DE2536441B2 - Selbstschalter mit Reihenschaltungsmaßnahmen zur Erhöhung des Schaltvermögens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Selbstschalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einem Selbstschalter nach der DE-AS 11 92 731 ist es bekannt, mehrere in Reihe liegende Trennstellen vorzusehen, von denen ein Tei! durch das Kontaktsystem des Schalters gebildet ist und ein anderer Teil aus einem Kontaktsystem besteht, das im Überstromfall selbsttätig öffnet und nach Beendigung des Überstromes in die Schließstellung zurückgeführt wird (relaisartiger Schalter).

Die Verstärkung der Pole eines drei- oder vierpoligen Selbstschalters in der vorstehend angegebenen Weise wäre verhältnismäßig umständlich, denn dabei ergäbe sich die Notwendigkeit, die nebeneinanc! erliegenden geschützten Pole durch Zwischenfügeri von zur Verstärkung dienenden Elementen voneinander zu distanzieren. Dadurch würde die Anordnung von Einschalt- und Auslösekupplungen der geschützten Pole wesentlich erschwert Relaisartige Schalter könnte man zwar grundsätzlich seitlich neben der mehrpoligen Einheit anfügen, jedoch würde dies die erforderliche Reihenschaltung der Relaisspulen mit den geschützten Polen komplizieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mehrpoligen Selbstschalter so auszubilden, daß eine ausreichende Steigerung des Schaltvermögens ohne unnötige Raumvergrößerung und ohne Beeinträchtigung der Einschalt- und Auslösekupplung erreicht wird. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Selbstschalters ist darin zu sehen, daß ohne Beeinträchtigung der Einschalt- und Auslösekupplungen eine Verbesserung des Schaltvermögens durch Reihenschaltungsmaßnahmen erreicht werden kann, wobei die durch die Reihenschaltung bedingte Raumvergrößerung wegen Beschränkung der Verstärkung auf die äußeren Schalterpole in tragbaren Grenzen bleibt.

Anhand der Zeichnung sei die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

In F i g. 1 und 2 ist je ein dreipoliger Selbstschalter im Prinzip dargestellt, bei dem seitlich zwei relaisartig gesteuerte Schalter, bzw. zwei ungeschützte Pole angefügt sind.

F i g. 3 zeigt die Prinzipdarstellung eines vierpoligen Selbstschalters mit zwei beiderseits am Schaltergehäuse angesetzten relaisartig gesteuerten Schaltern.

ίο Der in Fig. 1 dargestellte dreipolige Selbstschalter enthält drei geschützte Pole 1,2 und 3 für die Phasen R, 5 und T, die in bekannter Weise miteinander gekoppelt sind. Der Strompfad für den Pol 1 führt über einen relaisartig gesteuerten Schalter 4, d. h. eine Relaisspule 4a in Reihe mit einem von ihr gesteuerten Kontaktstück 4b liegt in Reihe mit den Auslöseelementen und den Kontaktstücken des Poles 1. In gleicher Weise ist mit den Auslöseelemer.ten des Poles 3 eine Relaisspule 5a und deren durch sie gesteuertes Kontaktstück 5b eines Schalters 5 in Reihe geschaltet. Die beiden relaisartig gesteuerten Schalter 4 und 5 sind an die Außenseiten des mehrpoligen Schalters angefügt und haben die gleichen Konturen wie der mehrpolige Schalter, so daß sie zusammen mit diesem eine Einheit bilden.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 ist ebenfalls ein aus den geschützten Polen 1, 2 und 3 bestehender dreipoliger Selbstschalter vorgesehen, bei dem an beiden Außenseiten ungeschützte Pole 6 und 7 angefügt sind. Kontakistücke 6a und Ta der ungeschützten Pole 6

jo und 7 liegen mit den Auslöseelementen und Kontaktstücken la bzw. 3a der geschützten Pole 1 bzw. 3 in Reihe. Die Auslösung der Kontaktstücke 6a und 7a erfolgt über eine mit den Auslöseelementen der geschützten Pole verbundene Kupplung.

Der vierpolige Selbstschalter nach F i g. 3 enthält drei geschützte Pole 1, 2 und 3 sowie einen ungeschützten Pol 8. Auf der einen Seite des Gehäuses ist neben dem geschützten Pol 1 ein relaisartig gesteuerter Schalter 4 angeordnet. Ein weiterer relaisartig gesteuerter Schalter 5 ist auf der anderen Seite des Gehäuses neben dem ungeschützten Pol 8 vorgesehen. Der relaisartig gesteuerte Schalter 4 ist wie bei dsm Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 mit dem geschützten Pol 1 verbunden. Zum relaisartig gesteuerten Schalter 5 ist von dem geschützten Pol 3 durch den ungeschützten Pol 8 hindurch eine Verbindung geführt. Die Durchführung der Leitungen durch den ungeschützten Pol 8 bereitet keine Schwierigkeiten, da in dem ungeschützten Pol wegen Fehlens der Auslöseorgane ohnehin genug Platz vorhanden ist.

Obwohl bei der erfindungsgemäßen Anordnung nur zwei der geschützten Pole verstärkt werden, wird dennoch eine ausreichende Steigerung des Schaltvermögens erreicht. Die Verstärkung von nur zwei der geschützten Pole hat den Vorteil, daß die dazu benötigten Elemente zu beiden Seiten des sonst im wesentlichen unveränderten drei-' oder vierpoligen Schaltgerätes angefügt werden können. Daß nicht alle geschützten Pole durch Reihenschaltungsmaßnahmen verstärkt werden müssen, um das Schaltvermögen einer mehrpoligen Einheit hinreichend zu erhöhen, ergibt sich aus den folgenden Überlegungen. Dabei wird angenommen, daß die verstärkten Pole mit 2 · Ub eine doppelt so hohe Lichtbogenspannung erreichen wie die übrigen Pole.

