SELECTIVE PROTECTION DEVICE

Abstract: 1. Selective protective device for the selective disconnection of consuming devices, comprising at least one main circuit breaker (14) with a first tripping characteristic and at least one circuit breaker (26), associated with a group of consuming devices, with a second tripping characteristic which lies below the first tripping characteristic, in which the main circuit breaker (14) comprises a disconnecting point in its current path, which disconnecting point is opened by a percussion armature upon the occurrence of an excess or short-circuit current and can quickly be automatically closed again when the current falls below a certain value, a summing tripping device (48) being provided which, as a function of the short-circuit current or of the opening or closing operations of the main circuit breaker (14), acts on the switch latch (50, 104/106) when a predetermined total value is reached, which switch latch (50, 104/106) finally opens the disconnecting point, using thermal and magnetic tripping devices, characterised in that the summing tripping device (48) consists of the series connection or parallel connection or series and parallel connection of a branch, forming from the line current Intg i**2 dt, and a trip coil (54; 72), disposed in a parallel branch (44) to the current path (16; 18) of the main circuit breaker (14), into which parallel branch (44) the current is at least partially switched by a change-over device (40) arranged in the current path (16; 18) upon the occurrence of a short-circuit current.

Description: Selektivschutzeinrichtung Die Erfindung betrifft eine Selektivschutzeinrichtung zur selektiven Abschaltung von Verbrauchern, gegebenenfalls mit einer vorgeschalteten Hauptsicherúng, mindestens einem mit dieser in Reihe liegenden und dieser nachgeschalteten Hauptleitungsschutzschalter mit einer ersten Auslösekenn-. linie, sowie mit mindestens einem einer Verbrauchergruppe zugeordneten Leitungsschutzschalter mit einer zweiten Auslösekennlinie, die unterhalb der ersten Auslösekennlinie liegt, wobei der Hauptleitungsschutzschalter eine Trennstelle, welche von einem Schlaganker bei Auftreten eines aber oder Kurzschlussstromes geöffnet werden kann und einen thermischen Auslöser besitzt. Für die Überstrom- und Kurzschlussabsicherung benutzt man neben Schmelzsicherungen in letzter Zeit immer häufiger Leitungsschutzschalter, welche zur Auslösung bei einem Uberstrom einen thermischen Auslöser und zur Auslösung bei einem Kurzschlussstrom einen magnetischen Auslöser besitzen. Als thermischer Auslöser wird meistens ein Bimetall ei#ngesetzt, welches sich bei Auftreten eines überstromes verbiegt, dadurch den Schaltmechanismus entklinkt und damit den Kontakthebel bzw. das bewegliche Kontaktstück vom festen Kontaktstück trennt. Dieser thermische Auslöser ist ein sogenannter verzögerter Auslöser, da er auf einen Überstrom aufgrund der Aufheizung erst nach einer gewissen Zeit anspricht. Als magnetischer Auslöser ist bekanntlich ein Magnetankersystem vorgesehen, welches praktisch unverzögert anspricht und unverzögert die Kontaktstelle öffnet bzw. das Schaltschloss entklinkt. Für einen derartigen Selbstschalter bestehen im allgemeinen mehrere Einsatzmöglichkeiten. In einem ersten Einsatzfall kann der Leitungsschutzschalter einer Vorsicherung nachgeschaltet sein, wobei seine Auslösung bei einem Kurzschluss vor dem Verbraucher so erfolgen muss, dass weder im Überstrombereich noch im Kurzschlussstrombereich die Vorsicherung anspricht. Mit den derzeit üblichen Auslösern kann man im allgemeinen erreichen, dass ein Automat gegen eine Sicherung "selektiv" ist, deren Nennstrom zwei Stufen höher ist als der des Leitungsschutzschalters. Es besteht auch die Möglichkeit (vergl. Fig. 2), den Selbstschalter bzw. den Leitungsschutzschalter als Hauptleitungsschutzschalter zwischen die Vorsicherung und eine Gruppe von nachgeordneten Leitungsschutzschaltern als Gruppenschutz, Zählersicherungsautornat oder ähnliches einzusetzen. Dann ergeben sich für diesen Schalter grundsätzliche Schwierig keiten für eine selektive Auslösung, da er nämlich schon bei Überströmen auslösen muss, die etwa dem Zehnfachen des