Zusatzbaustein für einen Leistungsschalter mit einem Arbeitsstromauslöser

Abstract

 Es wird ein Fehlerstrom-Zusatzbauteil für einen gekapselten Leistungsschalter durch die Ertüchtigung eines Arbeitsstromauslösers derart geschaffen, daß dieser auslöst, wenn ein entsprechender Fehlerstrom vorhanden ist. Hierzu wird eine gedruckte Schaltung in das Gehäuse des Arbeitsstrom- auslo§ers eingebaut, wodurch das Vorsehen eines getrennten Fehlerstrom-Relais entfallen kann. Fehlerstromauslösung und Arbeitsstromauslösung stehen im gleichen Zusatzbauteil zur Verfügung, ohne daß zusätzliche Anbau- und Verdrahtungsarbeiten notwendig sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Zusatzbaustein für einen Leistungsschalter mit einem Arbeitsstromauslöser, der mit dem Schaltschloß des Leistungsschalters in Wirkverbindung bringbar ist.

[0002] Bei bekannten gekapselten Leistungsschaltern ist der innerhalb der Kapselung zur Verfügung stehende Raum relativ gering. Man hat daher einen Fehlerstromschutz in Form eines getrennt gebauten Fehlerstromrelais vorgesehen, das dann mit einer Auslösevorrichtung des Leistungsschalters verdrahtet wurde. Abgesehen von dem zusätzlichen Raumbedarf mußte das Fehlerstromrelais entfernt montiert werden und verdrahtet werden, was zusätzliches Material und sonstige Kosten bedeutet (IIS-PS 4 209 760, US-PS 4 112 270). Es wäre auch denkbar, den Fehlerstromschutz als Teil des Schalters in diesen zu integrieren. Der Schalter an sich ist hier aufwendiger und größer als ein Standardschalter ohne Fehlerstromüberwachung. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen einfachen Leistungsschalter zu schaffen, an dem eine Fehlerstromüberwachung als Zusatzteil auch zu einem späteren Zeitpunkt angesetzt werden kann. Dies wird auf einfache Weise dadurch erreicht, daß im Zusatzbaustein eine Schaltkreisanordnung vorgesehen ist, die einen vorbestimmten Fehlerstrom-Schwellwert zur Auslösung des Arbeitsstromauslösers umwandelt. Hierdurch ist es möglich, mit einem Zusatzteil sowohl Arbeitsstromauslösebedingungen als auch Fehlerstrombedingungen zu bewältigen, da beides in dem Gehäuse des Arbeitsstromauslösers untergebracht werden kann. Es ist auch möglich, in bereits vorhandene Arbeitsstromauslöser die Schaltkreisanordnung einzubauen. Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Schaltkreisanordnung eine gedruckte Schaltung aufweist. Eine einfache Anordnung, insbesondere auch zum nachträglichen Ergänzen eines Arbeitsstromauslösers mit der Schaltkreisanordnung, ergibt sich, wenn der Zusatzbaustein aus zwei Schalen zusammengesetzt ist, die die gedruckte Schaltung, den Arbeitsstromauslöser und eine Klemmschiene aufnehmen und Durchbrechungen zum Durchgriff der Kupplungsglieder aufweisen. Um auch die notwendigen Außenanschlüsse auf einfache Weise vorsehen zu können ist es vorteilhaft, wenn die Klemmschiene an einer der Stirnseiten von außen zugänglich angeordnet ist. Der für die Fehlerstromauslösung notwendige Stromwandler kann an beliebiger Stelle angeordnet werden, wenn der Klemmschiene Klemmen zum Anschluß der Sekundärwicklung eines Stromwandlers zugeordnet sind, die im Zusatzbaustein mit der gedruckten Schaltung verbunden sind. Eine einfache Befestigung des Zusatzbausteines bzw. der einzelnen Schalen untereinander ergibt sich, wenn die Schalen über selbstschneidende Schrauben miteinander verbunden sind oder wenn die Schalen untereinander und mit dem-Leistungsschalter über selbstschneidende Schrauben verbunden sind. Um auch eine Prüfung der Fehlerstrom-Auslöseeinrichtung ohne erheblichen Aufwand von außen her vornehmen zu können, ist es weiterhin vorteilhaft, wenn an einer der Stirnseiten ein von außen zugänglicher Testschalter vorgesehen ist.

