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Dokumentenidentifikation DE69107332T2 07.09.1995
EP-Veröffentlichungsnummer 0456585
Titel Einpol- und Nulleiter-Differentialschutzschalter.
Anmelder Merlin Gerin, Meylan, FR
Erfinder Lazareth, Michel, F-38050 Grenoble Cedex, FR;
Lecorre, Noel, F-38050 Grenoble Cedex, FR
Vertreter derzeit kein Vertreter bestellt
DE-Aktenzeichen 69107332
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, ES, GB, IT, LI, SE
Sprache des Dokument Fr
EP-Anmeldetag 29.04.1991
EP-Aktenzeichen 914201405
EP-Offenlegungsdatum 13.11.1991
EP date of grant 15.02.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 07.09.1995
IPC-Hauptklasse H01H 71/00
IPC-Nebenklasse H01H 83/22   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen einpoligen Fehlerstrom-Leistungsschalter mit Neutralleiterpol, der in einem durch eine Trennwand in zwei aneinandergrenzende Bereiche unterteilten Isolierstoffgehäuse installiert ist, welches

- ein erstes Leistungsschalterabteil, in dem ein Phasenstromkreis, der an ein auf zwei gegenüberliegenden schmalen Seitenflächen des Gehäuses angeordnetes, dem Phasenleiter zugeordnetes erstes Klemmenpaar angeschlossen ist, ein aus einem feststehenden sowie einem beweglichen Phasenkontakt bestehendes und einer ersten Lichtbogenlöschkammer zugeordnetes Kontaktpaar und ein erster Schaltmechanismus zur manuellen Betätigung über einen Schaltknebel sowie zur automatischen Betätigung durch Zusammenwirkung mit einem thermischen Bimetallauslöser bzw. einem elektromagnetischen Auslöser mit Erregerspule angeordnet sind,

- ein zweites Fehlerstromschutzabteil, in dem ein Summenstromwandler mit Magnetringkern angeordnet ist, der eine Primärwicklung des Phasenleiters, eine Primärwicklung des Neutralleiters sowie eine Sekundär-Meßwicklung trägt, welche an ein elektromagnetisches Auslöserelais angeschlossen ist, das über einen zweiten Auslösemechanismus mit dem ersten Schaltmechanismus mechanisch zusammenwirkt,

- einen Neutralleiterkreis, der an ein, dem Neutralleiter zugeordnetes zweites Klemmenpaar angeschlossen ist,

- sowie in der Trennwand zwischen den beiden Abteilen ausgebildete Öffnungen umfaßt, die das Hindurchführen von zwei inneren Anschlußleitern ermöglichen, um die Primärwicklung des Phasenleiters in den Phasenstromkreis einsetzen zu können.

Ein bekannter Leistungsschalter mit Fehlerstromauslösung der genannten Art (siehe EP-A-196.241) umfaßt ein Einblockgehäuse, in dem die Funktion des Leistungsschalters mit abgeschaltetem Neutralleiter und die Fehlerstromschutzfunktion zusammengefaßt sind, wobei das Fehlerstrombauteil auf der Seite der Neutralleiterkontakte angeordnet ist. Der Neutralleiterkreis ist zwischen dem Phasenstromkreis und dem Fehlerstromschutzteil angeordnet, was die Durchführung der Anschlußleiter zum Einsetzen der Primärwicklungen für Phasen- und Neutralleiter in den Phasenstromkreis bzw. den Neutralleiterkreis erleichtert. Der Anschluß der Primärwicklung des Neutralleiters wirft keinerlei Probleme auf, da die miteinander zu verbindenden Teile direkt aneinandergrenzen. Die Unterbrechung des Phasenstromkreises zum Einsetzen der Primärwicklung des Phasenleiters erfolgt zwischen dem freien Ende des Bimetallauslösers und der Spule des thermomagnetischen Auslösers, und die zugehörigen Anschlußleiter durchqueren die Schaltflucht des Neutralleiters, ohne diesen Leiter zu berühren. Eine solche Anordnung ermöglicht eine gute dielektrische Festigkeit des Leistungsschalters, zwingt jedoch zur Montage des Fehlerstrombauteils auf der linken Seite.

