CH660647A5 - Leitungs- und/oder geraeteschutzschalter gegen ueberstrom und kurzschluss. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Leitungs- und/oder Geräteschutzschalter gegen Überstrom und Kurzschluss, der einen Hauptstromweg aufweist, der mittels eines auf Kurzschluss ansprechenden, schnelleren Bewegungsmechanismus sowie mittels eines auf Überstrom ansprechenden, langsameren Bewegungsmechanismus trennbar ist.

Für solche Schutzschalter bestehen verschiedenste Einsatzmöglichkeiten. Besonders gross ist der Bedarf zur Verwendung als Gruppenschutzschalter vor verschiedenen jeweils durch einen Leitungsschutzschalter gesicherten Zweigen in Verteileranlagen, sei es in Wohnhäusern, sei es in der Industrie. Gegenüber solchen nachgeschalteten Schutzeinrichtungen gegen Überstrom und Kurzschluss sollen die Schutzschalter selektiv sein.

Selektivität von in einer Verteilung hintereinandergeschalteten Schutzschaltern ist erforderlich oder zumindest erwünscht, damit jeweils nur der geringstmögliche Teil des Verteilungssystems abgeschaltet wird, in dem der Kurzschluss oder die Ursache eines Überstroms vorliegt.

Sie ist ohne Schwierigkeit einzurichten mit Schmelzsicherungen. In bezug auf den Überstrom bedeutet die Selektivität auch bei Schutzschaltern kein Problem. Die in diesen auf Überstrom ansprechenden, in der Regel thermischen Auslöser können ohne weiteres auf verschiedene Verzögerungen eingestellt werden, derart, dass immer der nachgeschaltete Schutzschalter, in dessen Zweig die Ursache des Überstroms liegt, eher als der ihm vorgeschaltete Schutzschalter die Leitung trennt. Problematisch ist jedoch der Kurzschlussfall. Die für diesen in den Schutzschaltern gewöhnlich vorgesehenen magnetischen Auslöser, die besonders schnell sein sollen, lassen sich nicht so bauen, dass mit Sicherheit immer zuerst der nachgeschaltete und dann der vorgeschaltete Schutzschalter die Leitung trennt.

Eine wohl zuverlässige, aber sehr aufwendige Lösung ist aus der DE-OS 2 525 192 bekannt. Sie wird jedoch schon aus Kostengründen nur im Hochstrombereich eingesetzt.

■ Einfachere selektive Schutzschalter sind der Gegenstand einer Entwicklung, die ihren Niederschlag in der DE-PS 2 854 623, DE-OS 2 854 637 und DE-OS 3 021 867 gefunden hat.

Alle diese Lösungen beruhen auf dem Prinzip, den Schutzschalter, dem weitere Schutzschalter nachgeschaltet sind, im Kurzschlussfall nach seinem Ausschalten ein- oder mehrmals wieder einschalten zu lassen für den Fall, dass inzwischen ein nachgeschalteter Schutzschalter angesprochen hat, hinter dem der Kurzschluss liegt; erst nach einer bestimmten Zahl von Ein-und Ausschaltungen bleibt die Ausschaltung endgültig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen, insbesondere zu nachgeschalteten Schutzschaltern selektiven, Schutzschalter zu schaffen, der nur einmal aus- und, im gewünschten Falle, wieder einschaltet.

Die Erfindung geht zu diesem Zweck aus von einer Anordnung der eingangs bezeichneten, aus der DE-OS 3 021 867 bekannten Art, und sieht vor, dass die von dem auf Kurzschluss ansprechenden Bewegungsmechanismus betätigte Trennstelle des Hauptstromweges überbrückt ist durch einen Nebenstrom-

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weg mit einem elektrischen Widerstand und einer zweiten Trennstelle, die durch den genannten und/oder einen weiteren langsameren Bewegungsmechanismus zu öffnen ist, und dass eine Einrichtung zum Schliessen der erstgenannten Trennstelle bei Wegfall des Kurzschlusses vor dem Öffnen der zweiten Trennstelle vorgesehen ist.

