DE3615340A1 - Unterbrechervorrichtung mit schutz gegen kurzschlussstroeme - Google Patents
Unterbrechervorrichtung mit schutz gegen kurzschlussstroemeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schutzunterbrechervorrichtung, die zwischen zwei mit dem Stromnetz bzw. einer Last verbundenen
Anschlüssen einerseits einen ersten Unterbrecher, der durch einen Elektromagnet gesteuert wird und oft den
Nennstrom der Last einschalten und unterbrechen kann, und andererseits einen zweiten Unterbrecher mit automatischer
Öffnung besitzt, der die Eigenschaft hat, Fehlerströme wie Kurzschlußströme zu begrenzen, wodurch die Leitungen geschützt
werden und eine Beschädigung des ersten Unterbrechers verhütet wird.
Unter den bekannten Vorrichtungen der oben beschriebenen Art gibt es verschiedene Typen von Begrenzungsunterbrechern, die
je nach Beschaffenheit der Leitungen, der Last, der Fähigkeit
des ersten Unterbrechers, Überlasten auszuhalten, und auch je nach der wahrscheinlichen Frequenz des Auftretens von
Fehlern verschiedene Eigenschaften aufweisen.
Diese Begrenzungsunterbrecher können Schmelzsicherungen, mechanische Unterbrecher mit schneller Öffnung, die mit
Unterbrechern von Sicherungsautomaten vergleichbar sind, Unterbrecher mit automatischer Öffnung, die die Abstoßungskräfte
ausnutzen, oder Unterbrecher mit einer isolierenden Schutzwand sein, die eine schnelle Abscherung des Lichtbogens
bewirkt.
Wenn man ohne weitere Maßnahmen zu ergreifen nur die beiden Unterbrecher in Reihe anordnet, muß man den ersten Unterbrecher
mit Kraftausgleichsvorrichtungen versehen, die ein Abheben des beweglichen Kontakts unter der Wirkung von Abstoßungskräften,
die örtlich entstehen, verhindern sollen. Diese Vorrichtungen besitzen im allgemeinen magnetisierbare
Teile, deren Verhalten bei Auftreten von starken Strömen die elektrodynamischen Abstoßungskräfte, die das Abheben bewirken,
ausgleicht.
Diese Vorrichtungen und Maßnahmen verhindern jedoch nicht, daß der erste Unterbrecher von sehr starken Strömen durchflossen
wird und daß dies infolgedessen bei seinem geometrischen Aufbau berücksichtigt werden muß.
Es wurde bereits auch vorgeschlagen, die beweglichen Kontakte des ersten Unterbrechers mit sehr starken Druckfedern
zu versehen, um das oben erwähnte Abheben zu vermeiden; diese Maßnahme erfordert jedoch den Einsatz eines so starken Elektromagnets,
daß die Schaltvorrichtung eine totale Umgestaltung erfordert.
Ferner wurde auch vorgeschlagen, die Schaltvorrichtungen, die unter den genannten Umständen benutzt werden, umzudimensionieren,
d.h. einen ersten Unterbrecher einzusetzen, der zu einer Vorrichtung gehört, die sich für einen wesentlich höheren Nennstrom
eignet. Diese Lösung ist jedoch kostspielig und führt auch in diesem Fall zu einer materiellen Überlastung der Anlagen.
Ziel der Erfindung ist es, eine kombinierte Vorrichtung der oben beschriebenen allgemeinen Ausbildung mit robusten Einrichtungen
zu versehen, die einen großen Teil des Überlaststroms auf einem parallelen Weg umleiten können.
