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Dokumentenidentifikation DE60003824T2 13.05.2004
EP-Veröffentlichungsnummer 0001208626
Titel NICHTAUTOMATISCHER SCHUTZSCHALTER MIT NACH KONTAKTSCHLIE UNG ABGESCHALTETEM AUSLÖSER
Anmelder Eaton Corp., Cleveland, Ohio, US
Erfinder JONES, J., William, Cranberry Twp., US;
JOHNSON, A., Richard, Aliquippa, US
Vertreter WAGNER & GEYER Partnerschaft Patent- und Rechtsanwälte, 80538 München
DE-Aktenzeichen 60003824
Vertragsstaaten DE, ES, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 07.08.2000
EP-Aktenzeichen 009462409
WO-Anmeldetag 07.08.2000
PCT-Aktenzeichen PCT/IB00/01106
WO-Veröffentlichungsnummer 0001013488
WO-Veröffentlichungsdatum 22.02.2001
EP-Offenlegungsdatum 29.05.2002
EP date of grant 09.07.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.05.2004
IPC-Hauptklasse H02H 7/22

Beschreibung[de]
Querbezug zu verwandten Anmeldungen

Diese Anmeldung bezieht sich auf die ebenfalls zu eigene anhängige US-Anmeldung Seriennummer 09/005816, eingereicht am 12. Januar 1998, betitelt "Electronic Trip Unit With Dedicated Override Current Sensor" (elektronische Auslöseeinheit mit dafür vorgesehenem Übersteuerungsstromsensor) von Jones und anderen (siehe ebenfalls EP 0 929 139A).

Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung ist auf Schaltungsunterbrecher gerichtet und insbesondere auf nicht automatische Leistungsschaltungsunterbrecher, die einen Auslösemechanismus einsetzen.

Hintergrund der Erfindung

Das wichtigste Anmeldungsmerkmal, welches einen Leistungsschaltungsunterbrecher von einem Schaltungsunterbrecher mit gegossenem Gehäuse unterscheidet, ist die Fähigkeit, dass der Leistungsschaltungsunterbrecher sehr hohe Überstrompegel erträgt ohne auszulösen. Der maximale Strompegel, den ein Leistungsschaltungsunterbrecher für eine kurze Zeitperiode ohne inneren Schaden tolerieren kann, wird sein Kurzschlusswiderstandszeitnennstrom genannt (beispielsweise werden im allgemeinen Kurzschlusswiderstandszeitnennströme von 3,0 Sekunden eingerichtet). Der Kurzschlusswiderstandszeitnennstrom identifiziert die mechanische und thermische Fähigkeit des Leistungsschaltungsunterbrechers, Überströmen für eine gegebene Zeitperiode zu widerstehen, und wird als Charakteristik des Unterbrechers festgelegt, bei denen die Auslösefunktionen betätigt werden.

Schaltungsunterbrecher werden typischerweise in radialen Verteiluungssystemen verwendet, um einen Lastcenter, einen Motorsteuerungscenter oder Paneeltafeln zu speisen. Eine Vielzahl von Schaltungsunterbrechern in diesen Lastcentern speist dann eine Vielzahl von individuellen Lasten. Um die Auslösecharakteristiken des Leistungsschaltungsunterbrechers mit diesen stromabwärts liegenden Unterbrechern zu koordinieren ist es sehr wünschenswert, die mechanischen Charakteristiken des Unterbrechers so auszulegen, dass sein "Widerstandsstrompegel" so hoch wie möglich ist, vorzugsweise gleich dem verfügbaren Fehlerstrom von der Quelle der Versorgung.

Wenn Leistungsschaltungsunterbrecher innerhalb der Grenzen ihres Kurzschlusswiderstandsnennstromes angewandt werden, werden sie im allgemeinen ohne ein Merkmal einer sofortigen Auslösung angewandt. Diese Leistungsschaltungsunterbrecher können irgend einen verfügbaren Fehlerstrom für diese Kurzschlusszeit tolerieren und geben den stromabwärts liegenden Schaltungsunterbrechern eine weitgehende Möglichkeit, irgend einen Fehler zu beheben bzw. auszulöschen, der sich in einer der Lastleitungen entwickeln kann. Nur wenn der Fehler sofort stromabwärts lokalisiert wird, ohne einen eingreifenden Schaltungsunterbrecher, sollte der Leistungsschaltungsunterbrecher schliesslich aufspringen. Für irgend eine andere Fehlerstelle sollte der Leistungsschaltungsunterbrecher geschlossen bleiben. Somit wird ein kontinuierlicher Service für alle gespeisten Lasten beibehalten werden, die nicht direkt mit dem Fehler in Beziehung stehen. Dieses Merkmal, wo nur der Schaltungsunterbrecher direkt stromaufwärts von irgend einem Fehler öffnet, wird "selektive Koordination" oder "Selektivität" genannt.

Moderne Niederspannungsleistungsschaltungsunterbrecher werden oft mit ausreichend Energie in den Verschlussfedern ausgelegt, um bei einem mässigen Überstromzustand zu schliessen, jedoch mit nicht ausreichender Energie, um bei einem relativ grossen Fehlerstromzustand zu schliessen. Solche Schaltungsunterbrecher sind ausgelegt, um solchen Fehlerströmen zu "widerstehen", sobald sie geschlossen sind, müssen jedoch nicht bei ihnen "schliessen und verriegeln" können ("close" and "latch").

Diese Unfähigkeit, "zu schliessen und zu verriegeln" resultiert aus einem bewussten Konstruktionskompromiss zwischen der Verschlussfederenergie des Betriebsmechanismus und der daraus resultierenden Haltbarkeit und Zuverlässigkeit im Betrieb. Wenn ein solcher Schaltungsunterbrecher versucht, bei einem relativ grossen Fehlerstrom zu schliessen, wird der Verschlussvorgang normalerweise unvollständig sein, und ein Schaden kann an den trennbaren Kontakten resultieren, wenn gestattet wird, dass dieser Zustand andauert. Integrale Auslöseeinheiten, die in solchen Schaltungsunterbrechern eingebaut sind, können einen solchen Fehlerstromzustand beim Verschluss und bei der Ausgabe eines Sofortauslösesignals detektieren, wenn der Fehlerstrom eine Schwelle zum "Schliessen und Verriegeln" für den speziellen Schaltungsunterbrecher überschreitet. Dieses wichtige Merkmal des Selbstschutzes wird im Allgemeinen "Einschualtstromsicherung" (MCR = Making Current Release) genannt, und wird von vielen modernen Niederspannungsleistungsschaltungsunterbrechern eingesetzt.

