DE4330369A1 - Leitungsschutzschalter - Google Patents
LeitungsschutzschalterInfo
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H73/00—Protective overload circuit-breaking switches in which excess current opens the contacts by automatic release of mechanical energy stored by previous operation of a hand reset mechanism
- H01H73/02—Details
- H01H73/18—Means for extinguishing or suppressing arc
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- Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Leitungsschutzschalter nach
dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Derartige Leitungsschutzschalter sind an sich bekannt.
Bei strombegrenzenden Leitungsschutzschaltern wird dabei
der Kurzschlußstrom durch einen möglichst schnell einset
zenden und steilen Lichtbogenspannungsanstieg stark be
grenzt, so daß der sog. prospektive Kurzschlußstrom nicht
erreicht wird. Dazu sind die Magnetauslöser in der Regel
als Schlaganker in Form von Klappanker- oder Tauchanker
magnetsystemen ausgeführt, mit denen ggf. unabhängig von
der Erklinkung des Schaltmechanismus der bewegliche
Schaltkontakt stark beschleunigt und so eine schnelle
Kontaktöffnung und ein schnelles Ablaufen des Lichtbogens
von der Kontaktstelle erreicht wird. Bei dem Schalter S2
der Firma ABB Stotz-Kontakt GmbH ist der Magnetauslöser
oberhalb der Lichtbogenlöschkammer und in der Nähe der
Kontaktstelle angeordnet, wobei die Windungen der Magnet
spule in einer Ebene senkrecht zur Lichtbogenebene lie
gen. Dadurch wird die Wirkung des Schlagankers in beson
ders günstiger Weise beeinflußt; das Magnetfeld der Spule
wird aber kaum zur Lichtbogenbewegung genutzt. Die Licht
bogenbewegung wird vielmehr durch eine bestimmte Zuord
nung des beweglichen Kontaktes mit dem Kontakthebel zu
dem festen Kontaktstück beeinflußt.
Bei bestimmten Zuordnungen von Magnetauslöser zu Kontakt
stelle anderer Schaltgeräte kann der Lichtbogen in seiner
vorgegebenen Laufrichtung sogar behindert werden, insbe
sondere dann, wenn eine Blaswirkung senkrecht zur Lauf
richtung erfolgt.
Es ist ein Leitungsschutzschalter bekannt geworden, bei
dem der Magnetauslöser als Klappankersystem mit einem ge
ringen Platzbedarf ausgeführt ist. Die Magnetspule ist
zwar auch in der Lichtbogenebene oder in der Ebene, in
der sich der bewegliche Kontakthebel bewegt, gewickelt,
so daß die Wickelachse senkrecht dazu verläuft; durch die
gewählte Zuordnung zum Kontakt- und Löschsystem wird je
doch eine Blaswirkung auf den Schaltlichtbogen nicht er
reicht.
Aufgabe der Erfindung ist es, für einen strombegrenzenden
Leitungsschutzschalter eine Zuordnung von Magnetsystem,
Kontakt- und Löscheinrichtung zueinander zu finden, die
ein hohes Strombegrenzungsvermögen garantiert und zur
weiteren Verringerung der Schalterabmessungen beiträgt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kenn
zeichnenden Merkmale des Anspruches 1.
Erfindungsgemäß wird also der Magnetauslöser, der als
Klappankersystem ausgeführt ist, mit einer in der Licht
bogenebene, also in der Ebene, in der sich auch das be
wegliche Kontaktstück oder der bewegliche Kontakthebel
bewegt, gewickelten Spule so zur Lichtbogenkammer und zur
Kontaktstelle zugeordnet, daß das Magnetfeld der Spule
gleichzeitig als Blasspule wirkt und eine die Kon
takttrennung und den Lichtbogenlauf beschleunigte Kraft
ausübt. Insbesondere wird dies erreicht, in dem man die
Lichtbogenlauf schienen, Löschbleche in ihrer Lage und
ggf. Form an die Spulenwindungen der Magnetspule angepaßt
und entsprechen zugeordnet, was auch für die Kontakte,
d. h. für den beweglichen Kontakthebel als auch für das
feste Kontaktstück gilt. Die Kontaktstelle kann als Ein
fach- oder Doppelkontaktunterbrechung ausgebildet sein.