Erfindungsgemäß wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß in der
Nähe der Kontakte des zweiten Unterbrechers eine von diesen isolierte Umleitungselektrode angeordnet ist, die mit dem
Potential eines Anschlusses des ersten Unterbrechers über einen zu diesem parallelgeschalteten Leiter verbunden ist
und zusammen mit dem mit dem anderen Anschluß verbundenen Kontakt des zweiten Unterbrechers zum Zeitpunkt seiner Öffnung
einen Umleitungsweg herstellen kann, der durch den zum Zeitpunkt der öffnung auftretenden Anfangslichtbogen ionisiert
ist. Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung,
die eine schnelle Herstellung des Umleitungswegs
gewährleistet und Wiederzündungen des Anfangslichtbogens
verhindert, tritt eine isolierende Schutzwand zwischen die Kontakte des zweiten Unterbrechers, um das durch den Anfangslichtbogen ionisierten Medium auf die Umleitungselektrode zu
zu bewegen- Bei einer zweiten Ausführungsform, die von der
vorhergehenden abgeleitet ist und die insbesondere zum Schutz des ersten Unterbrechers geeignet ist, wird der
Anfangslichtbogen durch einen Drosselungs- oder Abscherungseffekt,
den die Schutzwand an ihm vornimmt, vollständig aufgelöst. Bei einer dritten Ausführungsform, die insbesondere
zum Schutz der Leitungen bzw. der Last bestimmt ist, bewirkt dieselbe Schutzwand eine vollständige Auflösung des Umleitungs
lichtbogens. Bei einer letzten Ausführungsform, bei der die
Ergebnisse der vorhergehenden Ausführungsformen noch verbessert
werden, wird die Energie des Anfangsliehtbogens ausgenutzt,
um einen sehr schnellen Vorschub der isolierenden Schutzwand zu bewirken.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, wobei auf die
beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung,
Fig. 2 eine vereinfachte Darstellung einer Ausführungsform,
bei der eine isolierende Schutzwand zur Umleitung des Anfangslichtbogens benutzt wird,
Fig. 3 eine Ausführungsform, bei der der feststehende Kontakt
und die Umleitungselektrode im wesentlichen in der Bewegungsrichtung der Schutzwand in einer Linie
liegen,
Fig. 4 eine vereinfachte Darstellung einer Ausfuhrungsform,
bei der der feststehende Kontakt und die Umleitungselektrode bezüglich der Bewegungsrichtung der Schutzwand
seitlich angeordnet sind,
Eig. 5 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung
in der Ebene PP1 von Fig. 7,
Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung eines Bereichs der Unterbrechervorrichtung
gemäß Fig. 5,
Fig. 7 eine Draufsicht auf die Vorrichtung in einem Schnitt in der Ebene QQ' von Fig. 6,
Fig. 8, 9 und 10 Schnitte durch verschiedene Ausführungsformen
der Umleitungselektrode und der ihr zugeordneten rohrförmigen Schutzwand,
Fig. 11 eine vereinfachte Darstellung der Organe, die zur Ergänzung
einer Vorrichtung gemäß den vorhergehenden Figuren vorgesehen sind,
Fig. 12 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung gemäß Fig. 5,
die insbesondere mit Einrichtungen gemäß Fig. 11 versehen ist,
Fig. 13 eine vereinfachte Darstellung von ergänzenden Organen,
durch die die vorhergehende Vorrichtung eine zusätzliche Trennschalterfunktion erhält,
Fig. 14 und 15 schematische Darstellungen von zwei möglichen
Zuständen der Lichtbogen, die bei der Öffnung des Schutzunterbrechers auftreten, und
Fig. 16 und 17 schematische Darstellungen der Einrichtungen
zur Energieerzeugung, durch die ein schneller Vorschub der isolierenden Schutzwand bewirkt wird.
-4 -
Die in Fig. 1 gezeigte Schutzunterbrechervorrichtung besitzt in einem isolierenden Gehäuse 2, das auf einem Träger 3 befestigt
werden kann, eine Vielzahl von inneren Stromkreisen 4, die jeweils an zwei Anschlüssen 5 und 6 enden und in Reihe
eine Unterbrechervorrichtung 7 vom Typ Magnetschalter, die durch einen Elektromagnet 8 gesteuert werden kann, und eine
Schutzunterbrechervorrichtung 9 vom Typ Strombegrenzer enthält, die sich bei Auftreten von anormal hohen Strömen, wie
sie bei Kurzschlüssen erscheinen, automatisch öffnet. Diese Vorrichtung 9 besitzt eine Umleitungselektrode 10, die in Nähe
der Kontakte des Unterbrechers 9 angeordnet ist, und einen
Ableitungsleiter 10 . der diese Elektrode mit dem Potential
Ableitungsleiter 10 . der diese Elektrode mit dem Potential
el
des Anschlusses 5 verbindet; dieser Anschluß ist beispielsweise mit dem Versorgungsnetz RST verbunden, während der entgegengesetzte
Anschluß 6 beispielsweise mit einer Last 11 verbunden ist. Wenn die Vorrichtung in einem mehrphasigen Netz
installiert werden soll, werden ebenso viel Stromkreise 4....10_
vorgesehen, wie Phasen vorhanden sind, wobei ein einziger Elektromagnet
8 gleichzeitig die Steuerung der einzelnen Unterbrecher vornimmt.
