DE2710159C2

DE2710159C2 -

Info

Publication number: DE2710159C2
Application number: DE2710159A
Authority: DE
Inventors: John Kareth Bellbrook Ohio Us Penrod
Original assignee: Square D Co
Current assignee: Schneider Electric USA Inc
Priority date: 1976-03-11
Filing date: 1977-03-09
Publication date: 1989-10-26
Also published as: DE2710159A1; CA1065042A; GB1545673A; US4025820A; JPS52112750A; JPS5939846B2

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Schalteinrichtung zur Anschaltung einer Last an eine Stromquelle mit einem Hauptre lais, mit Hauptkontakten, die zwischen die Stromquelle und die Last geschaltet sind, und mit Hilfskontakten, die vor dem Schließen der Hauptkontakte schließen und kurz nach dem Öffnen der Hauptkontakte öffnen, mit einer Lichtbogenunterdrückungs schaltung, die auf das Betätigen der Hilfskontakte anspricht und parallel zu den Hauptkontakten geschaltet ist, um, zumin dest in den Schaltphasen der Hauptkontakte, parallel zu diesen Hauptkontakten einen niederohmigen Strompfad aufzubauen, und mit einem in Reihe mit der Lichtbogenunterdrückungsschaltung liegenden Schutzschaltkreis, der nach dem Öffnen der Hauptkon takte anschaltbar ist, um die Lichtbogenunterdrückungsschal tung elektrisch abzuschalten, nachdem sich die Hauptkontakte vollständig geöffnet haben.

Eine derartige elektrische Schalteinrichtung ist aus der US- PS 33 30 992 bekannt. Als "Schutzschaltkreis" sieht diese Druckschrift jedoch nur einen einfachen mechanischen Schalter bzw. ein äquivalentes elektrisches Schaltelement vor. Durch dieses Schaltelement wird zwar die Lichtbogenunterdrückungs schaltung einseitig von dem Strompfad abgetrennt, so daß kei ne Leckageströme mehr durch die Halbleiter der Lichtbogenun terdrückungsschaltung fließen können, jedoch ist ein solches Schaltelement nicht in der Lage, auch während des Betriebes der Lichtbogenunterdrückungsschaltung, d. h. während des Tren nens oder des Verbindens der Hauptkontakte, eine Sicherungsfunk tion auszuüben, wenn die wesentlichen Halbleiterelemente der Lichtbogenunterdrückungsschaltung defekt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Schalteinrichtung mit den eingangs genannten Merkmalen zu schaffen, welche nicht nur einen Leckagestrom durch die Licht bogenunterdrückungsschaltung unterbricht, sondern diese im Falle zu hoher Leckageströme außer Betrieb setzt und zwar der art, daß in jedem Fall ein ordnungsgemäßes Ausschalten unter Benutzung der Lichtbogenunterdrückungsschaltung stattfindet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schutzschaltkreis eine Fühleranordnung aufweist zur Erfassung der Größe des Leckagestromes durch die Lichtbogenunterdrückungs schaltung in Verbindung mit einer Unterbrecheranordnung, die ein weiteres Arbeiten des Hauptrelais verhindert, wenn der Leckagestrom eine vorbestimmte Größe übersteigt, daß der Schutz schaltkreis im Erregerkreis des Hauptrelais einen sicherungsge steuerten Schalter aufweist, der einen normalerweise geschlos senen, in Reihe mit dem Hauptrelais geschalteten, als Unter brecheranordnung dienenden Schutzschalter und als Fühleranord nung ein Sicherungsteil aufweist, das auf einen erhöhten Strom fluß mechanisch anspricht und dabei den Schutzschalter mecha nisch öffnet, und daß ein gegenüber dem Hauptrelais abfallver zögertes Hilfsrelais vorgesehen ist, über dessen Kontakte im erregten Zustand die Lichtbogenunterdrückungsschaltung freige schaltet, nach dem Abschalten des Hilfsrelais kurzzeitig ein Strompfad zum Sicherungsteil geschaltet wird und danach die Lichtbogenunterdrückungsschaltung elektrisch von der Last ge trennt ist.