Wenn die Wicklung wegen des umwickelten Steges eine
Rechteckform besitzt, dann können insbesondere die Licht
bogenlauf schiene und der Kontakthebel parallel zu den Ge
raden, parallel zum Steg verlaufenden Windungsabschnitten
der Magnetspule verlaufen. Wenn die Wicklung kreisförmig
spiralförmig gewickelt ist, könnte die Lichtbogenleit
schiene auch eine bogenförmige Gestalt annehmen, wobei
die Bogenform der Windungsform angepaßt ist. Die Lichtbo
genlöschbleche und die andere Lichtbogenleitschiene wären
dann an diese Bogenform anzupassen.
Wenn ein Schalter mit einer Doppelunterbrechung verwendet
wird, dann kann der Magnetauslöser in zwei baugleiche
Teilsysteme aufgelöst sein, wobei jedes Teilsystem mit
einer Kontaktstelle eines Doppelkontaktes zusammenwirkt.
Durch die damit möglichen vollsymmetrischen Verhältnisse
werden optimale Bedingungen für das magnetische Blasfeld
auf die Teillichtbögen erreicht, ebenso für den mechani
schen Bewegungsablauf von Anker und Kontaktstück, wie
auch für die elektrodynamischen Abstoßkräfte zwischen den
Kontaktstücken, die noch durch das vereinigte Blasfeld
verstärkt werden. Als Magnetanker können zwei getrennte,
isoliert voneinander angeordnete Klappanker vorgesehen
sein oder die Klappanker können zur Bildung einer Art
durchgehenden Ankertraverse an ihren freien Stellen mit
einander verbunden sein, so daß der durchgehende Gesamt
klappanker quer zu seiner Längsrichtung verschiebbar ist.
Der Klappanker bzw. die Ankertraverse entklinken dann das
Schaltschloß und beschleunigen den Schaltkontakt bzw. die
Kontaktbrücke, wobei die Kontaktöffnung durch die elek
trodynamischen Abstoßkräfte zwischen den Kontaktstücken
und zusätzlich durch das Feld der Magnetspule unterstützt
wird. Dieses Magnetfeld sorgt durch die radiale Anordnung
in der weiteren Folge für ein rasches Ablaufen des Licht
bogens aus dem Kontaktspalt und entlang der Lichtbogen
schienen für ein schnelles Einlaufen in die parallel lie
genden Bleche der Löschkammer.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen
sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.
Anhand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele
der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung so
wie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserun
gen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht auf ein Kontaktsy
stem mit Magnetauslöser,
Fig. 2 eine Aufsicht gemäß Pfeilrichtung II
der Fig. 1,
Fig. 3 eine Aufsicht auf eine weitere Aus
führungsform der Erfindung,
Fig. 4 und 5 eine Aufsicht auf zwei weitere Aus
führungsformen der Erfindung.
Ein elektrischer Leitungsschutzschalter, in dem die An
ordnung gemäß Fig. 1 und 2 eingesetzt werden kann, be
sitzt eine Kontaktstelle 10 mit einem beweglichen Kon
taktstück 11 und einem damit zusammenwirkenden festen
Kontaktstück 12, welches an einer ersten Lichtbogenleit
schiene 13 befestigt ist. Parallel zu dieser Lichtbogen
leitschiene 13 ist eine zweite Lichtbogenleitschiene 14
vorgesehen, zwischen denen Lichtbogenlöschbleche 15 zur
Bildung eines Lichtbogenlöschblechpaketes 16 angeordnet
sind. Das bewegliche Kontaktstück 11 ist an einem um eine
Achse 17 schwenkbar gelagerten Kontakthebel 18 an dem der
Lagerstelle 17 entgegengesetzten Ende befestigt. Die
Längserstreckung des Kontakthebels 18 ist parallel zur
ersten Lichtbogenleitschiene im eingeschalteten Zustand
ausgerichtet. Der Leitungsschutzschalter besitzt einen
als Thermobimetall ausgebildeten thermischen Auslöser 19,
der mit einer Anschlußklemme 20 einerseits und mit seinem
anderen Ende über eine Litzenleitung 21 mit dem Kontakt
hebel 18 verbunden sind.