Ein Unterbrecher mit automatischer Öffnung kann z.B. sich vorzugsweise
unter der Wirkung von starken Abstoßungskräften öffnen, die sich zwischen seinen feststehenden und beweglichen
Teilen entwickeln. In diesem Fall können den Haltern der beweglichen Kontakte an sich bekannte magnetisierbare Teile,
beispielsweise parallele Schenkel eines U-förmigen Kreises, zugeordnet werden, wodurch die Abstoßungskräfte mit Kräften kombiniert werden, die durch elektromagnetische Erscheinungen entstehen und in derselben Öffnungsrichtung des beweglichen Kontakts wirken.
beispielsweise parallele Schenkel eines U-förmigen Kreises, zugeordnet werden, wodurch die Abstoßungskräfte mit Kräften kombiniert werden, die durch elektromagnetische Erscheinungen entstehen und in derselben Öffnungsrichtung des beweglichen Kontakts wirken.
Bei der schematisch dargestellten Anordnung ist von den Kontakten 13 und 12 der eine feststehend und der andere beweglich,
und die Umleitungselektrode 10, die sich in Nähe dieser beiden Kontakte befindet, ist so angeordnet, daß ein Anfangslichtbogen
Ai7 der zwischen diesen Kontakten zum Zeitpunkt ihrer Öffnung auftritt, während der Bewegung des be-
weglichen Kontakts 12 eine verformbare ionisierte Zone herstellt,
die sich bis zu dieser Elektrode 10 erstreckt, so daß zwischen ihr und dem Kontakt 12 ein Ableitungslichtbogen Ad
entsteht und der Anfangslichtbogen erlischt. Der sehr hohe Strom, der über den Unterbrecher 7 floß oder hierbei geflossen
wäre, fließt also über den Ableitungsleiter 10 (vgl. Fig.
14 und 15) .
Gemäß einer anderen Ausfuhrungsform, die die Umleitung oder
Umformung des Anfangsliehtbogens in einem Ableitungslichtbogen
erleichtert (Fig. 2), wird zwischen den Kontakten 16 und 17 des zweiten Unterbrechers 18 und in deren Nähe eine
isolierende Schutzwand 19 angeordnet, die sich bei ihrer öffnung mit hoher Geschwindigkeit zwischen sie schiebt. Nach einer
gewissen Bewegung führt die Schutzwand den Anfangslichtbogen
Ai auf eine Zone 20 zu, die für seine Umleitung auf die Elektrode 21 günstig ist, die wie im vorhergehenden Fall mit
dem Ableitungsleiter 10^ verbunden ist. Der Anfanqslichtbogen
wird hierbei zwischen der Schutzwand (bzw. zwischen einem Rand einer öffnung der Schutzwand) und einer isolierenden
Wand 22 abgeschert, nachdem infolge des Vorhandenseins der bereits ionisierten Atmosphäre ein Ableitungslichtbogen
Ad zwischen den beweglichen Kontakt 17 und der Elektrode 21 übergesprungen ist. Dieser Lichtbogen erlischt anschließend
beispielsweise durch eine Ausdehnung infolge der Bewegung des beweglichen Kontakts oder einer Fraktionierung auf Metallrippen,
die ihn kühlen. Während dieses Vorgangs stellt die Schutzwand vorzugsweise eine totale Isolierung zwischen den
Kontakten 16, 17 und 21, 17 her, und zwar beispielsweise durch Überlappungen von isolierenden Flächen, durch Verwendung von
Umlenkelementen des Gehäuses und dergleichen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform (Fig. 3), die von der vorhergehenden
abgeleitet ist, wobei verschiedene Bezugszahlen beibehalten wurden, bewirkt dieselbe Schutzwand 25 nacheinander
die Verschiebung des aus dem feststehenden Kontakt 24 und dem beweglichen Kontakt 29 austretenden Anfangslicht-
bogens Ai, seine Umleitung auf die Ableitungselektrode 26, die Abscherung des Anfangsliehtbogens an einer ersten Fläche
27 und die Abscherung des abgeleiteten Lichtbogens Ad an einer zweiten isolierenden Fläche oder Nut 28 des Gehäuses;
auf diese Weise wird der erste Unterbrecher geschützt und wird ein schneller Schutz der Leitung bewirkt. Der Kontakt
2 4 und die Elektrode 26 können in der Bewegungsrichtung der Schutzwand in einer Linie angeordnet sein (Fig. 3) oder quer
dazu angeordnet sein,wobei der Rand der Schutzwand beispielsweise bezüglich dieser Richtung schräg verläuft (vgl. Fig.4).
Bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 2 bis 4 wird davon ausgegangen,
daß eine Energiequelle, die zum Zeitpunkt des Auftretens eines Kurzschlusses eine Energie erzeugt, die Schutzwand
schnell zwischen den feststehenden und den beweglichen Kontakt vorbewegt.