Typischerweise sind die Elemente mit den Hauptkosten einer integralen Auslöseinheit die Stromsensoren (beispielsweise ein Stromsensor pro Phase), die die Phasenströme abfühlen, die durch den Schaltungsunterbrecher fliessen, und die Schaltung, die die abgefühlten Stromsignale verarbeitet, um zu bestimmen, wann und ob der Schaltungsunterbrecher ausgelöst werden sollte, um die trennbaren Kontakte zu öffnen. Die Kosten dieser Elemente sind typischerweise mehrere 100 Dollar. Sobald jedoch diese Elemente vorhanden sind, wird die MCR-Funktionalität mit minimalen zusätzlichen Kosten erreicht.

Es gibt ein Segment des Leistungsschaltungsunterbrechermarktes, welches Leistungsschaltungsunterbrecher als einfache Schalter anwendet, die keinen automatischen Überstromschutz erfordern, und somit keine Überstromauslöseeinheit. Alternativ können solche Schalter, die nicht automatische Schaltungsunterbrecher genannt werden, an Anwender verkauft werden, die es bevorzugen, ihr eigenes Überstromschutzsystem vorzusehen.

In diesem Fall ordnet der Hersteller dem nicht automatischen Schaltungsunterbrecher einen Kurzschlussnennstrom zu, der der Widerstandsfähigkeit gleich ist. Da es jedoch keine Auslöseeinheit gibt, kann die MCR-Funktion nicht vorgesehen werden, und die Unfähigkeit des Schaltungsunterbrechers, vollständig bei einem Fehlerstrom zu schliessen, der anderenfalls innerhalb seiner Kurzschlussnennleistung ist, macht ihn anfällig für falschen Gebrauch. Es wird daher wünschenswert, die MCR-Funktion durch einen anderen, jedoch weniger teueren Ansatz zu erfüllen. Entsprechend gibt es Raum zur Verbesserung.

Zusammenfassung der Erfindung

Diese Notwendigkeit und andere werden durch die Erfindung erfüllt, die auf einen nicht automatischen Leistungsschaltungsunterbrecher gerichtet ist, der den Schutz einer Einschaltstromsicherungsfunktion (MCR-Funktion) bietet, jedoch ohne die Kosten einer komplexen Multifunktionsauslöseeinheit.

Der nicht automatische Leistungsschaltungsunterbrecher weist trennbare Kontaktmittel auf, und zwar zur Bewegung zwischen einer geschlossenen Position und einer offenen Position, und Betätigungsmittel zur Bewegung der trennbaren Kontaktmittel zwischen den offenen und geschlossenen Positionen. Mittel bestimmen ein Signal mit einem ersten Zustand für die offene Position der trennbaren Kontaktmittel und mit einem zweiten Zustand, nachdem die trennbaren Kontaktmittel sich zur geschlossenen Position bewegt haben. Abfühlmittel fühlen einen elektrischen Strom ab, der durch die trennbaren Kontaktmittel läuft, und liefern ein Signal entsprechend dem elektrischen Strom. Auslösemittel setzen das Signal entsprechend dem elektrischen Strom und das Signal entsprechend den offenen und geschlossenen Position der trennbaren Kontaktmittel ein, um ein Auslösesignal zu liefern. Die Auslösemittel weisen Mittel auf, um das Auslösesignal auszuschalten, wenn das Signal der Mittel zur Bestimmung den zweiten Zustand hat. Auslösebetätigungsmittel setzen das Auslösesignal ein, um die Betätigungsmittel zu betätigen, um die trennbaren Kontaktmittel in ihre offene Position zu bewegen. Mittel versorgen die Auslösebetätigungsmittel mit dem Signal der Abfühlmittel.

Die Mittel zur Bestimmung weisen Mittel auf, die mit den Betätigungsmitteln zusammenarbeiten, um die offenen und geschlossenen Positionen der trennbaren Kontaktmittel zu bestimmen, und Schaltmittel, die durch die Mittel angetrieben werden, die mit den Betätigungsmitteln zusammenarbeiten, um das Signal mit den ersten und zweiten Zuständen zu bestimmen.

Vorzugsweise weisen die Abfühlmittel einen Stromsensor mit einem Ausgang auf, und die Mittel zur Leistungsversorgung der Auslösebetätigungsmittel weisen einen Kondensator auf, und Mittel zur Ladung des Kondensators mit der Ausgangsgrösse aus dem Stromsensor, wobei der Kondensator die Auslösebetätigungsmittel mit Leistung versorgt.

Als weitere Verfeinerung weisen die Schaltungsmittel einen Schalter auf, der eine erste Position entsprechend dem ersten Zustand und eine zweite Position entsprechend dem zweiten Zustand hat, und die Mittel, die mit den Betätigungsmitteln zusammenarbeiten, weisen Mittel zur Verzögerung der Bewegung des Schalters von der ersten Position zu seiner zweiten Position um eine vorbestimmte Zeit auf, nachdem die trennbaren Kontaktmittel sich zur ihrer geschlossenen Position bewegt haben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ein vollständiges Verständnis der Erfindung kann aus der folgenden Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels erreicht werden, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird, in denen die Figuren Folgendes darstellen:

1 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm eines nicht automatischen Niederspannungsleistungsschaltungsunterbrechers, der einen Einschaltstromsicherungsschalter (MCR-Schalter) gemäss der Erfindung einsetzt;

2 ist ein schematisches Diagramm, in erster Linie in Blockform, welches die Auslöseinheit und die assoziierten Schnittstellen der 1 veranschaulicht;

3 ist ein schematisches Diagramm, welches weiter die Auslöseeinheit und die assoziierten Schnittstellen der 1 veranschaulicht;

4 ist eine isometrische Explosionsansicht des MCR-Schalters der 1; und

5A ist eine Ansicht und 5B ist eine perspektivische Ansicht der Anordnung des Stromsensors in Bezug zu den dreiphasigen Leitern der 1, die durch diese Erfindung überwacht werden.

Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

Mit Bezug auf 1 wird ein vereinfachtes Blockdiagramm eines nicht automatischen Niederspannungsleistungsschaltungsunterbrechers 2 veranschaulicht, der eine Einschaltstromsicherungsfunktion (MCR-Funktion, MCR = Making Current Release) einsetzt. Der Schaltungsunterbrecher 2 weist trennbare Kontakte 4 auf, wie beispielsweise dreiphasige trennbare Kontakte 4A, 4B, 4C, und zwar zur Bewegung zwischen einer (nicht gezeigten) geschlossenen Position und einer offenen Position. Obwohl ein dreiphasiges Leistungsverteilungssystem für einen Niederspannungsschaltungsunterbrecher gezeigt ist, ist die Erfindung auf eine grosse Vielzahl von nicht automatischen Leistungsschaltungsunterbrechern anwendbar, die irgend eine Anzahl von Phasen einsetzen, die Neutral- und/oder Erdungsleiter aufweisen können.

