EP1220260A1 - Leistungsschalter mit einer doppeltunterbrechenden Kontaktanordnung - Google Patents

Leistungsschalter mit einer doppeltunterbrechenden Kontaktanordnung Download PDF

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EP1220260A1
EP1220260A1 EP00811248A EP00811248A EP1220260A1 EP 1220260 A1 EP1220260 A1 EP 1220260A1 EP 00811248 A EP00811248 A EP 00811248A EP 00811248 A EP00811248 A EP 00811248A EP 1220260 A1 EP1220260 A1 EP 1220260A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
circuit breaker
current
conductor section
current sensor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00811248A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tudor Baiatu
Elio Iacovino
Manfred Stania
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Schweiz AG
Original Assignee
ABB Schweiz AG
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Filing date
Publication date
Application filed by ABB Schweiz AG filed Critical ABB Schweiz AG
Priority to EP00811248A priority Critical patent/EP1220260A1/de
Priority to EP01271945A priority patent/EP1346388A1/de
Priority to PCT/CH2001/000735 priority patent/WO2002052598A1/de
Priority to US10/203,904 priority patent/US20030117246A1/en
Priority to CA002400387A priority patent/CA2400387A1/en
Publication of EP1220260A1 publication Critical patent/EP1220260A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/121—Protection of release mechanisms
    • H—ELECTRICITY
    • 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

Definitions

  • the invention is based on a circuit breaker according to the Preamble of claim 1.
  • a circuit breaker according to the Preamble of claim 1.
  • Such a switch can be used as Miniature circuit breakers are used in low-voltage distributors and is characterized by a large breaking capacity and small dimensions by a quick response.
  • a switch of the aforementioned type is for example in CH 543 174 A as well described in EP 619 592 A.
  • the switch described has a cuboid housing, in which, in addition to a double-break Contact arrangement also two connection terminals and a trigger mechanism are accommodated with a drive and a trigger.
  • the contact arrangement contains two side-by-side contact systems, which in series in a current path running between the two connection terminals of the switch are switched.
  • the contact systems each contain one fixed and a movable contact piece.
  • the moving contact pieces are attached to a bridge contact carrier. Form when switching off therefore two switching arcs through which the cut-off current flows, which repel each other. Do not run the two arcs with the same speed, so the slower arc from the faster repelled moving arc and is possibly prevented from the arc extinguisher favoring the arc extinguishing.
  • the object of the invention is as set out in the claims based on the circuit breaker of the type mentioned in such a way to further develop that it is also large while maintaining its dimensions It can switch off short-circuit currents with great certainty.
  • circuit breaker according to the invention is in the current path between the Power connections provided an intermediate conductor section, which a movable contact piece of a first two contact systems and a fixed contact piece of the second two contact systems electrically conductive connects with each other.
  • This ensures that when switching off the in the switching arcs formed in the same direction from both contact systems Cut-off current can be flowed through.
  • the two switching arcs collide therefore no longer take off, but attract each other.
  • a shift the switching arcs relative to each other is avoided.
  • the two arcs now run into arc quenching chambers with great certainty and are deleted there practically at the same time.
  • the circuit breaker after the The invention is therefore characterized by a high breaking capacity.
  • the intermediate conductor section angled.
  • the one Leg of the angle can then be rigid with a contact carrier fixed contact piece or alternatively via a flexible one Conductor section with a contact carrier of a movable contact piece of the contact systems are connected while the other leg of the angle is connected to a current sensor.
  • the current sensor as a bimetal strip formed, so the one end of the bimetallic strip with the leg end connected and the bimetal strip parallel in a particularly space-saving manner be arranged to the leg.
  • the switch according to the invention has two on the two contact pieces each Contact system connecting and with the arc quenching chamber co-operating arc tracks, so one on short circuit and / or Overcurrent responsive current sensor of the switch during a Switching off the effect of the cutoff current are withdrawn if this current sensor is connected in parallel to a isolating section which is separated from the is formed.
  • Contains the switch after the Invention two current sensors, one of which is overcurrent and the other responsive to short-circuit current, both can affect the effect of the cut-off current withdrawn during the switch-off phase, if parallel to the isolating section a series connection of both current sensors is laid.
  • the switch according to the has an improved current-limiting effect Invention then when the current sensor in series to the isolating path in the Current path is switched.
  • the impedance of the current sensor which is preferably is designed as a bimetallic element, is then in series with the switching arcs and then relieves the switching arcs when limiting the current.
  • the equivalent circuits shown in FIGS. 1 to 6 each contain one current path 7 between two power connections 1, 2 Circuit breaker. In all equivalent circuits, this current path has in each case a current conductor section 3 or 2 connected to the power connection 1 or 2 4 on.