Gemäß einer Ausführungsform 160, deren Prinzip in Fig. 16 gezeigt
ist, in der Organe mit gleichen Funktionen mit denselben Bezugszahlen versehen sind, ist in dem Stromkreis 4 eine
Wicklung 161 in Reihe angeordnet. Diese Wicklung zieht sehr schnell einen Anker oder einen Kern 162 an, wenn sehr hohe
Ströme auftreten, und die Bewegung dieses Ankers oder Kerns wird auf die Schutzwand 14 übertragen, sobald die Kontakte
12 und 13 offen sind.
Gemäß einer anderen Ausführungsform 165, deren Prinzip in
Fig. 17 dargestellt ist, wird eine vorgespannte Feder 166, deren Enden sich an dem Gehäuse 171 und an der Schutzwand 14
abstützen, freigegeben, wenn ein an dem beweglichen Kontakt 168 vorgesehener Riegel 167 eine Kante der Schutzwand freigibt,
so daß sie sich sehr schnell zwischen die Kontakte 168 und 169 schieben kann. Bei dieser Ausführungsform arbeiten
magnetisierbare Teile 170 mit dem beweglichen Kontakt so zusammen,
daß ihre Wirkungen für die Anfangstrennung der Kontakte
zu denen der Abstoßungskräfte hinzukommen.
Bei der in Fig. 5 detaillierter gezeigten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Schutzunterbrechervorrichtung 35 ist einer Schaltvorrichtung 36, die sich in dieser Figur
im linken Bereich 37 eines -Körpers' 37 befindet, beispielsweise
in einem gemeinsamen Gehäuse 38 eine Schutzbegrenzervorrichtung 39 zugeordnet, die sich in einem benachbarten
Bereich 40 befindet. Bei dieser Ausführungsform erhält man
die für die Bewegung der in diesem Fall rohrförmigen Schutzwand erforderliche Energie von der durch das Auftreten des
Anfangsliehtbogens Ai entwickelten Energie.
Der Steuerelektromagnet 41 besitzt hierbei ein feststehendes Joch 42, eine Spule 43, einen beweglichen Anker 44 und
eine Rückholfeder 45. Ein isolierender Kontaktträger 46, der mit dem Anker fest verbunden ist, trägt in jedem der
Durchgänge 47 einer Vielzahl von parallelen Säulen 48 eine bewegliche Kontaktbrücke 49, die mit Kontaktplättchen 50,51
und einer Kontaktdruckfeder 52 versehen ist. Zwei feststehende Kontakte 54, 53 werden von leitenden Trägern 56 bzw. 55 getragen,
deren einer einen von außen zugänglichen Anschluß 57 besitzt. Dieser Anschluß entspricht dem Anschluß 5 von
Fig. 1, während die Kontaktbrücke und die feststehenden
Kontakte dem Unterbrecher 7 entsprechen.
Die Schutzbegrenzervorrichtung 39 (Fig. 6) besitzt einen Unter brecher 61, der dem Unterbrecher 9 von Fig. 1 entspricht und
einen von einem leitenden Trägerteil 6 3 getragenen feststehenden Kontakt 62 und einen beweglichen Kontakt 6 4 besitzt, der
von einem im wesentlichen parallelen, leitenden verschwenkbaren Hebel 6 5 getragen wird, der durch einen geflochtenen
Leiter 66 mit einem zweiten Anschluß 6 7 der Vorrichtung verbunden ist, der dem Anschluß 6 von Fig. 1 entspricht. Die
Organe 6 4,65 und 66 befinden sich in einer Kammer 68 des Körpers 70, die in eine zylindrische Aussparung 71 ausmündet.
Diese Kammer enthält insbesondere ein U-förmiges magnetisier-
• η-
bares Teil 72, dessen parallele Schenkel 73 den Kontakthebel 6 5 umgeben. Auf diesen wirken die elastischen Kräfte einer
Kontaktdruckfeder 74 zur Schließung des Unterbrechers in Ruhestellung ein.
Auf seinem zum Hebel 65 im wesentlichen parallelen Abschnitt
liegt der leitende Träger 6 3 entweder an einem isolierenden Halter 75 an, der durch nicht dargestellte Einrichtungen
mit einer Querwand oder dem Boden 76 des Körpers
70 der Vorrichtung fest verbunden ist, oder befindet sich
im Inneren dieses Halters. In beiden Fällen tritt dieser mit dem Boden 76 fest verbundene Halter in die Aussparung
71 ein. Der Halter, der einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweisen kann (Fig. 7), ist von einer
Buchse 77 aus isolierendem Werkstoff umgeben, die vorzugsweise die Form eines zylindrischen Rotationskörpers
hat und mit einem geringen Spiel in einer zylindrischen Aussparung 71 gleitet. Der Boden 150 dieser Buchse befindet
sich in der Aussparung 71. Der bewegliche Kontakt 64 durchquert eine der Aussparung und der Kammer gemeinsame
Öffnung 78 und tritt durch eine Öffnung 79 der Buchse, um
an dem feststehenden Kontakt zum Anliegen zu kommen. Das
dem feststehenden Kontakt entgegengesetzte Ende 80 des leitenden Trägers 6 3 ist mit dem feststehenden Kontaktträger
55 verbunden, der zu diesem Zweck wie der entgegengesetzte Anschluß 57 des Unterbrechers 7 ausgebildet sein
kann.
