NO151725B - Elektrisk beskyttelsesbryter - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en elektrisk beskyttelsesbryter med overstrøm-, kortslutnings- og feilstrømsutløsning, som består,av den konstruksjonsmessige og funksjonsmessige kombinasjon av en eller flere en-polede effektbeskyttelsesbrytere (LS-brytere) med en feilstrømsbeskyttelsesbryter (FI-bryter), hver med en smal utførelse og med lik

huskontur.

Slike "fullbeskyttelsesbrytere" tjener til beskyttelse av ledningsnettet som skal overvåkes mot kortslutning og overbelastning, samt til forhindring av elektriske ulykkestilfeller på grunn av ledningsdefekter o.l., og er

i sin grunnutførelse allerede kjent fra f.eks. DE-PS

1 169 015. Den her beskrevne beskyttelsesbryteren gjør det imidlertid nødvendig med omfangsrik og med en med høy tapseffekt befengt innvendig ledningsføring fra LS-bryterdelen gjennom summeringsstrømtransformatoren til FI-bryterdelen og derfra igjen tilbake, og lar seg derfor ikke ut-

føre flerpolig avbrytende. Hertil kommer at kontaktinnretningen til FI-bryterdelen må bli betjent mekanisk igjennom koplingslåsen til LS-bryterdelen. Denne "tilbakekoplingen"

fra siden til FI-koplingsmagneten over LS-koplingslåsen tilbake til FI-kontaktinnretningen er som følge av romangelen innenfor det konturlike FI-bryterhuset i smal utforming da i den samme, allerede på grunn av summeringsstrømtransformatoren, koplingsmagneten og prøveinnretningen, ikke er mer plass for en innbygging av et eget utløsningsorgan.

På grunn av dette er man i praksis gått over til å utføre FI-bryterdelen som er koblet i samme husbredde og kontur med en 1-polet avbrytende LS-bryterdel uten eget kontakt-avbrytersted -eller FI-bryterdelen er koblet med fler-

polet avbrytende LS-bryterdel utrustet med en egen bryter-

og utløsningsinnretning ledningskobles monteringsferdig likt innenfor (og utenfor) felleshuset. (DE-AS 1 563 827 og

DE-OS 27 56 237). Denne beskyttelsesbryteren har imidlertid

en ulempen at den førstnevnte utførelsen ved feil avbrytes

for brukerstrømkretsen kun 1-polet og apparatet blir praktisk talt uvirksomt ved en polveksling eller ved spenningførende mittelleder. Den andre utføringen har ikke dette faremomentet, men FI-bryterdelen er derfor rommessig dobbelt så bred som den tidligere nevnte, og tapseffekten til den totale beskyttelsesbryteren er på grunn av den omfangsrike indre ledningsføringen blitt betydelig større.

I betraktning av disse graverende ulempene er det opp-finnelsens oppgave å frembringe en elektrisk beskyttelsesbryter av innledningsvis nevnte art, med hvilke det på . enkel måte og billig tilveiebringes en perfekt beskyttelse av personer og gjenstander i tilfellet feil.

Ifølge oppfinnelsen tilveiebringes dette ved en elektrisk beskyttelsesbryter av den innledningsvis nevnte art og visse karakteristiske trekk fremgår av karakteristikken til krav 1.

På grunn av en slik utførelse blir i teknisk fremskfittlig henseende oppnådd at ved den byggmessige og funksjonelle foreningen av en helt normal LS-bryter i 1-spolet utførelse, med FI-bryterdel ifølge oppfinnelsen lar det seg fremstille en 2-polet avbrytende beskyttelsesbryter med overstrøm-, kortslutnings- og feilstrømsutløsning, som i et fordeleranlegg trenger den samme plassen som en 2-polet avbrytende LS-bryter, som imidlertid utover dette også sikrer en ytterligere beskyttelse mot forekomst av for høye berørings-spenninger. I samsvar med dette gir seg ved sammensettingen av to eller tre SL-bryterdeler i forbindelse med FI-bryterdelene ifølge oppfinnelsen en 3- eller 4-polet beskyttelsesbryter i tilsvarende innbygningsdel-

enheter. Dessuten oppstår det ved sammenbygningen av en LS-bryterdel uten termiske og elektromagnetiske overbelas-tningsbeskyttelse ved den samme kombinasjonen en "ekte" feilstrømsbeskyttelsesbryter. Dessuten kan beskyttelses-

bryteren ifølge oppfinnelsen også bli forsynt med en tidsforsinket underspenningsutløsning, hvormed fra ett og samme apparat blir utført tilsammen fire forskjellige beskyttelsesfunksjoner.