  • the equivalent circuits according to Figures 1, 2 and 4 is the Current conductor section 3 each with a short-circuit current release 5, for example with a coil of an impact anchor or with another Magnetic release, connected.
  • the short-circuit current release 5 is not part of one Tripping device shown for actuating a two contact systems 10, 15th containing contact arrangement of the switch.
  • the short-circuit current release 5 is in turn via an overcurrent release 6, which as a bimetal or other thermal Trigger can be executed and also part of the not shown Tripping device is, with a fixed contact 11 of the contact system 10 connected.
  • an overcurrent release 6 which as a bimetal or other thermal Trigger can be executed and also part of the not shown Tripping device is, with a fixed contact 11 of the contact system 10 connected.
  • a fixed contact 14 of the contact system 15 is with the Current conductor 4 connected.
  • the Short-circuit current release 5 each directly with the fixed contact 11 of the contact system 10 connected.
  • the movable contact 12 of the Contact system 10 is each one of a flexible design Current conductor section 25, for example a stranded wire, with the overcurrent release 6 connected, which in turn each with an intermediate conductor section 26 the fixed contact 14 of the contact system 15 is connected.
  • the Movable contact 13 of the contact system 15 is flexible in each case trained current conductor section 27, for example a strand, to the Current conductor section 4 connected.
  • the current conductor section 3 each via the overcurrent release 6 and the flexibly trained Current conductor section 25 with the movable contact 12 of the contact system 10 connected.
  • the fixed contact 11 of the contact system 10 is over the Short-circuit current release 5 connected to the intermediate conductor section 26, which in turn via the flexible conductor section 27 to the movable contact 13 of the contact system 15 is connected.
  • the Fixed contact 14 of the contact system 15 is on the current conductor section 4 connected.
  • the current conductor section 3 is above the Overcurrent release 6 with the fixed contact 11 of the contact system 10 connected.
  • the movable contact 12 of this contact system is over the flexible conductor section 25 and the intermediate conductor section 26 with the fixed contact 14 of the contact system 15 connected.
  • the mobile Contact 13 of this contact system is about the more flexible one Current conductor section 27 and the short-circuit current release 5 to the Current conductor section 4 connected.
  • the arc runner 17 or 18 is also included a non-designated contact carrier of the fixed contact 11 or 14 connected.
  • the arc rail 19 is with the Connection point of overcurrent release 6 and intermediate conductor section 26 and the arc runner 20 is connected to the current conductor section 4.
  • the equivalent circuit according to Fig. 3 is the arc runner 19 with the current conductor section 3 and the arc runner 20 with the Connection point of intermediate conductor section 26 and flexibly designed Current conductor section 27 connected.
  • both equivalent circuits are common that the overcurrent release 6 each parallel to one of the Arc guide rails 17 and 19 formed by the arc 21 bridged separation distance.
  • the current to be switched off flows as if by arrows specified - from the power connection 1 via the conductor section 3, the Short-circuit current release 5, the overcurrent release 6, the contact systems 10 and 15 and the current conductor section 4 to the power connection 2.
  • the arcs are in opposite directions from the one to be switched off Current flowed through. Since the arcing chambers of both contact systems 10 and 15 are laterally adjacent, the arcs collide due to electrodynamic forces.
  • Switches according to the invention are those formed when switching off and commutating on the arc rails 17, 19 and 18, 20 Arcs 21 and 22 flow in the same direction from the current to be switched off.
  • this is not achieved in that the movable contacts 12 and 13 of the two contact systems 10 and 15 arranged on a contact bridge but because the movable contact 12 of the contact system 10 with the fixed contact 14 of the contact system 15 electrically conductive connected is.
  • a corresponding connection can alternatively also between the movable contact 13 and the fixed contact 11 exist. In each In this case, this connection has the one shown in FIGS. 2 to 6 Intermediate conductor section 26.
  • this intermediate conductor section 26 is mainly in the Arranged middle between the two contact systems 10, 15. He is angled executed. Not at the free end of one for reasons of clarity designated leg of the angle is a perpendicular to the angle Molded contact carrier for the fixed contact 14. The down led other leg of the angle carries the at its lower end Overcurrent release 6 designed as a bimetal strip. This bimetal strip is out in a space-saving manner parallel to the aforementioned leg and at its upper end with the stranded wire, i.e. H. flexible, educated Current conductor section 25 connected.
  • the Intermediate conductor section 26 is also formed in the switch according to FIG. 4 and arranged.
  • one leg of the angle can also via the flexible current conductor section 27 with the movable Contact 13 and the other leg over the coil of the Short-circuit current release 5 to be connected to the fixed contact 11.
  • This design is provided for the switches according to FIGS. 3 and 5.