Die Aussparung ist in ihrem dem Boden 82 benachbarten unteren Teil 81 durch Luftlöcher 83 und 84 mit der Atmosphäre
verbunden (vgl. auch Fig. 6). Diese Luftlöcher dienen einerseits zum Austritt der in diesem unteren Teil befindlichen
Luft, wenn die Buchse sich nach unten bewegt, und gestatten andererseits, daß ionisierte Gase, die sich in einem
zwischen der Buchse und dem Halter 7 5 bestehenden Raum 85 während einer Öffnung des Unterbrechers entwickeln, in die
Atmosphäre über die Öffnungen 78,79 und/oder über eine andere
Öffnung 86 der Buchse zu entweichen, wenn die Buchse an einer Querwand 87 des Gehäuses, die gegebenenfalls zum Verschluß der
Aussparung dient, in Anschlag kommt. Eine leitende Umleitunaselektrode
90, die zunächst im wesentlichen parallel zum Kontaktträger 63 verläuft, wobei sie gegen diesen isoliert ist
und beispielsweise den Halter 75 durchquert, ist anschließend über den Leiter 91 mit dem Anschluß 57 verbunden, wobei sie
beispielsweise eine der isolierenden Trennwände 9 2 durchquert, die zwei benachbarte Unterbrecher 7 voneinander trennen.
Diese Umleitungselektrode (vgl. Fig. 6) besitzt ein freies inneres Ende 93, das den beiden Kontakten 62, 64 benachbart
ist und in einem Raum 88 endet, der mit dem vorhergehenden Raum 85 verbunden ist. Einrichtungen, die die Buchse in der
in Fig. 5 gezeigten Ruhestellung halten, können aus Federn oder aus seitlich angeordneten elastischen Leisten bestehen,
die sich ausklappen und aus der Aussparung ausrücken können. Ferner bewirken Ausrichtungseinrichtungen, die nicht dargestellt
sind, deren Ausführung jedoch auf der Hand liegt, daß die Buchse eine bestimmte Winkelausrichtung beibehält, so daß
nicht dargestellte Rückstelleinrichtungen sie nach einem Öffnungsvorgang in eine neue Ruhestellung bringen, die mit der
vorhergehenden identisch ist.
Diese Vorrichtung hat dieselbe Arbeitsweise wie die vorhergehenden
Vorrichtungen, d.h. das Auftreten eines starken Überstroms in dem Stromkreis zwischen den Anschlüssen 57 und 67 bewirkt
zunächst die Öffnung des Begrenzungsunterbrechers 61, wenn
der Hebel 65 einerseits durch die zwischen ihm und dem Träger entwickelten elektrodynamischen Kräfte abgestoßen wird und auf
den Boden des magnetisierbaren Teils 72 zu angezogen wird. Der Anfangslichtbogen, der zu diesem Zeitpunkt entsteht, bewirkt
eine Druckerhöhung in den Räumen 88 und 85, so daß sich die Buchse sehr schnell nach unten (in der Figur) bewegt, und der
Rand 9 4 ihrer öffnung 79 den Lichtbogen und den ihn umgebenden ionisierten Bereich auf die Umleitungselektrode 90, 93 zu be-
wegt. Wenn der Widerstand dieses Anfangsliehtbogens größer
als der eines Umleitungsliehtbogens ist, der sich zwischen
der Elektrode 93 und dem beweglichen Kontakt 64 errichten kann, so bildet sich dieser und der Anfangslichtbogen verschwindet,
während die Bewegung der Buchse die Abscherung des umgeleiteten Lichtbogens zu dem Zeitpunkt, an dem der
Rand der öffnung die die Öffnung 79 begrenzende Kante 96
der Kammer überdeckt.