[0003] Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung beschrieben.

[0004] Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines gekapselten Leistungsschalters mit der erfindungsgemäßen Einrichtung,

Fig. 2 eine Explosionsdarstellung der Verbindung zwischen dem Leistungsschalter und den Zubehörteilen,

Fig. 3 eine Frontansicht auf das Zubehör,

Fig. 4 die linke Seitenansicht auf das Innere der Zubehörteile,

Fig. 5 die rechte Seitenansicht auf die Innenseite der Zubehörteile und

Fig. 6 eine Seitenansicht mit den Anschlußklemmen.

[0005] Fig. 1 zeigt das Fehlerstrom-Zubehörteil, das für den Leistungsschalter 12 vorgesehen ist, der Teil des Lastzentrums 14 ist, der den Energiefluß zur Last 16 steuert und diese schützt. Der Leistungsschalter 12 und das Fehlerstrom-Zubehörteil 10 liegen elektrisch zwischen der Last 16 und der Leitung 18. Eine Sensorspule 20 ist . zwischen der Last 16 und dem Leistungsschalter 12 und dem Fehlerstrom-Zubehörteil angeordnet. Die Sensorspule 20 ist eine Toroidspule bekannter Bauart und die Leitungen vom Leistungsschalter zur Last sind durch das Innere der Spule geführt.

[0006] Das Fehlerstrom-Zubehörteil 10 ist mit dem Leistungsschalter vorzugsweise durch zwei Schrauben 22 und 24 verbun_z den. Die Schrauben 22 und 24 sind vorzugsweise selbstschneidende Schrauben, die in entsprechende Löcher am Leistungsschalter 12 eingedreht werden. Eine Isolierscheibe 26 wird zwischen das Fehlerstrom-Zubehörteil 10 und den Leistungsschalter 12 eingebaut. Ausbrechungen 28, 30 und 32 sind an dem Leistungsschalter 12 vorgesehen, die nach Entfernen Teile des Schalters 12 freilegen, die mit Teilen des Zubehörteiles zusammengefügt werden, so daß Zubehörteil und Schalter mechanisch durch diese Ausbrechungen hindurch miteinander in Verbindung stehen. Wenn die Ausbrechungen 30 entfernt sind, ist ein Hebelanstatz im Schalter zugänglich, um den Schalter auszulösen.

[0007] Das Fehlerstrom-Zubehörteil 10 gemäß Fig. 4 hat ein Grundteil 34, was ein Frontteil 36 mit der öffnung 38 aufweist. Das Fehlerstrom-Zubehörteil hat eine Abdeckung 40 (Fig. 5). Die Abdeckung 40 hat ein Frontteil 42 und ist zusammenfügbar mit dem Grundteil 34, so daß sich im zusammengefügten Zustand eine Kammer bildet. Das Grundteil 34 und die Abdeckung 40 werden auch als Grundhälfte und Abdeckungshälfte aufgrund ihrer tassen- oder schüsselförmigen Gestelt bezeichnet, die das Einbringen von Bauteilen in eines der Teile wesentlich erleichtert. Eine Klemmschiene 44 (Fig. 6) ist an den Endteilen des Grundteils 34 und der Abdeckung 40 vorgesehen. Ein Arbeitsstromauslöser 46 ist auf dem Grundteil 34 innerhalb der Kammer angeordnet und dient zur Auslösung des Leistungsschalters 12. Im eingebauten Zustand greift der Arbeitsstromauslöser 46 durch Ausbrechungen 28 und 30, um mit dem Leistungsschalter 12 in Wirkverbindung zu kommen und diesen auszulösen, wenn die Arbeitsstrcmauslöseanordnung arbeitet.