Bei dieser erfindungsgemäßen elektrischen Schalteinrichtung wird durch das verzögert gesteuerte Hilfsrelais der über die Lichtbogenunterdrückungsschaltung laufende Strompfad immer kurz nach dem Ein- bzw. Ausschalten der Hauptkontakte über die Sicherung geleitet, so daß bei defekten Halbleiterbauele menten in der Lichtbogenunterdrückungsschaltung und einem ent sprechend hohen Leckagestrom die Sicherung auslöst und darauf hin das Haupt- und anschließend das Hilfsrelais nacheinander abfallen, wobei die Kontakte der Lichtbogenunterdrückungsschal tung und die Hauptkontakte automatisch in der gewünschten Rei henfolge getrennt bzw. geschlossen und getrennt werden.

Zwar ist aus der FR-PS 10 29 845 ein elektrisches Schaltsystem bekannt, welches aufgrund von Überstrom auslöst, jedoch sind dieser Druckschrift keinerlei Hinweise auf die Zusammenschaltung des Sicherungsteils mit einem Haupt- und einem Hilfsrelais zu entnehmen, durch welche auch bei einer defekten Lichtbogenunterdrückungsschaltung stets ein gefahrlo ses Ein- und Ausschalten der Schalteinrichtung möglich ist.

Weitere Vorteile, ausgestaltende Merkmale und Anwendungsmög lichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Es zeigt

Fig. 1 ein elektrisches Schaltbild unter prinzipieller Darstel lung der Komponenten des erfindungsgemäßen Schaltkrei ses,

Fig. 2 ein elektrisches Schaltbild einer Ausführungsform einer Lichtbogenunterdrückungsschaltung,

Fig. 3 ein elektrisches Schaltbild einer anderen Ausführungs form einer Lichtbogenunterdrückungsschaltung,

Fig. 4 ein elektrisches Schaltbild der Schutzschaltung,

Fig. 5 einen Schaltbildauszug betreffend eine Sicherungschal tung,

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Relais mit Hilfs kontakten,

Fig. 7 Details der Haupt- und Hilfsrelaiskontakte unter Dar stellung der unterschiedlichen Betriebszustände und

Fig. 8 ein Zeitdiagramm unter Darstellung des Betriebes ver schiedener Kontakte sowohl des Haupt- als auch des Hilfsrelais.

Gemäß dem Blockschaltbild der Fig. 1 ist eine Wechselstrom quelle 10 mit einer Last 15 über den Leiter 16 und über norma lerweise offene Kontakte 1 K 1 des Hauptrelais K 1 durch Leitun gen 17 und 18 verbunden. Das Hauptrelais K 1 kann mittels eines Schalters S 1 oder durch irgendeine andere geeignete Steuerein richtung gesteuert werden. Ferner ist in Fig. 1 ein Hilfsre lais K 2 gezeigt, dessen Zweck und Funktion nachfolgend be schrieben wird.

Gemäß Fig. 1 kann eine zweite Energiequelle 12 verwendet wer den, um Strom zu den Relais K 1 und K 2 zuzuführen. Es versteht sich, daß diese Energiequelle eine unabhängige Wechselstrom- oder Gleichstromversorgung sein kann, oder der Strom kann di rekt von der Stromquelle 10 vorgesehen werden, je nach der Spannung dieser Stromquelle und den speziellen Umständen, un ter welchen die Einrichtung zu verwenden ist.

Parallel zu den Hauptrelaiskontakten 1 K 1 liegen eine Lichtbo genunterdrückungsschaltung 20 und ein Schutzschaltkreis 30. Die Lichtbogenunterdrückungsschaltung 20 weist Halbleiterschaltvor richtungen auf, welche die Lichtbogenbildung zwischen den Hauptkontakten 1 K 1 des Hauptrelais K 1 unterdrücken und somit erheblich ihre Lebensdauer verlängern. Der Schutzschaltkreis 30 erfüllt drei Zwecke:
Der erste besteht darin, jeden Leckage strom, der sonst durch die Lichtbogenunterdrückungsschaltung fließen könnte, von der Last fernzuhalten. Der zweite besteht darin, einen weiteren Betrieb der Vorrichtung für den Fall zu verhindern, daß die Lichtbogenunterdrückungsschaltung nicht funktioniert; und der dritte Zweck besteht darin, ein falsches Einschalten der Lichtbogenunterdrückungsschaltung infolge Ein schaltstößen zu verhindern. Der Schutzschaltkreis 30 ist mit einem sicherungsgesteuerten Schalter 35 verbunden, der in Reihe zum Hauptrelais K 1 liegt.