Tritt hinter diesem Schutzschalter ein Kurzschluss ein, wird der Hauptstromweg an der mittels des auf Kurzschluss ansprechenden, schnelleren Bewegungsmechanismus betätigten Trennstelle getrennt. In dem diese Trennstelle überbrückenden Nebenstromweg fliesst jedoch weiter ein, allerdings durch den Widerstand verminderter, Strom. Spricht eine nachgeschaltete Schutzeinrichtung ebenfalls an, d.h. wird die Kurzschlussstelle getrennt, so wird durch die genannte Einrichtung die erstgenannte Trennstelle geschlossen und damit der Hauptstromweg wiederhergestellt. Liegt die Kurzschlussstelle vor dem nachgeschalteten Schutzschalter oder dauert der Kurzschluss aus anderem Grunde an, so bleibt die erstgenannte Trennstelle geöffnet. Der unter diesen Umständen durch den Nebenstromweg fliessende erhöhte Strom lässt nun den erstgenannten bzw. den genannten weiteren langsameren Bewegungsmechanismus die zweite Trennstelle öffnen und damit auch den Nebenstromweg unterbrechen. Der genannte weitere Stromweg erhält dann gleichfalls keinen Strom mehr.

Die sofortige und — entweder durch den betrachteten Schutzschalter oder durch den ihm nachgeschalteten Schutzschalter — endgültige Abtrennung der Kurzschlussstelle schont im Vergleich zu den bekannten Lösungen in beträchtlichem Masse das Leitungssystem und im Falle eines Geräteschutz-schalters auch das Gerät und ist auch in anderen Beziehungen von Vorteil.

Darüber hinaus ist der neue Schutzschalter, da die Ansprechzeit seines betreffenden langsameren Bewegungsmechanismus entsprechend bemessen werden kann, uneingeschränkt selektiv. Die Selektivität der bekannten Schutzschalter und auch der Schmelzsicherungen ist demgegenüber oberhalb gewisser Stromstärkegrenzen nicht mehr gegeben. Auch gegenüber ihm vorgeschalteten Schutzschaltern oder Schmelzsicherungen kann der neue Schutzschalter immer selektiv eingestellt werden.

Ferner kann der neue Schutzschalter einfacher und kleiner gebaut sein.

Er ist schliesslich auch für Gleichstrom einsetzbar.

Alles dies gilt sowohl für den Leitungsschutz als auch für den Geräteschutz.

Für den Geräteschutz bietet die Erfindung jedoch noch eine weitere Möglichkeit. Der neue Schutzschalter kann hier auch an letzter Stelle, d.h. ohne eine nachgeschaltete Schutzeinrichtung, zu der er selektiv wäre, mit ausserordentlichem Vorteil eingesetzt werden: Er schaltet während des Einschaltstromstosses, indem er ihn wie einen Kurzschluss aufnimmt, einfach kurzzeitig ab und lässt sich deshalb der Stromstärke des Gerätes enger und daher mit besserer Schutzwirkung anpassen als die bekannten Schutzeinrichtungen, die so gewählt werden müssen, dass sie auf den Einschaltstromstoss nicht ansprechen.

Für die Verwirklichung der Einrichtung zum Schliessen der erstgenannten Trennstelle bestehen verschiedene Möglichkeiten.

Als besonders vortelhafte Ausgestaltung und Weiterbildung der Erfindung wird jedoch vorgeschlagen, dass hinter der zweiten Trennstelle ein weiterer Stromweg zum Nulleiter oder dem Leiter einer anderen Phase abzweigt mit einer dritten Trennstelle, die mit der erstgenannten Trennstelle derart gekoppelt ist, dass sie bei deren durch den genannten schnelleren Bewegungsmechanismus bewirktem Öffnen schliesst, und die durch einen in dem genannten weiteren Stromweg angeordneten weiteren schnelleren Bewegungsmechanismus unter Schliessung der erstgenannten Trennstelle zu öffnen ist.

Wird hier die Kurzschlussstelle durch eine nachgeschaltete Schutzeinrichtung abgetrennt, so fällt der sonst durch den

Kurzschluss verursachte Spannungszusammenbruch in dem genannten weiteren Stromweg, der beim Öffnen des erstgenannten Trennschalters geschlossen worden ist, fort, und die Stromstärke in dem genannten weiteren Strom weg steigt so weit an, dass die dritte Trennstelle durch den genannten weiteren schnelleren Bewegungsmechanismus wieder geöffnet und die erstgenannte Trennstelle geschlossen wird. Dauert die Kurzschlusssituation an, so bleibt die genannte dritte Trennstelle geschlossen und die erstgenannte geöffnet. Die Leitung wird dann, wie beschrieben, vollständig getrennt.