Ein Betriebsmechanismus bzw. Betätigungsmechanismus 6 bewegt die trennbaren Kontakte 4 zwischen ihren offenen und geschlossenen Positionen. Der Betätigungsmechanismus 6 kann eine geeignete (nicht gezeigte) Verschlussschaltung einsetzen (beispielsweise einen Betätigungshandgriff, einen Verschlussbetätigungsmechanismus, eine Verschlussspule, um die trennbaren Kontakte 4 in die geschlossene Position zu bewegen.

Ein Abfühlmechanismus 7, wie die beispielhaften Stromsensoren oder Stromwandler 7A, 7B, 7C fühlen die Dreiphasenströme, die in den Phasenleitern 8A, 8B, 8C zwischen einer (nicht gezeigten) Leistungsquelle und einer (nicht gezeigten) Last fliessen, und gibt Signale 9A bzw. 9B bzw. 9C für den abgefühlten Strom entsprechend den drei Stromzuständen aus.

Eine Auslöseschaltung oder Auslöseinheit 10 des Schaltungsunterbrechers 2 setzt die Signale 9A, 9B, 9C für den abgefühlten Strom ein, und erzeugt ein Auslösesignal 12. Wiederum setzt ein Auslösebetätigungsmechanismus, wie beispielsweise ein niederenergetischer Auslösebetätiger 14 das Auslösesignal 12 ein, um den Betätigungsmechanismus 6 zu betätigen und die trennbaren Kontakte 4 in die offene Position zu bewegen.

Ein herkömmlicher MCR-Schalter 16 wird für die offene Position der trennbaren Kontakte 4 geschlossen und wird geöffnet, nachdem die trennbaren Kontakte 4 sich in ihre geschlossene Position bewegt haben. In dieser Weise liefert der MCR-Schalter 16 ein Signal 18 mit einem ersten Zustand für die offene Position der Trennwandkontakte 4 und mit einem zweiten Zustand, nachdem die trennbaren Kontakte 4 geschlossen sind. Wiederum setzt die Auslöseeinheit 10 die Signale 9A, 9B, 9C für den abgefühlten Strom und das Signal 18 entsprechend den offenen und geschlossenen Position der trennbaren Kontakte 4 zum Liefern des Auslösesignals 12 ein. Die Auslöseeinheit 10 weist eine Schaltung 20 auf, die das Auslösesignal 12 ausschaltet, wenn der MCR-Schalter 16 offen ist und das Signal 18 den zweiten Zustand hat.

Vorzugsweise werden drei spulengewickelte Luftkernspulen, wie beispielsweise die Spule 22 der 5, durch den Stromabfühlmechanismus 7 eingesetzt. Diese Spulen 22 sind kostengünstig und sehen eine geeignete Genauigkeit und ausreichende Leistungsausgabe bei mässigen Überstromzuständen vor, um einen Kondensator 24 zu laden (in den 2 und 3 gezeigt), der darauffolgend den niederenergetischen Auslösebetätiger 14 erregen kann. Ebenfalls setzt der nicht automatische Schaltungsunterbrecher 2 vorzugsweise eine analoge Auslöseschaltung ein, wie beispielsweise die Schaltung 44 der 3, die die Stromsignale 9A, 9B, 9C und das MCR-Schaltsignal 18 aufnimmt und das Auslösesignal 12 an den niederenergetischen Auslösebetätiger 14 ausgibt, falls passend.

Wie unten in Verbindung mit den 5A und 5B besprochen sind die beispielhaften Spulen 22 vorzugsweise benachbart zu jedem der Phasenleiter 8A, 8B, 8C angeordnet, um die Phasengegenwirkung zu minimieren. Das Ausgangsstromsignal, wie beispielsweise die Signale 9A, 9B, 9C, von jeder der Spulen 22 ist eine Spannung, die sowohl zur Grösse als auch zur Frequenz des Stromes in dem entsprechenden Phasenleiter proportional ist. Wenn die Frequenz eine bekannte Konstante ist, dann liefern die Spulen 22 vorhersagbare Ausgangsgrössen, die im allgemeinen nur von den Phasenströmen abhängig sind.

Der beispielhafte niederenergetische Auslösebetätiger 14 wird für die Auslösefunktion des Schaltungsunterbrechers 2 eingesetzt. Vorzugsweise ist die Betätigungsvorrichtung 14 kostengünstig und verwendet gespeicherte mechanische Energie in einer komprimierten Feder, die durch einen elektrisch betätigten Magnetriegel gelöst wird. In dieser Weise kann eine kleine Menge elektrischer Energie verwendet werden, um eine viel grössere Menge an mechanischer Energie auszulösen, um den Unterbrecher 2 auszulösen.

Der beispielhafte MCR-Schalter 16 sieht eine "Verschlussverzögerungsfunktion" vor, und wechselt den Zustand, wenn der Schaltungsunterbrecher 2 öffnet und schliesst. Dieser Schalter 16 wird von der Auslöseeinheit 10 eingesetzt, um einen Fehlerzustand zu erkennen, der direkt nach dem Verschluss der trennbaren Kontakte 4 erscheint, und irgend einen Strom oder Fehlerstrom zu ignorieren, der in einer vorbestimmten Zeit erscheint, nachdem der Schaltungsunterbrecher 2 geschlossen wurde. Wie unten in Verbindung mit 4 besprochen, ist der MCR-Schalter 16 vorzugsweise kostengünstig und setzt einen Mikroschalter 26 und ein Trägheitsrad 28 ein, um eine geeignet kleine Zeitverzögerung vorzusehen, wenn der Schaltungsunterbrecher 2 schliesst. In dieser Weise ist der MCR-Schalter 16 aktiv (d. h. geschlossen), wenn der Schaltungsunterbrecher 2 schliesst (Making), ist jedoch deaktiviert (d.h. geöffnet) für eine geeignete Zeit nach dem Verschluss (beispielsweise einem Bruchteil einer Sekunde). Somit arbeitet die beispielhafte Auslöseeinheit 10 wirkungsvoll (beispielsweise für ungefähr einen Bruchteil einer Sekunde) während der Zeit, nachdem die trennbaren Kontakte 4 geschlossen wurden, und vor der Zeit, zu der der MCR-Schalter 16 geöffnet wird.

2 ist ein Blockdiagramm der beispielhaften Auslöseeinheit 10. Die Stromsignale 9A, 9B, 9C für den abgefühlten Wechselstrom (AC = Alternating Current) von den Spulen 22 (5) des Stromabfühlmechanismus 7 werden durch Gleichrichter 30 gleichgerichtet. Die Ausgangsgrösse 32 der Gleichrichter 30, und somit die Signale 9A, 9B, 9C für den abgefühlten Strom werden eingesetzt, und zwar durch den Spannungsregler 36, um den Kondensator 24 auf eine geeignete Arbeitsspannung zu laden (beispielsweise im beispielhaften Ausführungsbeispiel auf ungefähr 40 Volt Gleichspannung). Beim Schwellenauslösestrom (beispielsweise 15 Mal der Nennrahmen in dem beispielhaften Ausführungsbeispiel) ist die Ladezeit des Kondensators 24 typischerweise geringer als 20 Millisekunden. Wie unten besprochen, wird die resultierende Spannung am Kondensator 24 eingesetzt, um die Auslösevorrichtung 14 mit Leistung zu versorgen.