  • a particularly advantageous embodiment of the manufacturing technology Current path is provided for the switch according to Fig. 6.
  • the overcurrent release 5 parallel to that of the two Arc runner, 17, 19 formed and when switching off the arc 21 bridged isolating path is preferably connected as Bimetal element trained overcurrent release 6 only briefly the effect of exposed to current to be switched off.
  • the overcurrent release 6 can therefore be relatively weak.
  • the impedance of the overcurrent release 6 is added to the Impedances of the arcs 21, 22 and then supports them in the Current limit.
  • the switching capacity of the circuit breaker is additional increased.

Landscapes

  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
  • Breakers (AREA)

Abstract

Der Leistungsschalter weist eine zwei Stromanschlüsse (1, 2) und eine doppeltunterbrechende Kontaktanordnung enthaltende Strombahn (7) auf. Die Kontaktanordnung enthält zwei in der Strombahn (7) in Serie geschaltete Kontaktsysteme (10, 15), von denen jedes zwei relativ zueinander bewegliche Kontaktstücke (11, 12; 13, 14) und eine Löschkammer (28, 29) umfasst. Die Löschkammern (28, 29) der beiden Kontaktsysteme (10, 15) sind seitlich benachbart angeordnet. Die Strombahn (7) weist einen Zwischenleiterabschnitt (26) auf, welcher in die Strombahn (7) zwischen ein bewegliches Kontaktstück (13) eines ersten (15) beider Kontaktsysteme und ein feststehendes Kontaktstück (11) des zweiten Kontaktsystems (10) geschaltet ist. Durch diese Massnahmen wird erreicht, dass beim Ausschalten gebildete Schaltlichtbögen (21, 22) gleichsinnig vom Abschaltstrom durchflossen werden. Das Einlaufen des schwächeren der beiden Schaltlichtbögen in die diesem Schaltlichtbogen zugeordnete Löschkammer wird dadurch erleichtert und das Abschaltvermögen des Schalters entsprechend verbessert. <IMAGE>

Description

TECHNISCHES GEBIET
Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Leistungsschalter nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ein solcher Schalter kann als Leitungsschutzschalter in Niederspannungsverteilungen eingesetzt werden und zeichnet sich bei kleinen Abmessungen durch eine grosse Abschaltleistung und durch ein rasches Ansprechverhalten aus.
STAND DER TECHNIK
Ein Schalter der vorgenannten Art ist beispielsweise in CH 543 174 A sowie auch in EP 619 592 A beschrieben. Der beschriebene Schalter weist ein quaderförmiges Gehäuse auf, in dem neben einer doppeltunterbrechenden Kontaktanordnung auch zwei Anschlussklemmen und ein Auslösemechanismus mit einem Antrieb und einem Auslöser untergebracht sind. Die Kontaktanordnung enthält zwei Seite an Seite nebeneinander angeordnete Kontaktsysteme, welche in Serie in eine zwischen den beiden Anschlussklemmen verlaufende Strombahn des Schalters geschaltet sind. Die Kontaktsysteme enthalten jeweils ein feststehendes und ein bewegliches Kontaktstück. Die beweglichen Kontaktstücke sind auf einem Brückenkontaktträger befestigt. Beim Ausschalten bilden sich daher zwei gegensinnig vom Abschaltstrom durchflossene Schaltlichtbögen, welche sich voneinander abstossen. Laufen die beiden Lichtbögen nicht mit der gleichen Geschwindigkeit, so wird der langsamere Lichtbogen vom schneller bewegten Lichtbogen abgestossen und wird gegebenenfalls daran gehindert, an die Lichtbogenlöschung begünstigendes Lichtbogenlöschbleche zu gelangen.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen angegeben ist, liegt die Aufgabe zugrunde, den Leistungsschalter der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass er unter Beibehalt seiner Abmessungen auch grosse Kurzschlusströme mit grosser Sicherheit auszuschalten vermag.
Beim Leistungsschalter nach der Erfindung ist in der Strombahn zwischen den Stromanschlüssen ein Zwischenleiterabschnitt vorgesehen, welcher ein bewegliches Kontaktstück eines ersten beider Kontaktsysteme und ein feststehendes Kontaktstück des zweiten beider Kontaktsysteme elektrisch leitend miteinander verbindet. Hierdurch wird erreicht, dass beim Ausschalten die in den beiden Kontaktsystemen gebildeten Schaltlichtbögen gleichsinnig vom Abschaltstrom durchflossen werden. Die beiden Schaltlichtbögen stossen sich daher nun nicht mehr ab, sondern ziehen sich gegenseitig an. Eine Verschiebung der Schaltlichtbögen relativ zueinander wird so vermieden. Die beiden Lichtbögen laufen nun mit grosser Sicherheit synchron in Lichtbogenlöschkammern ein und werden dort praktisch gleichzeitig gelöscht. Der Leistungsschalter nach der Erfindung zeichnet sich daher durch ein grosses Abschaltvermögen aus.