Der Leitungsschutzschalter besitzt ein Magnetsystem 22,
welches ein U-förmiges Magnetjoch 23 aufweist, um dessen
im Querschnitt rechteckigen Steg 24 herum eine Magnet
spule 25 spiralförmig herumgewickelt ist, wobei die Wick
lungsebene mit der Bewegungsebene des Kontakthebels 18
übereinstimmt. Mit anderen Worten: der Steg 24 verläuft
senkrecht zu dieser Bewegungsebene, wobei die Stegebene
parallel zu der Ebene der Lichtbogenleitschiene 13 bzw.
14 verläuft. Aufgrund der rechteckigen Form des Steges 24
erhält die Wicklung der Magnetspule 25 ebenfalls eine
rechteckige, an die Form des Steges 24 angepaßte Form,
wobei Teilabschnitte 25a, 25b der Magnetspule 25 parallel
zum Steg 24 verlaufen. Damit verlaufen diese Teilab
schnitte ebenfalls parallel zur Lichtbogenleitschiene 13.
An dem Steg 24 sind zwei Schenkel 23a und 23b angeformt,
die nun wieder parallel zu der Bewegungsebene des Kon
takthebels verlaufen. Senkrecht dazu ist ein Klappanker
27 angeordnet, der die freien Enden der beiden Schenkel
23a und 23b überdeckt. Der Steg in Verbindung mit den
beiden Schenkeln besitzt eine Verlängerung 28, an der ein
Anschlußelement 29 für einen Anschlußleiter vorgesehen
ist; an der Verlängerung 28 ist ein Führungs- oder Lager
element 30 vorgesehen, an dem der Klappanker 27 um eine
Achse schwenkbar ist, die parallel zu der Drehachse 17
verläuft; das freie Ende 31 des Klappankers, welches der
Drehachse 30 entgegengesetzt liegt, wirkt direkt auf den
Kontakthebel 18, was durch einen senkrecht zum Kontakthe
bel und zum Klappanker 27 verlaufenden Pfeil 32 angedeu
tet ist. Die Kontaktstelle 10 befindet sich auf der den
Schenkeln 23a, 23b abgewandten Seite des Steges 24, und
zwar im Bereich der Stegkante, die der Lagerstelle des
Klappankers 27 abgewandt ist. Die erste Lichtbogenleit
schiene 13 verläuft in einem Abstand zur Außenfläche der
Magnetspule 25 in Richtung zur Lagerstelle des Klappan
kers 27. Das Lichtbogenlöschblechpaket 16 befindet sich
etwa im Bereich der anderen, der Lagerstelle des Klappan
kers 27 zugewandten Stegkante. Das innere Ende 25c der
Wicklung 25 ist am Steg 24 angeschlossen und das äußere
Ende 25c an der Lichtbogenleitschiene 13 im Bereich des
festen Kontaktstückes 12. Damit bildet die Lichtbogen
leitschiene 13 eine Art Fortsetzung der Wicklung 25.
Die in der Lichtbogenebene gewickelte Magnetspule oder
Wicklung 25 und ihre Zuordnung zur Kontaktstelle 10 sowie
zu dem Lichtbogenlöschblechpaket 16 bewirkt eine starke
magnetische Blasung auf einerseits den Kontakthebel 18 zu
dessen Öffnung und andererseits den entstehenden Lichtbo
gen, wodurch dieser von der Kontaktstelle 10 bzw. von dem
festen bzw. beweglichen Kontaktstück 11, 12 schnell in
das Lichtbogenlöschblechpaket 16 hineingetrieben wird.