En ytterligere fordel ved beskyttelsesbryteren ifølge oppfinnelsen ovenfor den innledningsvis omtalte apparat består deri at summeringsstrømtransformatoren, som er nødvendig for feiloppfatningen, er anbragt innenfor FI-bryterdelen og har form av en gjennomstikningstransformator, og kan bli anbragt i løpet av den normale installasjonen utenfra. Derved bortfaller ikke bare den tidligere innvendige ledningsføringen til beskyttelsesbryteren og dermed oppvarmingen av apparatet som følge av betydelige tapseffekter, men ved normal installasjon kan også tilslagsfølsomheten til feilstrømsutløseren ved de respektive forholdene bli fordoblet eller mangedoblet ved å føre tilslutningsledningen to eller flere ganger gjennom. Likeledes er en drift av beskyttelsesbryteren uten noen som helst feilstrømsovervåking gjennomførbar. Denne enkle tilpasningsmuligheten øker ikke bare sikker-hetsnivået til den normale beskyttelsesbryteren, men reduserer på samme måte grunnleggende den tidligere typemangfoldigheten ved feilstrømsbeskyttelsbrytere med nominelle feilstrømmer på 15, 30, 100 mA osv.

Videre gir seg på grunn av den til bredden til en 2-

eller flerpolet LS-bryter tilsvarende konstruksjonsstørrelse til beskyttelsesbryteren ifølge oppfinnelsen den fordel-aktige muligheten at det i et eksisterende fordelings-anlegg overvåkte strømkrets uten ytterligere plassbehov sikres mot feilstrømmer, og samtidig kan man differensiert overvåke de eksisterende og/eller videre strømkretser uavhengig fra hverandre ved bortfall av de tidligere feil-strømkretser uavhengig fra hverandre ved bortfall av de tidligere feilstrømsbeskyttelsesbrytere. Hertil kommer at

summen av de avledningsstrømmene som skal overvåkes, og jordslutningsstrømmene ved driftsmidlene ved beskyttelsesbryteren ifølge oppfinnelsen, er mindre enn ved de vanlige installasjonene hvor flere strømkretser blir ledet over en felles feilstrømsbeskyttelsesbryter, hvilke må føre til en tvangsmessig feilutløsning. I overensstemmelse dermed gir beskyttelsesbryteren ifølge oppfinnelsen foruten sitt store beskyttelsesområde på samme måte en høy drifts-sikkerhet .

Ved en fordelaktig utførelse av beskyttelsesbryteren ifølge oppfinnelsen er bryter- og utløsningsmekanikken samt det elektromagnetiske utløsningsorganet, og den hermed koplede kontaktavbruddstedet for LS-bryterdelen og FI-bryteren monteringslik utformet og anordnet, hvilke overordentlig forenkler fremstillingen av begge bryterdelene. Derved er innenfor FI-bryterhuset ved stedet til lysbuekammeret og til slukkeblekkpakken på siden av LS-bryterdelen anordnet holdemagnetrelé eller forsterkerelektronikken for feilstrømutløsningen, som får tilført strømmen fra veksels-strømnettet. Ved flerpolede appareter får forsterkerelektronikken tilført nettspenningen på i og for seg kjent måte ved å danne en trefasestrøm-stjernekopling og over etterkoplede likerettere. Dessuten lar det seg i dette område ved behov å bygge inn enda en anordning til tidsforsinket underspenningsutløsning.

Ifølge en ytterligere utførelse av oppfinnelsen følger den mekaniske koplingen av LS-bryterdelene innbyrdes såvel som med FI-bryteren ved hjelp av en T-formet dreiearm, som er bevegelig lagret i respektive området av huset til en bryterdel på den stive aksen til en brytermekanisme, og som med dens tverrsteg til begge sidene gjennom huset til de til hverandre grensende bryterdeler, idet dreierarmen kan påvirkes av en respektiv tapp, spennings- bg avspennings-armen i brytermekanismen som virker vekselvis.

Dessuten kan betjeningsorganer til LS- og FI-bryterdelene som er forbundet med hverandre på en brytermekanisk;;måte, være stivt forbundet med hverandre i deres ytre ender ved hjelp av en felles koplingsskinne som overlapper den ytre enden. På denne måten er det mulig å kople sammen de respektive ferdig monterte og lukkede LS-bryterdelene så vel som FI-bryteren uten noe som helst inngrep i deres bryter- og utløsningsmekanikk, og kravet til en innvendig anbragt mellomkobling av ledninger er mulig ved kun innleg-ging, henholdsvis overskyving av i og for seg løse forbindel-seselementer i sammenheng med sammensettingen av bryterdelene så det opprettholdes funksjons- og montasjeriktig sammenkopling.