Statt die Energie für das Wiedereinschalten der erstgenannten Trennstelle aus dem genannten weiteren Stromkreis zu ziehen, könnte man auch andere Hilfsstromkreise vorsehen oder Energiespeicher, auch Batterien.

Als die genannten schnelleren Bewegungsmechanismen stehen im Stand der Technik z.B. Magnetmechanismen zur Verfügung, als die genannten langsameren Bewegungsmechanismen z.B. thermische Bimetall-Auslöser, die man meist über ein Schaltschloss wirken lässt. Es kommen aber auch vielerei andere Elemente in Frage. Die schnelleren Bewegungsmechanismen könnten Magnetmechanismen mit einer schnelleren Bimetallauslösung sein, die langsameren könnten Magnetmechanismen mit mechanischen Verzögerungsgliedern sein, Verzögerungsglieder aus sogenannten Gedächtnislegierungen aufweisen u.a.m. Wesentlich sind nur die unterschiedlichen Ansprechzeiten zwischen den schnelleren und den langsameren Bewegungsmechanismen.

Ist dem Schutzschalter eine weitere Schutzeinrichtung — Schutzschalter oder Schmelzsicherung — nachgeschaltet, zu der er selektiv sein soll, muss ausserdem die Ansprechzeit des die zweite Trennstelle öffnenden langsameren Bewegungsmechanismus länger sein als die Ansprechzeit der nachgeschalteten Schutzeinrichtung im Kurzschlussfall. Soll der Schutzschalter als, insbesondere unmittelbar vor einem Gerät angeordneter, Geräteschutzschalter dienen, muss die Ansprechzeit des die zweite Trennstelle öffnenden langsameren Bewegungsmechanismus länger sein als die Dauer des Einschaltstromstosses.

Insofern ist ein an sich schnellerer Bewegungsmechanismus, wie ein Magnetmechanismus, mit einer Verzögerungseinrichtung, insbesondere für den genannten langsameren Bewegungsmechanismus von Vorteil: Er bietet genaueste zeitliche Einstellbarkeit und damit beliebig differenzierte, sicherste Selektivität. Die Verzögerungseinrichtung wird hier zweckmässig durch den erstgenannten schnelleren Bewegungsmechanismus ausgelöst. Sie kann bei Wechselstrom z.B. auf einer Halbwellenzählein-richtung aufbauen.

Der elektrische Widerstand kann grundsätzlich ein ohmscher, ein induktiver und/oder ein kapazitiver Widerstand sein. Einen induktiven Widerstand könnte man statt des erstgenannten schnelleren Bewegungsmechanismus für die vorerwähnte Auslösung der Verzögerungseinrichtung verwenden.

Soweit von den genannten Elementen des Schutzschalters keine bestimmte Anordnung angegeben ist, bestehen verschiedenerlei Möglichkeiten. Bei dem genannten weiteren Stromweg ist darauf zu achten, dass er zu demselben Leiter — meist dürfte es der Nulleiter sein — gelegt wird, an den auch der Verbraucher angeschlossen ist, d.h. dass er parallel zum Verbraucher geschaltet ist.

Soll der erstgenannte, auf Überstrom ansprechende, langsamere Bewegungsmechanismus nicht eine gesonderte, ausserhalb des Nebenstromweges im Hauptstromweg angeordnete Trennstelle betätigen, sondern, wie man es bevorzugen wird, gleichfalls auf die erstgenannte Trennstelle wirken, so wird vorgeschlagen, dass der erstgenannte langsamere Bewegungsmechanismus, vorzugsweise über ein Schaltschloss, primär die, im Normalzustand geschlossene, zweite Trennstelle betätigt und diese mit der erstgenannten Trennstelle derart gekoppelt ist,

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dass die erstgenannte Trennstelle zusammen mit der zweiten Trennstelle öffnet.

So ist auf einfache Weise das Öffnen und Schliessen der erstgenannten Trennstelle im Kurzschlussfall unabhängig von der zweiten Trennstelle, d.h. bei geschlossener zweiter Trennstelle, möglich, und dennoch wird im Überstromfall sowohl der Hauptstromweg als auch der Nebenstromweg unterbrochen.