Es sei bei den Ausführungen nach F i g. 1 und F i g. 2 das Kurzschlußverhalten untersucht. Tritt ein 2-phasiger Kurzschluß in der Weise auf, daß ein verstärkter und

ein unverstärkter Pol in der Kurzschlußbahn in Reihe liegen, so wird unter der Voraussetzung, daß die gesamte Lichtbogenspannung mit 3 ■ Ub den Scheitelwert der verketteten Spannung Un erreicht, eine wesentlich bessere Strombegrenzung erzielt als mit der gesamten Lichtbogenspannung 2 · Ua zweier unverstärkter Pole.

Ist bei einem 3-phasigen Kurzschluß der unverstärkte Pol zufällig der erstlöschende Pol, so ist seine Strombelastung wegen der entsprechend kurzen Lichtbogenzeit γλιγ relativ gering und für das Schaltvermögen des Gerätes nicht kritisch. Die verstärkten Pole in den anderen beiden Phasen unterstützten die Strombegrenzung des erstlöschenden Poles, da dessen Strom der geometrischen Summe der beiden anderen Ströme gleicht (Kirchhoffsches Gesetz). Der Fall, daß der unverstärkte Pol einer der beiden letztlöschenden Pole ist, läßt sich mit dem 2-phasigen Kurzschluß vergleichen.

Im Falle des 1-phasigen Kurzschlusses über den unverstärkten Pol gegen Mp ist das Sclialtvermögen allerdings geringer als bei 1-phasigen Kurzschlüssen über einen der beiden verstärkten Pole oder bei 2- oder 3-phasigen Kurzschlüssen. Für die Praxis ist dies jedoch noch ausreichend, wenn es sich um Selbstschalter handelt, die zur Absicherung von Verbraucherstromkreisen dienen, z. B. Leitungsschutzschalter für Hausinstallationen und ähnliche Zwecke. In diesen Fällen kann bei den üblichen Größen des Netztransformators immer angenommen werden, daß der Anteil der Leitungswiderstände an der Kurzschlußimpedanz des Einbauortes wesentlich größer ist als der der Transformatorimpedanz, woraus bekanntlich folgt, daß der prospektive 1-phasige Kurzschlußstrom am Einbauort nur etwa halb so groß ist wie der 3-phasige. Im Fall des dreipoligen Selbstschalters befriedigt die erfindungsgemäße Verstärkung von zwei der drei geschützten Pole immer dann, wenn es nur auf die Erhöhung des Schaltvermögens für die netzbedingt höheren 2- und 3-phasigen Kurzschlußströme ankommt.

Im Falle des vierpoligen Selbstschalters nach Fig. 3 liegen bei 2- und 3-phasigen Kurzschlüssen analoge Verhältnisse wie bei dem dreipoligen Selbstschalter vor. Bei einem 1-phasigen Kurzschluß gegen Mp über den unverstärkten Pol ist das Schaltv ermögen im Gegensatz

ίο zum Fall des dreipoligen Selbstschalters zumindest nicht geringer als bei 2- und 3-phasigen Kurzschlüssen, weil mit der Lichtbogenspannung des im Mp-Leiter liegenden ungeschützten Poles zusammen 2 · Ub zur Strombegrenzung gegenüber der treibenden Phasenspannung zur Verfügung stehen. Bei einem vierpoligen Selbstschalter führt also die erfindungsgemäße Verstärkung von zwei geschützten Polen zu einem für alle Kurzschlußfälle gleichwertigen Ergebnis.
Die erfindungsgemäße Verstärkung von zwei geschützten Polen eines vierpoligen Selbstschalters ist besonders vorteilhaft für Selbstschalter mit Überstrom- und Fehlerstromauslösung (FI/LS-Schalter) anzuwenden. Die zweipolige Ausführung eines strombegrenzenden FI/LS-Schalters hat ein höheres Schaltvermögen als

2^r> die mit gleichen Bauelementen ergänzte vierpolige Ausführung, wenn der im Mp-Leiter liegende ungeschützte Pol die gleiche Lichtbogenspannung erzeugt wie die geschützten Pole. Die erfindungsgemäße Verstärkung von zwei der drei geschützten Pole

jo ermöglicht es, das Schaltvermögen der vierpoligen Ausführung mit einfachen Mitteln auf das der zweipoligen Ausführung anzuheben und damit ein Baukastensystem höheren Nennschaltvermögens zu schaffen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schalter mit selbsttätiger Auslösung und Reihenschaltungsmaßnahmen zur Erhöhung des Schaltvermögens, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem mehrpoligem Schalter nur zwei (1, 3) von drei (1, 2, 3) geschützten Polen durch Reihenschaltung mit je einem zusätzlichen Schaltelement (Schalter 4, 5; Pole 6, 7) mit zugehöriger Lichtbogenspannung in ihrem Schaltvermögen verstärkt sind.

2. Schalter nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß als zusätzliches Schaltelement je ein ungeschützter Pol (6,7), insbesondere mit Schlaganker, vorgesehen ist.

3. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als zusätzliches Schaltelement je ein reiaisartig gesteuerter Schalter (4, 5) mit Schlaganker vorgesehen ist, dessen Kontaktstück (4b, 5b) und Relaisspule (4a, 5a) mit den zu verstärkenden geschützten Polen (1,3) in Reihe geschaltet sind.

4. Schalter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Schaltelemente (Schalter 4, 5; Pole 6, 7) profilgleich an das Schaltergehäuse seitlich angefügt sind.