Angående den nødvendige prøveinnretningen til FI-bryterdelen, blir en betjeningstast som er forskyvbar ført innenfor en husutsparing, holdt i hvilestilling av en tilbakeføringsfjær, som er viklet om en ansatstapp, som en hårnålsfjaer, og med sitt lengre ben holder betjeningstasten stillbart i huset, hvilke griper gjennom en X-formet inn-skjæring, og samtidig griper bak en siderettet husskulder. Dessuten overtar det kortere benet til tilbakeførings-fjæren strømføringen fra det potensialførende magnetåk til det elektromagnetiske utløsningsorganet over hjelpeviklingen til gjennomstikningsstransformatoren til en prøvemotstand, hvorved det lengre benet til fjæren samtidig danner den bevegelige kontakten innenfor prøvestrømkretsen. I denne formen føyer prøveinnretningen seg uten spesiell tillegg til den eksisterende oppbygningen av bryterdelen, og belaster den samme på ingen måte gjennom ekstra trådføringshensyn og konstruktive detaljer.

F,or sluttmonteringen av de forskjellige enhetene til et ferdig apparat, anbringes husene for LS-bryterdelen og FI-bryteren, som har hovedsakelig samme kontur, på

til hverandre liggende sider med utdragninger eller utsparinger som lå inni hverandre på en låsende måte,

idet utdragningen eller utsparingene er anordnet ved en båring diagonalt relativt i forhold til hverandre hvorved den ytre veggen til LS-bryterdelen danner et deksel for FI-bryterdelen som er delvis åpen på en side med utdragning og utsparing er korresponderende med hverandre.

I de medfølgende tegningeer er de ovenfor beskrevne konstruksjons- og funksjonskjennetegn til foreliggende beskyttelsesbryter ifølge oppfinnelsen vist ved hjelp av et utførelseseksempel, hvor: Fig. 1 viser sidesnittet av et sammensatt apparat bestående av en 1-polet avbrytende LS-bryterdel og en FI-bryter. Fig. 2 viser utformingen av LS-bryterdelen i åpen tilstand.

Fig. 3 viser detaljer ved FI-bryterdelen.

Fig. 4 viser detaljert og i forstørret målestokk anordningen av dreiearmen for koplingen av begge bryterdelene i forhold til de angående elementene til bryter- og utløsnings-mekanismen . Fig. 5 viser anordningen av prøvetasten og dens tilbake-føringsfjær i prøvestrømkretsen til FI-bryterdelen. Fig. 6 viser frontsnittet til den 2-polede beskyttelsesbryteren i tilkoplet tilstand fra betjeningssiden. Fig. 7 viser det tilsvarende snittet av en 4-polet beskyttelsesbryter.

Som det fremgår av figurene 1 til 3 består den 2-polede beskyttelsesbryteren av en 1-polet avbrytende LS-bryterdel 1 og en FI-bryterdel 2 med eget kontaktavbruddsted.

Herved består den på figur 2 i langsgående snitt viste LS-bryterdel 1 ifølge den detaljerte beskrivelsen i DE-

GM 7 508 649 av en sprangverkmekanisme 5 til betjening

av en fra hånd innkoblbar og henholdsvis manuell, elektromagnetisk eller elektrotermisk utløsbar koplings-innretning i form av en frontsidig for en slukkeplatepakke 9 i lysbuekammeret anordnet kontaktinnretning 10/11.

Den på figur 3 viste FI-bryterdel 2 består hovedsakelig

av de samme funksjonselementene i den samme anordningen:

også her befinner seg i den øvre delen til det flate isolasjonshuset 3 en brytermekanisme i form av en sprangverkmekanisme 5, som er innkoplebar ved hjelp av betjeningsarmen 4, og hvis sprangverkmekanisme 5 som samvirker med det elektromagnetiske utløserorganet 6. Det nedre området til huset 3 opptar ved LS-bryterdelen 1 bimetallstrimmelen 8 for det elektrotermiske utløsnings-organet 6, idet bimetallstrimmelen er forbundet med en tilslutningsklemme 7, og opptar likeledes lysbueslukkeinn-retningen i form av en slukkeplatepakke 9, mellom hvilke er anordnet koplingsstrekningen som består av det hornfor-mede utstående festekontaktstykket 10 og det bevegelige dreiekontaktstykket 11. I det nedre området til FI-bryterdelen 2 innenfor en siderettet utovervendt forestående husuthvelving er anordnet en summeringsstrømstransformator som er utformet som en gjennomstikkingstransformator 12.