Es besteht jedoch auch die grundsätzlich andere Möglichkeit einer im Normalzustand geöffneten zweiten Trennstelle, die nur im Kurzschlussfall geschlossen wird. Die im Normalzustand geschlossene zweite Trennstelle dürfte jedoch die einfachere und sicherere Lösung sein.

Der erstgenannte, auf Überstrom ansprechende, langsamere Bewegungsmechanismus wirkt zweckmässigerweise über ein Schaltschloss auf die erstgenannte Trennstelle, in das ein Handschalter und/oder ein Fernbedienungsschalter für das willkürliche Ein- und Ausschalten des Schutzschalters integriert ist.

Der genannte weitere langsamere Bewegungsmechanismus kann über dasselbe Schaltschloss wirken. Er ist jedoch entbehrlich, wenn unter den gegebenen Verhältnissen der erstgenannte langsamere Bewegungsmechanismus die zweite Trennstelle in der gewünschten Weise bei Ausbleiben einer Trennung durch die nachgeschaltete Schutzeinrichtung betätigen kann.

Für die Fernbedienung ist der erfindungsgemässe Schutzschalter insofern besonders geeignet, als er nur vergleichsweise geringfügige Bedienungskräfte verlangt und die Fernbedienung daher mit kleinen und billigen Elektromagneten möglich ist. Denn bei dem erfindungsgemässen Konzept des Wiedereinschal-tens steht ohnehin auch die für das Schliessen des eigentlichen Schaltkontakts, d.h. der erstgenannten Trennstelle, benötigte Energie in irgendeiner Form an Ort und Stelle zur Verfügung.

Die Koppelung der dritten Trennstelle mit der erstgenannten Trennstelle wird man unmittelbar mechanisch gestalten, so dass immer, gleich durch welchen Bewegungsmechanismus, die eine öffnet, wenn die andere schliesst. Im Prinzip kommt es aber nur auf die in der vorstehenden Erfindungsdefinition angegebenen Betätigungen an.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen sowie in der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen beschrieben, die in den Zeichnungen dargestellt sind.

Fig. 1 zeigt die Anordnung eines erfindungsgemässen Schutzschalters in einem Stromverteilungssystem.

Fig. 2 zeigt ein Schaltbild des Schutzschalters.

Fig. 3 zeigt eine mechanische Konkretisierung des Schutzschalters.

Fig. 4 zeigt ein Schaltbild eines weiteren Schutzschalters.

Fig. 5 zeigt ein Schaltbild eines dritten Schutzschalters.

Fig. 6 zeigt in Anlehnung an Fig. 3 eine andere mechanische Konkretisierung eines Teils des Schutzschalters nach Fig. 2.

Der erfindungsgemässe Leitungsschutzschalter 1 ist in einem Verteilungssystem jeweils zwischem einem Vorsicherungselement 2, das gleichfalls ein Leitungsschutzschalter ist, und einer Gruppe von nachgeschalteten Leitungsschutzschaltern 3 angeordnet. Bei 4 sind Verbraucher angedeutet. Sowohl zu dem Vorsicherungselement 2 als auch zu den nachgeschalteten Leitungsschutzschaltern 3 soll der Leitungsschutzschalter 3 selektiv sein.

Durch den Leitungsschutzschalter 1 führt ein Hauptstromweg 5, in dem ein auf Überstrom ansprechender thermischer Auslöser 6, ein auf Kurzschluss ansprechender Magnetmechanismus 7 und eine von dem thermischen Auslöser 6 aus und von dem Magnetmechanismus 7 betätigte Trennstelle 8 angeordnet sind.

Der Magnetmechanismus 7 und die Trennstelle 8 sind überbrückt durch einen Nebenstromweg 9. In diesem sind ein elektrischer Widerstand 10 von beispielsweise 0,1 bis 5 oder auch bis zu 10 Ohm für Nebenstromstärken von 6-100 A, ein weiterer thermischer Auslöser 11 und eine zweite Trennstelle 12 angeordnet. Hinter den Trennstellen 8 und 12 zweigt ein weiterer Stromweg 13 zum Nulleiter ab.

Der thermische Auslöser 6 wirkt über ein Schaltschloss 16 auf die zweite Trennstelle 12. Diese ist mechanisch sowie über ein weiteres Schaltschloss 17 mit der Trennstelle 8 derart gekoppelt, dass die Trennstelle 8 unabhängig von der zweiten Trennstelle 12 öffnen und schliessen kann, aber bei Öffnen der zweiten Trennstelle 12 gleichfalls öffnet. Der weitere thermische Auslöser 11 wirkt ebenfalls über das Schaltschloss 16 auf die zweite Trennstelle 12.