Es empfiehlt sich, den Zwischenleiterabschnitt vorwiegend in der Mitte zwischen den beiden Kontaktsystemen anzuordnen. Es wird so ein weitgehend symmetrischer Aufbau des Schalters erreicht. Durch Unsymmetrien der Strombahn hervorgerufene elektrodynamische Kräfte werden weitgehend vermieden.
Aus Gründen einer platzsparenden Ausbildung des Schalters nach der Erfindung ist es vorteilhaft, den Zwischenleiterabschnitt gewinkelt auszuführen. Der eine Schenkel des Winkels kann dann starr mit einem Kontaktträger eines feststehenden Kontaktstücks oder alternativ über einen flexibel ausgeführten Leiterabschnitt mit einem Kontaktträger eines beweglichen Kontaktstücks eines der Kontaktsysteme verbunden sein, während der andere Schenkel des Winkels mit einem Stromsensor verbunden ist. Ist der Stromsensor als Bimetallstreifen ausgebildet, so kann das eine Ende des Bimetallstreifen mit dem Schenkelende verbunden und der Bimetallstreifen in besonders platzsparender Weise parallel zum Schenkel angeordnet werden.
Weist der Schalter nach der Erfindung zwei an die beiden Kontaktstücke jedes Kontaktsystems sich anschliessende und mit der Lichtbogenlöschkammer zusammenwirkende Lichtbogenlaufschienen auf, so kann ein auf Kurzschlussund/oder Überströme ansprechender Stromsensor des Schalters während eines Aussschaltvorganges der Wirkung des Abschaltstroms entzogen werden, wenn dieser Stromsensor parallel zu einer Trennstrecke geschaltet ist, die von den beiden Lichtbogenlaufschienen gebildet ist. Enthält der Schalter nach der Erfindung zwei Stromsensoren, von denen der eine auf Überstrom und der andere auf Kurzschlussstrom anspricht, so können beide der Wirkung des Abschaltstroms während der Ausschaltphase entzogen werden, wenn parallel zur Trennstrecke eine Serienschaltung beider Stromsensoren gelegt ist.
Eine verbesserte strombegrenzende Wirkung weist der Schalter nach der Erfindung dann auf, wenn der Stromsensor in Serie zur Trennstrecke in die Strombahn geschaltet ist. Die Impedanz des Stromsensors, welcher vorzugsweise als Bimetallelement ausgebildet ist, liegt dann in Serie zu den Schaltlichtbögen und entlastet dann die Schaltlichtbögen bei der Strombegrenzung. Enthält der Schalter nach der Erfindung zwei Stromsensoren, so wird eine besonders gute Strombegrenzung dann erreicht, wenn eine Serienschaltung beider Stromsensoren in Serie zur Trennstrecke in die Strombahn geschaltet ist.
Wird einer dieser beiden Stromsensoren parallel zur Trennstrecke geschaltet, so wird ein Schalter mit einer geringeren strombegrenzenden Wirkung aber mit einem verbesserten Schutz dieses Stromsensors vor zu grosser Strombelastung erreicht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung und die damit erzielbaren weiteren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen:
Fig.1
ein Ersatzschaltbild einer Strombahn eines Leistungsschalters nach dem Stand der Technik mit einer doppeltunterbrechenden Kontaktanordnung,
Fig.2 bis 6
Ersatzschaltbilder von Strombahnen je einer von fünf Ausführungsfomen des Leistungsschalters nach der Erfindung, und
Fig.7
eine perspektivische Ansicht der als Konstruktion ausgeführten Strombahn des Leistungsschalters nach Fig.2.
WEG ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
In allen Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen auch gleichwirkende Teile. Die aus den Figuren 1 bis 6 ersichtlichen Ersatzschaltungen enthalten jeweils eine zwischen zwei Stromanschlüssen 1, 2 verlaufende Strombahn 7 eines Leistungsschalters. Bei allen Ersatzschaltungen weist diese Strombahn jeweils einen mit dem Stromanschluss 1 bzw. 2 verbundenen Stromleiterabschnitt 3 bzw. 4 auf. Bei den Ersatzschaltungen nach den Figuren 1, 2 und 4 ist der Stromleiterabschnitt 3 jeweils mit einem Kurzschlussstromauslöser 5, beispielsweise mit einer Spule eines Schlagankers oder mit einem anderen Magnetauslöser, verbunden. Der Kurzschlussstromauslöser 5 ist Teil einer nicht dargestellten Auslösevorrichtung zur Betätigung einer zwei Kontaktsysteme 10, 15 enthaltenden Kontaktanordnung des Schalters.