Nennstromes entsprechen, um den ihn nachgeordneten Leitungsabschnitt im Überstrombereich zu schützen, jedoch bei Kurzschlossen im Bereich der Verbraucher nicht auslösen darf, damit die Selektivität der den Verbrauchern vorgeschalteten Schaltern gegenüber dem der Vorsicherung nachgeschalteten Schalter gewahrt bleibt. - Um dieses zu erreichen, ist bekanntgeworden (DE-OS 2 525 192), jedem Schalter eine Auslösesteuerung und eine schnelle öffnungsvorrichtung der Kontakte zuzuordnen, wobei die öffnungsvorrichtung so beschaffen ist, dass sie schnell die von dem Über strom durchflossenen Schalterkontakte auf den verschiedenen Stufen öffnet. Sie ist weiterhin so beschaffen, dass sie eine schnelle Wiedereinschaltung der Kontakte ermöglicht, wenn der Stromwert unter einen vorbestimmten Wert sinkt. Zwecks Selektivität besitzt die Auslösesteuerung einen Zähler, der die aufeinanderfolgenden öffnungs- und Schliessfolgen der Kontakte zählt und der nach einer vorbe stimmten Anzahl von Folgen die Auslösung hervorrufen kann, um so die Kontakte des entsprechenden Schalters nach der vorbestimmten Anzahl von Folgen geöffnet zu halten. Dies bedeutet, dass der Schalter, der direkt dem Verbraucher zugeordnet ist nach einer einmaligen öffnung öffnete der übergeordnete Schalter bleibt nach zweimaligem öffnen offen und der darüber geordnete Schalter nach dreimaligem öffnen und so fort. Dabei besteht das Problem, dass für die Realisierung eine rückstellbare Zählvorrichtung erforderlich ist, was bedeutet, dass man eine mechanische oder komplizierte elektronische Zählvorrichtung mit netzunabhängigem, mechanischem oder elektronischem Eneraiespeicher entwickeln und vorsehen muss. Dieser Aufwand wird insbesondere dann problematisch, wenn die Schalter sehr billig und in grossen Stückzahlen eingesetzt werden sollen. Darüberhinaus ist die in der DE-OS beschriebene Vorrichtung zunächst nur für sicherungsfreie Installationen vorgesehen. Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine wesentlich vereinfachte und verbilligte Auslösesteuerung zu schaffen, die rückstellbare Zählvorrichtungen nicht erfordert und trotzdem die gewünschte Selektivität in einer Selbstschalterkaskade ermöglicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass im Strompfad des Hauptleitungsschutzschalters eine Umschaltvorrichtung vorgesehen ist, welche bei Auftreten eines Kurzschlussstromes den Strom zumindest teilweise auf einen mit einem Magnetauslöser versehenen Parallelzweig umschaltet, und dass der Parallelzweig eine Einrichtung enthält, welche nach Durchgang eine vorgegeberen Wertes EMI4.1 den Strom durch die Spule des Magnetauslösers soweit erhöht, dass dieser ein Schaltschloss auslöst, welches die Trennstelle endgültig öffnet. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung geht dahin, dass der Umschaltvorgang der Umschaltvorrichtung von der öffnungsbewegung der Trennstelle gesteuert ist, dabei kann die Umschaltvorrichtung eine Hilfstrennstelle aufweisen, welche bei öffnen der Trennstelle von dieser angesteuert mechanisch und/oder elektrisch geöffnet wird und den Strom auf den Parallelzweig zumindest teilweise kommutiert, wobei der Parallelzweig parallel zur Hilfstrennstelle geschaltet ist. Die Hilfstrennstelle kann dabei mit der Trennstelle in Reihe liegen oder eine weitere Hilfstrennstelle kann im Parallelzweig parallel zur Hilfstrennstelle geschaltet werden, wobei bei öffnen der Trennstelle die weitere Hilfstrennstelle schliesst und bei einer Auslösung über ein Hebelgestänge sowohl die Trennstelle als auch die Hilfstrennstellen in Ausschaltstellung bewegbar sind. Als Einrichtung zur Erhöhung des Stromes in der Spule des Magnetauslösers kann im Parallelzweig in Reihe zur Spule ein NTC-Widerstand oder parallel zur Spule des Magnetauslösers und gegebenenfalls zum NTC-Widerstand ein PTC-Widerstand geschaltet sein. Es besteht auch die Möglichkeit in Reihe zur Spule einen NTC-Widerstand und parallel zur Spule und zum NTC-Widerstand einen PTC-Widerstand zu schalten. Eine weitere Ausgestaltung kann dahingehen, dass als Einrichtung zur Erhöhung des Stromes durch die Spule des Magnetauslösers parallel zur Spule des Magnetauslösers ein Thermobimetall angeordnet ist, das einen Stromweg parallel zur Hilfstrennstelle bildet, wobei am sich ausbiegenden Ende des Thermobimetalls ein Kontakt angebracht ist, der zusammen mit dem Ende der Spule eine Kontaktstelle bildet, die in stromlosem Zustand geöffnet und bei Durchfliessen eines Überstromes geschlossen ist, so dass zumindest ein Teil des Stromes dann durch die Spule zur Auslösung des Auslösers fliesst. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung kann dahingehen, dass zwei Leitungsschutzschalter nebeneinander angeordnet sind, welche jeweils einen Magnetauslöser aufweisen, deren Trennstellen miteinander in Reihe liegen, wobei parallel zu der Spule des ersten Leitungsschutzschalters ein Thermobimetall geschaltet ist, unddlss ein Zwischenteil vorgesehen ist, das die parallel zur Trennstelle des ersten Leitungsschutzschalters liegende Einrichtung zur Erhöhung des Ausschaltstromes aufweist. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen beschrieben. Anhand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden. Insbesondere soll anhand der Zeichnung die Wirkungsweise der Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt Fig. 1 ein Durchlassdiagramm für eine erfindungs gemässe Anordnung, Fig. 2 die Anordnung eines Selbstschalterkaskaden Netzes, Fig. 3 eine Prinzipskizze er erfindungsgemässen Ausgestaltung, Fig. 4a verschiedene Varianten eines Bauteiles bis 4d der Anordnung nach Fig. 3, Fig. 5a, weitere Varianten verschiedener Ausge 5b und c staltungen, Fig. 6 die elektrische Schaltung in einem Hauptleitungsschutzschalter gemäss der Efindung, Erfindung, Fig. 7 ein Detail in vergrösserter und heraus gezogener Darstellung und Fig. 8 eine weitere Ausgestaltung der Erfindung; Es sei zunächst Bezug genommen auf die Figur 2. Man erkennt einen Netztransformator 10, dem eine Vorsicherung 12 sowie ein Hauptleitungsschutzschalter 14 nachgeschaltet sind. Die elektrische Leitung, in der sich die drei Bauelemente befinden und die mit der Bezugsziffer 16 bezeichnet ist, verzweigt sich am Punkt 18 zur Stromkreisverteilung in einen ersten Zweig 20 und einen zweiten Zweig 22, wobei dem ersten Zweig 20 ein Leitungsschutzschalter 26 und ein Verbraucher 28 und im zweiten Zweig 22 ein Leitungsschutzschalter 30 und ein-Verbraucher 32 angeordnet sind. Wenn man als Hauptleitungsschutzschalter eine Ausführung nach der Erfindung verwendet, dann erhält man eine Durchlasskennlinie, wie sie in der Fig. 1 dargestellt ist. Man erkennt in der Fig. 1 folgende Kurven: Mit K12 ist die Kennlinie der Sicherung 12, mit K14 die Kennlinie des Hatptleitungsschutzschalters 14 und mit K26 die des Leitungschutzschalters 26 bezeichnet, wobei die Kennlinie des Leitungsschutzschalters 30 der Linie K26 gleicht. Die Kennlinie K26 des Leitungsschutzschalters 26 für sich betrachtet, der ein Thermobimetall und einen magnetischen Auslöser besitzt, setzt sich zusammen aus der Kennlinie des Thermobimetalles K26T und der Kennlinie des magnetischen Auslösers K26MA. Im Bereich zwischen I = 0 und I = I. spricht ausschliesslich das Thermobimetall an, da hier lediglich ein Überstrom auftritt; bei einem Strom grösser als IMA26 am Leitungsschutzschalter 26 spricht der magnetische Auslöser an. Die Kennlinie K14 , die vorläufig nur für sich betrachtet wird, setzt sich zusammen aus einem dem Thermobimetall des Hauptleitungsschutzschalters 14 zugeordneten Bereich Kl4T und einem Bereich K14A, der dem Magnetauslöser bzw. dem magnetischen Auslöser des Hauptleitungsschutzschalters zugeordnet ist. Im Bereich-von I = O bis I = IMA14 wirkt der thermische Auslöser des Leitungsschutzschalters 14 und im Bereich I grösser als IMA14 der magnetische Auslöser, der allerdings erst wirksam wird, wenn EMI8.1 überschritten worden ist. Der Bereich KMA 14 verläuft annähernd horizontal, wohingegen der weitere Bereich, wie weiter unten näher erläutert wird, ähnlich wie der Bereich w26 einem gekrümmten' Verlauf folgt. Soweit zum prinzipiellen Verständnis der drei Kurven. Es sei nun wieder Bezug genommen auf die Fig. 2. Es sollen nun folgende drei Fälle betrachtet werden: 1. Im Bereich A tritt ein Kurzschluss auf. Dann fliesst der Strom durch den Transformator 10, die Vorsicherung 12, den Leitungsschutzschalter 14 und den