Auch der Magnetmechanismus 7 wirkt mechanisch sowie über das weitere Schaltschloss 17 auf die Trennstelle 8.

Der weitere Magnetmechanismus 15 wirkt auf die Trennstelle 8 mechanisch.

Die dritte Trennstelle 14 ist mit der Trennstelle 8 mechanisch so gekoppelt, dass die eine öffnet, wenn die andere schliesst.

In Fig. 2 sind die betreffenden Wirklinien eingezeichnet.

In Fig. 3 sind die betreffenden mechanischen Elemente dargestellt.

Wie Fig. 3 erkennen lässt, greifen der Magnetmechanismus 7 und der weitere Magnetmechanismus 15 in verschiedenem Drehsinn an einem bei 18 gelagerten zweiarmigen Hebel 19 an, der an seinem Ende ein mit einem festen Kontaktstück 20 zusammenwirkendes Kontaktstück 21 trägt.

Die Teile 19 bis 21 stellen die Trennstelle 8 dar.

Die genannte dritte Trennstelle 14 wird durch ein an einer Blattfeder 40 sitzendes Kontaktstück 22 und durch ein an einer Blattfeder 23 sitzendes Kontaktstück 24 gebildet.

Die räumliche Anordnung ist so getroffen, dass in der in Fig. 3 gezeigten Berührungsstellung der Kontaktstücke 20 und 21, d.h. in Schliessstellung der Trennstelle 8, die Kontaktstücke 22 und 24 in Abstand voneinander, d.h. die genannte dritte Trennstelle 14 in Öffnungsstellung, gehalten sind bzw. ist und dass in der Öffnungsstellung der Trennstelle 8 das Ende des Hebels 19 die Kontaktstücke 22 und 24 unter Auslenkung zuerst der Blattfeder 23 und dann auch der Blattfeder 40 aneinander-drückt und damit die dritte Trennstelle 14 geschlossen ist.

Durch Anziehen des Magnetmechanismus 7 wird der Hebel 19 im Gegenuhrzeigersinn gedreht und die Trennstelle 8 geöffnet und zugleich die Trennstelle 14 geschlossen. Zieht dann der weitere Magnetmechanismus 15 an, so schwenkt er den Hebel 19 im Uhrzeigersinn zurück und schliesst die Trennstelle 8, wobei die Blattfeder 23 die Trennstelle 14 öffnet.

An seinem von dem Kontaktstück 21 abgekehrten Ende greift der zweiarmige Hebel 19 mit einem bei 25 gelagerten, weiteren zweiarmigen Hebel 26 zusammen, der wiederum mit seinem anderen Ende in eine nicht gezeichnete Öse oder dgl. an einer längsverschiebbaren Stange 27 fasst. Die Stange 27 verbindet die Trennstelle 12 mit dem Schaltschloss 17, das sie bei Zug auslöst.

In gleicher Weise wird durch eine längsverschiebliche Stange 29, jedoch bei Druck, das Schaltschloss 16 von dem thermischen Auslöser 6 wie auch von dem thermischen Auslöser 11 ausgelöst. Die damit bewirkte Öffnung der Trennstelle 12 ist mit der Wirklinie 30 angedeutet.

In welcher Richtung die beschriebenen mechanischen Verbindungen jeweils wirksam oder unwirksam sind, ist aus der Zeichnung ersichtlich, auch die Wirksamkeit des Zusammengreifens der beiden Hebel 19 und 26 in beiden Richtungen.

Mit dem Pfeil 31 ist schliesslich die Betätigung des Schaltschlosses 16 durch eine integrierte Handtaste angedeutet.

Der normale Stromfluss geht bei geschlossener Trennstelle 8 über den Hauptstromweg 5. Der gleichzeitige Stromfluss über den Nebenstromweg 9, in dem die Trennstelle 12 gleichfalls geschlossen ist, ist wegen des Widerstands 10 unbedeutend. Der

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weitere Stromweg 13 ist durch die, geöffnete, Trennstelle 14 unterbrochen.