Bei einer abgewandelten Ausführungsform, die in Fig. 8 gezeigt
ist und die den Begrenzungsunterbrecher betrifft, besitzt dieser Begrenzungsunterbrecher 100 einen Kontakthebel
101, einen beweglichen Kontakt 102, eine Kammer 103 und eine Kammer 104, wobei diese Teile so wie in den vorhergehenden
Ausführungsformen ausgebildet sind. Der feststehende Kontakt
105 besteht hierbei aus einem gegebenenfalls rohrförmigen leitenden Teil, das an der Außenfläche eines feststehenden
isolierenden Halters 106 angeordnet ist, der von einem im wesentlichen koaxialen Leiter 107 durchquert wird, dessen
Verlängerung 108, die seitlich von einem isolierenden Mantel 117 umgeben ist, axial über diesen feststehenden Kontakt
hinausragt. Die rohrförmige Buchse 109, die mit einem geringen Spiel auf dem Halter und im Inneren der Aussparung
110 gleiten kann, besitzt in ihrem Mantel 111 eine Öffnung 112, die sich in Ruhestellung gegenüber dem feststehenden Kontakt
befindet und den beweglichen Kontakt 102 hindurchtreten läßt.
Diese Buchse besitzt in ihrer Stirnwand 113 eine zweite öffnung
114, die in Ruhestellung den isolierten Teil 108 umgibt. Ein nicht isoliertes Ende 116 der Verlängerung 108, das die
Umleitungselektrode darstellt, ist somit bei der in dieser Figur dargestellten Ruhestellung der Buchse durch einen Zickzackweg
von dem feststehenden Kontakt und dem beweglichen Kontakt isoliert. Wenn sich die Buchse infolge einer Öffnung des
Beyrenzungsunterbrechers wie im vorhergehenden Fall in Richtung F bewegt, überdeckt der über der Öffnung befindliche
Mantelabschnitt 111 den feststehenden Kontakt, während die Verlängerung gleichzeitig freigelegt wird.
Der Anfangslichtbogen zwischen den Kontakten 105 und 102
wird also allmählich auf die Umleitungselektrode 116 zu bewegt,
bis eine ionisierte Gaszone gleichzeitig diese Elektrode und den beweglichen Kontakt umspült und zwischen ihnen
ein Umleitungsbogen entsteht. Dieser Anfangslichtbogen wird
seinerseits durch die Überdeckung der Öffnung 112 und der
Wand oder Kante 104, die die Aussparung 110 begrenzt, abgeschert.
Bei einer anderen Ausfuhrungsform 120 dieser Abwandlung, die
in Fig. 9 gezeigt ist, in der ähnliche Organe dieselben, "it
dem Index a versehenen Bezugszahlen haben, ιstaie/B"lextunas-
elektrode 116, nicht durch einen mit dem isolierenden Halter
el
106 fest verbundenen, isolierenden Mantel isoliert, sondern a
durch einen rohrförmigen Mantel 121,der von der Innenfläche
122 des Bodens 113 der Buchse 109 getragen ist und in eine
Ausnehmung 123 dieses isolierenden Halters 106 eintritt, wo-
bei sie in der dargestellten Ruhestellung einen zickzackförmigen
Isolationsweg bildet. Bei dieser Ausführungsform, bei
der der Umleitungsweg kürzer als im vorhergehenden Fall ist, bleibt die Arbeitsweise dieselbe.
Nötigenfalls kann eine Ausdehnung des Umleitungslichtbogens Ad
durch eine besondere Ausbildung bewirkt werden, die in Fig.10 gezeigt ist, in der die Buchse sich bereits bewegt hat, und bei
der der Mantel 125 weiter in das Innere einer Ausnehmung 126
des Halters 106. hinein verlängert ist. Diese Buchse besitzt in diesem Fall eine seitliche Öffnung 127, die die Bildung des
Umleitungslichtbogens Ad gestattet, deren Rand 128 diesen jedoch zwingt, sich während der Bewegung der Buchse 109b in Pfeilrichtung
sich auszudehnen.
Obwohl die Speisung der Last durch Öffnung des Begrenzungs-
-VS-
Unterbrechers 39 unterbrochen wurde, kann es gewünscht werden, diese öffnung des Stromkreises durch die Öffnung des
in Reihe geschalteten Schalters 36 zu bestätigen. In diesem Fall kann man in dem Speisekreis der Spule 43 des Elektromagnets
41 einen Unterbrecher 139 einsetzen, dessen Öffnung beispielsweise durch die Bewegung der Buchse bewirkt wird
(vgl. Fig.11). Hierbei müssen Maßnahmen ergriffen werden, damit dieser Unterbrecher erst geöffnet wird, wenn der Anfangslichtbogen
Ai erloschen ist.
Gegebenenfalls kann auch ein Schieber 154 benutzt werden,
entweder um die Steuerung des Magnetschalters zu blockieren oder um über eine aus einem Nocken 151 und einer Stange
152 bestehenden Einrichtung (vgl. Fig. 13) die manuelle Öffnung
des beweglichen Kontakts des Begrenzungsunterbrechers 9 zum Zweck der Trennung der Leitung in einer stabilen Stellung
S ("getrennt") zu bewirken.
