DE2138381C3

DE2138381C3 - Schutzschalter, insbesondere Leitungsschutzschalter

Info

Publication number: DE2138381C3
Application number: DE19712138381
Authority: DE
Inventors: Peter 8400 Regensburg Flohr
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-07-31
Filing date: 1971-07-31
Publication date: 1975-05-15
Also published as: DE2138381B2; DE2138381A1; JPS5345899B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schutzschalter, insbesondere Leitungsschutzschalter, mit einem elektromagnetischen Auslöser mit zwei Ankern, von denen der eine Anker zur Trennung eines beweglichen Kontaktteilcs von einem diesem zugeordneten Gegenkontakueil auf ein Schaltschloß und der andere Anker auf den beweglichen Gegenkontaktteil einwirkbar ist.

Ein derartiger .Schutzschalter ist aus der DT-PS 702 993 bekannt. Ein solcher Schalter enthält außer der magnetisch oder thermisch betriebenen Auslöseeinrichtung, die schon an sich ein Ausschalten beim Überilrom oder Kurzschluß veranlaßt, eine weitere magnetische Antriebsvorrichtung, die an dem Zustandekommen des Auslösevorgangs nicht beteiligt ist und eine zusätzliche Bewegung der an der Kontaktunterbrechung beteiligten Organe erzeugt. Die Geschwindigkeit heim Abheben des Gegenkontaktteiles ist dadurch, daß clic magnetische Kraft von dem uiszuschaltendeii Strom erzeugt wird, nicht gleichbleibend, sondern nimmt mit zunehmendem Strom zu. Ein solcher Schutzschalter weist jedoch noch einen Ausschallverzug auf, weshalb die Ausschaltung, auch bei großen Strömen, erst mich einer gewissen Zeit wirksam werden kann.

Ks ist ferner ein Schutzschalter aus der deutschen Auslegeschrift I 192 7 30 bekannt, bei dem der Auslöser ein elektromagnetischer Auslöser mit einem Tauchanker ist. der beim I ließen eines Kurzschlußsiromes gegen die Wirkung einer Rückstellfeder in die Erregerspulc des elektromagnetischen Auslösers hineingezogen wird und hierbei ein .Schaltschloß entklinkl, so daß der bewegliche Kontaktteil unter Einwirkung einer Schaltfeder von einem gchäusel'esten Gegenkontaktteil getrennt und der Stromkreis unierbrochen wird. Gegenüber dem Tauchanker ist am beweglichen Kontaktteil ein Ferromagnet angeordnet, der vom Tauchanker im Falle eines Kurzschlußstromes zusätzlich angezogen wird. Durch diesen l-'erromagneten wird jedoch keine besonders für hohe Kiirzschlußsiröme ausreichende Verkürzung des Ausschaltverzuges des .Schulzschalters erzielt, da im aus dem Magnetkern der Erregerspule und dein I'erromagneien am beweglichen Kontaktteil gebildeten Magnelkreis ganz erhebliche l.ufispalte vorhanden sind, so daß keine besonders ins Gewicht fallende Magnetkraft auf den l^:erromagneien des beweglichen Kontaktteils ausgeübt und dieses bewegliche Kontaktteil durch die Magnetkraft kaum beschleunigt

wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei dem Schutzschalter der eingangs genannten Art den Ausschaltverzug weiter zu verringern und außerdem für diesen Schutzschalter noch eine niedrigere Einbautiefe zu erzielen. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Mit diesem Schutzschalter wird also eine weitere Verkürzung des Ausschaltverzuges und trotz der zu-

sätzlichen Maßnahme wegen des besonderen Aufbaus ein niedrigerer Schalter als bisher erzielt. Die Verkürzung des Ausschaltverzuges bewirkt, daß beide Kontaktteile früher als bisher möglich voneinander fortgerissen werden. Durch die damit verbundene hohe Ölfnungsgeschwindigkeil der beiden Kontaktteile baut sich die Lichtbogenspannung zwischen diesen beiden Kontaktteilen sthr schnell auf, so daß die Lichtbogendauer verkürzt wird und damit die Dauer des den Schutzschalter im Auslösefall durchfließenden Stromes

ao stark verringert ist, weshalb die zu schützende Anlage besser geschützt wird und gleichzeitig der Schutzschalter selbst geringer belastet wird, was eine längere Lebensdauer ergibt.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeich-

»5 nung an einem Alisführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Leitungsschutzschalter in Einschaltstellung,

F i g. 2 ein Einzelteil des Leitungsschutz.schalters nach Fig. 1.