Gemäß Fig. 2 weist die Lichtbogenunterdrückungsschaltung 20 ein Paar von in Reihe liegenden Triacs T 1 und T 2 auf, welche über den Schutzschaltkreis 30 mit den Hauptrelaiskontakten 1 K 1 parallel verbunden sind. Unter Verwendung von in Reihe liegenden Triacs ist es möglich, erheblich die Spannungsfestigkeit der Relaisschaltung zu erhöhen. Parallel zu den Triacs sind lastausgleichende Widerstände R 1 und R 2 geschaltet. Diese Widerstände sind hochohmig, in der Größenordnung von einem Megaohm, und deshalb wird der durch diese Widerstände fließende Strom auf nicht mehr als ein Milliampere begrenzt.

Die Triacs T 1 und T 2 werden von einem dritten Triac T 3 ge steuert, dessen Hauptanschlüsse mit den Steuerelektroden der Tri acs T 1 und T 2 verbunden sind. Die Steuerelektrode des Triacs T 3 ist über den Widerstand R 2 und über die Hilfskontakte 2 K 1 des Hauptrelais K 1 angeschlossen.

Die Hilfskontakte 2 K 1 schließen kurz vor dem Öffnen oder dem Schließen der Hauptrelaiskontakte 1 K 1. Deshalb wird immer dann, wenn die Hilfskontakte 2 K 1 geschlossen sind, der Triac T 3 mit Steuer strom versorgt, der seinerseits Steuerstrom zu den Triacs T 1 und T 2, die einen Strompfad um die Hauptrelaiskontakte 1 K 1 herum vorsehen können, liefert. Wenn die Hilfskontakte 2 K 1 geöffnet werden, wird der Steuerstrom vom Triac T 3 weggenommen; dadurch kommutieren die Triacs T 1 und T 2 und alle diese Halbleiter schaltvorrichtungen bei dem nächsten Nulldurchgang des Stromes auf Leitung 17 (Stromunterbrechung).

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform der Lichtbogenunter drückungsschaltung. Sie weist ebenfalls zwei in Reihe liegende Triacs T 1 und T 2 parallel zu den Hauptkontakten 1 K 1 auf. Bei dieser Ausführungsform liegen die Steuerelektroden der Triacs über die Widerstände R 6 und R 5 an den Hilfsrelaiskontakten 4 K 1 und 5 K 1. Wenn das Relais erregt wird, schließen die Kontak te 4 K 1 und 5 K 1 gleichzeitig, jedoch nicht vor dem Schließen der Hauptkontakte 1 K 1, und öffnen, nachdem die Hauptkontakte geschlossen sind. Während der Relaisentregung schließen diese Hilfskontakte ebenfalls kurzzeitig, bevor die Hauptkontakte 1 K 1 öffnen, und bleiben geschlossen, bis die Hauptkontakte ge öffnet sind.

Bei den in den Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungsformen gestatten die in Reihe liegenden Triacs T 1 und T 2 die Verwen dung der Relaiskontakte 1 K 1 zur Aufschaltung von Spannungen in der Größenordnung von 600 V auf eine Last, selbst wenn je des Triac einen niedrigeren Spannungsbereich hat. Die Steuerelek troden der Triacs werden entweder über ein drittes Triac (wie in Fig. 2 gezeigt), oder über ein Paar von Hilfsschalterkon takten (wie in Fig. 3 gezeigt) angeschaltet. In jedem Falle wird die Steuerung ohne die Verwendung einer isolierten Stromversorgung vorgenommen.

Jede der in den Fig. 2 oder 3 gezeigten Lichtbogenunterdrüc kungsschaltungen 20 kann direkt parallel zu den Hauptrelaiskon takten 1 K 1 durch einen Leiter verbunden sein, welcher durch die gestrichelte Linie 33 gezeigt ist. Bevorzugt ist es jedoch, daß die Lichtbogenunterdrückungsschaltung 20 in Reihe zu einem Schutzschaltkreis 30 liegt, deren bevorzugte Ausführungsform in Fig. 4 gezeigt ist. Der Schutzschaltkreis ist mit der Licht bogenunterdrückungsschaltung 20 durch die Leitung 31 und mit der Leitung 18 durch den Leiter 32 verbunden. Der Schutz schaltkreis weist ein Hilfsrelais K 2 mit Hauptkontakten 40 und 41, einen Hilfskontakt 42 und einen sicherungsgesteuerten Schalter 35 auf.