In manchen Ländern wird empfohlen, die Fehlerstromschutzfunktion auf der rechten Seite zu montieren. In diesem Fall liegt der Phasenstromkreis zwischen dem Neutralleiterkreis und der Fehlerstromkomponente, und die Anschlußleiter für die Primärwicklung des Neutralleiters müssen zwingend durch die Schaltflucht des Phasenstromkreises hindurchgeführt werden. Die Bestückungsdichte dieser Schaltflucht ist jedoch größer als die des Neutralleiterkreises, da dieser keinen thermomagnetischen Auslöser aufweist. Es müssen also in der Trennwand geeignete Stellen für die Anordnung der Durchführungsöffnungen der inneren Anschlußleiter des Neutralleiterkreises gefunden und jeglicher Kontakt mit dem Phasenstromkreis vermieden werden, um die dielektrische Festigkeit des Leistungsschalters mit Fehlerstromschutz zu gewährleisten. Dadurch werden die Durchführungsöffnungen über weite Bereiche der Trennwand verteilt, und es ergeben sich Anschlußschwierigkeiten für das Fehlerstrombauteil.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den elektrischen Anschluß der Primärwicklungen eines in einem Einblockgehäuse montierten einpoligen Fehlerstrom-Leistungsschalters mit Neutralleiterpol zu verbessern.

Der erfindungsgemäße Fehlerstrom-Leistungsschalter ist dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenstromkreis an das zweite Abteil angrenzt, wobei einer der Anschlußleiter der Primärwicklung des Phasenleiters an das Kontaktstück der nächstgelegenen Phasenleiterklemme und der andere Anschlußleiter an das gegenüber dem feststehenden Phasenkontakt angeordnete hintere Ende der Spule angeschlossen ist, und daß die Durchführungsöffnungen in dem zwischen der genannten Phasenklemme und der Auslaufzone der ersten Lichtbogenlöschkammer ausgebildeten Freiraum angeordnet sind.

Der Anschluß der Primärwicklung des Phasenleiters erfolgt durch Unterbrechung des Verbindungsleiters zwischen der Spule und dem Kontaktstück der Anschlußklemme, so daß keine zusätzlichen Verbindungselemente verwendet werden müssen. Der Anschluß wirft keinerlei Probleme auf, da die zu verbindenden Teile aneinandergrenzen.

Nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung umfaßt der Fehlerstrom-Leistungsschalter einen mit abgeschalteten Neutralleiterpol, der links vom Phasenstromkreis im ersten Abteil angeordnet ist und zwei trennbare Neutralleiterkontakte aufweist. Der Phasenstromkreis ist dabei zwischen dem Neutralleiterkreis und dem zweiten Abteil angeordnet, wobei die inneren Anschlußleiter des Neutralleiterkreises die Schaltflucht des Phasenstromkreises durchqueren, einer der Anschlußleiter für die Primärwicklung des Neutralleiters an das Kontaktstück der nächstgelegenen Neutralleiterklemme und der andere Anschlußleiter über einen Verbindungsleiter an den feststehenden Neutralleiterkontakt angeschlossen ist.

Die in dem genannten Freiraum des Leistungsschalters ausgebildeten Durchführungsöffnungen sind senkrecht angeordnet und verlaufen rechtwinklig zur Trennwand und zum Boden des Gehäuses.

Nach einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung umfaßt der Fehlerstrom-Leistungsschalter einen durchgeschleiften Neutralleiterkreis, der im zweiten Schalterabteil angeordnet ist.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung unter Angabe weiterer Vorteile und Merkmale näher erläutert. Dabei zeigen:

- Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des Schaltplans des einpoligen Fehlerstrom-Leistungsschalters mit Neutralleiterpol;

- Fig. 2 eine Aufsicht auf den Leistungsschalter aus Fig. 1;

- Fig. 3 bis 5 Schnittansichten entlang der Linien III-III, IV-IV und V- V aus Fig. 2;

- Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung des Summenstromwandlers aus Fig. 1;

- Fig. 7 eine zu Fig. 2 analoge Ansicht einer Ausführungsvariante;

- Fig. 8 eine Schnittansicht entlang der Linie VIII-VIII aus Fig. 7.