Unter diesen Umständen, und wenn der MCR-Schalter 16 geschlossen ist (wie in 1 gezeigt), wird die maximale Spannung der Stromsensoren 7A, 7B, 7C (1) mit einem Referenzsignal verglichen, wie beispielsweise mit dem Referenzsignal 34, welches durch den Spannungsregler 36 eingestellt wird. Wenn irgend einer der drei Phasenströme den vorbestimmten Schwellenpegel überschreitet, wie von der Referenzspannung 34 eingestellt, dann wird die Ausgangsgrösse 38 des Komparators 40 eingesetzt, um den Ausgangsschalter 42 zu erregen, was die Spannung des Kondensators 24 durch die Auslösebetätigungsvorrichtung 14 auslässt und somit den Schaltungsunterbrecher 2 der 1 auslöst.

Wenn kein hoher Fehlerstrom, der die "Verschluss- und Verriegelungsschwelle" überschreitet, sofort nach dem Verschluss des Schaltungsunterbrechers 2 vorhanden ist, dann wird er vollständig schliessen. Dann wird nach der "Verschlussverzögerung" der MCR-Schalter 16 geöffnet (wie in 2 gezeigt), um den Komparator 40 auszuschalten, und somit die Auslöseeinheit 10, damit der Schaltungsunterbrecher 2, wenn er geschlossen ist, nicht bei einem darauffolgenden Fehlerereignis auslösen wird, auch wenn dieses die "Verschluss- und Verriegelschwelle" überschreitet.

Mit Bezug auf 3 wird die analoge Auslöseschaltung 44 vorzugsweise eingesetzt, um alle drei abgefühlten Stromsignale 9A, 9B, 9C zu untersuchen, das höchste Signal auszuwählen, dieses mit der Referenzspannung 34 zu vergleichen und ein Auslösesignal 45 von ausreichendem Leistungspegel zu dem Auslösebetätiger 14 auszugeben. Die Wechselstromsignale 9A, 9B, 9C werden an jeweilige Vollwellenbrückengleichrichter 30A, 30B, 30C angelegt. Die Ausgangsgrössen 46, 48 der Gleichrichter 30A, 30B, 30C werden gemeinsam an den Kondensator 23 angeschlossen.

Das Gate des Feldeffekttransistors (FET) 49 ist durch die Spannung der Zener-Diode 50 vorgespannt, wie durch den Strom eingerichtet, der durch den Widerstand 52 fliesst. Der Transistor 49 ist als Quellenfolger (Source Follower) konfiguriert, liefert eine Spannung an seiner Quelle bzw. Source 54 und über den Kondensator 24. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist die Spannung bei der Source 54 gleich der Spannung der Zener-Diode 50 abzüglich ungefähr 4 Volt. Die Source-Spannung wird dann eingesetzt, um die Spule 56 des Auslösebetätigers 14 mit Leistung zu versorgen, die zwei Komparatoren 58, 60 mit Leistung zu versorgen und ein Eingangssignal an den Komparator 58 zu liefern, welches durch den MCR-Schalter 16 gesteuert wird, und zwar zum Vergleich mit der Referenzspannung 34.

Die Referenzspannung 34 wird durch die Reihenkombination des Widerstandes 62 und der Zener-Diode 64 erzeugt, wobei diese Kombination zwischen den Ausgängen 46, 48 der Gleichrichter 30A, 30B, 30C angeschlossen ist. Die Kathode der Zener-Diode 64 sieht am Verbindungspunkt 66 die Referenzspannung 34 für den positiven Eingang des Komparators 58 und für den negativen Eingang des Komparators 60 vor. Die Reihenkombination von den zwei Widerständen 68, 70 wird eingesetzt, um die Source 54 des Transistors 49 mit dem negativen Eingang des Komparators 58 zu verbinden. Die Reihenkombination der Diode 72 und des Kondensators 74, wobei diese Kombination zwischen der Quelle bzw. Source 54 des Transistors 49 und dem Ausgang 48 der Gleichrichter 30A, 30B, 30C angeschlossen ist, wird eingesetzt, um den Kondensator 74 am Verbindungspunkt 75 zu laden. Wiederum wird die Reihenkombination des Widerstandes 76 und der Zener-Diode 78 eingerichtet, um eine Spannung an der Kathode der Zener-Diode 78 am Verbindungspunkt 80 zu entwickeln, und zwar zur Leistungsversorgung der Komparatoren 58, 60.

Der MCR-Schalter 16 ist zwischen dem Ausgang 48 der Gleichrichter 30A, 30B, 30C und dem Verbindungspunkt 82 der Reihenwiderstände 68, 70 angeschlossen. Daher ist vor dem vorbestimmten Zeitpunkt, nachdem die trennbaren Kontakte 4 der 1 geschlossen sind, der Verbindungspunkt 82 mit dem Ausgang 48 der Gleichrichter 30A, 30B, 30C verbunden, was der gemeinsame Bezug für die Auslöseschaltung 44 ist. Somit ist der negative Eingang des Komparators 58 auf der gemeinsamen Referenz bzw. dem gemeinsamen Bezugspunkt, während der positive Eingang bei der höheren Referenzspannung 34 bleibt, und daher ist der Komparatorausgang 84 hoch und der positive Eingang des Komparators 60 bleibt eingeschaltet bzw. enabled.

Anderseits ist für einen vorbestimmten Zeitpunkt nachdem die trennbaren Kontakte 4 der 1 geschlossen sind, der MCR-Schalter 16 offen, und der negative Eingang des Komparators 58 ist auf einer Spannung, die im wesentlichen durch die Zener-Spannung der Diode 50 bestimmt wird. Die Spannung wird so ausgewählt, dass sie die Zener-Spannung der Diode 64 überschreitet, so dass der Komparatorausgang 84 tief ist. Wiederum schaltet der Ausgang 84, wenn er tief ist, den positiven Eingang des Komparators 60 aus.