F i g. 3 die Freiauslösesiellung dieses Leitungsschulzschalters.

Fig. 4 die AusschLiltslellung des Leitungsschutzsehalters nach F i g. 1.

Der Lcitiingsschutzschalter nach F i g. 1 weist ein Schaltergehäuse 2 auf. Dieses Schaltergehäuse 2 ist an einer zur Zeichenebene parallelen Seite mit einer Abdeckplatte 2;) verschließbar. Diese Abdeckplatte 2;) kann an Nietzapfen 2b durch Vernieten am Schaltergehäuse 2 befestigt werden.

An einer Stirnwand des Schaltergehäuses 2 ist ein von iiußen bedienbarer Kipphebel 3 angeordnet. Dieser Kipphebel 3 ist auf einer zur Zeichenebene senkrechten Achse 4 um diese Achse 4 drehbar angebracht. Die Achse 4 ist an der Innenseite einer zur Zeichenebene parallelen Seitenwand 5 des Sehaltcrgehäuscs 2 angespritzt. Der Kipphebel 3 ist mit einer sich an der Achse 4 abstützenden Rückstellfeder 6 versehen, die den Kipphebel 3 aus der in Fig. I dargestellten Einschaltstellung in die Λ11 sscha11stυIkiπg nach F i g. 4 zu drehen sucht.

Zur Erzielung einer geringeren Einbautiefe des Leitungsschutzschallers sind im .Schaltergehäuse 2 eine Lichtbogenlöschkammer ⁷, ein elektromagnetischer Auslöser 8 und ein aus einem bimetallstreifen 9 bestehender thermischer Auslöser nebeneinander in einer Reihe längs der der Stirnwand mit dem Kipphebel 3 gegenüberliegenden Stirnwand 10 des Schaitergehäuses 2 angeordnet.

Die Lichtbogenlöschkammer 7 besteht aus menreren parallel zu der Innenfläche der Stirnwand 10 mit Absland voneinander nebeneinander angeordneten Löschblcchcn 7,7, 7b und 7c, die dem elektromagnetischen Auslöser 8 mit ihren Kanten gegenüberliegen.

Ein Löschblech 7c der beiden äußeren Löschbleche 7u und 7c ist mit einer außen am Schaltergehäuse 2 angebrachten Anschlußklemme 11 elektrisch leitend verbunden.

Der elektromagnetische Auslöser 8 weist eine Erregerspule mit einem langgestreckten, zur Stirnwand 10 und zu den Löschblechen 7a bis Tc parallelen Magnetkern 8«) und einer Wicklung 86 auf.

Der elektromagnetische Auslöser 8 weist zwei Magnetjoche 8c und 8dauf. Jedes der Magnetjoche 8c und 8c/ ist an einem anderen Ende des Magnetkernes 8a befestigt. Das Magnetjoch Sd ist von dem Ende des Magnetkerns 8a. an dem es befestigt ist, durch eine Isolierstoffhülse 8c elektrisch isoliert.

Am Magnetjoch 8c ist als Entklinkungsanker ein flacher Klappanker 8/"schneidenförmig gelagert, eier sich flächig gegenüber der Polfläche an dem Ende des Magnetkerns 8.i befindet, an dem das Magnetjoch Sd angebracht ist. Dieser Klappanker Sf ist mit einer Rückstellfeder 8tr versehen, die mit einem Ende an einer Fahne 8/7 des Magnetjochs 8c eingehängt ist. Diese Fahne Sh ist /um justieren der Rückstellfeder Sg mittels einer von außen durch eine Durchführung 12 im .Schaltergehäuse 2 geführten, nicht dargestellten Spindel hochkant in Richtung des Magnt.kernes 8;) verbiegbar. Die Rückstellfeder 8^ sucht einen Arm 8/des Klappankers Sf gegen einen Arm 13a einer als Entklinkungsorgan dienenden Halbwelle 13 zu pressen. Die Halbwelle 13 ist senkrecht zur Zeichenebene an der Seitenwand 5 des Schaltergehäuses 2 angebracht und um eine Senkrechte zu dieser Seitenwand 5 drehbar. Der Arm 13;/ der Halbwelle 13 befindet sich zwischen dem Arm 8/des Klappankers 8/"und dem freien Ende dieses Klappankers Sf