Das Relais K 2 ist in vieler Hinsicht ähnlich dem Hauptrelais K 1 insofern, als die Hilfskontakte 40-42 schließen, bevor die Hauptkontakte 40-41 schließen, und nach dem Schließen des Hauptkontaktes öffnen die Hilfskontakte 40-42 aufgrund der Tätigkeit des Zapfens 43. Nach dem Entregen des Relais erfolgt ebenso ein Schließen der Hilfskontakte 40-42, bevor die Haupt kontakte 40-41 öffnen, und danach öffnen sie.

Fig. 5 zeigt den sicherungsgesteuerten Schalter 35 mit einem Sicherungsteil 45 und einem normalerweise geschlossenen Schal ter 46. Der Sicherungsteil 45 kann eine Buss-Sicherung GMT sein mit ¹/₄ Amper-Signalanzeige und Alarmbetätigung, welche einen Federarm 47 aufweist, der durch eine Sicherungslasche 48 am Platz gehalten wird. Den Bereich der Sicherungslasche überschreitender Strom, in diesem Falle 250 Milliampere, läßt die Sicherungslasche schmelzen, wodurch der Federarm 47 sich nach oben bewegen und das Betätigungselement des Schalters 46 berühren kann, um den Stromkreis durch diesen zu öffnen. Das Ende des Arms 47 kann mit einem Isolator 49 versehen sein. Der normalerweise geschlossene Schalter, welcher bei der bevor zugten Ausführungsform benutzt wird, ist ein geeigneter Mikro schalter.

In Fig. 6 ist schematisch der Betrieb eines Relais mit Haupt- und Hilfskontakten gezeigt. Die Art des in Fig. 6 gezeigten Relais kann sowohl für das Hauptrelais K 1 als auch für das Hilfsrelais K 2 verwendet werden. Das Relais ist mit einer Ma gnetspule 50 versehen, die bei Erregung einen Anker 52 nach unten zieht. Der Anker dreht um eine Achse 53 und wird von der Spule durch eine Feder 54 fortgedrückt. Die Bewegung des Ankers 52 nach unten ruft die Bewegung eines isolierten Ge lenkteils 56 nach unten hervor. Das Teil 56 tritt mit einer ersten und oberen Kontaktstange 58 in Eingriff, welche ein Hauptkontaktelement 60 trägt, das direkt gegenüber einem zwei ten Kontaktelement 62 angeordnet ist, welches durch eine Kon taktstange 64 getragen ist. Beide Kontaktstangen 60 und 64 haben einen ausreichenden Querschnittsbereich, um den Strom zur Last 15 kontinuierlich zu führen, und doch sind sie ela stisch oder flexibel genug, um während des Betriebes des Re lais gebogen zu werden.

Die Kontaktstange 58 erstreckt sich durch das Gelenkteil 56 und ist an diesem angebracht, und sein Ende bildet einen Kon takt 66, der gemäß Darstellung von einem zweiten Kontakt 68 im Abstand angeordnet ist. Die Kontaktstange 58 kann auch durch eine Öffnung 70 in einem festen, isolierten Stützteil 72 hin durchgehen. Wie in Fig. 7 gezeigt ist, ist das Bodenteil 73 der Öffnung 70 bezüglich der Kontaktstange 58 derart angeord net, daß es mit der Stange in Eingriff gelangt, wenn die Re laisspule den Anker 52 nach unten zieht. Infolgedessen schlie ßen die Kontakte 66 und 68 kurzzeitig vor dem Schließen der Kontakte 60 und 62, die durch die gestrichelte Linie 58 a ge zeigt ist; danach treten die Kontakte 60 und 62 in Eingriff; und schließlich öffnen die Kontakte 66 und 68, wie mit den gestrichelten Linien 58 b gezeigt ist.