Bei der Ersatzschaltung nach Fig.1 ist der Kurzschlussstromauslöser 5 seinerseits über einen Überstromauslöser 6, welcher als Bimetall oder als anderer thermischer Auslöser ausgeführt sein kann und ebenfalls Teil der nicht dargestellten Auslösevorrichtung ist, mit einem feststehenden Kontakt 11 des Kontaktsystems 10 verbunden. Auf einer nicht bezeichneten Kontaktbrücke sind ein beweglicher Kontakt 12 des Kontaktsystems 10 und ein beweglicher Kontakt 13 des in Serie mit dem Kontaktsystem 10 im Strompfad 3 liegenden Kontaktsystems 15 angeordnet. Ein feststehender Kontakt 14 des Kontaktsystems 15 ist mit dem Stromleiter 4 verbunden.
Bei den Ersatzschaltungen nach den Figuren 2 und 4 ist der Kurzschlussstromauslöser 5 jeweils unmittelbar mit dem feststehenden Kontakt 11 des Kontaktsystems 10 verbunden. Der bewegliche Kontakt 12 des Kontaktsystems 10 ist jeweils über einen flexibel ausgebildeten Stromleiterabschnitt 25, beispielsweise eine Litze, mit dem Überstromauslöser 6 verbunden, welcher seinerseits jeweils über einen Zwischenleiterabschnitt 26 mit dem feststehenden Kontakt 14 des Kontaktsystems 15 verbunden ist. Der bewegliche Kontakt 13 des Kontaktsystems 15 ist jeweils über einen flexibel ausgebildeten Stromleiterabschnitt 27, beispielsweise eine Litze, an den Stromleiterabschnitt 4 angeschlossen.
Bei den Ersatzschaltungen nach den Figuren 3 und 5 ist der Stromleiterabschnitt 3 jeweils über den Überstromauslöser 6 und den flexibel ausgebildeten Stromleiterabschnitt 25 mit dem beweglichen Kontakt 12 des Kontaktsystems 10 verbunden. Der feststehende Kontakt 11 des Kontaktsystems 10 ist über den Kurzschlussstromauslöser 5 mit dem Zwischenleiterabschnitt 26 verbunden, welcher seinerseits über den flexibel ausgebildeten Stromleiterabschnitt 27 an den beweglichen Kontakt 13 des Kontaktsystems 15 angeschlossen ist. Der feststehende Kontakt 14 des Kontaktsystems 15 ist an den Stromleiterabschnitt 4 angeschlossen.
Bei der Ersatzschaltung nach Figur 6 ist der Stromleiterabschnitt 3 über den Überstromauslöser 6 mit dem feststehenden Kontakt 11 des Kontaktsystems 10 verbunden. Der bewegliche Kontakt 12 dieses Kontaktsystems ist über den flexiblen Leiterabschnitt 25 und den Zwischenleiterabschnitt 26 mit dem feststehenden Kontakt 14 des Kontaktsystems 15 verbunden. Der bewegliche Kontakt 13 dieses Kontaktsystems ist über den flexibel ausgebildeten Stromleiterabschnitt 27 und den Kurzschlussstromauslöser 5 an den Stromleiterabschnitt 4 angeschlossen.
Bei allen Ersatzschaltungen ist die Lichtbogenlaufschiene 17 bzw. 18 jeweils mit einem nicht bezeichneten Kontaktträger des feststehenden Kontakts 11 bzw.14 verbunden.
Bei der Ersatzschaltung des zum Stand der Technik zählenden Schalters gemäss Fig.1 wirken die beweglichen Kontakte 12 bzw. 13 mit einer Lichtbogenlaufschiene 19 bzw. 20 zusammen. Die Lichtbogenlaufschienen 17, 19 sowie 18, 20 leiten bei einem Ausschaltvorgang in den Kontaktsystemen 10, 15 gebildete Schaltlichtbögen 21, 22 jeweils an ein Löschblechpaket 23 bzw. 24 einer Lichtbogenlöschkammer 28 bzw. 29.
Bei der Ersatzschaltung nach Fig.2 ist die Lichtbogenlaufschiene 19 mit dem Verbindungspunkt von Überstromauslöser 6 und Zwischenleiterabschnitt 26 und die Lichtbogenlaufschiene 20 mit dem Stromleiterabschnitt 4 verbunden. Im Unterschied dazu ist bei der Ersatzschaltung nach Fig.3 die Lichtbogenlaufschiene 19 mit dem Stromleiterabschnitt 3 und die Lichtbogenlaufschiene 20 mit dem Verbindungspunkt von Zwischenleiterabschnitt 26 und flexibel ausgebildetem Stromleiterabschnitt 27 verbunden. Beiden Ersatzschaltungen ist jedoch gemeinsam, dass der Überstromauslöser 6 jeweils parallel zu einer von den Lichtbogenlaufschienen 17 und 19 gebildeten und vom Lichtbogen 21 überbrückten Trennstrecke liegt.