Am /weilen Magnetjoch 8c/des elektromagnetischen Auslösers 8 ist in einer Gabelung ein weiterer Klappanker 8A um eine Senkrechte zur Zeichenebene und zur Seitenwand 5 des Schaltergchäuscs 2 drehbar gelagert. Dieser Klappanker Sk ist mit einer an einer Fahne des Magnetjochs Sd befestigten Rückstellfeder 8/j versehen, die den Klappanker 8A gegen eine zur Zeichenebene senkrechte Rippe 14 an der Innenseite der Stirnwand 10 zu drehen sucht. Der Klappanker Sk besit/i gegenüber dem Gegenkontakttcil Sm einen Vorlauf, so daß der Gcgenkontaktteil 8/?? beim Ansprechen des Klappankers Sk durch die in diesem gespeicherte kinetische Energie zusätzlich beschleunigt wird. Der Klappanker Sk mit dem Gegenkoniaktteil Sm befindet sich zur Verringerung der Einbauticfe des Schallergehäuses 2 /wischen der Lichtbogenlöschkammer 7 und dem elektromagnetischen Auslöser 8 gegenüber der Polfläche an dem Ende des Magnetkernes 8a, an dem das Magnetjoch Sc angebracht ist. Dieses Magnetjoch 8c isi mittels einer elektrisch leitenden L.ichtbogenlaufschiene 15 mit dem unmittelbar an der Innenseite der Stirnwand 10 befindlichen Löschblech 7a der Lichtbogenlöschkammer 7 elektrisch leitend verbunden.

Das Schallschloß des Leitungsschutzschal'.ers weisi zum Erzielen einer geringen Einbaiilicfc eine langgestreckte Klinke 16 auf, die mit einem beweglichen Kontaktteil 17 /u einem einzigen Teil zusammengefaßt ist. Die Draufsicht auf diese Klinke 16 mit dem beweglichen Kontaktteil 17 ist in I- i g. 2 dargestellt. Dieses Kontaktteil 17 ist durch eine Litze 18 mit der Anschlußklemme Il am Schaltergehäuse 2 des Leiluiigsschutzschallers elektrisch leitend verbunden. Die Klinke 16 stützt sich im in I i g. I dargestellten Einschallzusiand ties l.eiuiiigsschul/schallers auf der einen Seite an der llalbvvelle Π und mit der Kontaktfläche des beweglichen Koniakiioiles 17 auf der Kontakillachc des Gegenkontaktteiles 8/11 und auf tier anderen Seile an einem innerhalb ties Schaltergehäuse* 2 befindlichen Arm 3a des Kipphebels 3 ab. Dieser Arm 3a besteht aus zwei senkrecht zur Zeichenebene der F i g. 1 gesehen mit Abstand nebeneinander angeordneten, zur Zeichenebene parallelen Teilen. Eine an der Innenfläche der Seitenwand 5 befestigte Schaltfeder 28 sucht die Klinke 16 mit dem Ende, an dem sich der bewegliche Koniaktteil 17 befindet, in Richtung auf den Kipphebel 3 gegen eine Rippe 19 an der Innenfläche einer zur Seitenwand 5 und zur Stirnwand 10 senkrechten Wand

ίο des Schaltergehäuses 2 zu pressen. Hierbei wird ein Abgleiten der Klinke 16 von der Halbwelle 13 durch zwei nebeneinander an der Klinke 16 am Ende mit dem beweglichen Kontaktteil 17 angebrachten, in zur Drehachse des Kipphebels 3 senkrechten Ebenen liegenden

