vorgesehen. Bin solcher Auslöser 1st s.B. in'der US-Patentschrift 3 264 *35 beschrieben.

Die äußere Jbdeokung 10 besteht vorzugsweise aus Metall, s.B. Stahl, und ist vollständig mit einer Isolierschicht 10 A ausgekleidet .

Die Abdeckung 10 hat auf der Oberseite eine Öffnung 1OB, die durch eine Xsollerabschirmung 29 tellwels4geschlossen ist. Die Isollerabschirraung 29 ist auf der Oberseite der Abdeckung,beispielsweise durch Schrauben oder Niete 30, starr befestigt. Die Abschirmung 29 kann auch auf andere Wels» uureh Kleben an der Abdeckung befestigt werden. Die Abschirmung 29 weist eine kleine öffnung 31 auf, durch die der Isoliergriff 19 herausraftj im übrigen ist die öffnung 31 durch den vergrößerten Inneren Teil 19A des Isoliergriffs 19 verdeckt. Auf der Isolierabschirmung kann außerdem ein Firmenschild 32 befestigt '.erden. Die Isolierabschlrmung weist ferner eine Ansahl kreisförmiger Öffnungen 33 auf, die Zugang eu den Einstellschrauben 3* des Auslösers 17 gewähren.

Die Isolierblöcke und die Isolierabsehirmung 29 werden vorzugsweise durch Pressen hergestellt; dadurch kann man hohe Stückzahlen verhältnismäßig billig herstellen. Da diese Teile

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einzeln keine übermäßig großen Abmessungen aufweisen, ist das Pressen nach herkömmlichen Verfahren wirtschaftlich durchführbar.

Nun soll anhand Flg. 3 und 4 der Stromweg durch eine Phase des Stromunterbrechers beschrieben werden. An der Netsklemme 21 fließt der Strom in den Stromunterbrecher, fließt dann durch die Stromschiene 21A, unter der Lichtbogenlöschkammer und dem Schalldämpfer 20 hindurch und gelangt zu dem feststehenden Kontakt 24Λ. Dann nimmt der Strom seinen Weg Ober die Kontaktbrücke 24b su dem feststehenden Kontakt 24c und dann su der Klemme 25A. Der Strom fließt dann von der Klemme 25A in die Magnetspule 25, durch einen Leiter 25B, unter der Schaltvorrichtung 18 hindurch In die Klemme 17A des Auelösers. Dann fließt der Strom durch die thermische Auslösevorrichtung 17B und die magnetische Auslösevorrichtung 17C des Auslösers 17 su den Ausgangsklemmen 16. Bei Auftreten bestimmter Stromzustände werden die Fühler 17B und/oder 17C des Auslösers 17 betätigt; dadurch wird die verriegelte Sehaltgruppe 18A gelöst, und die Kontakte des Stromunterbrechers werden automatisch geöffnet. Bei Auftreten von sehr hohen überströmen wird eine der Nagnetspulen 25 betätigt, die die bewegbaren Kontakte unabhängib von den zugehörigen Schaltguppen 18A, 18B, l8C öffnet, bevor der konventionelle Auslöser 17 ansprechen kann.

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Aue Flg. U 1st ersichtlich,daß die Gruppen 18A, 18B und l8C normalerweise auf dem gleichen Potential lägen wie die bewegbaren Kontakte 2¹IB, da die Schaltstangen $2,43,M jeweils auf dem Potential der entsprechenden bewegbaren Kontakte 2¹JB liegen. Der Quertrfigur 18D₁ der die Schaltgruppe l8A mit den Sehaltgruppe für die beiden äußeren Phasen l8B und l8C verbindet, «fißte entsprechend mit einer Isolierung versehen sein, um Kurzschlüsse swlschcn den Phasen tu verhindern. Bei bekannten Stromunterbrechern wurden derartige Querträger daher normalerweise aus Isoliermaterial gebaut oder damit überzogen.

Außerdem würden, selbst wenn der Querträger 18D isoliert wir·, um die Schaltgruppe der mittleren Phase l8A von den Schaltgruppen der äußeren Phasen 18B und l8C tu trennen, die Schaltgruppen l8B und l8C der Bußeren Phasen trotsdem auf unterschiedlichem elektrischen Potential liegen gegenüber der Schaltgruppe 18A. Daher wären Isolierstücke swlschen den Schaltgruppen i8A - l8B sowie 18A - l8C erforderlich. Außerdem müßten Vorkehrungen gegen Überschläge zwischen einer der Schaltgruppen und dem Metallgehäuse der anderen beiden Schaltgruppen getroffen werden. Diese Schwierigkeiten der elektrischen Isolierung und des richtigen Abstandee sind wegen der hohen Spannungen, die währ-eivi ⁽'<!s Unterbrechung3vorganges entstehen, bei Stronunttn \';-hern mit Strombegrenzung wesentlich größer.

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Nach der wrllegenden Erfindung wird eine Konstruktion vorgeschlagen, bei der diese Schaltgruppen praktisch alle auf des gleichen Rrtentlal liegen. Dadurch sind nicht nur keine Isolier etücke mehr «wischen den Sehaltgruppen notwendig, sondern es entfällt auch die Isolierung des Querträgers l8D gegen die Schalt gruppen für alle Phasen. Die erflndungegetaifte Konstruktion 1st besonders in den Figuren 5 und 6 dargestellt.