Die Kontakte 60 und 62 sind den Kontakten 1 K 1 des Relais K 1 und den Kontakten 40-41 des Relais K 2 äquivalent. Die Kontakte 66 und 68 sind den Kontakten 2 K 2 des Relais K 1 und den Kontak ten 40-42 des Relais K 2 äquivalent.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist die Wechselstromquelle über den sicherungsgesteuerten Schalter 35 und den Schalter S 1 zu einer Brückengleichrichterschaltung BR 1 angeschlossen, deren Ausgang direkt mit dem Relais K 1 und über die Diode D 1 mit einem Kon densator C 1 verbunden ist. Dieser Kondensator lädt sich schnell auf die Spitzenausgangsspannung des Brückengleichrichters auf. Der Ausgang des Brückengleichrichters liegt auch über die nor malerweise offene Hilfsrelaiskontakte 3 K 1 an der Spule des Relais K 2, welches deshalb immer dann erregt wird, wenn das Relais K 1 erregt wird. Die Hilfsrelaiskontakte 3 K 1 sind ähn lich den Kontakten 1 K 1 und arbeiten gleichzeitig mit diesen, obwohl sie nicht die gleiche Stromlast führen.

Das Relais K 2 ist ein herkömmliches Gleichstromrelais mit einem Spannungsbereich gleich dem Ausgang des Brückengleichrichters BR 1. Ein wesentliches Element der Schaltung besteht darin, daß das Relais K 2 eine kurze Zeit lang nach der Entregung des Relais K 1 und somit dem Öffnen der Kontakte 3 K 1 erregt bleibt. Eine bekannte Technik zur Erreichung dieser Abfallverzögerung besteht darin, einen Kondensator über die Wicklungen des Re lais K 2 vorzusehen, welcher durch das Netzgerät geladen wird und sich dann in die Relaisspule hinein entlädt, wenn der Netzgeräteausgang spannungslos wird.

Um jedoch eine Zeitverzögerung vorzusehen, die lang genug ist, um sicherzustellen, daß die Kontakte des Relais K 2 nach der Entregung des Relais K 1 geschlossen bleibt, müßte der Konden sator, der parallel zu den Relaiswicklungen angeschlossen ist, eine solche Größe haben, daß er wesentlich die Spannung über der Relaisspule infolge der Neigung des Kondensators, sich auf die Spitzenausgangsspannung des Brückengleichrichters auf zuladen, erhöhen würde, wodurch die Relaisspule so bemessen und gestaltet sein müßte, daß sie zu dieser höheren Spannung paßt. Dies ist jedoch bei der dargestellten Schaltung nicht notwendig, weil der Kondensator C 1 von der Spule des Relais K 2 durch die Diode D 1 isoliert ist, während die Kontakte 3 K 1 geschlossen sind.

Der Kondensator C 1 lädt sich jedoch auf die Spitzenausgangsspan nung des Brückengleichrichters schnell auf, weil dort kein Vorwiderstand in Reihe mit ihm liegt; und diese höhere Span nung führt zu einer längeren Verzögerungszeit als möglich wäre, wenn ein Kondensator gleicher Größe (3 Millifarad) dauernd parallel zum Relais angeschlossen wäre. Andererseits liegt der Kondensator C 2 parallel zur Spule des Relais K 1, und seine Kapazität ist nicht groß genug, um die Durchschnittsspannung über der Relaisspule wesentlich anzuheben.

Wenn jedoch die Relaiskontakte 3 K 1 öffnen, beginnt das Magnet feld um die Wicklungen des Relais K 2 zusammenzufallen und einen Stromfluß durch die Diode D 2 und den Widerstand R 4 zu induzie ren. Dieser Strom reicht aus, um eine Spannung auf der Leitung 75 zum Thyristor SCR 1 in den Leitungszustand hin zu erzeugen, wodurch der Kondensator C 1 direkt über die Wicklungen des Re lais K 2 angeschlossen wird. Ausreichend Strom fließt dann wei terhin durch diese Wicklungen, um diese Relaiskontakte eine Zeit lang geschlossen zu halten, welche durch die Kapazität von C 1, den Widerstand von K 2 und die Spannung der den Anker gegen das Magnetfeld vorspannenden Feder bestimmt ist. Wenn der Strom aus dem Kondensator C 1 durch den Thyristor SCR 1 und die Wicklung des Relais K 2 unter den Haltestrom des Thyristors fällt, reißt er ab, und die Schaltung wird in ihren ursprüngli chen Zustand zurückgebracht. Der Kondensator C 1 lädt sich schnell auf die Spitzenausgangsspannung des Brückengleichrich ters auf, und wenn deshalb der Schalter S 1 nur kurzzeitig ge schlossen wäre, bestünde eine ausreichende elektrische Ladung auf dem Kondensator C 1, um sicherzustellen, daß das Relais K 2 nach dem Relais K 1 abschaltet. Diese Schaltung stellt des halb sicher, daß das Relais K 2 in einer zweckmäßigen Folge bezüglich dem Relais K 1 arbeitet, unbeachtlich der Dauer des Schließens des Schalters S 1.