Der positive Eingang des Komparators 60 ist mit dem Verbindungspunkt 86 der Reihenkombination der Widerstände 88, 90 verbunden, wobei diese Kombination zwischen den Ausgängen 46, 48 der Gleichrichter 30A, 30B, 30C angeschlossen ist. Wenn der Ausgang 84 des Komparators 58 hoch ist (d.h. der MCR-Schalter 16 ist geschlossen), blockiert die Diode 92 diese hohe Spannung und gestattet, dass der Verbindungspunkt 86 dem höchsten der drei abgefühlten Stromsignale 9A, 9B, 9C folgt, und zwar wie ausgegeben durch den entsprechenden einen der jeweiligen Gleichrichter 30A, 30B, 30C, und wie von den Widerständen 88, 90 geteilt, um ein Signal 93 von der Spannung des Kondensators 23 zu liefern. In diesem Zustand kann der Komparator 60 einen ausreichend hohen Pegel des höchsten der drei abgefühlten Stromsignale 9A, 9B, 9C detektieren und den Komparatorausgang 94 auf hoch setzen. Wiederum wird diese hohe Spannung des Ausgangs 94 durch den Widerstand 96 an das Gate des FET 98 angelegt, um das Auslösesignal 45 zu erzeugen. Obwohl die beispielhafte Auslöseschaltung 44 feste Schwellen einsetzt, um eine nicht einstellbare Auslöseinheit vorzusehen, ist die Erfindung auch auf Auslöseeinheiten anwendbar, die einstellbare Schwellen einsetzen.

Wenn andererseits der Komparatorausgang 84 tief ist (d.h. der MCR-Schalter 16 ist eine vorbestimmte Zeit offen, nachdem die trennbaren Kontakte 4 geschlossen sind) ist der Verbindungspunkt 86 ein Diodenabfall unter der gemeinsamen Referenz, was unter der Referenzspannung 34 ist. Daher schaltet dies den Komparator 60 zu einem vorbestimmten Zeitpunkt ab, nachdem die trennbaren Kontakte 4 der 1 geschlossen sind, und schaltet somit das Auslösesignal 45 aus.

In dieser Weise kann der Komparator 60: (1) einen Fehlerstromzustand detektieren, der erscheint, nachdem die trennbaren Kontakte 4 für weniger als die vorbestimmte Zeit des MCR-Schalters 16 geschlossen worden sind und (2) irgend einen Strom oder Fehlerstromzustand ignorieren, der erscheint, nachdem die trennbaren Kontakte 4 für mehr als die vorbestimmte Zeit geschlossen worden sind.

Mit Bezug auf 4 stellt der beispielhafte MCR-Schalter 16 eine Schnittstelle mit einer Polwelle 100 des Betätigungsmechanismus 6 der 1 her. Wie in der Technik wohlbekannt ist, dreht sich die Polwelle 100, wenn der Betätigungsmechanismus 6 die trennbaren Kontakte 4 von der offenen in die geschlossene Position bewegt. Die Polwelle 100 hat ein Glied 102, welches daran angeordnet ist, welches normalerweise mit einem Verlängerungsstift 104 (wie er in der Zeichnung in gestrichelter Line gezeigt ist) des MCR-Schalters 16 in der offenen Position der trennbaren Kontakte 4 in Eingriff kommt.

Wie mit Bezug auf 4 zu sehen, bewegt sich das Glied 102 weg vom Stift 104, wenn die Polwelle 100 in dem Uhrzeigersinn zu ihrer geschlossenen Position hin dreht, was der geschlossenen Position der trennbaren Kontakte 4 entspricht. Dies gestattet, dass das Trägheitsrad 28 des MCR-Schalters 16 unter dem Einfluss der Torsionsfeder 108 dreht, was das Rad 28 vorspannt oder im Uhrzeigersinn dreht (mit Bezug auf 4). Wiederum kommt die Oberfläche 110 des Rades 28 ausser Eingriff mit dem Mikroschalter 26, wenn sich das Rad 28 zu der Position dreht, in der der Stift 104 in durchgezogener Linie in 4 gezeigt ist. In dieser Position ist ein flacher Teil 114 des Rades 28 ausser Eingriff mit einer (nicht gezeigten) Betätigungsvorrichtung des Mikroschalters 26, der sich, wie oben in Verbindung mit 3 besprochen, öffnet. In dieser Weise arbeitet der MCR-Schalter 16 eine vorbestimmte Zeit nachdem die trennbaren Kontakte 4 sich zur geschlossenen Position bewegen. Es wird klar sein, dass die Zeit durch entsprechende Auswahl der Trägheit des Rades 28 ausgewählt werden kann, durch Auswahl der Feder 108 und der Lage der Oberflächen 110, 114 mit Bezug auf die Betätigungsvorrichtung des Mikroschalters 26.

Später wenn die Polwelle 100 sich im Uhrzeigersinn (mit Bezug auf 4) dreht, bewegt sich das Glied 102 zu dem Stift 104 und kommt mit diesem in Eingriff, wenn die trennbaren Kontakte 4 sich öffnen. Der ausser mittig liegende Stift 104 des Rades 28 wird zur Position 116 bewegt, und dreht somit das Rad 28 um den mittleren Schwenkstift 118. Dies hält das Rad 28 an der Position, an der der Stift 104 (der in der Zeichnung in gestrichelter Linie gezeigt ist) an der Position 116 gelegen ist. Wenn das Rad 28 ausreichend gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird, kommt die Oberfläche 110 des Rades 28 mit der (nicht gezeigten) Betätigungsvorrichtung des Mikroschalters 26 in Eingriff.

In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist der Mikroschalter 26 vorzugsweise an einem Befestigungsbügel 122 durch geeignete Befestigungsmittel 124 gesichert. Wiederum ist der Bügel 122 innerhalb des Schaltungsunterbrechers 2 der 1 montiert, um einen Eingriff des Stiftes 104 durch das Glied 102 der Polwelle 100 zu gestatten.

Obwohl ein beispielhafter mechanischer Mechanismus 16 zur Bestimmung des Signals 18 der 1 offenbart wird, der einen ersten Zustand (Kontakte geschlossen) für die offene Position der trennbaren Kontakte 4 hat, und einen zweiten Zustand (Kontakte offen) für eine vorbestimmte Zeit, nachdem die Kontakte 4 sich zur geschlossenen Position bewegt haben, können andere äquivalente elektrische, elektromechanische und mechanische Mechanismen eingesetzt werden (beispielsweise ein Hilfsschalter mit einer elektrischen oder mechanischen Zeitverzögerung).

Mit Bezug auf die 5A und 5B ist der Stromsensor 7B des Stromabfühlmechanismus 7 der 1 veranschaulicht. Der Stromsensor 7B hat einen Kern 125 mit geeignet niedriger Permeabilität, der in enger Nähe zu jedem der Phasenleiter 8 angeordnet ist, wie beispielsweise dem Phasenleiter 8B der 5B. Der Stromsensor 7B hat sehr mässige Anforderungen bezüglich der Genauigkeit und des Messbereiches, und muss kein Ausgangssignal mit signifikanter Leistung innerhalb des Betriebsbereiches mit normaler Last des Schaltungsunterbrechers 2 der 1 erzeugen. Stattdessen wird ein geeignetes nützliches lineares Signal vorgesehen, wenn sehr hohe Strompegel erreicht werden. Daher ist kein Kern mit hoher Permeabilität mit einer verteilten Wicklung erforderlich. Um die Linearität bei sehr hohen Primärstrompegeln zu behalten kann tatsächlich ein Luftkernsensor, wie beispielsweise die Spule 22, vorteilhafterweise verwendet werden, wenn sie in der Nähe der Leiter 8 verwendet wird, um einen elektrischen Strom abzufühlen, der darin fliesst und durch die trennbaren Kontakte 4 der 1.