Leitungsschutzschalter 26. Ist der Strom kleiner noch als IMA26 dann spricht lediglich das Thermobimetall des Leitungsschutzschalters 26 an und löst aus ohne dass die Sicherung 12 anspricht und ohne das der Leitungsschutzschalter 14 auslöst. Liegt der Strom zwischen den Werten IMA26 und IMA14, SO spricht der Magnetauslöser des Leitungsschutzschalters 26 an und löst aus, ohne dass die Sicherung 12 und der Leitungsschutzschalter 14 ansprechen. Liegt der Strom oberhalb Im14" SO spricht ebenfalls der Magnetauslöser des Leitungsschutzschalters 26 an und löst diesen aus. Der Leitungsschutzschalter 14 öffnet zwar kurzzeitig unter der Einwirkung des Kurzschlussstromes, fällt aber nach Abschalten des Stromes durch den Leitungsschutzschalter 26 wieder in den geschlossenen Zustand zurück. Dabei wird die strombegrenzende Wirkung des Leitungsschützschalters 26 durch die in dem Leitungsschutzschalter 14 aufgebaute Bogenspannung unterstützt, so dass sich eine Durchlasskennlinie ergibt, die doppelt gezeichnet mit K26 + K14 bezeichnet ist. 2. Sowie ein Kurzschluss am Punkt B auftritt, fliesst der Strom lediglich durch die Vorsicherung 12 und den Leitungsschutzschalter 14 hindurch. Im Bereich zwischen I = 0 und I = IMA14 löst das Bimetall des Leitungsschutzschalter 14 aus, im Bereich darüber kann dagegen der magnetische Auslöser gemäss der Durchlasskennlinie K14 erst auslösen, nachdem ein Stromquadratintegral durch den Schalter hindurchgeflossen ist, welches grösser ist als Q14. Aufgrund der erfindungsgemässen Anordnung kann nämlich der Leitungsschutzschalter 14 kurzunterbrechend öffnen und wegen der besonderen Ausgestaltung wieder auf Kurzschluss schliessen, und dieses Spiel solange wiederholen, bis das Stronquadrátintegral Q14 überschritten ist. Erst dann kann erfindungsgemäss der Auslöser des Leitungsschutzschalters 14 ansprechen und diesen Schalter endgültig unterbrechen. 3. Befindet sich der Kurzschluss bei Punkt C, also zwischen der Vorsicherung und dem Hauptleitungsschutzschalter 14, dann löst ausschliesslich die Sicherung 12 aus. Für den Fall Punkt 2 sind noch folgende Bedingungen zu beachten, die durch die erfindungsgemässe Anordnung realisiert werden. Der bis zur Auslösung des Leitungsschutzschalters 14 durchgelassene EMI9.1 dt - Wert = Q14 darf nicht zum Ansprechen der Vorsicherung 72 führen, was dadurch erreicht wird, dass der Wert Q14 unterhalb der Kennlinie der Sicherung liegt. Weiterhin darf der Leitungsschutzschalter auch durch die mehrfache Wiedereinschaltung nicht überlastet und beschädigt werden. Die Figur 3 zeigt den Hauptstrompfad 16, in dem sich eine Umschalteinrichtung 40 sowie die Haupttrennstelle 42 des Leitungsschutzschalters 14 befindet. An die Umschaltvorrichtung 40 ist ein Parallelzweig 44 angeschlossen, der zwischen der Umschaltvorrichtung 40 und der Trennstelle in den Hauptstrompfad einmündet. In diesem Parallelzweig ist ein Vorwiderstand 46 sowie eine Auslöseeinrichtung 48 eingeschaltet, welche auf ein Schaltschloss 50 einwirkt, das die öffnung der Trennstelle 42 über die Wirkungslinie 52 bewirkt. Die Auslöseeinrichtung 48 ist in der Figur 4a, 4b, c und d dargestellt. Sie besteht aus einer üblichen Auslösespule 54 mit einem nicht dargestellten Auslösestift, der auf das Schaltschloss 50 einwirkt sowie in Reihe zu ihr einem NTC-Widerstand 56. Man kann parallel zur Spule 54 auch einen PTC-Widerstand 58 (vergl. Fig. 4b > schalten oder man kann parallel zur Spule 54 einen PTC-Widerstand und in Reihe mit der Spule einen NTC-Widerstand 56 schalten (vergl. Fig. 4c > . Die Offnungsbewegung der Trennstelle 42 steuert über die Wirkungslinie 60 die Umschaltung der Umschaltvorrichtung derart, dass zumindest ein Teil des Stromes auf den Parallelzweig 44 geschaltet wird, wenn die Trennstelle 42 öffnet. Die Umschaltvorrichtung 40 wird also bei Auftreten eines Kurzschlussstromes und damit bei öffnen der Trennstelle 42 den Strom auf die Aislöseeinrichtung 48 kommutieren, wobei wegen der Wirkung der Widerstände 56 bzw. 58 Fig. a, b und c erst nach Durchgang eines bestimmten EMI10.1 dt - Wertes aufgrund der Widerstandsänderungen der Strom durch die Auslösespule 54 soweit erhöht wird, dass eine Auslösung möglich ist. Mit anderen