Bei den Ersatzschaltungen nach den Figuren 4 und 5 ist die Lichtbogenlaufschiene 19 jeweils mit dem Verbindungspunkt von Überstromauslöser 6 und flexibel ausgebildetem Stromleiterabschnitt 25 verbunden. Die Lichtbogenlaufschiene 20 ist bei der Ersatzschaltung nach Fig.4 mit dem Stromleiterabschnitt 4 und bei der Ersatzschaltung nach Fig.5 mit dem Zwischenleiterabschnitt 26 verbunden. Bei der Ersatzschaltung nach Fig.6 ist die Lichtbogenlaufschiene 19 mit dem Verbindungspunkt von flexibel ausgebildetem Stromleiterabschnitt 25 und Zwischenleiterabschnitt 26 und die Lichtbogenlaufschiene 20 mit dem Verbindungspunkt von flexibel ausgebildetem Stromleiterabschnitt 27 und Kurzschlussstromauslöser 5 verbunden. Diesen drei Ersatzschaltungen ist gemeinsam, dass der Kurzschlussstromauslöser 5 und der Überstromauslöser 6 in Serie zu der von den Lichtbogenlaufschienen 17 und 19 gebildeten und vom Lichtbogen 21 überbrückten Trennstrecke in der Strombahn liegen.
Bei allen durch die Ersatzschaltungen 1 bis 6 repräsentierten Schaltern sind die jeweils das Löschblechpaket 23 bzw. 24 und zumindest Abschnitte der Lichtbogenlaufschienen 17, 19 bzw. 18, 20 enthaltenden Löschkammern 28 bzw. 29 zueinander seitlich benachbart angeordnet. Die von den Lichtbögen 21 und 22 gebildeten elektromagnetischen Felder beeinflussen sich daher gegenseitig.
Bei dem durch die Ersatzschaltung gemäss Fig. 1 dargestellten Leistungsschalter nach dem Stand der Technik fliesst der abzuschaltende Strom - wie durch Pfeile angegeben - vom Stromanschluss 1 über den Stromleiterabschnitt 3, den Kurzschlussstromauslöser 5, den Überstromauslöser 6, die Kontaktsysteme 10 und 15 und den Stromleiterabschnitt 4 zum Stromanschluss 2. Beim Ausschalten werden zwei von den Kontakten 11, 12 und 13, 14 auf die Lichtbogenlaufschienen 17, 19 und 18, 20 kommutierende Lichtbögen 21 und 22 gebildet. Ersichtlich werden bei diesem Schalter die Lichtbögen gegensinnig vom abzuschaltenden Strom durchflossen. Da die Löschkammern beider Kontaktsysteme 10 und 15 seitlich benachbart sind, stossen sich die Lichtbögen aufgrund von elektrodynamischen Kräften voneinander ab. Ist einer der beiden Lichtbögen, beispielsweise der Lichtbogen 21, etwas schwächer als der andere, beispielsweise der Lichtbogen 22, so bremst der stärkere Lichtbogen 22 die Bewegung des schwächeren Lichtbogens 21 auf den Lichtbogenlaufschienen 17, 19 oder verhindert sogar dessen Einlauf in das Löschblechpaket 23. Hierdurch wird die Abschaltleistung des Schalters nach dem Stand der Technik wesentlich limitiert.
Bei allen durch die Ersatzschaltungen gemäss den Figuren 2 bis 6 repräsentierten Schaltern nach der Erfindung werden hingegen die beim Abschalten gebildeten und auf die Lichtbogenlaufschienen 17, 19 und 18, 20 kommutierenden Lichtbögen 21 und 22 gleichsinnig von abzuschaltenden Strom durchflossen. Ersichtlich wird dies nicht dadurch erreicht, dass die beweglichen Kontakte 12 und 13 der beiden Kontaktsysteme 10 und 15 auf einer Kontaktbrücke angeordnet sind, sondern dadurch, dass der bewegliche Kontakt 12 des Kontaktsystems 10 mit dem feststehenden Kontakt 14 des Kontaktsystems 15 elektrisch leitend verbunden ist. Eine entsprechende Verbindung kann alternativ auch zwischen dem beweglichen Kontakt 13 und dem feststehenden Kontakt 11 bestehen. In jedem Fall weist diese Verbindung den aus den Figuren 2 bis 6 ersichtlichen Zwischenleiterabschnitt 26 auf.