Eine kostengünstige spulengewickelte Spule 22 ist vorzugsweise in der Nähe des rechteckigen Leiters 8B angeordnet und für eine spezifische Leitergeometrie ausgelegt. Die Ausgangsgrösse der Spule 22 hängt von der Magnetfeldstärke ab, die durch den Primärstrom erzeugt wird, weiter von der Querschnittsfläche des Luftkerns 125 und von der Anzahl der Wicklungen. All jene Faktoren können in geeigneter Weise in einer spezifischen Schaltungsunterbrechergeometrie gesteuert werden. Die Ausgabe aus dem Sensor 7B für eine praktische Geometrie kann in den Bereich von einigen wenigen Volt bis mehreren zig Volt reichen, und zwar mit dem weiteren Vorteil, dass das Ausgangssignal linear ist und sich nicht sättigt.

Da der Sensor 7B im Grunde genommen die Intensität des Magnetflussfeldes an einem gegebenen Punkt im Raum abfühlen kann, kann er empfindlich für die Leitergeometrie sein, genauso wie für irgend welche benachbarten Phasenleiter oder Eisenstrukturen. Für irgend einen gegebenen Schaltungsunterbrecher ist der Sensor 7B vorzugsweise in der gleichen Position relativ zu den Leitern angeordnet, so dass die Geometrieeffekte nicht die Leistung von einer Einheit zur nächsten beeinflussen werden.

Die Sensoren 7 erzeugen eine Spannung, die proportional zur Veränderungsrate des magnetischen Flusses ist, der durch die Sensorspule 22 abgeschnitten wird, der wiederum proportional zur Veränderungsrate des Fehlerstromes in den Phasenleitern 8 ist. Für sinusförmige Ströme von bekannter Frequenz ist das Rohausgangssignal von jedem der Sensoren 7 direkt proportional zum RMS-Wert des Fehlerstromes. Diese Technik erzeugt ein Signal mit einer minimalen Zeitverzögerung, welches relativ unbeeinflusst durch den Gleichstromversetzungsstrom (DC-Versetzungsstrom) ist, der in den meisten Dreiphasenfehlern vorhanden ist.

Die Sensoren 7 weisen vorzugsweise spulengewickelte Spulen 22 auf, die nahe der assoziierten Phasenleiter 8 gelegen sind, so dass sie ein Magnetfeld erfahren, welches direkt proportional zu dem Strom ist, der in dem Leiter 8 fliesst. Ein Kernmaterial mit niedriger Permeabilität (beispielsweise ohne Einschränkung, Luft, pulverförmiges Eisen, pulverförmige Eisenkomponenten, pulverförmiger Stahl, Verbundmaterialien, die eisenförmige Verbundstoffe einsetzen, Materialien mit einer Permeabilität von weniger als 10, so dass das Ausgangssignal linear ist und sich nicht sättigt), welches die Mitte 126 der Spule 22 füllt, kann vennrendet werden, um die Signalgrösse in gewisser Weise zu steigern, um die Kerngrösse oder die Anzahl der Windungen zu reduzieren. Wenn die Achse der Spule 22 parallel zu einer langen Seite des rechteckigen Leiters 8B angeordnet ist, wie in 5A gezeigt, wird diese eine Magnetfeldintensität erfahren (beispielsweise B2), die prinzipiell aufgrund des Stromes in diesem Leiter 8B hervorgerufen wird und nur sekundär aufgrund der Ströme in den benachbarten Phasenleitern 8A und 8C (d.h. die jeweiligen Magnetfeldintensitäten B1 und B3).

Um die nützliche Spannung und Leistungsausgabe eines solchen Sensors einzuschätzen sei eine beispielhafte Luftkernspulenquerschnittsfläche von 1,0 cm2 betrachtet, welches in einem durchschnittlichen effektiven Radius von 5,0 cm liegt, und zwar mit 10000 Wicklungen einer Kupferverdrahtung Nr. 38. Ein solcher Sensor, in der Nähe eines langen geraden Leiters, würde ein Spannungssignal von ungefähr 60 Volt Wechselstrom RMS bei einem Fehlerstrom von 40 KA erzeugen. Bei einem inneren Widerstand des Sensors von ungefähr 800 &OHgr; kann ein maximaler theoretischer Leistungspegel über einem Watt in eine Last von ähnlicher Impedanz geliefert werden. Dieser Leistungspegel ist adäquat, um in zuverlässiger Weise eine durch Permanentmagneten verriegelte Auslösebetätigungsvorrichtung mit durch Federn gespeicherter Energie zu lösen, wie die beispielhafte niederenergetische Auslösevorrichtung 14 der 1.

Wenn alternativ eine grössere Leistung von der Auslösebetätigungsvorrichtung benötigt wird, dann kann die Bohrung der Sensorspule 22 mit einem zylindrischen Kern aus Eisenpulver gefüllt werden, dessen Länge gleich jener der Wicklungsspule ist. Dies wird die "effektive" Permeabilität des Kerns um einen Faktor von 2 bis 10 steigern, und somit den Signalpegel vergrössern oder die Gesamtgrösse und die Kosten des Sensors auf dem gleichen Signalpegel steigern.

Die Ausgangsgrösse des Sensors 7 ist auch abhängig von der Pfadgeometrie der Leiter B. Die Sensoren 7 sind vorzugsweise nahe einer Biegung von 90° in den Leitern 8 gelegen, wobei eine noch weiterhin bevorzugte Stelle innerhalb der Biegung anstelle ausserhalb davon ist, wie in 5B gezeigt. Dies steigert den Ausgangssignalpegel beträchtlich aufgrund des zusätzlichen Flusses, der durch das Leitersegment mit 90° erzeugt wird. Theoretisch kann sich der Flusspegel in dieser Konfiguration verdoppeln, obwohl tatsächliche experimentelle Ergebnisse eine Steigerung um einen Faktor von weniger als 50% zeigen. Für eine gegebene Strompfadgeometrie und -lage kann die Signalgrösse kalibriert werden und sollte von Unterbrecher zu Unterbrecher wiederholbar sein.

Eine Hauptfehlerquelle, die den Magnetfeldsensor 7B beeinflusst, ist seine Querempfindlichkeit auf Fehlerströme, die in den benachbarten Phasen fliessen. Durch Anordnung des Sensors 7B benachbart zu der langen Fläche des rechteckigen Leiters 8B und in der Mitte davon und benachbart zu der internen Biegung 128 von 90°, wie in 5B gezeigt, kann die Empfindlichkeit für Phasenstrom maximiert werden, während die Empfindlichkeit für benachbarte (gegenüberliegende) Phasenströme minimiert wird.

