DE3615340A1

DE3615340A1 - Unterbrechervorrichtung mit schutz gegen kurzschlussstroeme

Info

Publication number: DE3615340A1
Application number: DE19863615340
Authority: DE
Inventors: Elie Epinay sur Seine Belbel; Christian Nanterre Blanchard; André Le Raincy Haury; Michel Courbevoie Lauraire
Original assignee: La Telemecanique Electrique SA
Current assignee: Telemecanique SA
Priority date: 1985-05-06
Filing date: 1986-05-06
Publication date: 1986-11-06
Also published as: BR8602010A; GB8611020D0; IT1189102B; IT8620316A0; GB2175450A; ES8705154A1; CA1249621A; JPS61256542A; EP0204594B1; US4733031A; IT8620316A1; GB8610837D0; FR2581477B1; EP0204594A1; FR2581477A1; GB2175450B; ZA863378B; CH667942A5; ATE41263T1; ES554694A0

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.

BAD OBlGtNAL

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

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.

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-

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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-

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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

Patentansprüche

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 (1O_a) 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, 2_a) 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.