Die Rückstellung der Buchsen, d.h. der Vorgang, mit dem diese
nach einer automatischen öffnung, durch die sie in die Arbeitsstellung
T gebracht wurden, in die Ruhestellung R zurückgebracht werden, kann durch einen handbetätigten Schieber 130 (Fig.11)
bewirkt werden, dessen Griff 131 an der Vorderseite 132 der Vorrichtung 133 angeordnet ist (vgl. auch Fig. 12). Ein Haken
134, der am Ende einer mit dem Griff fest verbundenen Stange 135 angeordnet ist und sich gegenüber der Stirnfläche 136 der
Buchse 137 im Boden einer Aussparung 138 befindet, deren Tiefe eine zusätzliche Bewegung der Buchse gestattet, ermöglicht es,
diese Buchse nach einer durch einen überstrom ausgelösten Betätigung
aus der Stellung T in die Stellung R zu bewegen. Die Steuerung eines oben erwähnten BestätigungsUnterbrechers 139
kann über diesen Schieber sowohl im Sinne seiner Öffnung als auch im Sinne seiner Schließung über einen an der Stange 135
angebrachten Nocken 147 vorgenommen werden. In diesem Fall muß der Schieber drei Stellungen einnehmen können, und zwar eine
stabile Stellung N ("normal"), in der der Bestätigungsunter-
brecher 139 geschlossen ist, eine ebenfalls stabile Stellung D ("ausgelöst"), die nahe bei der Stellung S liegt oder mit dieser
Stellung S zusammenfällt, in der der Schieber durch Aufschlagen
der Buchsen 137 auf den Haken 134 etwas weiter eingeschoben wurde und in der der Unterbrecher 139 offen ist,
und eine dritte vorzugsweise unstabile Stellung RE (Rückstellung) , in der der Schieber 130 die Buchsen in die Stellung R
bringt, bevor er nötigenfalls mit Hilfe einer elastischen Rückholeinrichtung wieder die Stellung N einnimmt. Die Stellung des
Handgriffs auf der Vorderseite, die also dem Benutzer eine Information über das Auftreten eines Stromfehlers geben kann, ist
auf vorteilhafte Weise durch eine Anordnung zu erreichen, bei der die Buchsen sich in Richtungen bewegen können, die zu dieser
Vorderseite 132 im wesentlichen senkrecht sind und die zu
den Bewegungsrichtungen des Ankers des Elektromagnets parallel
sind. Diese Ausrichtung trägt nämlich zu einer rationellen Benutzung und zu einer rationellen Kombination der Räume des Magnetschalters
und des Begrenzers bei, bei der die Anschlüsse 57, 67W für das Netz und für die Last an zwei entgegengesetzten
Enden der Vorrichtung angeordnet sind.
Bei einer in Fig. 12 gezeigten besonderen Ausführungsform 150
der Vorrichtung können der Magnetschalter 36 und der Begrenzer 39 in eigenen Gehäusen 140 und 141 angeordnet sein, die mechanisch
miteinander verbunden werden können. Die Anschlüsse 55 und 80, die jeweils von einem dieser beiden Gehäuse getragen
werden sowie Umleitungsanschlüsse 142 und lösbare Leiter 143,
die die Bildung des Stromkreises 10^ V)n Fig. 1 oder 91 von
el
Fig. 5 parallel zu einer durch zwei entgegengesetzte Anschlüsse laufenden Geraden ^ gestatten, sind vorteilhafterweise in der
Nähe der Vorderflächen 144, 145 in Kanälen 149, Aussparungen
oder isolierten Kammern 146,147 angeordnet, die bezüglich dieser
Flächen zurückversetzt sind, um Anschlüsse 80 aufzunehmen.
Wie in Fig. 1 schematisch dargestellt ist, kann der Unterbrecher X1 oder i„ zur Bestätigung der öffnung (der dem Unterbrecher
139 in Fig. 11 entspricht) entweder in Nähe des Unter-
36153Α0
brechers 9 angeordnet werden, um die ihn steuernden Übertragungseinrichtungen
zu verkürzen, oder in Nähe des Elektromagnets 8, um den Speisekreis der Spule zu verkürzen und um zu
vermeiden, daß örtliche Verbindungsanschlüsse vorgesehen werden müssen, wenn die Vorrichtung aus zwei Gehäusen zusammengebaut
ist.