Die Arbeitsweise der Schalteinrichtung wird jetzt unter Bezug nahme auf das Zeitdiagramm der Fig. 8 beschrieben. Zur Zeit t ₁ ist Schalter S 1 geschlossen und speist Energie über den sicherungsgesteuerten Schalter 35 zum Hauptrelais K 1. Der Schal ter S 1 stellt irgendeine Vorrichtung dar, die zur Steuerung der Aufschaltung elektrischen Stromes von einer Quelle 10 auf eine Last 15 benutzt werden kann. Nachdem Strom zur Spule des Relais K 1 zugeführt wird, beginnt der Relaisanker die Spule zu bewegen, die Relaiskontakte 2 K 1 schließen zur Zeit t ₂, wo nach die Relaiskontakte 1 K 1 und 3 K 1 zur Zeit t ₃ schließen und danach die Relaiskontakte 2 K 1 zur Zeit t ₄ öffnen.

Nach dem Schließen der Kontakte 3 K 1 zur Zeit t ₃ wird Energie zur Spule des Hilfsrelais K 2 durch die in Fig. 1 gezeigte Schaltung zugeführt, und der Anker dieses Relais beginnt an zuziehen, wobei die Kontakte 40-42 zuerst zur Zeit t ₅ schließen; danach schließen die Kontakte 40-41 zur Zeit t ₆, und danach öffnen die Kontakte 40-42 zur Zeit t ₇. Weil die Kontakte 40-42 kurz vor dem Schließen der Kontakte 40-41 schließen, wird kurz zeitig ein Stromfluß durch die Sicherungslasche 48 zwischen den Zeiten t ₅ und t ₆ hervorgerufen. Obwohl die Kontakte 40-42 bis zur Zeit t ₇ geschlossen bleiben, ist der Strompfad durch die Sicherungslasche nach dem Schließen der Kontakte 40-41 kurzgeschlossen.

Es sei jedoch bemerkt, daß kein Strom durch die Sicherungsla sche 48 zu der Zeit fließt, wenn die Kontakte 1 K 1 geschlossen sind und die Triacs T 1 und T 2 tatsächlich zur Zeit t ₄ abge schaltet haben, was vor dem Schließen der Kontakte 40-42 zur Zeit t ₅ erfolgt. Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform führen die Relaiskontakte 4 K 1 und 5 K 1 Steuerstrom zur selben Zeit wie die Relaiskontakte 2 K 1 zu den Triacs T 1 und T 2. Nach dem Öffnen des Schalters S 1 zur Zeit T ₈ wird Strom von der Spule des Relais K 1 fortgenommen, der Relaisanker beginnt ab zufallen, und die Kontakte 2 K 1 schließen dann zur Zeit t ₉, wonach die Relaiskontakte 1 K 1 und 3 K 1 zur Zeit t ₁₀ öffnen. Weil die Relaiskontakte 3 K 1 den Strom zur Spule des Relais K 2 vorsehen, würde dieses Relais normalerweise abfallen, ab gesehen von der in Fig. 1 gezeigten Zeitverzögerungsschaltung; die Spannung auf der Spule von K 2 steigt jedoch tatsächlich an und klingt danach infolge der Wirkung des Kondensators C 1 ab.

Die Kontakte 2 K 1 öffnen zur Zeit t ₁₁, und nehmen den Steuerstrom zu den Triacs T 1-T 3 weg, welche danach abschalten. Wenn der Strom durch die Relaisspule K 2 auf den Relaisabfallstrom her untergeht, beginnt sein Anker sich fortzuziehen, die Kontak te 40-42 schließen zur Zeit t ₂, die Kontakte 40-41 schließen zur Zeit t ₁₃, und die Kontakte 40-42 öffnen wieder zur Zeit t ₁₄. Zwischen den Zeiten t ₁₃ und t ₁₄ schaffen die Kontakte 40-42 einen Strompfad durch die Sicherungslasche 48, und soll ten die Triacs T 1 und T 2 defekt sein, würde ein Strompfad zwi schen der Stromquelle 10 und der Last 15 ausreichender Größe erzeugt, um die Lasche 48 ausbrennen zu lassen und danach die Schaltung abzuschalten.