Mellom dette utvendig fritt koplebare element og dessuten kontaktinnretningen 10/11 (såvel som tilslutningsklemmen 7) er dessuten ved stedet til LS-slukkeplatepakken 9 anordnet holdemagnetrelé 13 eller forsterkerelektronikken som blir til-ført spenning fra vekselsstrømsnettet for feilstrømsutløsning.

For funksjonelle koplingen av både bryterdelene 1 og 2 for innkopling og utkopling er ifølge utsnittstegningene på

figur 4 forsynt med en T-formet dreiearm 14. Dette koplings-leddet er i området av husdekselet 3 lagret dreibart på

aksen til sprangverksmekanismen 5 til den ene bryter-

delen 1, og blir påvirket ved sitt tverrsteg, som griper gjennom dekselet 3, fra siden til en ansatstapp 15

til den angående sprangverksmekanismen 5, for å videre-

gi dette utløsmomentet gjennom en veggutsparing til den tilsvarende utformede sprangverkmekanismen 5. For den manuelle innkoplingen er betjeningsanordningen 4 til begge bryterdelene 1 og 2 dessuten stivt med hverandre koplet gjennom en bryterdel 16, hvilke griper over og fastholder U-formet den ytre enden til organet 4 som fremgår av figurene 1, 6 og 7.

Utformingen av prøveinnretningen til kontroll av virksomheten til FI-bryterdelen 2 fremgår av figurene 3 og 5. Av sistnevnte fremgår at den vertikalfor-

skyvbare førte betjeningstast 17 i form av en prøvetast innenfor en-sideveis utsparing av isolermaterialehuset 3 blir holdt av hårnålsfjæren 18 som er viklet om en ansatstapp, hvor prøvetasten blir trykket i hvilestillingen. Hertil gjennomgriper det lengre fjærbenet akslingen til tasten 17 i en X-formet innskjøring og støtter seg med sin frie ende bak en veggskulder i huset 3. Samtidig tjener denne tilbakeføringsfjæren 18 som en bevegelig hjelpekontakt innenfor prøvestrømskretsen, idet dens kortere ben ligger kontaktsmessig ved det potensialførende magnetåket til det elektromagnetiske utløseorganet 6,

og hvor dens lengre ben ved betjening av tasten 17 full-fører kontaktgivningen i retningen hjelpeviklingen til summeringsstrømtransformatoren 12 som ligger over prøvemot-standen ved motpotensial.

Før sammensettingen har begge bryterhusene 3 nedenfor tilslutningsklemmen 7 og dertil diagonalt liggende to gjennomgående boringer som går igjennom dreietappen for betjeningsorganet 4 som videre fortsetter utover på siden av dekslet 3 til LS-bryterdelen 1 i form av en kort ansatsnippel. Disse begge ansatsniplene griper ved sammensetningen formriktig i de tilsvarende utvidede boringene 19 til FI-bryterhuset 2 og muliggjør således å forbinde fast med hverandre begge bryterdelene 1 og 2 skruehylser formriktig til en 2-polet beskyttelsesbryter.

Den ferdige beskyttelsesbryteren lar seg da feste ved undersiden av LS-bryterdelen 1 på montasjeskinnen til et fordeleranlegg ved hjelp av rasteinnretingene 20, og ifølge fremstillingen på figur 6 sammenkoples hvorved ledningene som går i retning av forbrukerstrømkretsen før forbindelsen med tilslutningsklemmen 7 ifølge den respektive ønskede reaksjonsfølsomheten til apparatet blir stukket en eller flere ganger gjennom ringåpningen til summeringstransfor-matoren 12. På figur 7 er på grunn av fullstendigheten vist hvorledes en beskyttelsesbryter ifølge oppfinnelsen blir sammensatt og sammenkoplet i en 4-polet utførelse av tre LS-bryterdeler 1 og en FI-bryterdel 2.