Fig. 5 zeigt eine bewegbare Schaltstange mit elnea rohrförmigen Teil 43, an dessen einem Ende ein Magnet-anker 45 befestigt ist. Der bewegbare Kontakt 24B ist auf einem Abschnitt 46 der Sehaltstange montiert; dieser Abschnitt 46 ist mit den Bohr durch einen Stift 47, der sich in einem (nicht dargestellten) Schlitz in dem Rohr 43 bewegt, derart verbunden« da* der Sehaltstange 46 in dem Rohr 43 ein gewisser Bewegungsspielraum verbleibt. Eine Druckfeder ist zwischen dem Ende der Stange 46 und einem Anschlagesti ft 49 in dem Rohr 43 angeordnet. Das Rohr 43 gleitet durch einen feststehenden Bisenkern 50. Der Bisenkern 50 weist einen Flaueoh 51 auf, der den Eisenkern in seiner Stellung zwischen den Xsolierblock 13 und dem Teil 13B festhält. Teil 13 und 13B sind miteinander versohraubt (13D).

Ein Verbindungsstück 52 aus Isoliermaterial weist einen mittleren Teil 53 auf, von dem nach links und rechts Gewindebolzen

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54 und 55 abgehen, die mit gegenläufigen Gewinden versehen sind. Der Gewindebolzen 54 ist in. das Rohr 43 eingeschraubt, w*nread der Gewindebolzen 55 in ein Ende des »etaiii»eben Verbindungsstückes 56 eingreift, das an seine« anderen Ende «ine Gabelung 57 zum Anschluß an die S6haltgruppen aufweist,

Die Wicklung 25 der Magnetspule umgibt den Elsenkern 50 und mindestens einen Teil des Nagnetankers 45· Venn dl· Spule erregt wird, sieht sie diese beiden Teil· aufeinander tu» wob·! der bewegbare Kontakt nach rechte in dl· Offnungestellung verschoben wird, wenn man die Blickrichtung der flg. 3 sugrtmoe legt.

Das Verbindungsstück 52 isoliert den reohten Teil der In Fig. 5 dargestellten Anordnung von deren linken Teil und de» bewegbaren Kontakt 24. Daher dl· dl· Sehaltgruppen 18A, I8B, 18c isoliert, und besondere Isolierstücke «te sind nioht mehr erforderlieh.

Bei einer in Fig. 6 dargestellten, abgewandelten Ausfflhrungsform wird ein leolierrohr 60 vorgeschlagen, auf den der Schaft 46 des bewegbaren Kontaktes durch einen Stift 47 befestigt ist.

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BeI dieser Ausführung 1st die Feder 48, die den Kontaktdruck hervorruft,zwischen einen Ansehlagstift 49 in dem Rohr 60 und dem Ende des Verbindungsstückes 56* angeordnet. Das Verbindungsstück 56^f ist über einen Stift 6l und einem Schute 62 In de« Rohr 60 derart mit den Rohr 60 verbunden, daft diese Verbindung einen gewissen toten Gang aufweist.

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Claims (4)

Ansprüche

1. Kehrphasen-Stromunterbreeher mit einer Grundplatte, der wenigstens vier auf der Grundplatte nebeneinander angeordnete, unterbrechbare Kontakte, sowie eine auf der Grundplatte angeordnete Schaltvorrichtung sum Offnen und Schließen der unterbrechbaren Kontakte in Abhängigkeit von der Bewegung der Schaltvorrichtung aufteilst; ferner alt einer auf der Grundplatte engeordneten Magnetspule für Je swei unterbrechbare Kontakte, die «it einer Kontaktgruppe in Reihe geschaltet 1st, dadurch gekennzeichnet, da* die unterbrechbaren Kontakte (bei 52) von der Schaltvorrichtung elektrisch isoliert-«Ind.

2. Mehrphasen-Stromunterbreeher naoh Anspruch I₄ dadurch gekennselchnet, daft die elektrische Isolierung ein Verbindungsstück (52) aus Zsoliernaterial aufweist, das Ober mit Gewinde versehene Verbindungen (54,55) sowohl alt den unterbrechbaren Kontakten als auch mit der Schaltvorrichtung verachraubt ist, so dafi es auch verwendet werden kann, tut de» Kontaktdruck einzustellen.

3· Mehrphasen-Stromunterbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung ein rohr-Bauteil (43) aufweist, das mit einem der trennbaren

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Kontakte verbunden let, sowie ein «weites rohrfurmlges Bauteil (56), das mit der Schaltvorrichtung verbunden 1st, und da* die Enden (54,55) des Verbindungsstückes aus Isoliermaterial (52) mit Gewinde versehen sind und In die entsprechenden, mit Oewln de versehenen Enden der rohrförmigen Bauteile (43,56) eingreifen, so daß eine mechanische Verlfndung «wischen dem bewegbaren Kontakt und der Schaltvorrichtung hergestellt wird, die Jedoch elektrisch voneinander isoliert sind.

4. Mehrphasen-Stromunterbreeher naoh Antpruoh 3, dadurch gekennselchne t, da» «wischen den beiden Enden (54,55) <*·· Verbindungsstückes aus Isoliermaterial ein vergrößertes Zwischenstück (53) vorgesehen 1st, das von Hand drehbar ist, und daß die Gewinde ah den beiden Enden des Zwischenstückes gegenläufig ausgebildet sind, daß durch die Drehung des Verbindungsstackes (53) die beiden rohrförmige Bauteile in entgegengeseteter Richtung bewegbar sind.

5· Hehrphasen-Stromunterbreeher nach Anspruch 1, d a d u r gekennselchnet, daß die Schaltvorrichtung bei geschlossenem Stromunterbrecher von allen Leitern elektrisch isoliert ist, die auf dem Potential der feststehenden Kontakt, liegen.

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