Worten: Durch Vorsehen der einzelnen stromveränderlichen Widerstände 56, 58 erzielt man eine Veränderung der Auslösekennlinie K14 dahin, dass der untere spitze Bereich ( ...... - gezeichnet) abgeschnitten und durch den horizontalen Bereich K14MA ersetzt wird. In diesem Bereich kann der magnetische Auslöser erst dann auslösen, wenn ein bestimmter Wert EMI10.2 dt durch den jeweiligen Widerstand hindurchgeflossen ist und diesen soweit erwärmt hat, dass sich sein Widerstandwert in geeigneter Weise ändert und den Strom ausreichend stark auf die zugehörige Spule kommutiert. Dann erst löst der magnetische Auslöser aus. Im Falle der Fig. 4a erfolgt die Stromerhöhung der Auslösespule 54 dadurch, dass der NTC-Widerstand 56 aufgrund einer Aufheizung genügend niederohmig#wird und dadurch der Strom fluss durch die Spule erhöht wird. Im Falle der Fig. 4b erfoigt sie dadurch, dass der PTC-Widerstand 56 durch Aufheizen genügend hochohmig wird und damit den Strom in die Spule kommutiert. Im Falle Fig. 4c werden beide Effekte miteinander kombiniert. Die widerstandändernde Wirkung der PTC- bzw. NTC-Widerstände lässt sich nach Fig. 4d auch durch ein Bimetall 53 erreichen,an dessen einem, freiem Ende ein Kontakt 55 angebracht ist, der mit einem Festkontakt 57 zusammenwirkt. Im Falle der Fig. 4d biegt sich das Bimetall 53 aus und öffnet die Kontaktstelle bei 55 und 57; man kann die Schaltung auch so ausbilden, dass sich das Bimetall 53 ausbiegt und eine Kontaktstelle schliesst (nicht dargestellt). Die Umschaltvorrichtung 40 ist nun vom Prinzip her so ausgebildet, wie in den Figuren 5a, b, c dargestellt. Bei den Figuren 5a und b dient. als Umschaltvorrichtung eine Hilfskontaktstelle 61, wobei bei 5a die Auslösevorrichtung 48 der Hilfskontaktstelle 61 parallel geschaltet ist und bei der Ausführung nach Fig. 5b eine schliessende Hilfskontaktstelle 62 (im folgenden werden die Hilfkontaktstelle als auch Hilfstrennstellen bezeichnet), die in Reihe zur Auslöseeinrichtung 48 geschaltet ist, wobei die Reihenschaltung aus Auslösevorrichtung bzw. Auslöseeinrichtung 48 und Hilfstrennstelle 62 der Hilfstrennstelle 61 parallel geschaltet ist. Die Wirkverbindung zwischen der Haupttrennstelle 42 und der Hilfstrennstelle 62 kann mechanisch, in geeigneter hier nicht weiter darzustellender Weise erfolgen. Sowie die Haupttrennstelle durch einfaches öffnen mittels eines Schlag ankers geöffnet wird# schliesst sich gleichzeitig auch die Hilfstrennstelle 62, wodurch ein Teil des Stromes auf die Auslöseeinrichtung 48 kommutiert wird (Fig. Sb). Die mechanische Verkoppelung der Haupttrennstelle 42 und der Hilfstrennstelle 62 ist so beschaffen, dass nach Auslösung des Schaltschlosses 50 sowohl die Haupttrennstelle 42 als auch die Hilfstrennstelle 62 geöffnet werden im Gegensatz reinen öffnung. Dies kann beispielsweise mit einer zusätzlichen Hebeleinrichtung bewirkt werden (nicht weiter dargestellt), auf die das Schaltschloss einwirkt. In der Figur 5c wird die Umschaltvorrichtung 40 praktisch dadurch realisiert, dass man eines der Löschbleche des Lichtbogenlöschblechpaketes 64, welches der Trennstelle 42 zugeordnet ist, anzapft und beim Ausschalten den Lichtbogenstrom ausnutzt. Nachdem die Trennstelle 42 geöffnet worden ist, kommutiert der Lichtbogenstrom zumindest teilweise auf die Auslöseeinrichtung 48; sowie nach zwei- oder eventuell auch mehrmaligem Auslösen bzw. öffnen des Kontaktes und Stromfluss durch die Auslöseeinrichtung der Durchlasswert Q EMI12.1 i2 . dt) erreicht wird, löst die Auslöseeinrichtung 48 das Schaltschloss 50 endgültig aus und die Trennstellen bleiben offen. Weitere spezielle Schaltungsanordnungen, die -sich aus den bisher dargestellten Elementen aufbauen lassen, sind in den Figuren 6 bis 8 dargestellt. Man erkennt in der Figur 6 die Haupttrennstelle 42, die über die Wirklinie 60 mit der die Umschaltvorrichtung 40 der Fig. 3 bildenden Hilfstrennstelle 61 verbunden ist. Die Haupttrennstelle 42 und die Hilfstrennstelle 61 werden von einem Schlagankersystem 70 geöffnet, von dem lediglich die Spule eingezeichnet ist. Parallel zur Hilfstrennstelle 61 ist der Parallelzweig 44 geschaltet, in dem sich der Vorwiderstand 46 befindet, der in der Ausgestaltung nach der Figur 6 als PTC-Widerstand ausgebildet ist. Die Auslöseeinrichtung 48 besitzt eine Auslösespule 72 und parallel zur Auslösespule ein Thermobimetall 76. Das Thermobimetall ist am Punkt 78 ortsfest eingespannt und kann sich unter der Wirkung eines Stromes in Pfeilrichtung F verbiegen. Das freie Ende des Thermobimetalls 76 ist als Kontaktstelle 79 ausgebildet, welches mit dem ebenfalls als Kontaktstelle 80 ausgebildeten freien Ende 82 der Spule 72 zusammenwirken kann (vergl. die strichlierte Linie 84 in der Fig. 6). Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgende: Aufgrund eines Kurzschlussstromes im Bereich A öffnet die Trennstelle 42 zusammen mit der Trennstelle 61 und dem Leitungsschutzschalter 26, um letzteren strombegrenzend zu unterstützen. Sowie der Leitungsschutzschalter 26 ausgeschaltet hat, steht am Leitungsschutzschalter 16 {Anordnung nach Fig. 6) kein StrQm mehr an und nachdem die Trennstellen 42 und 61 wieder geschlossen haben, wird kein Kurzschlussstrom mehr registriert und der Schalter 14, d.h. die Trennstellen 42 und 61 bleiben geschlossen. Während der öffnungszeit ist schon ein gewisser Teil des Stromes über den Hauptstrompfad auf den Nebenstrompfad 44 kommutiert worden. Dieser hat das Bimetall 76 erwärmt, aber noch nicht soweit, dass es den Kontakt 80 berührt und die Auslösespule 72 einschalten kann. Wenn bei einem Kurzschluss im Bereich Bereich B der Kurzschlussstrom noch ansteht, schalten die Trennstellen 42 und 61 nach einer ersten öffnung auf den Kurzschlussstrom wieder auf und die Trennstellen 42 und 61 werden nochmals geöffnet, so dass der Strom zumindest teilweise wiederum über das Bimetall 76 fliessen muss. Das noch warme bzw. erwärmte Bimetall erwärmt und verbiegt sich weiter bis es die Kontakte 79 und 80 schliesst. Ein Teil des Stromes im Neben- bzw. Parallelzweig fliesst jetzt über die Auslösespule 72, so dass hierdurch das Schaltschloss 50 entklinkt wird und die endgültige öffnung der Trennstelle 42 bewirkt. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, dass sich dieser Vorgang erst nach mehrmaligem öffnen der Trennstellen 42 und 61 ergibt. Es kommt nur darauf an, dass das Bimetall 76, das auf einen bestimmten Durchlasswert ausgelegt ist, bei Erreichen dieses Durchlasswertes die Auslösespule 72 sich in den Nebenschlusskreis 44 einschaltet. Der Vorwiderstand 46, der hier vorteilhafterweise als PTC-Widerstand ausgelegt ist, dient der Strombegrenzung im Parallelzweig 44 und dem Schutz des empfindlichen Bimetalles 76 vor Überlastung, da der Vorwiderstand 46 aufgrund des Einflusses der Stromwärme seinen Widerstandwert erhöht. Um gegebenenfalls das Ausbiegen des Thermobimetalles 76 bei kleinen Kurzschlussströmen zu verzögern, kann eine Verzögerungsamasse 86 vorgesehen sein (vergl. Fig. 7). Um das Ausbiegen bei hohen Kurzschlussströmen zu beschleunigen, kann diese Masse im Falle der Ausgestaltung nach Fig. 7 aus Weicheisen bestehen. Dann ist in den Hauptstrompfad, der mit 18 bezeichnet ist, ein Weicheisenjoch 88 eingeschaltet, das bei sehr hohen Kurzschlussströmen die Umschaltung bzw. thermische Verbiegung des Bimetalles und damit des Schliessen der Kontakte 78 und 90 magnetisch beschleunigt, so dass bereits nach einem einmaligen öffnungsvorgang der Tennstellen 42 und 61 das Schaltschloss 50 entklinkt wird. Eine weitere Ausgestaltung ist in der Figur 8 dargestellt. Man erkennt wieder den Hauptstrompfad 18, in den zwei in Reihe geschaltete Trennstellen 90 und 92 eingeschaltet sind. Weiterhin befinden sich im Hauptstrompfad 18 eine erste Spule 94 und eine zweite Spule 96, die über je einen als Wirklinie 98 bzw. 100 eingezeichneten Schlaganker jeweils auf die Kontaktstellen bzw. Trennstellen 90 bzw. 92 einwirken. Parallel zur Trennstelle 92 ist wieder die Auslöseeinrichtung 48 geschaltet, die in der Form ausgebildet ist, die der Ausführung nach Fig. 6 ähnlich ist. Zusätzlich ist parallel zu der Spule 96 ein auf den Nennstrom abgestimmtes Thermobimetall 102 geschaltet, das auch in Reihe zur Spule 94 geschaltet sein kann (hier allerdings nicht), welches auf ein erstes Schaltschloss 104 einwirkt. Auf dieses erste Schaltschloss wirkt gleichzeitig auch die Spule 72 einer Anordnung nach der Fig. 