Tritt ein Kurzschluss auf, zieht der Magnetmechanismus 7 an und bewegt den Hebel 19 im Sinne der Öffnung der Trennstelle 8. Der dabei über den Hebel 26 ausgeübte Zug an der Stange 27 löst zugleich das Schaltschloss 17 aus, das die Öffnung der Trennstelle 8 unterstützt und beschleunigt. Der durch die Trennstelle der Kontaktstücke 20 und 21 entstehende Funke wird in eine Löschkammer 32 üblicher Bauart geleitet und darin gelöscht.

Der Hauptstromweg 5 ist damit sofort unterbrochen.

Über den Nebenstromweg 9 fliesst nur ein erheblich verminderter Strom weiter.

Liegt der Kurzschluss im Leitungsabschnitt zwischen dem Leitungsschutzschalter 1 und einem der nachgeschalteten Leitungsschutzschalter 3, so betätigt nach einer bestimmten Zeitspanne, auf die er ausgelegt ist, der thermische Auslöser 11 über die Stange 29 das Schaltschloss 16 und öffnet damit auch die Trennstelle 12. Die Unterbrechung durch den Leitungsschutzschalter 1 ist nun vollständig und endgültig.

Liegt der Kurzschluss hinter einem der nachgeschalteten Leitungsschutzschalter 3, so spricht dieser in der Regel etwa gleichzeitig mit dem Magnetmechanismus 7, auf jeden Fall aber noch lange vor dem thermischen Auslöser 11 an und trennt die Kurzschlussstelle ab. Damit steigt die Spannung am Eingang des weiteren Stromweges 13. In dem Stromweg 13, dessen Trennstelle 14 beim Öffnen der Trennstelle 8, wie oben beschrieben, geschlossen worden ist, fliesst nun ein Strom solcher Stärke,

dass der Magnetmechanismus 15 anspricht und über den Hebel 19 die Trennstelle 8 wieder schliesst und die Trennstelle 14 öffnet. Letzteres geschieht erst im letzten Abschnitt der Bewegung des Hebelendes, nämlich dann, wenn die Blattfeder 40 in ihre Normalstellung zurückgekehrt ist und bei weiterer Rückbewe-gung der Blattfeder 23 die Kontaktstücke 23 und 24 sich trennen. Der Magnetmechanismus 15 erhält damit verhältnismässig lange, also verhältnismässig viel Energie.

Damit ist der Normalzustand des Leitungsschutzschalters 1 wiederhergestellt. Alle anderen nachgeschalteten Verbraucher 4 als derjenige, in dessen Zweig sich der Kurzschluss befindet, haben weiterhin Spannung.

Tritt der Überstromfall ein, so schaltet, wenn die Ursache hinter einem der nachgeschalteten Leitungsschutzschalter 3 liegt, von vornherein dieser vor dem Leitungsschutzschalter 1 ab. Die auf den Überstrom ansprechenden thermischen Auslöser in den Leitungsschutzschaltern 1 und 3 können ohne weiteres ausreichend genau mit solch unterschiedlicher Ansprechzeit gewählt werden, dass sie selektiv zueinander sind.

Liegt die Ursache des Überstroms in der Leitung zwischen den Leitungsschutzschaltern 1 und 3, so spricht in dem Leitungsschutzschalter 1 der thermische Auslöser 6 an. Er löst über die Stange 29 das Schaltschloss 16 aus. Dieses öffnet die Trennstelle 12, die ihrerseits über die Stange 27 erstens aus dem weiteren Weg über den Hebel 26 und zweitens auf dem weiteren Weg über das Schaltschloss 17 den Hebel 19 bewegt und die Trennstelle 8 öffnet. Auch in diesem Fall ist die Unterbrechung durch den Leitungsschutzschalter 1 vollständig und endgültig.

Gleichermassen kann dies durch Betätigen der Handtaste 31 erfolgen. Das Wiedereinschalten des Leitungsschutzschalters 1 von Hand vollzieht sich in der Weise, dass über das Schaltschloss 16 die Trennstelle 12 geschlossen wird und darauf der Magnetmechanismus 15 in dem weiteren Strom weg 13 anspricht und, wie oben bereits beschrieben, die Trennstelle 14 öffnet und die Trennstelle 8 im Hauptstromweg 5 schliesst.