Die Fig. 1 bis 6 zeigen einen einpoligen Fehlerstrom-Leistungsschalter mit Neutralleiterpol 10, wobei der Schalter in einem Isolierstoffgehäuse 12 installiert ist, das durch eine Mitteltrennwand 14 in zwei aneinandergrenzende, ein erstes Leistungsschalterabteil und ein zweites Fehlerstromabteil umfassende Bereiche unterteilt ist.

Das erste, der Leistungsschalterfunktion zugeordnete Abteil 16 umfaßt einen Phasenstromkreis 20 und einen Neutralleiterkreis 22, die durch eine Isolierstoffzwischenwand 24 voneinander getrennt und an ein erstes, dem Phasenleiter zugeordnetes Klemmenpaar 26, 28 bzw. an ein zweites, dem Neutralleiter zugeordnetes Klemmenpaar 30, 32 angeschlossen sind. Die einspeiseseitigen Klemmen 26, 30 sind auf der gleichen schmalen Seitenfläche 31 des Gehäuses 12 und die abgangsseitigen Klemmen 28, 32 auf der gegenüberliegenden Seitenfläche 33 jeweils nebeneinander angeordnet.

Der Phasenstromkreis 20 (Fig. 1 und 4) umfaßt einen beweglichen Kontakt 34, der über einen Bimetallauslöser 36 mit der einspeiseseitigen Klemme 26 elektrisch verbunden ist, sowie einen feststehenden Kontakt 38, der an das vordere Ende 39 der Erregerspule 40 eines elektromagnetischen Auslösers 42 angeschlossen ist. Zwischen dem elektromagnetischen Auslöser 42 und dem Boden des Gehäuses 12 ist eine erste Lichtbogenlöschkammer 44 angeordnet, die ein Löschblechpaket zur Entionisierung des zwischen den Kontakten 34, 38 gezogenen Lichtbogens aufweist.

Der Neutralleiterkreis 22 (Fig. 1 und 5) weist einen feststehenden Kontakt 46, einen elektrisch mit der Klemme 30 verbundenen beweglichen Kontakt 48 und eine zweite Lichtbogenlöschkammer 50 auf. Der Neutralleiterkreis 22 ist links neben dem Phasenstromkreis 20 angeordnet und umfaßt keinen Auslöser.

Die beiden beweglichen Kontakte 34, 38 werden über einen ersten Schaltmechanismus 52 betätigt, der über einen Schaltknebel 53 manuell und über den thermischen Bimetallauslöser 36 bzw. den elektromagnetischen Auslöser 42 mit Spule 40 automatisch angetrieben wird. Der erste Schaltmechanismus 52 kann entsprechend der in der Druckschrift FR-A-2.616.583 beschriebenen Bauart ausgeführt sein.

Das zweite Schalterabteil 18 (Fig. 1 und 3) ist rechts neben dem ersten Abteil 16 angeordnet und umfaßt einen Summenstromwandler 54 sowie ein Auslöserelais 56, das mit einem zweiten Schaltmechanismus 58 mit Rückstellknebel 60 zusammenwirkt. Der zweite Schaltmechanismus 58 ist mit dem ersten Schaltmechanismus 52 über eine mechanische Verbindung (nicht dargestellt) gekuppelt, die bei Aussendung eines Auslösebefehls durch das Relais 56 aufgrund eines Fehlerstroms eine Auslösung des Leistungsschalters 10 und nach erfolgter Auslösung des Leistungsschalters 10 eine automatische Rückstellung des Relais 56 ermöglicht. Der zweite Schaltmechanismus 58 kann entsprechend der in der Druckschrift FR-A-2.628.262 beschriebenen Bauart ausgeführt sein.

Der Summenstromwandler 54 (Fig. 1 und 6) umfaßt einen Magnetringkern 62, der eine Phasen-Primärwicklung 64 und eine Neutralleiter- Primärwicklung 66 sowie eine Sekundär-Meßwicklung (nicht dargestellt) trägt, die mit dem Auslöserelais 56 verbunden ist. Bei Auftreten eines Erdfehlerstroms ergibt sich eine ungleiche Summe der die Primärwicklungen 64, 66 durchfließenden Ströme, wodurch ein zu Beaufschlagung des Relais genutzter Sekundärstrom in der Meßwicklung erzeugt wird.