In der Ausführung nach Fig. 3 sind zwei Kontaktstellen
35, 36 vorgesehen, wobei die beweglichen Kontaktstücke 37
und 38 an einer Kontaktbrücke 39 befestigt sind, die pa
rallel zu ihrer Längserstreckung verschiebbar ist. Das
dem beweglichen Kontaktstück 38 zugeordnete feste Kon
taktstück 40 ist an einer U-förmigen Schiene 41 ange
formt, deren offene Seite von dem Magnetsystem 22 wegwei
send gerichtet ist, wobei der das Kontaktstück 40 tra
gende Schenkel 42 der U-förmigen Schiene eine Lichtbogen
leitschiene bildet, die zusammen mit einer Lichtbogen
leitschiene 44 ein Lichtbogenlöschblechpaket 43 begrenzt.
Die Lichtbogenleitschiene 44 überdeckt dabei auch die
Kontaktstelle 35 und zusammen mit der Leitschiene 13
(siehe auch Fig. 1) begrenzt sie das Lichtbogenlösch
blechpaket 16. An der Leitschiene 44 sind Ausformungen 45
und 46 vorgesehen, die zusammen mit den beweglichen Kon
taktstücken 37, 38 eine bessere Kommutierung des Lichtbo
gens von den beweglichen Kontaktstücken 37, 38 auf die
Lichtbogenleitschiene 44 unterstützen. Der andere Schen
kel 47 der U-förmigen Schiene 41 trägt das Bimetall 19,
das über eine Litze 48 mit der Anschlußklemme oder dem
Anschluß 20 verbunden ist.
Die Fig. 4 zeigt eine Variante der Anordnung gemäß Fig.
3. Sie besitzt einerseits das Magnetsystem 22 und ande
rerseits ein Magnetsystem 50, das genauso ausgebildet und
aufgebaut ist wie das Magnetsystem 22 und spiegelbildlich
dem Magnetsystem 22 zugeordnet ist. Es besitzt wie das
Magnetsystem 22 ein U-förmiges Magnetjoch 52 mit zwei
Schenkeln 53, wobei um den Steg 54 des Magnetjoches 52
eine Wicklung 55 herumgewickelt ist. Das äußere Ende 55a
der Wicklung 55 schließt an eine Lichtbogenleitschiene
13a an, die spiegelbildlich in gleicher Linie und in ent
gegengesetzte Richtung wie die Lichtbogenleitschiene 13
verläuft (sie hat die Bezugsziffer 13a erhalten, um die
Ähnlichkeit darzustellen). Die beiden Schenkel sind von
einem Klappanker 51 überdeckt, der zusammen mit dem
Klappanker 27 bei Auftreten eines Kurzschlußstromes gemäß
Pfeilrichtung 56 auf die bewegliche Kontaktbrücke 39 ein
wirkt. Die Wirkungslinie ist dabei so, daß sie zwischen
den beiden Magnetsystemen 22 und 50 verläuft; an dem Joch
52 des Magnetsystems 50 ist das Thermobimetall 19 befe
stigt, welches mit der Litze 48 mit der Anschlußstelle 20
verbunden ist. Der übrige Aufbau ist der gleiche wie der
der Fig. 1.
Bei der Ausführung gemäß Fig. 5 ist der den beiden ge
meinsame Anker 22 und 50 als Ankertraverse 60 ausgebil
det; die beiden Anker sind mittels eines Zwischenstückes
61 aus- Isolierstoff miteinander verbunden, so daß sich
die Ankertraverse quer zu ihrer Längserstreckung in
Pfeilrichtung P₅ bewegen kann, wodurch über einen An
triebsstößel entsprechend der Pfeilrichtung P₅ die Kon
taktbrücke 39 in Ausschaltstellung verbringbar ist. Abge
sehen von der Verbindung der beiden Klappanker 22 und 50
zu einer Ankertraverse 60 ist der Aufbau der gleiche wie
der gemäß Fig. 4.