Claims (10)

1. Elektrisk beskyttelsesbryter med overstrøms-, kortslutnings- og feilstrømsutløsning, som består av den konstruksjonsmessige og funksjonsmessige kombinasjonen av en eller flere 1-polede effektbeskyttelsesbrytere (1) t,S-brytere) med en feilstrømsbeskyttelsesbryter (2) (Fl-bryter) hver med en smal utførelse og med lik huskontur, karakterisert ved at FI-bryteren (2), som er forbundet på en koplingsmekanisk måte med LS-bryteren innbefatter et eget kontaktavbruddssted (10,11) og er forsynt med en summeringsstrømtransformator i sitt utenfor-liggende klemmetilslutningsområde hvor denne er utformet som en fritt tilgjengelig gjennomstikningstransformator (12).

2. Beskyttelsesbryter ifølge krav 1, karakterisert ved at reaksjonsfølsomheten til FI-bryteren (2) er valgvis mulig å endre i løpet av installasjonen ved at tilslutningsledningen føres en eller flere ganger gjennom ringåpningen til gjennomstikningstransformatoren (12).

3. Beskyttelsesbryter ifølge krav 1, karakterisert ved at bryter- og utløsningsmekanismen (5) så vel som et elektromagnetisk utløsningsorgan (6) og den hermed koplede kontaktavbruddsstedet (10,11) for LS-bryteren (1) og FI-bryteren (2) er anordnet og konstruert for å være lik med hensyn til monteringen.

4. Beskyttelsesbryter ifølge krav 1 og 3, karakterisert ved at innenfor FI-bryterhuset (3) er anordnet, i stedet for en lysbueslukkeinnretning (9) for LS-bryteren (1), et holdemagnetrelé (13) eller en forsterker-elektronikk for feilstrømbryteren, idet elektronikken for feilstrømutløsningen tilføres spenning fra vekselstrømnettet.

5. Beskyttelsesbryter ifølge krav 4, karakterisert ved at spenningsforsyningen til forsterkerelektronikken (13) finner sted i forbindelse med flerpolede anordninger på i og for seg kjent måte ved å danne en trefaset stjernekopling og via serieforbundne likeretterkretser.

6. Beskyttelsesbryter ifølge krav 1 og 3f karakterisert ved at den mekaniske koplingen av LS-bryteren (1) i forhold til hverandre og i forhold til FI-bryteren (2) tilveiebringes ved hjelp av en T-formet dreiearm (14) som er understøttet i området av huset (3) til bryterdelen på den stive aksen til en brytermekanisme (5) og som strekker seg med dens tverrsteg til begge sidene gjennom huset (3) til tilliggende bryterdeler, idet dreiearmen (14) kan påvirkes av en respektiv tapp (15) til spennings- og avspenningsarmene i brytermekanismen (5) som virker vekselvis.

7. Beskyttelsesbryter ifølge krav 6, karakterisert ved at betjeningsanordninger (4) til LS-og FI-bryterdelene ( og 2) som er forbundet med hverandre ved deres ytre ender ved hjelp av en felles koplingsskinne (16) som overlapper den ytre enden.

8. Beskyttelsesbryter ifølge kravene 1-4, karakterisert ved at en betjeningstast (17) til en prøve-anordning for FI-bryteren (2) blir ført forskyvbart i en husutsparing og fastholdt i hvilestillingen ved hjelp av en tilbakeføringsfjær som er viklet om en tapp i form av en hårnålsfjær (18) som holdermed dens lengre ben betjeningstasten (17) hvorved det lengre benet strekker seg gjennom et hakk i betjeningstasten mens den samtidig når bak en siderettet husskulder for å holde tasten forskyvbar i huset (3).

9. Beskyttelsesbryter ifølge krav 8, karakterisert ved at det kortere benet til tilbake-føringsfjæren (18) virker som strømforsyning for prøve-motstanden fra det potensialførende magnetåket til det elektromagnetiske utløsningsorganet (6) over hjelpeviklingen til gjennomstikningstransformatoren (12), hvorved det lengre benet til fjæren (18) samtidig danner den bevegelige hjelpekontakten innenfor prøvestrømkretsen.

10. Beskyttelsesbryter ifølge krav 1, karakterisert ved at husene (3) for LS-bryterdelen (1) og FI-bryteren (2), som har hovedsakelig samme kontur, er anbragt på til hverandre liggende sider med utragninger eller utsparinger som når inn i hverandre på en låsende måte, idet utragningene eller utsparingene er anordnet ved en boring (19) diagonalt relativt i forhold til hverandre hvorved den ytre veggen til LS-bryterdelen (1) danner et deksel for FI-bryterdelen (2) som er delvis åpen på en side med utragninger og utsparinger korresponderende med hverandre.