[0008] Eine gedruckte Schaltung 48 ist ebenfalls in dem Grundteil 34 befestigt, die einen Kreis aufweist, der mit dem Arbeitsstromauslöser 46 und der Klemmschiene 44 in Verbindung steht. Der Kreis beaufschlagt den Arbeitsstromauslöser 46 selektiv, abhängig von einem vorbestimmten Signal an der Klemmschiene 44. Das Signal zeigt einen Fehlerstrom im Lastkreis 16 an.

[0009] Die Schrauben 22 und 24 verbinden Grundteil 34 und Abdeckung 40 miteinander und verbinden gleichzeitig das Zubehörteil 10 mit dem Leistungsschalter 12. Das Grundteil 34 besitzt eine Reihe von Löchern. Die gedruckte Schaltung 48 wird vorzugsweise an dem Grundteil 34 mit selbstschneidenden Schrauben, die in die Löcher eingedreht werden, befestigt. Durch diese Konstruktion ist die gedruckte Schaltung 48 fest mit dem Grundteil 34 verbunden, so daß die Schocks und Änderungen der Lage, denen sie sich während der Installation oder im Betrieb unterziehen muß, widerstehen kann.

[0010] Ein Schalter 50 ist im Grundteil 34 in der Offnung 38 gehalten. Eine Klemme des Schalters 50 ist mit der gedruckten Schaltung 48 verbunden und die andere Klemme liegt an der Klemmschiene 44. Der Schalter 50 sieht eine Selbsttestfunktion vor, die später beschrieben wird. Ein Isoliers hutz, vorzugsweise eine Gummimuffe 52, ist über das exponierte Teil des Schalters 50 aufgebracht, so daß kein Metall an exponierten Stellen des Zubehörteils 10 freiliegt. Ein Gewindeschaft ist mit dem Schalter 50 verbunden und reicht durch die Öffnung 38 des Grundteiles. Durch Aufdrehen einer Mutter auf diesen Schaft wird der Schalter in seiner Lage gehalten. Der Schalter 50 ist auf der Frontseite des Zubehörteiles des Gehäuses vorgesehen, um die Testfunktion durchführen zu können. Der herausstehende Teil des Schalters 50 ist mit der Gummimuffe abgedeckt.

[0011] Die gedruckte Schaltung ist weiterhin mit der Spule des Arbeitsstromauslösers verbunden. Weitere Zuleitungen der gedruckten Schaltung 48 stehen mit den vom Kunden zugänglichen Klemmen der Klemmschiene 44 zum Verbinden mit Leitungen des Stromwandlers 20 in Verbindung. Ein mit einem vernieteten Gehäuse versehener Arbeitsstromauslöser als Zubehörteil für einen Leistungsschalter 12 kann in ein Fehlerstrom-Zusatzteil geändert werden, indem das Gehäuse des Arbeitsstromauslösers in ein Grundteil 34 und ein Deckteil 40 getrennt wird, die gedruckte Schaltung 48 am Grundteil 34 befestigt und mit der Auslöseanordnung 46 verbunden wird. Zusätzlich wird die gedruckte Schaltung mit der Klemmschiene 44, die am Endteil des Grundteils 34 befestigt ist, verbunden und das Deckteil 40 wieder mit dem Grundteil 34 in Verbindung gebracht.

[0012] Bezugnehmend auf Fig. 1 kann die Sensorspule an einer beliebigen Stelle der Lastanordnung angebracht werden. Ohne die vorliegende Erfindung wäre es notwendig, ein getrenntes Fehlerstrom-Relais anzubringen und das Relais mit dem Arbeitsstromauslöser des Schalters zu verbinden. Bei der vorliegenden Erfindung ist das Fehlerstrom-Relais und der Arbeitsstromauslöser in demselben Zubehörteil vorhanden, so daß keine zusätzlichen Befestigungs- oder Verdrahtungsanordnungen notwendig sind. Weiterhin ergibt sich eine Platzersparnis. Die Auslösespule hat vorzugsweise vier Anschlüsse, von denen zwei weiß, einer grün und einer grau ist. Die zwei weißen Anschlüsse sind verbunden mit den Klemmen 2 und 3 der Klemmschiene 44 und die grünen mit der Klemme 5, wobei der graue an der Klemme 7 liegt. Die Steuerspannung, vorzugsweise 120 V~, liegt an den Klemmen 1 und 2,und die Klemmen 8, 6 und 4 sind mit dem gemeinsamen Offner- und Schließerkontakt bzw. einem Hilfskontakt verbunden. Der Hilfskontakt arbeitet mit einer Klingel oder einer anderen Signaleinrichtung zusammen. Die 120 V~ Spannung macht die Fehlerstrom-Erfassungseinrichtung unwirksam. Der Leistungsschalter funktioniert jedoch weiter in der üblichen Form.