Durch die Anordnung der Primärwicklungen 64, 66 für den Phasenleiter bzw. den Neutralleiter im zweiten Schalterabteil 18 müssen die beiden internen Anschlußleiterpaare 68, 70; 72, 74 durch die in der Mitteltrennwand 14 ausgebildeten zugeordneten Öffnungen 76, 78 bzw. 80, 82 geführt werden (siehe Fig. 1, 3 und 6).

Die Durchführungsöffnungen 76, 78; 80, 82 liegen annähernd in einer senkrechten Flucht, die rechtwinklig zur Trennwand 14 und zum Boden des Gehäuses 12 verläuft, und sind in dem zwischen den Klemmen 28, 32 und dem rückwärtigen Auslaufbereich der beiden Lichtbogenlöschkammern 44, 50 ausgebildeten Freiraum 83 angeordnet.

Die Primärwicklung 64 des Phasenleiters ist durch Unterbrechung der Verbindung zwischen der Klemme 28 und dem hinteren Ende 84 der Spule 40, das dem vorderen, dem feststehenden Kontakt 38 zugeordneten Ende 39 gegenüberliegt, in Reihe in den Phasenstromkreis 20 eingesetzt. Der durch die Öffnung 76 geführte Anschlußleiter 68 ist im ersten Abteil 16 an das Ende 84 der Spule 40 und der durch die Öffnung 78 geführte andere Anschlußleiter 70 an das Kontaktstück der Phasenklemme 28 angeschlossen (siehe Fig. 1 und 4).

Die Primärwicklung 66 des Neutralleiters ist durch Unterbrechung der Verbindung zwischen dem feststehenden Neutralleiterkontakt 46 und der Neutralleiterklemme 32 in Reihe in den Neutralleiterkreis 22 eingesetzt (Fig. 1 und 5). Der durch die Öffnung 80 geführte Anschlußleiter 72 ist an eine Verlängerung des feststehenden Kontakts 46 und der andere Anschlußleiter 74 an das Kontaktstück der Neutralleiterklemme 32 angeschlossen.

Neben der Trennwand 14 durchqueren die Anschlußleiter 72, 74 für die Primärwicklung 66 des Neutralleiters die Zwischenwand 24, die das erste, der Leistungsschalterfunktion zugeordnete Schalterabteil unterteilt. Die Anschlußleiter 72, 74 sind länger ausgeführt als die, der Phasen-Primärwicklung 64 zugeordneten anderen Anschlußleiter 68, 70. Die vom Phasenstromkreis 20 ausgefüllte Schaltflucht wird von den Anschlußleitern 72, 74 im unteren Abschnitt des Gehäuses 12, d.h. in einem Bereich, in dem keine aktiven Teile des Phasenstromkreises 20 angeordnet sind, durchquert. Die vier Durchführungsöffnungen 76, 78, 80, 82 sind in regelmäßigen Abständen in der genannten senkrechten Flucht übereinander angeordnet, so daß der Anschluß der Primärwicklungen 64, 66 erleichtert wird.

Der in Fig. 7 und 8 gezeigte Fehlerstrom-Leistungsschalter 100 weist einen durchgeschleiften, d.h. nicht mit abgeschalteten Neutralleiterkreis auf. Das erste Schalterabteil 160 umfaßt ausschließlich den Phasenstromkreis 20, der dem Schaltknebel 53 und dem ersten Kontaktpaar 26, 28 zugeordnet ist. Das zweite Schalterabteil 180 umfaßt das Fehlerstrombauteil und den durchgeschleiften Neutralleiterkreis, der an das zweite, dem Neutralleiter zugeordnete Klemmenpaar 130, 132 angeschlossen ist. Bei dieser Ausführung weist die Trennwand 14 lediglich die beiden oberen Durchführungsöffnungen 78, 80 für die Anschlußleiter 68, 70 der Phasen-Primärwicklung 64 auf. Die Unterbrechung des Phasenstromkreises 20 zum Einsetzen der Primärwicklung 64 des Phasenleiters erfolgt auf die gleiche Art und Weise wie in Fig. 1 und 4.