»5 Fahnen 20 verhindert, die mit ihren kreisbogenförmig konvex gewölbten Kanten 21 an der Rippe 19 anliegen. Radiusmittelpunkt der gewölbten Kanten 21 ist das an der Halbwelle 13 anliegende Ende der Klinke 16. Der /weiteilige Arm 3a liegt mit einer ebenfalls kreisbogen-

ao förmigen konvexen Anlagekante 36 an zwei quergeriffelten Stellen 22 der Klinke 16 an. Der Radiusmittelpunkt der Anlagekante 3b liegt auf der zur Zeichenebene der F i g. 1 senkrechten Mittellinie der Achse 4. Auf Grund der Einwiikung der Schaltfeder 28 und der

as Rückstellfeder 8n wird der Kipphebel 3 durch die Reibungskräfte an seiner Anlegestelle an der Klinke 16 entgegen der Wirkung der Rückstellfeder 6. die diesen Kipphebel 3 im Uhrzeigersinn zu drehen sucht, in der Einschallstellung gehalten.

Ein als thermischer Auslöser dienender Bimetallstreifen 9 ist an einer Fahne 8/7 des Magnetjochs 8c so angebracht, daß sich der Klappanker 8/ zwischen dem Arm 13a der Halbwolle 13 und dem Bimetallstreifen 9 befindet. Auch die Fahne 8n ist zum Justieren des Bimetallstreifens 9 von außen mittels einer durch eine nicht erkennbare Durchführung im Schaltergehäuse 2 in Richtung des Magnetkernes 8 eingeführten Spindel hochkam verbiegbar. Der Bimetallstreifen 9 ist durch eine Litze 23 mit einer weiteren, außen am SchaUergehiiuse befindlichen Anschlußklemme 24 elektrisch leitend verbunden. Ferner ist der Klappanker 8A' über eine Litze 25 mit dem einen Anschluß der Wicklung 86 ties elektromagnetischen Auslösers 8 elektrisch leitend verbunden. Der andere Anschluß der Wicklung 86 liegt unter Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung an der Mantelfläche des Magnetkernes 8a an. Der Stromweg zwischen den beiden Anschlußklemmen Il und 24 verläuft daher im Einschaltzustand des Lcitungsschut/schalters gemäß F i g. I über die Litze 23.

den Bimetallstreifen 9, die Fahne Sn, das Magnetjoch 8c. den Magnetkern 8a. die Wicklung 86, die Litze 25, den Klappanker 8A, den Gegcnkontaktteil 8/», den beweglichen Kontaktteil 17 und die Litze 18.

Das Magnetjoch 8c für den Klappanker 8/'ist vortcilhafterweise bei einer geringeren magnetischen Erregung magnetisch abgcsätligt als das Magnetjoch Sd für den Klappanker 8A- mit dem Gcgenkontaktteil 8/?7. Hierzu kann das Magnetjoch 8c aus dem gleichen magnetischen Material wie das Magnetjoch 8c/ bestehen, jedoch ist der Querschnitt des Magnetjochs 8c geringer als der des Magnetjochs Sd. Dies bewirkt, daß nur der Klappanker 8^'unter Lntklinkung der Klinke 16, nicht jedoch der Klappanker 8A anspricht, wenn der Lcitimgssehulzschalter von einem Strom von beispiclswcise dreifacher Nennstromstärke durchflossen wird. Wird hingegen der Leitungssehut/schalter von einem Strom vim beispielsweise 20facher Nennslromstärke (Kurzschlußstrom) durchflossen, so spricht nicht nur der

Klappanker 8/1 sondern auch der Klappanker 8A- an und beschleunigt den Gegenkontaktieil 8/;;, der sich vom beweglichen Kontaktteil 17 fortbewegt, je höher der den Eeitiingsschulzschalter durchfließende Strom ist, desto schneller werden daher die Kontaktflächen des Kontaktteils 17 und des Gegenkontaktteils 8;?; voneinander getrennt.