Die Genauigkeit der Sensoren 7 hängt von verschiedenen Faktoren ab, die die Anzahl der Wicklungen, die Spulenquerschnittsfläche, die Kernpermeabilität (falls nicht Luft) und die Lage relativ zum Strompfad aufweisen. Wenn alle diese Faktoren gesteuert werden, dann ist eine Wiederholbarkeit von Sensor zu Sensor von ungefähr +/–5% erreichbar. Die Querempfindlichkeit des Sensors 7 auf das Magnetfeld der benachbarten Phasenleiter kann durch seine ordnungsgemässe Positionierung minimiert werden. Flussspuren von einer idealisierten zweidimensionalen Geometrie zeigen an, dass ein Dreiphasenfehler im Vergleich zu einem Einzelphasenfehler eine andere Feldstärke beim Sensor 7 von zusätzlich 3% erzeugen könnte. Somit wird die gesamte Ungenauigkeit eines austauschbaren Stromsensors in allen Stromzuständen auf besser als +/– 10% geschätzt. Dies ist für den beispielhaften Sensor 7 adäquat.

Die Erfindung sieht die MCR-Auslösefunktion in kosteneffektiver Weise für den beispielhaften nicht automatischen Schaltungsunterbrecher 2 vor. Die beispielhafte MCR-Auslöseeinheit 10 sieht eine nützliche Zugabe zu dem nicht automatischen Schaltungsunterbrecher 2 vor, die einen solchen Unterbrecher 2 schützt, wenn er in einem Fehlerzustand geschlossen wird, der seine "Verschluss-und-Verriegelungfähigkeit" überschreitet. In dieser Weise kann der nicht automatische Schaltungsunterbrecher 2 sicher mit verfügbaren Fehlerströmen bis zu seinem vollen Kurzschlusswiderstandszeitnennstrom angewandt werden. Entsprechend spricht dieses Schutzsystem eine signifikante Schwäche von herkömmlichen nicht automatischen Schaltungsunterbrechern mit nur einer geringen Steigerung der Kosten an.

Obwohl die vorliegende Erfindung bezüglich eines Schalters beschrieben worden ist, der eine mechanische Verzögerung oder Trägheitsverzögerung vorsieht, um ein Signal auszugeben, nachdem trennbare Kontakte sich von der offenen Position in die geschlossene Position bewegen, wird offensichtlich sein, dass eine elektrische oder andere geeignete Zeitverzögerung eine äquivalente Verzögerungsfunktion vorsehen können.

Während spezielle Ausführungsbeispiele der Erfindung im Detail beschrieben worden sind, wird dem Fachmann offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Alternativen zu jenen Details im Lichte der gesamten Lehre der Offenbarung entwickelt werden könnten. Entsprechend sollen die speziellen Anordnungen nur veranschaulichend und nicht einschränkend für den Umfang der Erfindung sein, der durch die beigefügten Ansprüche definiert wird.

BEZUGSZEICHENLISTE 2 nicht automatischer Niederspannungsleistungsschaltungsunterbrecher 4 trennbare Kontakte (4A, 4B, 4C) 6 Betätigungsmechanismus 7 Abfühlmechanismus, Stromsensoren oder Stromwandler (7A, 7B, 7C) 8 Phasenleiter (8A, 8B, 8C) 9 Signale (9A, 9B, 9C) für den abgefühlten Strom 10 Auslöseeinheit 12 Auslösesignal 14 Auslösebetätigungsmechanismus oder niederenergetischer Auslösebetätiger 16 Einschaltstromsicherungsschalter (MCR-Schalter, MCR = Making Current Release) 18 Signal mit einem ersten Zustand für die offene Position der trennbaren Kontakte und mit einem zweiten Zustand, nachdem die trennbaren Kontakte geschlossen sind 20 Schaltung, die das Auslösesignal ausschaltet 22 spulengewickelte Luftkernspule 23 Kondensator 24 Kondensator 26 Mikroschalter 28 Trägheitsrad 30 Vollwellenbrückengleichrichter (30A, 30B, 30C) 32 Ausgang der Gleichrichter 34 Referenzspannung 36 Spannungsregler 38 Ausgangsgrösse bzw. Ausgang 40 Komparator 42 Ausgabeschalter 44 Analoge Auslöseschaltung 45 Auslösesignal 46 Ausgang der Gleichrichter 48 Ausgang der Gleichrichter 49 Feldeffekttransistor (FET) 50 Zener-Diode 52 Widerstand 54 Source (Quelle) 56 Spule 58 Komparator 60 Komparator 62 Widerstand 64 Zener-Diode 66 Verbindungspunkt 68 Widerstand 70 Widerstand 72 Diode 74 Kondensator 75 Verbindungspunkt 76 Widerstand 78 Zener-Diode 80 Verbindungspunkt 82 Verbindungspunkt 84 Ausgang 86 Verbindungspunkt 88 Widerstand 90 Widerstand 92 Diode 93 Signal 94 Ausgang bzw. Ausgangsgrösse 96 Widerstand 98 FET bzw. Feldeffekttransistor 100 Polwelle 102 Glied 104 Verlängerungsstift 108 Torsionsfeder 110 Eingriffsfläche 114 flacher Teil 116 Position 118 zentraler Schwenkstift 122 Befestigungsbügel 124 Befestigungsmittel 125 Kern mit niedriger Permeabilität 126 Mitte 128 innere Biegung mit 90°

Anspruch[de]
  1. Nichtautomatischer Leistungsschalter (2) (Leistungsschaltungsunterbrecher), der Folgendes aufweist:

    trennbare Kontaktmittel (4, 8) zur Bewegung zwischen einer geschlossenen Position und einer offenen Position, wobei die trennbaren Kontaktmittel (4, 8) einen elektrischen Strom hindurchfließend aufweisen können;

    Betriebsmittel (6, 100) zur Bewegung der trennbaren Kontaktmittel (4,8) zwischen der geschlossenen Position und der offenen Position; Mittel (16) zur Bestimmung eines Signals (18) mit einem ersten Zustand für die offene Position der trennbaren Kontaktmittel (4, 8) und eines zweiten Zustands nachdem sich die trennbaren Kontaktmittel (4, 8) in die geschlossenen Position bewegt haben;

    Abfühlmittel (7) zum Abfühlen des erwähnten elektrischen Stroms der trennbaren Kontaktmittel (4, 8) und zum Vorsehen eines Signals (9A, 9B, 9C) entsprechend dem elektrischen Strom;