Anspruch[de]

1. Einpoliger Fehlerstrom-Leistungsschalter mit Neutralleiterpol (10, 100), der in einem durch eine Trennwand (14) in zwei aneinandergrenzende Bereiche unterteilten Isolierstoffgehäuse (12) installiert ist, welches

- ein erstes Leistungsschalterabteil (16, 160), in dem ein Phasenstromkreis (20), der an ein auf zwei gegenüberliegenden schmalen Seitenflächen (31, 33) des Gehäuses (12) angeordnetes, dem Phasenleiter zugeordnetes erstes Klemmenpaar (26, 28) angeschlossen ist, ein aus einem feststehenden sowie einem beweglichen Phasenkontakt bestehendes und einer ersten Lichtbogenlöschkammer (44) zugeordnetes Kontaktpaar (38, 34) und ein erster Schaltmechanismus (52) zur manuellen Betätigung über einen Schaltknebel (53) sowie zur automatischen Betätigung durch Zusammenwirkung mit einem thermischen Bimetallauslöser (36) bzw. einem elektromagnetischen Auslöser (42) mit Erregerspule (40) angeördnet sind,

- ein zweites Fehlerstromschutzabteil (18, 180), in dem ein Summenstromwandler (54) mit Magnetringkern (62) angeordnet ist, der eine Primärwicklung (64) des Phasenleiters, eine Primärwicklung (66) des Neutralleiters sowie eine Sekundär-Meßwicklung trägt, welche an ein elektromagnetisches Auslöserelais (56) angeschlossen ist, das über einen zweiten Auslösemechanismus (58) mit dem ersten Schaltmechanismus (52) mechanisch zusammenwirkt,

- einen Neutralleiterkreis (22), der an ein, dem Neutralleiter zugeordnetes zweites Klemmenpaar (30, 32; 130, 132) angeschlossen ist,

- sowie in der Trennwand (14) zwischen den beiden Abteilen (16, 18) ausgebildete Öffnungen (76, 78) umfaßt, die das Hindurchführen von zwei inneren Anschlußleitern (68, 70) ermöglichen, um die Primärwicklung (64) des Phasenleiters in den Phasenstromkreis (20) einsetzen zu können,

dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenstromkreis (20) an das zweite Abteil (18, 180) angrenzt, wobei einer der Anschlußleiter (70) der Primärwicklung (64) des Phasenleiters an das Kontaktstück der nächstgelegenen Phasenleiterklemme (28) und der andere Anschlußleiter (68) an das gegenüber dem feststehenden Phasenkontakt (38) angeordnete hintere Ende (84) der Spule (40) angeschlossen ist, und daß die Durchführungsöffnungen (76, 78) in dem zwischen der genannten Phasenklemme (28) und der Auslaufzone der ersten Lichtbogenlöschkammer (44) ausgebildeten Freiraum (83) angeordnet sind.

2. Fehlerstrom-Leistungsschalter nach Anspruch 1 mit abgeschaltetem, im ersten Leistungsschalterabteil angeordneten und einen feststehenden Neutralleiterkontakt (46) sowie einen beweglichen Neutralleiterkontakt (48) umfassenden Neutralleiterkreis (22), dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenstromkreis (20) des Leistungsschalters (10) zwischen dem Neutralleiterkreis (22) und dem zweiten Abteil (18) angeordnet ist, und daß die Primärwicklung (66) des Neutralleiters über zwei innere Anschlußleiter (72, 74), die durch zwei im genannten Freiraum in der Trennwand (14) ausgebildete zusätzliche Öffnungen (80, 82) geführt sind, in den Neutralleiterkreis (22) eingesetzt ist, wobei einer der Anschlußleiter (74) für die Primärwicklung (66) des Neutralleiters an das Kontaktstück der nächstgelegenen Neutralleiterklemme (32) und der andere Anschlußleiter (72) über einen Verbindungsleiter an den feststehenden Neutralleiterkontakt (46) angeschlossen ist.

3. Fehlerstrom-Leistungsschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die im genannten Freiraum (83) des Leistungsschalters (10) ausgebildeten Durchführungsöffnungen (76, 78, 80, 82) in einer rechtwinklig zur Trennwand (14) sowie zum Boden des Gehäuses (12) verlaufenden senkrechten Flucht angeordnet sind.

4. Fehlerstrom-Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durchgeschleifte Neutralleiterkreis des Leistungsschalters (100) im zweiten Abteil (180) angeordnet ist.







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