Bei dem Schutzschalter nach Fig. 4, in der gleiche Teile gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 1 bis 3 tragen, ist die genannte weitere Trennstelle 12 ein Doppelkontakt mit einem Mittenabgriff, an dem der genannte weitere Stromweg 13 angeschlossen ist. Der elektrische Widerstand 10 ist aufgeteilt; er sitzt je etwa zur Hälfte als Teilwiderstand 34 bzw. 35 auf der einen und auf der anderen Seite des Doppelkontakts. In dieser Abwandlung ist der Schutzschalter unabhängig von der Anschlussrichtung. Die genannte weitere Trennstelle liegt auf beiden Seiten der Abzweigung, die Abzweigung also immer hinter der Trennung von dem weiter unter Spannung stehenden Leitungsteil. Durch die Aufteilung des Widerstands in die Teilwiderstände 34 und 35 ist dem weiteren schnelleren Magnetmechanismus 15 in beiden Anschlussrichtungen ein Widerstand vorgeschaltet.

Der Schutzschalter nach Fig. 5, in der wiederum gleiche Teile gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 1 bis 4 tragen, weist statt der beiden thermischen Auslöser 6 und 11 einen deren beider Funktionen erfüllenden thermischen Auslöser 36 im Nebenstromkreis auf. Zwischen diesem und dem Widerstand 10 ist der Nebenstromkreis mit der hier als Doppelkontakt ausgebildeten Trennstelle 8 verbunden. Bei dieser Lösung kann der Auslöser 36 empfindlicher gewählt werden.

Fig. 6 zeigt eine mechanische Koppelung derart, dass die dritte Trennstelle 14 zusammen mit der zweiten Trennstelle 12 öffnet.

Die Anordnung der Trennstelle 8 und der dritten Trennstelle

14 ist ungefähr wie in Fig. 3, doch sind diese beiden Trennstellen hier durch eine Stange 37 gekoppelt und die zweite Trennstelle ist dazwischen verlegt und gleichfalls mit der dritten durch eine Stange gekoppelt, die mit 38 bezeichnet ist. Die Trennstelle 8 und die zweite Trennstelle 12 öffnen und schliessen, unabhängig voneinander, jeweils wechselseitig mit der dritten Trennstelle 14.

Die Anordnung hat den Vorteil, dass eine im Fehlerfalle etwa hinter dem Schutzschalter auf dessen Hauptstromweg 5 gelangende Spannung keinen Stromfluss auf dem genannten weiteren Stromweg 13 hervorrufen und damit nicht zur Schädigung des weiteren Magnetmechanismus 15 oder gar zum Wiedereinschalten des Schutzschalters führen kann.

Die gleiche Sicherheit liefert übrigens die Ausgestaltung nach Fig. 4.

Es wäre jedoch grundsätzlich auch möglich, den genannten weiteren Stromweg 13 mit dem weiteren Magnetmechanismus

15 oder einem anderen schnellen Bewegungsmechanismus ständig angeschlossen zu lassen und auf die dritte Trennstelle 14 zu verzichten. Der bei Kurzschluss eintretende Spannungsabfall am Eingang des weiteren Stromweges 13 schwächt dann die Schliesskraft des Magnetmechanismus 15 und ermöglicht damit das Öffnen der erstgenannten Trennstelle.

Bei dieser Lösung wäre allerdings ein dauernder Verluststrom in Kauf zu nehmen.

Damit sich seine Ansprechschwelle bei Temperaturveränderungen nicht verschiebt, kann der weitere Magnetmechanismus 15 temperaturkompensiert sein, etwa durch einen mit einer (Kupfer-)Wicklung in Reihe geschalteten NTC-Widerstand.

Zum Widerstand 10 sei schliesslich noch bemerkt, dass er, wenn dem Schutzschalter Schmelzsicherungen nachgeschaltet sein sollen, ein genügend grosses Volumen aufweisen muss, um den Sicherungen das Durchschmelzen in einer bestimmten geeigneten Zeitspanne zu ermöglichen und die Selektivität zu gewährleisten.

Der Schutzschalter nach der Erfindung ist für alle Anwendungsbereiche vorteilhaft, gleich ob Wohnungsbau oder Industrie, Leitungs- oder Geräteschutz, Niederspannung oder höhere Spannungen und/oder Stromstärken.