    Auslösemittel (10), welche das erwähnte Signal (9A, 9B, 9C) entsprechend dem erwähnten elektrischen Strom verbinden und wobei das erwähnte Signal (18) den offenen und geschlossenen Positionen der trennbaren Kontaktmittel (4, 8) entspricht, um ein Auslösesignal (12) vorzusehen, wobei die Auslösemittel (10) Mittel (20) aufweisen, um das Auslösesignal (12) unwirksam zu machen, wenn das erwähnte Signal (18) der erwähnten Mittel (16) zur Bestimmung den zweiten Zustand besitzt;

    Auslösebetätigermittel (14), die das Auslösesignal (12) zur Betätigung der Betätigungsmittel (6, 100) verwenden, um die trennbaren Kontaktmittel (4, 8) in die offene Position zu bewegen; und

    Mittel (24, 30, 36) zur Leistungsversorgung der Auslösebetätigermittel (14) von dem erwähnten Signal (9A, 9B, 9C) der Abfühlmittel (7); und wobei die Mittel (16) zur Bestimmung Mittel (104, 28) aufweisen, die mit den erwähnten Betätigungs- oder Betriebsmitteln (6, 100) zusammenarbeiten, um die offenen und geschlossenen Positionen der trennbaren Kontaktmittel (4, 8) zu bestimmen, und wobei die Schaltmittel (26), angetrieben durch die erwähnten Mittel (104, 28) mit den Betriebsmitteln (6, 100) zusammenarbeiten, um zu bestimmen ob das Signal (18) die ersten oder zweiten Zustände besitzt.
  2. Nichtautomatischer Leistungsschalter (2) (Leistungsschaltungsunterbrecher) nach Anspruch 1, wobei die Abfühlmittel (7) ein Stromsensor (7A, 7B, 7C) sind, der den elektrischen Strom abfühlt und das erwähnte Signal (9A, 9B, 9C) entsprechend dem elektrischen Strom liefert.
  3. Nichtautomatischer Leistungsschalter (2) nach Anspruch 2, wobei der Stromsensor (7A, 7B, 7C) eine auf einen Spulenkörper gewickelte Spule (22) mit einem Luftkern (125) oder einem Kern (125) mit niedriger Permeabilität aufweist.
  4. Nichtautomatischer Leistungsschalter (2) nach Anspruch 2, wobei der Stromsensor (7A, 7B, 7C) eine elektrische Spule (22) ist, und zwar gewickelt um einen Kern (125) mit niedriger Permeabilität.
  5. Nichtautomatischer Leistungsschalter (2) nach Anspruch 2, wobei die trennbaren Kontaktmittel (4, 8) trennbare Kontakte (4) aufweisen und einen Stromleiter (8); und wobei der Stromsensor (7A, 7B, 7C) einen Luftkern-Stromtransformator (22) aufweist, der in der Nähe des Stromleiters (8) angeordnet ist, um den elektrischen Strom abzufühlen, der darin und durch die trennbaren Kontakte (4) fließt.
  6. Nichtautomatischer Leistungsschalter (2) nach Anspruch 1, wobei die trennbaren Kontaktmittel (4, 8) eine Vielzahl von trennbaren Kontakten (4A, 4B, 4C) aufweisen und zwar für eine Vielzahl von Phasenleitern (8A, 8B, 8C); und wobei die Abfühlmittel (7) eine Vielzahl von Stromsensoren (7A, 7B, 7C) für die Phasenleiter (8A, 8B, 8C) aufweisen, wobei jeder der Stromsensoren (7A, 7B, 7C) benachbart zu einer entsprechenden der erwähnten derartigen Phasenleiter (8A, 8B, 8C) angeordnet ist, um die Phasenwechselwirkung zu minimieren.
  7. Nichtautomatischer Leistungsschalter (2) (Leistungsschaltungsunterbrecher) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Schaltermittel (26) einen Schalter (26) aufweisen mit einer ersten Position entsprechend dem erwähnten ersten Zustand und einer zweiten Position entsprechend dem erwähnten zweiten Zustand; und wobei die Mittel (104, 28), die mit den Betriebsmitteln (6, 100) zusammenarbeiten, Mittel (28, 110, 114) zur Verzögerung der Bewegung des Schalters (26) aus der ersten Position in die zweite Position aufweisen und zwar um eine vorbestimmte Zeit, nachdem sich die trennbaren Kontaktmittel (4, 8) zu der geschlossenen Position bewegen.
  8. Nichtautomatischer Leistungsschalter (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Betriebsmittel (6, 100) eine Polwelle (100, 102) aufweisen, die sich dreht, wenn die erwähnten Betriebsmittel (6, 100) die trennbaren Kontaktmittel (4, 8) aus der offenen Position in die geschlossene Position bewegen; wobei die Mittel (104, 28), die mit den Betriebsmitteln (6, 100) zusammenarbeiten, ein Trägheitsrad (28) aufweisen, mit einem gegenüber der Mitte versetzten Stift (104) und einer Eingriffsoberfläche (110) und mit einer Feder (108) zum Vorspannen des Trägheitsrades (28) in einer Drehrichtung, wobei die Polwelle (100, 102) den Stift (104) in der offenen Position der trennbaren Kontaktmittel (4, 8) erfasst und das Trägheitsrad (28) in einer ersten Drehposition hält, wobei die Polwelle (100, 102) von dem Stift (104) dann außer Eingriff kommt, wenn sich die Polwelle (100, 102) dreht, um die trennbaren Kontaktmittel (4, 8) aus der offenen Position in die geschlossene Position zu bewegen, wobei die Feder (108) das Trägheitsrad (28) in der Drehrichtung zu einer zweiten Drehposition verdreht, und wobei die Eingriffsoberfläche (110) des Trägheitsrades (28) mit den Schaltmitteln (26) in Eingriff kommt, um das erwähnte Signal (18), das den zweiten Zustand besitzt, auszugeben und zwar eine vorbestimmte Zeit nachdem die trennbaren Kontaktmittel (4, 8) sich in die geschlossene Position bewegen.
  9. Nichtautomatischer Leistungsschalter (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die ersten und zweiten Zustände des Signals (18) den offenen und geschlossenen Positionen der trennbaren Kontaktmittel (4, 8) entsprechen und jeweils durch die Auslösemittel (10) verwendet werden zum Detektieren eines Fehlerstromzustandes, der erscheint, nachdem die trennbaren Kontaktmittel (4, 8) geschlossen sind und zwar für weniger als eine vorbestimmte Zeit, und um einen Fehlerstromzustand zu ignorieren, der auftritt nachdem die trennbaren Kontaktmittel (4, 8) für eine größere Zeit als die vorbestimmte Zeit geschlossen sind.
  10. Nichtautomatischer Leistungsschalter (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Auslösemittel (10) eine nicht einstellbare Auslöseschaltung (44) aufweisen.
Es folgen 4 Blatt Zeichnungen






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