[0013] Im Betrieb führen die zur Last 16 führenden Leitungen - drei im Falle eines Drehstromanschlusses und zwei für einen Einphasenstrom plus dem Nulleiter, wenn dieser im Stromkreis vorhanden ist - durch den Stromwandler 20. Der magnetische Fluß im Kern dieses Wandlers ist ein direkt s Resultat der Summe der hier durchfließenden Ströme. Unter normalen Bedingungen ist diese Summe Null. Wenn ein Fehlerstrom auftritt jedoch sorgt diese Ungleichheit für einen Magnetfluß im Kern des Sensors. Dieser Fluß ruft folglich einen Strom in der Sekundärwicklung des Sensors hervor. Der Strom wird von einem elektronischen Kreis erfaßt, der bestimmt ist, wirksam zu werden, wenn auf der Primärseite ein Fehlerstrom von 30 mA zu verzeichnen ist. Es können auch im Bedarfsfall andere

[0014] Schwellwerte benutzt werden. Im vorliegenden Fall wird also oberhalb von 30 mA mit einer entsprechenden Zeitverzögerung ein Stromfluß durch die Auslösespule hervorgerufen. Die Auslösespule löst mechanisch den Leistungsschalter in Abhängigkeit von dem Fehlerstrom aus. So ist eine wirksame Fehlerstrom-Schutzanordnung geschaffen mit der normalen Arbeitsstromauslösung im selben Gehäuse. Das Zubehörteil kann eingebaut oder entfernt werden mit einfachen Werkzeugen. Sicher ist jedoch daß Fehlerstrom-Schutzanordnung und Arbeitsstromauslöser auf dem gleichen Raum untergebracht werden können.

Ansprüche

1. Zusatzbaustein für einen Leistungsschalter (12) mit einem Arbeitsstromauslöser (46), der mit dem Schaltschloß des Leistungsschalters (12) in Wirkverbindung bringbar ist, dadurch gekennzechnet, daß im Zusatzbaustein (10) eine Schaltkreisanordnung (48) vorgesehen ist, die einen vorbestimmten Fehlerstrom-Schwellwert zur Auslösung des Arbeitsstromauslösers (46) umwandelt.

2. Zusatzbaustein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Schaltkreisanordnung eine gedruckte Schaltung (48) aufweist.

3. Zusatzbaustein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Zusatzbaustein (10) aus zwei Schalen (34, 40) zusammengesetzt ist, die die gedruckte Schaltung (48), den Arbeitsstromauslöser (46) und eine Klemmschiene (44) aufnehmen und Durchbrechungen (28, 30, 32) zum Durchgriff der Kupplungsglieder aufweisen.

4. Zusatzbaustein nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet - daß die Klemmschiene (44 an einer der Stirnseiten von außen zugänglich angeordnet ist.

5. Zusatzbaustein nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Klemmschiene (44) Klemmen zum Anschluß der Sekundärwicklung eines Stromwandlers (20) zugeordnet sind, die im Zusatzbaustein (10) mit dei gedruckten Schaltung (48) verbunden sind.

6. Iusatzbaustein nach Anspruch 3, A oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalen (34, 40) über selbstschneidende Schrauben (22, 24) miteinander verbunden sind.

7. Zusatzbaustein nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Schalen (34, 40) untereinander und mit dem Leistungsschalter (12) über selbstschneidende Schrauben (22, 24) verbunden sind.

8. Zusatzbaustein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß an einer der Stirnseiten ein von außen zugänglicher Testschalter (50) vorgesehen ist.

Zeichnung