Wie aus der in Fig.7 dargestellten konstruktiven Ausgestaltung der Strombahn 7 des durch die Ersatzschaltung gemäss Fig.2 repräsentierten Schalters nach der Erfindung ersichtlich ist, ist dieser Zwischenleiterabschnitt 26 vorwiegend in der Mitte zwischen den beiden Kontaktsystemen 10, 15 angeordnet. Er ist gewinkelt ausgeführt. An das freie Ende eines aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht bezeichneten Schenkels des Winkels ist ein senkrecht zum Winkel geführter Kontaktträger für den feststehenden Kontakt 14 angeformt. Der nach unten geführte andere Schenkel des Winkels trägt an seinem seinem unteren Ende den als Bimetallstreifen ausgeführten Überstromauslöser 6. Dieser Bimetallstreifen ist in platzsparender Weise parallel zum vorgenannten Schenkel nach oben geführt und an seinem oberen Ende mit dem als Litze, d. h. flexibel, ausgebildeten Stromleiterabschnitt 25 verbunden. In entsprechender Weise ist der Zwischenleiterabschnitt 26 auch beim Schalter nach Fig.4 ausgebildet und angeordnet.
In Abänderung dieser Ausgestaltung kann der eine Schenkel des Winkels auch über den flexibel ausgebildete Stromleiterabschnitt 27 mit dem beweglichen Kontakt 13 und der andere Schenkel über die Spule des Kurzschlussstromauslösers 5 mit dem feststehenden Kontakt 11 verbunden sein. Diese Ausbildung ist bei den Schaltern gemäss den Figuren 3 und 5 vorgesehen.
Eine fertigungstechnisch besonders vorteilhaft auszuführende Ausgestaltung der Strombahn ist beim Schalter gemäss Fig.6 vorgesehen. Hier ist ein Schenkel des Winkels über den flexibel ausgebildeten Stromleiterabschnitt 25 mit dem beweglichen Kontakt 12 und der andere Schenkel mit dem feststehenden Kontakt 14 verbunden.
Da nicht nur beim Schalter nach dem Stand der Technik, sondern auch bei den erfindungsgemäss nach den Figuren 2 bis 6 ausgeführten Schaltern die Löschkammern beider Kontaktsysteme 10 und 15 seitlich benachbart sind, ziehen sich die gleichsinnig vom Abschaltstrom durchflossenen Lichtbögen 21, 22 aufgrund von elektrodynamischen Kräften an. Ist einer der beiden Lichtbögen, beispielsweise der Lichtbogen 21, etwas schwächer als der andere, beispielsweise der Lichtbogen 22, so zieht der stärkere Lichtbogen 22 den schwächeren Lichtbogen 21 mit, beschleunigt dann dessen Bewegung auf den Lichtbogenlaufschienen 17, 19 und verbessert zugleich auch dessen Einlauf in das Löschblechpaket 23. Gegenüber einem vergleichbar bemessenen Schalter nach dem Stand der Technik wird so das Ausschaltvermögen der erfindungsgemäss ausgeführten Schalter verbessert.
Dadurch, dass bei den Ausführungsformen des erfindungsgemässen Schalters nach den Figuren 2 und 3 der Überstromauslöser 5 parallel zu der von den beiden Lichtbogenlaufschiene, 17, 19 gebildeten und beim Ausschalten vom Lichtbogen 21 überbrückten Trennstrecke geschaltet ist, wird der vorzugsweise als Bimetallement ausgebildete Überstromauslöser 6 nur kurzzeitig der Wirkung des abzuschaltenden Stroms ausgesetzt. Der Überstromauslöser 6 kann daher verhältnismässig schwach dimensionert sein.
Sind der Überstromauslöser 6 und der in der Trennstrecke brennende Lichtbogen 21 hingegen wie bei den Ausführungsformen nach den Figuren 4 bis 6 in Serie geschaltet, so addiert sich die Impedanz des Überstromauslösers 6 zu den Impedanzen der Lichtbögen 21, 22 und unterstützt diese dann bei der Strombegrenzung. Das Schaltvermögen des Leistungsschalters wird so zusätzlich gesteigert.