4b ein. Im Vergleich zur Darstellung nach der Fig. 4b ist der PTC-Widerstand in der Fig. 8, der parallel zur Spule 72 liegt, wieder mit der Bezugsziffer 74 bezeichnet, um die Ähnlichkeiten darzustellen. Ein in Reihe mit der Spule liegender PTC-Widerstand besitzt die Bezugsziffer 46 und der Nebenzweig die Bezugsziffer 44. Die Schaltungsanordnung nach der Fig. 8 besitzt ein weiteres Schaltschloss 106, welches mit dem Schaltschloss 104 mechanisch gekoppelt ist und auf die Trennstelle 90 (über die Wirklinie 108) und 92 (über die Wirklinie 110 bzw. 112) einwirken kann. Im kalten Zustand ist der PTC-Widerstand 74 niederohmig gegenüber der Spule 72, so dass er den überwiegenden Teil des Gesamtnebenschlussstromes IN führt, wenn der Kontakt bzw. die Trennstelle 92 geöffnet hat. Sobald der Widerstand 74 ausreichend aufgeheizt ist (gegebenenfalls nach mehrmaligem Wiedereinschalten der Trennstellen 92 und ggf. auch 90), wird er hochohmig, so dass ein ausreichender Strom über die Spule 72 fliessen kann, so dass diese anspricht, die Schaltschlösser 104 und 106 auslöst und eine weitere Aufheizung des Widerstandes 74 vermeidet. Man erkennt die beiden Trennstellen 90 und 92. Während die Trennstelle 92 praktisch als Umschaltvorrichtung wirkt, hat die Trennstelle 90 die Aufgabe, stromunterbrechend und - besonders wichtig - strombegrenzend zu öffnen. Im Falle einer Auslösung muss die Trennstelle mitöffnen und, ausgelöst durch das Schaltschloss 106, offenbleiben, um den Strom, der bei offener Trennstelle 92 noch über die Spule 72 fliesst, abzuschalten. Ganz allgemein ist die Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 8 die folgende: Im Falle eines normalen Überstromes im Bereich I = 0 bis I = I MA14 tergl. Fig. 1) löst das thermische Auslöseelement, d.h. das Thermobimetall 102 aus. Sowie ein Kurzschlussstrom im Bereich B auftritt, der grösser ist als IMA14, läuft der Auslösevorgang in der Weise ab, wie oben beschrieben. Die Trennstelle 92 öffnet (gegebenenfalls mehrmals) und kommutiert den Strom auf den Nebenzweig 44. Sowie nach ein--oder mehrmaligem öffnen der Widerstand 74 (ein PTC-Widerstand gleich dem Widerstand 58 der Fig. b) und auch der Widerstand 46 (ein NTC-Widerstand gleich dem Widerstand 58 der Fig. 4a) infolge Erreichen eines Wertes Q14 = EMI16.1 dt ausreichend heiss sind und damit ihren Widerstandwert entsprechend geändert haben, spricht der Auslöser (Spule 72) an und wirkt auf das Schaltschloss 104 zur endgültigen öffnung der Trennstelle 92 und damit auf das Schaltschloss 106 zur endgültigen öffnung der Trennstelle 90. Dieser Vorgang läuft dann ab, wenn der Kurzschlussstrom in dem Bereich liegt, der durch die horizontale Linie K14MA begrenzt wird. Bei höheren Kurzschlussströmen lösen die Auslöser 96 und 94 praktisch sofort. Findet ein Kurzschluss im Bereich A statt, so wird dieser durch den Leitungsschutzschalter 26 unterbrochen, bevor die Auslösevorrichgung anspricht. Wenn ein Kurzschlussstrom im Bereich B auftritt, der grösser ist als IM14, läuft der Auslösevorgang in der Weise ab, wie oben beschrieben. Die Anordnung der Fig. 8 kann praktisch in drei Teile unterteilt werden. Man erkennt insgesamt drei eingerahmte Elemente, einen strichlierten I, einen strichpunktierten III und einen Teil II .. -- Linierung. Der strichlierte Teil ist mit I bezeichnet und bildet praktisch einen ersten Leitungsschutzschalterautomat mit Thermobimetall, während der eingerahmte Teil einen zweiten Leitungsschutzschalterautomat ohne Thermobimetall bildet und mit II bezeichnet ist. Der strichpunktierte Teilbereich III ist als Zwischenteil anzusehen, der der Auslöseeinrichtung 48 (vergl. Fig. 3) entspricht. Nachzutragen ist, dass der horizontale Bereich (Q 14l; K14A) nur im sogenannten idealen Fall so verläuft, ähnlich wie die nach unten weisenden Spitzen bei IMA26. In der Wirklichkeit verlaufen die Kurven etwas abgerundeter, wobei allerdings bei K14 ein deutlich flacherer Bereich vorhanden ist als bei K26. Zu Fig. 6 ist noch kurz auszuführen, dass das freie Ende des Thermobimetalles 76, also im Bereich des Kontaktes 79, mit der Leitung des Parallelzweiges 44 mittels einer Litze 77 verbunden ist, damit sich das Bimetall 76 ungehindert bewegen kann.