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3 Blätter Zeichnungen

Claims (10)

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1. Leitungs- und/oder Geräteschutzschalter (1) gegen Überstrom und Kurzschluss, der einen Hauptstromweg (5) aufweist, der mittels eines auf Kurzschluss ansprechenden, schnelleren Bewegungsmechanismus (7) sowie mittels eines auf Überstrom ansprechenden, langsameren Bewegungsmechanismus (6 bzw. 36) trennbar (8) ist, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem auf Kurzschluss ansprechenden Bewegungsmechanismus (7) betätigte Trennstelle (8) des Hauptstromweges (5) überbrückt ist durch einen Nebenstromweg (9) mit einem elektrischen Widerstand (10 bzw. 34, 35) und einer zweiten Trennstelle (12), die durch den genannten (36) und/oder einen weiteren langsameren Bewegungsmechanismus (11) zu öffnen ist, und dass eine Einrichtung (13-15) zum Schliessen der erstgenannten Trennstelle (8) bei Wegfall des Kurzschlusses vor dem Öffnen der zweiten Trennstelle (12) vorgesehen ist.

2. Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Einrichtung (13-15) aus einem hinter der zweiten Trennstelle (12) zum Nulleiter oder dem Leiter einer anderen Phase abzweigenden weiteren Stromweg (13) mit einer dritten Trennstelle (14) besteht, die mit der erstgenannten Trennstelle (8) derart gekoppelt ist, dass sie bei deren durch den genannten schnelleren Bewegungsmechanismus (7) bewirktem Öffnen schliesst, und die durch einen in dem genannten weiteren Stromweg (13) angeordneten weiteren schnelleren Bewegungsmechanismus (15) unter Schliessung der erstgenannten Trennstelle (8) zu öffnen ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Schutzschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erstgenannte, auf Überstrom ansprechende, langsamere Bewegungsmechanismus (6) gleichfalls auf die erstgenannte Trennstelle (8) wirkt, wobei er primär die im Normalzustand geschlossene, zweite Trennstelle (12) betätigt und diese mit der erstgenannten Trennstelle (8) derart gekoppelt (18, 19, 25-27) ist, dass die erstgenannte Trennstelle (8) zusammen mit der zweiten Trennstelle (12) öffnet.

4. Schutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erstgenannte, auf Überstrom ansprechende, langsamere Bewegungsmechanismus (6) und/ oder der genannte weitere langsamere Bewegungsmechanismus (11), über ein Schaltschloss (16) auf die erstgenannte Trennstelle (8) wirkt bzw. wirken, in das ein Handschalter (31) und/oder ein Fernbedienungsschalter für das willkürliche Ein- und Ausschalten des Schutzschalters (1) integriert ist bzw. sind.

5. Schutzschalter nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Trennstelle (14) mit der erstgenannten Trennstelle (8) unmittelbar mechanisch in der genannten Weise gekoppelt ist.

6. Schutzschalter nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Trennstelle (14) mit der zweiten Trennstelle (12) derart, vorzugsweise unmittelbar mechanisch, gekoppelt (38) ist, dass sie zusammen mit der zweiten Trennstelle <12) öffnet.

7. Schutzschalter nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Trennstelle (12) ein Doppelkontakt mit einem Mittenabgriff für die Abzweigung des genannten weiteren Stromweges (13) ist und der genannte elektrische Widerstand (10) vorzugsweise in zwei auf den beiden verschiedenen Seiten des Doppelkontakts (12) in dem Nebenstromweg (9) angeordnete Widerstände (34; 35) aufgeteilt ist.

8. Schutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erstgenannte Trennstelle (8) ein Doppelkontakt mit einem Mittenabgriff ist, der mit dem Nebenstromweg (9) an einer Stelle verbunden ist, die in der Stromrichtung hinter dem, im Nebenstromweg angeordneten, erstgenannten langsameren Bewegungsmechanismus (36) und vor dem Widerstand (10) und der zweiten Trennstelle (12) liegt.

9. Schutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte weitere langsamere

Bewegungsmechanismus zum Öffnen der zweiten Trennstelle (12) einen schnelleren Bewegungsmechanismus mit einer, vorzugsweise durch den erstgenannten schnelleren Bewegungsmechanismus (7) ausgelösten, Verzögerungseinrichtung aufweist.

10. Schutzschalter nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte weitere schnellere Bewegungsmechanismus (15) einen temperaturkompensierten Elektromagneten aufweist, vorzugsweise einen Elektromagneten mit Kupferdrahtwicklung, die mit einem NTC-Widerstand in Reihe geschaltet ist.