Die Sicherungslasche 48 öffnet unter Ansprechen auf einen Strom über 250 Milliampere; in dem Falle jedoch, wenn die Triacs T 1 und T 2 fehlerhaft arbeiten, ist der durch die Sicherungsschal tung geführte Strom um einige Größenordnungen größer, je nach der Last; und deshalb öffnet das Sicherungselement äußerst schnell für den Fall eines tatsächlichen Fehlers, und zwar innerhalb der Zeit t ₁₃-t ₁₄.

Ein weiterer Vorteil dieser Schaltung ist die offene Schaltung, welche durch die Kontakte 40-42 vorgesehen ist, die jeglichen Strom daran hindern, nach der Zeit t ₁₄ zur Last geführt zu wer den, wodurch das Wartungspersonal von unbeabsichtigten kleine ren Stromschlägen geschützt wird, die man bei der Verwendung bekannter Festkörper (Halbleiter)-Lichtbogenunterdrückungsschaltungen häufig antrifft. Somit sind nicht nur die Kontakte 1 K 1 offen, sondern die Festkörper (Halbleiter)-Lichtbogenunterdrückungsschaltung ist isoliert und kann keinen Leckagestrom zur Last 15 führen. Während dieser Leckagestrom möglicherweise nicht ausreicht, um eine mit dem Ausgang der Vorrichtung in Berührung kommende Person direkt zu gefährden, kann er doch eine Muskelreaktion (Reflex) hervor rufen, die zu Sekundärverletzungen führt. Weil die Bogenunter drückungsschaltung auch von der Last durch das Relais K 2 iso liert ist, können die Festkörper-Schaltvorrichtungen nicht infolge Einschalt- oder Stoßimpulsen eingeschaltet werden.

Claims

Elektrische Schalteinrichtung zur Anschaltung einer Last an eine Stromquelle mit einem Hauptrelais (K 1), mit Hauptkontak ten (1 K 1), die zwischen die Stromquelle (10) und die Last (15) geschaltet sind, und mit Hilfskontakten (66, 68), die vor dem Schließen der Hauptkontakte schließen und kurz nach dem Öff nen der Hauptkontakte öffnen, mit einer Lichtbogenunterdrüc kungsschaltung (20), die auf das Betätigen der Hilfskontakte anspricht und parallel zu den Hauptkontakten geschaltet ist, um, zumindest in den Schaltphasen der Hauptkontakte, parallel zu diesen Hauptkontakten einen niederohmigen Strompfad aufzu bauen, und mit einem in Reihe mit der Lichtbogenunterdrüc kungsschaltung liegenden Schutzschaltkreis (30), der nach dem Öffnen der Hauptkontakte anschaltbar ist, um die Lichtbogen unterdrückungsschaltung elektrisch abzuschalten, nachdem sich die Hauptkontakte vollständig geöffnet haben, dadurch gekenn zeichnet, daß der Schutzschaltkreis (30) eine Fühleranordnung (45) aufweist zur Erfassung der Größe des Leckagestromes durch die Lichtbogenunterdrückungsschaltung in Verbindung mit einer Unterbrecheranordnung (46), die ein weiteres Arbeiten des Hauptrelais verhindert, wenn der Leckagestrom eine vorbestimm te Größe übersteigt, daß der Schutzschaltkreis im Erreger kreis des Hauptrelais einen sicherungsgesteuerten Schalter (35) aufweist, der einen normalerweise geschlossenen, in Rei he mit dem Hauptrelais (K 1) geschalteten, als Unterbrecheran ordnung dienenden Schutzschalter und als Fühleranordnung ein Sicherungsteil (45) aufweist, das auf einen erhöhten Stromfluß mechanisch anspricht und dabei den Schutzschalter mechanisch öffnet, und daß ein gegenüber dem Hauptrelais ab fallverzögertes Hilfsrelais (K 2) vorgesehen ist, über dessen Kontakte im erregten Zustand die Lichtbogenunterdrückungs schaltung (20) freigeschaltet, nach dem Abschalten des Hilfs relais kurzzeitig ein Strompfad zum Sicherungsteil (45) ge schaltet und danach die Lichtbogenunterdrückungsschaltung elektrisch von der Last getrennt ist.