Claims: Ansprüche 1. Selektivschutzeinrichtung zur selektiven Abschäl- tung von Verbrauchern, gegebenenfalls mit einer vorgeschalteten Hauptsicherung, mindestens einem mit dieser in Reihe liegenden und dieser nachgeschalteten Hauptleitungsschutzschalter mit einer ersten Auslösekennlinie, sowie mit mindestens einem einer Verbrauchergruppe zugeordneten Leitungsschutzschalter mit einer zweiten Auslösekennlinie, die unterhalb der ersten Auslösekennlinie liegt,-wobei der Hauptleitungsschutzschalter in seinem Strompfad eine Trennstelle besitzt, welche von einem Schlaganker bei Auftreten eines Über- oder Kurzschlussstromes geöffnet werden kann, wobei der Hauptleitungsschutzschalter auch einen thermischen Auslöser h besitzt, dadurch ekennzeichnet, dass im Strompfad (18) des Hauptleitungsschutzschalters (14) eine Umschaltvorrichtung(40) vorgesehen ist, welche bei Auftreten eines Kurzschlussstromes den Strom zumindest teilweise auf einen mit einem Magnetaus löser ¯versehenen Parallelzweig (44) umschaltet, und dass der Parallelzweig eine Einrichtung (48) enthält, welche nach Durchgang eines vorgegebenen Wertes EMI18.1 den Strom durch die Spule des Magnetauslösers soweit erhöht, dass dieser ein Schaltschloss (50) auslöst, welches die Trennstelle endgültig öffnet. 2. Selektivschutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Umschaltvorgang der Umschaltvorrichtung (40) von der öffnungsbewegung der Trennstelle (42) gesteuert ist. 3. Selektivschutzeinrichtung nach Anspruch 2, dadzrch gekennzeichnet, dass die Umschaltvorrichtung (40) eine Hilfstrennstelle (61) aufweist, welche bei öffnen der Trennstelle (42) von dieser angesteuert mechanisch und/oder elektrisch geöffnet wird und den Strom auf den Parallelzweig zumindest teilweise kommutiert, wobei der Parallelzweig parallel zur Hilfstrennstelle geschaltet ist (Fig.Sa). 4. Selektivschutzeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfstrennstelle (61) in Reihe mit der Trennstelle (42) liegt. 5. Selektivschutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Parallelzweig (44) parallel zur Hilfstrennstelle (61) geschaltet und eine weitere Hilfstrennstelle (62) im Parallelzweig angeordnet ist, wobei bei öffnen der Hilfstrennstelle die weitere Hilfstrennstelle schliesst und bei einer Auslösung über ein Hebelgestänge sowohl die Trennstelle als auch die Hilfstrennstellen in Ausschaltstellung bewegbar sind. 6. Selektivschutzeinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Parallelzweig (44) mit einem Ende an einem die Lichtbogenlöschbleche (64) des Hauptleitungsschutzschalters (14) angeschlossen ist. 7. Selektivschutzeinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Einrichtung zur Erhöhung des Stromes durch die Spule (54) des Magnetauslösers im Parallel zweig (44) in Reihe zur Spule ein NTC-Widerstand geschaltet ist. 8. Selektivschutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Einrichtung zur Erhöhung des Stromes durch die Spule (54) des Magnetauslösers im Parallelzweig parallel zur Spule des Magnetauslösers und gegebenenfalls zum NTC-Widerstand (56) ein PTC-Widerstand (58) geschaltet ist. 9. Selektivschutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Einrichtung zur Erhöhung des Stromes durch die Spule (54) des Magnetauslösers parallel zur Spule des Magnetauslösers ein Thermobimetall (53) angeordnet ist, das einen Stromweg parallel zur Hilfstrennstelle bildet, wobei am sich ausbiegenden Ende des Thermobimetalles ein Kontakt (55)- angebracht ist, der zusammen mit dem Ende der Spule (54) eine Kontakt stelle (55,57) bildet, die in stromlosem Zustand geöffnet und bei Durchfliessen eines Überstromes geschlossen ist, so dass zumindest ein Teil des Stromes dann durch die Spule zur Auslösung des Auslösers (50) fliesst. 10. Selektivschutzeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verzögerung der öffnungsbewegung des Thermobimetalles (76) an diesem eine Verzögerungs masse¯(86) angebracht ist. 11. Selektivschutzeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beschleunigung des Auslösevorganges bei sehr hohen Kurzschlussströmen die Verzögerungsmasse (86) auch Weicheisen hergestellt ist und sich im Anziehungs bereich eines vom Strom des Hauptstrompfades (18) durchflossenen Eisenjoches (88) befindet. 12. Selektivschutzeinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Leitungsschutzschalter (I,II) nebeneinander angeordnet sind, welche jeweils einen Magnetauslöser aufweisen, und deren Trennstellen (92,90) miteinander in Reihe liegen, wobei parallel zu der Spule (96) des ersten Leitungsschutzschalters eine Thermobimetall (102) geschaltet ist, und dass ein Zwischenteil vorgesehen ist, das die parallel zur Trennstelle des ersten Leitungsschutzschalters (I) liegende Einrichtung zur Erhöhung des Ausschaltstromes aufweist.

Inventors: GREEFE, KLAUS, DIPL.-ING., NIEMEYER, LUTZ, DR.
Applicants: BROWN, BOVERI & CIE AKTIENGESELLSCHAFT MANNHEIM
Application year: 1979
Main classification: H01H75
IPC codes: H01H71