BEZUGSZEICHENLISTE
1, 2
Anschlussklemmen
3, 4
Stromleiterabschnitte
5
Kurzschlussstromauslöser
6
Überstromauslöser
7
Strombahn
10, 15
Kontaktsysteme
11, 14
feststehende Kontakte
12, 13
bewegliche Kontakte
17, 18, 19, 20
Lichtbogenlaufschienen
21, 22
Lichtbögen
23, 24
Löschblechpakete
25, 27
flexibel ausgebildete Stromleiterabschnitte
26
Zwischenleiterabschnitt
28, 29
Lichtbogenlöschkammern

Claims (13)

  1. Leistungsschalter mit einer zwei Stromanschlüsse (1, 2) und eine doppeltunterbrechende Kontaktanordnung enthaltenden Strombahn (7), bei dem die Kontaktanordnung zwei in der Strombahn (7) in Serie geschaltete Kontaktsysteme (10, 15) enthält, von denen jedes zwei relativ zueinander bewegliche Kontaktstücke (11, 12; 13, 14) aufweist sowie eine Löschkammer (28, 29), welche seitlich benachbart neben der Löschkammer des anderen Kontaktsystems angeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Strombahn (7) einen Zwischenleiterabschnitt (26) enthält, welcher zwischen ein bewegliches Kontaktstück (12, 13) eines ersten beider Kontaktsysteme (10, 15) und ein feststehendes Kontaktstück (11, 14) des zweiten Kontaktsystems in die Strombahn geschaltet ist.
  2. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenleiterabschnitt (26) zum einen starr mit einem Kontaktträger des feststehenden Kontaktstücks (14) und zum anderen mit einem ersten Stromsensor (5, 6) einer auf die Kontaktanordnung wirkenden Auslösevorrichtung elektrisch leitend verbunden ist.
  3. Leistungsschalter nach Anspruch 2 mit zwei an die beiden Kontaktstücke (11, 12; 13, 14) sich anschliessenden Lichtbogenlaufschienen (17, 19; 18, 20), welche mit einem Löschblechpaket (23, 24) der den Kontaktstücken zugeordneten Lichtbogenlöschkammer (28, 29) zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu einer Trennstrecke, welche von den beiden Lichtbogenlaufschienen (17, 19) eines (10) der beiden Kontaktsysteme gebildet ist, der erste Stromsensor (6) geschaltet ist.
  4. Leistungsschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur Trennstrecke und in Serie zum ersten Stromsensor (6) ein zweiter Stromsensor (5) in die Strombahn (7) geschaltet ist.
  5. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenleiterabschnitt (26) zum einen über einen flexibel ausgeführten Leiterabschnitt (27) mit einem Kontaktträger des beweglichen Kontaktstücks (13) und zum anderen mit einem ersten Stromsensor (5, 6) einer auf die Kontaktanordnung wirkenden Auslösevorrichtung elektrisch leitend verbunden ist.
  6. Leistungsschalter nach Anspruch 5 mit zwei an die beiden Kontaktstücke (11, 12; 13, 14) sich anschliessenden Lichtbogenlaufschienen (17, 19; 18, 20), welche mit einem Löschblechpaket (23, 24) der den Kontaktstücken zugeordneten Lichtbogenlöschkammer (28, 29) zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, dass in Serie zu einer Trennstrecke, welche von den beiden Lichtbogenlaufschienen (17, 19) eines (10) der beiden Kontaktsysteme (10, 15) gebildet ist, der erste Stromsensor (5, 6) in die Strombahn (7) geschaltet ist.
  7. Leistungsschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur Trennstrecke ein zweiter Stromsensor (6) geschaltet ist.
  8. Leistungsschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Serie zum ersten Stromsensor (5, 6) ein zweiter Stromsensor (5, 6) in die Strombahn (7) geschaltet ist.
  9. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenleiterabschnitt (26) zum einen über einen flexibel ausgeführten Leiterabschnitt (25) mit einem Kontaktträger des beweglichen Kontaktstücks (12) und zum anderen starr mit einem Kontaktträger des feststehenden Kontaktstück (14) elektrisch leitend verbunden ist.
  10. Leistungsschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in die Strombahn zwischen einem ersten (1) beider Stromanschlüsse (1, 2) und dem feststehenden Kontakt (11) des zweiten Kontaktsystems (10) ein erster (6) und zwischen dem zweiten Stromanschluss (2) und dem beweglichen Kontakt (13) des ersten Kontaktsystems (15) ein zweiter Stromsensor (5) geschaltet ist.
  11. Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenleiterabschnitt (26) vorwiegend zwischen den beiden Kontaktsystemen (10, 15) angeordnet ist.
  12. Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenleiterabschnitt (26) gewinkelt ausgeführt ist, und dass die beiden Schenkel des Winkels jeweils mit einem beider Enden des Zwischenleiterabschnitts (26) elektrisch leitend verbunden sind.
  13. Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 3 bis 8, oder 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stromsensor als thermisch (6) oder magnetisch (5) wirkendes Auslöseelement ausgebildet ist, und dass der zweite Stromsensor als thermisch wirkendes Auslöseelement (6) ausgebildet ist, wenn der erste Stromsensor (5) magnetisch wirkt, und als magnetisch wirkendes Auslöseelement (5) ausgebildet ist, wenn der erste Stromsensor thermisch (6) wirkt.
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