In der Einschaltslellung nach I" i g. 1 sucht die Rückstellfeder 8^r des Klappankers 8/die Halbwolle 1.3 über die Arme 8; und I3;i entgegen der IJhr/cigerrichtiing jo /u drehen. Dies wird durch die Klinke 16 verhindert, au deren linde der Arm 13b der Halbwelle 13 anliegt. Wird der Leilungsschulzsehalter von einem genügend großen Strom durchflossen, so wird der Klappanker 8/ entweder vom Magnetkern 8;i angezogen oder vom Bimetallstreifen 9 auf den Magnetkern 8;i zu bewegt. Hierbei dreht der Klappanker 8/\1ίε Halbwolle 13 im Uhrzeigersinn, so daß die Klinke 16 von der Halbcwllc 13 abgleitet und unter Trennung der Kontaktflächen des beweglichen Kontakttcilcs 17 und des Gegenkontaktteiles Sm die in I- i g. 3 dargestellte Freiauslösestellung einnimmt, in der sie mit dem Ende, an dem sich der bewegliche Kontaktteil 17 befindet, an der Rippe 19 anliegt. Die zweite Anlagcstclle der Klinke 16 in dieser rrciauslösestellting ist die Anlagekante 36 des zwciteiligen Armes 3;) des Kipphebels 3.

Die .Schaltfeder 28 ist in der Freiauslösestellung weitgehend entspannt, so daß die Rückstellfeder 6 die Reibungskräfte an der Anlagc^telle der Klinke 16 an der Anlagekantc 36 überwinden kann. Der Kipphebel 3 wird also von tier Rückstellfeder 6 im Uhrzeigersinn in die in E ig. 4 dargestellte Aussdialtsiellung gedreht. Hierbei dicht sich auch die Klinke 16 um ihre Anlagesteile an der Rippe 19 entgegen dem Uhrzeigersinn in ihre in I' i g. 4 dargestellte Ausschaltsiellung, in der die Kontaktflächen des beweglichen Kontaktteils 17 und des Gegenkontaktteils 8/11 voneinander getrennt sind und in der sich das in der Einschaltstellung nach I i g. 1 an der Halbwelle 13 anliegende linde der Klinke 16 an einer Rippe 26;; innen an einer mit dem Kipphebel 3 versehener. Stirnwand 26 anlegt. Beim Kur/schlußstrom wird auch der Klappanker Sk vom Magnetkern 8.-I angezogen und die Trennung der Kontaktflächen des beweglichen Kontaktteil 17 und des Gegenkontaktteils 8/)) beschleunigt.

Zum Einschalten des Leitungsschutzschalters nach der F i g. 4 wird der Kipphebel 3 um die Achse 4 entgegen dem Uhrzeiger gedreht und der Leitungsschulzschaltcr in die in F i g. 1 dargestellte Einschaltstellung gebracht. Hierbei stützt sieh das eine Ende der Klinke 16 an der Halbwelle f3 ab, während das andere Ende mit dem beweglichen Kontaktteil 17 entgegen der Wirkung der Schaltfedcr 28 und geführt durch die an der Rippe 19 anliegenden Anlagekanten 21 der Fahnen 20 in einer zur Drehachse des Kipphebels 3 senkrechten Ebene auf den Gegenkontaktieil 8/77 zu bewegt wird.

Der l.citungsschutzschalter kann ohne weiteres auch durch Drehen des Kipphebels 3 um die Achse 4 in Uhr-/eigerriehtung in die in F i g. 4 dargestellte Ausschaltstellung gebracht werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Schutzschalter, insbesondere Leiiungsschutzschaiter. mit einem elektromagnetischen Auslöser mit zwei Ankern, von denen der eine Anker zur Trennung eines beweglichen Kontaktteiles von einem diesem zugeordneten Gegenkontaktteil auf ein Schaltschloß und der andere Anker auf den beweglichen Gegenkontaktteil einwirkbar ist. d a durch gekennzeichnet, daß der Anker (Klappanker 8Jt) zum Betätigen des Gegenkontaktteiles (8m) gegenüber diesem einen Vorlauf aufweist und daß die Kontaktfläche dieses Gegenkontaktteiles (8'j?) zwischen dem elektromagnetischen Auslöser (8) und den diesem Auslöser (8) mit ihren Kanter, gegenüberliegenden Löschblechen (7a, 7b, 7c) einer Lichtbogenkammer (7) angeordnet ist.