Claims (12)
1. Schutzunterbrechervorrichtung, die zwischen den beiden mit dem elektrischen Netz bzw. einer Last verbundenen Anschlüssen
einerseits einen ersten Unterbrecher, der durch einen Elektromagnet gesteuert wird und der den Nennstrom der Last
häufig einschalten und unterbrechen kann, und andererseits einen zweiten Unterbrecher mit automatischer öffnung besitzt,
der Eigenschaften zur Begrenzung der Fehlerströme wie Kurzschlußströme
besitzt, so daß ein Schutz der Leitungen bewirkt wird und eine Beschädigung des ersten Unterbrechers
verhütet wird, dadurch gekennzeichnet, daß in Nähe der Kontakte (12,13) des zweiten Unterbrechers (9) eine gegen diese
isolierte Umleitungselektrode (10) angeordnet ist, die mit
_ 2 —
dem Potential eines Anschlusses (5) über einen zu dem ersten Unterbrecher (7) parallelgeschalteten Leiter (1Oa) verbunden
ist und zusammen mit dem Kontakt (12) des zweiten Unterbrechers (9), der mit dem anderen Anschluß (6) verbunden ist,
einen durch den Lichtbogen ionisierten Umleitungsweg (Ad) herstellen kann, dessen Widerstand kleiner als der Scheinwiderstand
des zum Zeitpunkt der Öffnung auftretenden Anfangslichtbogens ist und dessen Weg durch eine schnelle Bewegung
eines isolierenden Teils (14) definiert wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende Teil aus einer Buchse (77) besteht, die auf einem
isolierenden Teil (75) gleitet, das in Nähe seines Endes(151)
den feststehenden Kontakt (62) des zweiten Unterbrechers (9) und die Umleitungselektrode (9 3) trägt, wobei der bewegliche
Kontakt (64) eine seitliche Öffnung (79,88) dieser Buchse
durchquert, die sich in der Nähe des Bodens (150) und der Elektrode befindet und die sich bei einer öffnung des zweiten
Unterbrechers auf diese zu bewegt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die seitliche Öffnung (79) sich vor einer Öffnung (78) des isolierenden
Gehäuses (70) bewegt, die eine den beweglichen Kontaktträger (65) enthaltende Kammer (68) mit einer Aussparung
(71) in Verbindung bringt, in der sich die Buchse (77) bewegt, während ein Rand (104) dieser Öffnung (78) die Abscherung des
Lichtbogens bewirkt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (68) ein magnetisierbares Teil (72,73) enthält, das
den beweglichen Kontaktträger (6 5) entgegen der Wirkung einer Druckfeder (74) anzieht, wenn ein Überstrom fließt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bewegungsrichtungen der Buchse zu den mit Anschlüssen (57,55,80,67) versehenen Vorderflächen (132) des
oder der die Unterbrecher (7,9) enthaltenden Gehäuse (140,141) senkrecht sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt (6 4) von einem verschwenkbaren Hebel (65) getragen wird, der
mit einem der Anschlüsse (67) der Vorrichtung, der in unmittelbarer Nähe angeordnet ist, verbunden ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Leiter (91, 10,, 143), der
parallel zu einer Geraden (Δ) verläuft, die durch die Anschlüsse
(5,6 bzw. 67, 57) für den Stromeingang und -ausgang geht, die Umleitungselektrode (9 3) mit dem betreffenden
Anschluß (57) der Vorrichtung verbindet, indem er isolierte Bereiche (92,149) des den ersten Unterbrecher (7)
enthaltenden Gehäuses durchquert.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (134), die die
Öffnung des zweiten Unterbrechers (39) abtasten, auf ein bewegliches Organ (135) einwirken, das ein Ende (131) auf
einer Seite (132) des Gehäuses besitzt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Organ (135) mit einer Übertragungseinrichtung
(147) fest verbunden ist, das die Öffnung eines Kontakts (139) bewirkt, der mit der Steuerspule (43) des
ersten Unterbrechers (36) in Reihe geschaltet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtast- und Übertragungseinrichtungen
Teil eines Schiebers (130) bilden, dessen Betätigung auch die Rückstellung der Buchse (137) in die Ruhestellung
bewirkt.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der die ersten Unterbrecher
betätigende Magnetschalter (36) und die zweiten Unterbrecher (39) in Gehäusen (140, 2a) bzw. (141, 2,) enthalten sind, die
lösbar miteinander verbunden werden können.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
isolierende Teil aus einer flachen Schutzwand (14) besteht, die bei der Öffnung der Kontakte (13,12,168,169) des zweiten
Unterbrechers (9) durch die Freigabe einer Energiespeichervorrichtung (166) bzw. durch die Erregung eines Schnellrelais
(161,162) bewegt wird, das mit den beiden Unterbrechern (7,9) in Reihe geschaltet ist.
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