Während bei den Ausführungen nach den Fig. 1 und 2 das
Magnetsystem 22 allein zur Kontaktöffnung und zum besse
ren Ablauf des Lichtbogens in die Lichtbogenlöschblechpa
kete einwirkt, wirken bei den Ausführungen nach den Fig. 4
und 5 jeweils beide Magnetsysteme 22 und 50 gemein
sam auf die Doppelkontaktstelle mit der Kontaktbrücke 39.
Bei allen Ausführungen ist das innere Ende der Magnet
spule 25 am Steg 24 befestigt.
Die Wicklung kann dabei aus Wicklungsdraht oder einem
Flachbandleiter gebildet sein.
Claims (6)
1. Leitungsschutzschalter mit wenigstens einem Ma
gnetauslöser, wenigstens einer Magnetspule, wenigstens
einem Magnetjoch und wenigstens einem Klappanker, mit we
nigstens einer, je ein bewegliches und je ein festes Kon
taktstück aufweisenden Kontaktstelle und je einem jeder
wenigstens einen Kontaktstelle zugeordneten Lichtbogen
löschblechpaket, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnet
joch (23, 52) eine U-Form aufweist, um deren senkrecht
zur Bewegungsebene des beweglichen Kontaktstückes (11,
38) verlaufenden Steg (24, 54) die Spule (25, 55) so ge
wickelt ist, daß ihre Wickelebene in der Bewegungsebene
des beweglichen Kontaktstückes (11, 38) liegt, daß der
Klappanker (27, 51) die Enden der Schenkel (23, 53) über
deckt und daß die den Festkontakt (12, 40) tragende
Lichtbogenleitschiene (13) in Abstand und in etwa in tan
gentialer Richtung zur Spule (25, 55) verläuft.
2. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 1, mit einem
das bewegliche Kontaktstück tragenden Kontaktträger, da
durch gekennzeichnet, daß der Kontaktträger (18, 39) in
seiner Längserstreckung im eingeschalteten Zustand etwa
parallel zu der das Festkontaktstück (12; 35, 40) tragen
den Lichtbogenleitschiene (13, 41) verläuft.
3. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Joch (23, 53) mit einer
Anschlußklemme verbunden und das innere Ende der Spulen
wicklung elektrisch leitend am Steg (24, 54) angeschlos
sen sind.
4. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Doppelkontaktstelle (35,
36) mit zwei mittels einer Kontaktbrücke (39) verbindba
ren Festkontaktstücken vorgesehen ist, daß jeder Kontakt
stelle ein Magnetauslöser (22, 50) zugeordnet ist und daß
die Klappanker (27, 51) beider gemeinsam auf die Kontakt
brücke (39) wirken.
5. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Klappanker (22, 51) um je eine
Achse drehbar gelagert sind, die parallel zueinander ver
laufen und daß die freien Enden auf die Kontaktbrücke
wirken
6. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Klappanker (22, 60) an ihren be
nachbarten Enden miteinander verbunden, gegeneinander
isoliert und quer zu ihrer Längserstreckungsrichtung be
wegbar geführt sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934330369 DE4330369A1 (de) | 1993-09-08 | 1993-09-08 | Leitungsschutzschalter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934330369 DE4330369A1 (de) | 1993-09-08 | 1993-09-08 | Leitungsschutzschalter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4330369A1 true DE4330369A1 (de) | 1995-03-09 |
Family
ID=6497138
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934330369 Withdrawn DE4330369A1 (de) | 1993-09-08 | 1993-09-08 | Leitungsschutzschalter |
Country Status (1)
Country | Link |
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