DE19529385C2

DE19529385C2 - Elektrischer Schalter

Info

Publication number: DE19529385C2
Application number: DE1995129385
Authority: DE
Inventors: Karl Bernauer; Gerhard Moessner; Heinz Popa
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB Patent GmbH
Priority date: 1995-08-10
Filing date: 1995-08-10
Publication date: 1999-12-30
Anticipated expiration: 2015-08-11
Also published as: DE19529385A1

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter nach dem Oberbegriff des Anspru ches 1.

Elektrische Schaltgeräte der eingangs genannten Art, insbesondere Leitungsschutz schalter, die z. B. aus der DE 38 25 443 A1 bekannt geworden sind, besitzen häufig Anzeigeelemente, die dem beweglichen Kontaktstück zugeordnet und mit diesem gekoppelt sind und sich bei einer Ausschalthandlung mit diesem zusammen in eine Ausschaltstellung bewegen. Die Ausschaltstellung wird dadurch optisch signalisiert.

Eine andere Art der optischen Signalisierung der Ein- oder Ausschaltstellung erfolgt durch die Stellung des beweglichen Schaltknebels, mit dem der Schalter manuell ge schaltet werden kann. Allerdings besteht bei dieser Art der Signalisierung das Problem, daß im Falle einer Auslösung beispielsweise durch das Thermobimetall der Kontakthe bel zwar in Ausschaltstellung bewegt wird, in den seltenen Fällen eines Verschweißens der Kontaktstücke jedoch der Schalter nach wie vor in Einschaltstellung bleibt.

Eine Möglichkeit zur Fernanzeige der Schaltstellung des Schaltgerätes bietet sich dann, wenn dem Schaltgerät ein Hilfsschalter zugeordnet ist, dessen Kontaktstücke mit dem beweglichen Kontaktstück des Schaltgerätes gekoppelt sind; wenn das bewegli che Kontaktstück in Ausschaltstellung gelangt, bewegt sich auch der Hilfsschalter in eine bestimmte Stellung, in der ein Stromkreis geschlossen wird, der der Anzeige der Schaltstellung dient.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Anordnung noch weiter zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.

Mit der Erfindung wird sicher angezeigt, ob das bewegliche Kontaktstück sich in Aus schalt- oder Einschaltstellung befindet.

Dabei können drei Arten von Sensoren verwendet werden:

Gemäß Anspruch 2 kann im Bereich der Ausschaltstellung des beweglichen Kontakt stückes ein induktiver Sensor vorgesehen sein, der so bemessen ist, daß er bei Errei chen der Ausschaltstellung des beweglichen Kontaktstückes ein Signal abgibt. Als in duktiver Sensor kann beispielsweise ein Hall-Element vorgesehen sein.

Anstatt eines induktiven Sensors kann auch ein kapazitiver Sensor verwendet werden, der so bemessen ist, daß er bei Erreichen der Ausschaltstellung des beweglichen Kontaktstückes ein Signal abgibt.

Insbesondere der kapazitive Sensor kann dadurch gebildet sein, daß zwei beidseitig zur Lichtbogenlöschkammer lediglich im Bereich der Ausschaltstellung des bewegli chen Kontaktstückes je eine Elektrode vorgesehen ist, die miteinander den kapazitiven Sensor bilden.

Die Elektroden des kapazitiven Sensors können in Isolierstoff eingebettet sein, wodurch die dadurch gebildeten Platten die Lichtbogenlöschkammer seitlich begrenzen. Als Isolierstoff kann ein gasender Isolierstoff oder Keramik verwendet werden.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der Sensor ein Piezoelement sein, das hinter dem feststehenden Kontaktstück angeordnet ist und vom beweglichen Kontaktstück in Einschaltstellung belastet ist, so daß durch die Entlastung des festen Kontaktstückes ein elektrisches Signal von dem Piezoelement abgegeben wird, wel ches zur Schaltstellungsanzeige verwendet werden kann.

Anhand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Einsicht in ein elektrisches Schaltgerät,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Sensors mit Anzeige,

Fig. 3 einen kapazitiven Sensor und

Fig. 4 eine Schnittansicht gemäß Schnittlinie IV-IV der Fig. 3.

Ein elektrischer Schalter 10 ist in einem Gehäuse 11 untergebracht und besitzt zwei Anschlußklemmen 12 und 13, einen an einer Achse 14 drehbar gelagerten Kontakthe bel 15, an dessen freiem Ende ein bewegliches Kontaktstück 16 angeordnet ist. Der Schalter 10 besitzt weiterhin ein Schaltschloß 17, welches nur schematisch dargestellt ist, darunter ein Elektromagnetsystem 18, dessen Joch 19 mit einer Verlängerung 20 das feststehende Kontaktstück 21 trägt; die Verlängerung 20 setzt sich fort in eine Lichtbogenleitschiene 22.

An die Klemme 12 schließt eine weitere Lichtbogenleitschiene 23 an, wobei zwischen der Lichtbogenleitschiene 22 und der Lichtbogenleitschiene 23 ein Lichtbogen löschblechpaket 24 angeordnet ist.

An einer Verlängerung 25 des Joches 19 ist ein Thermobimetall 26 befestigt, dessen freies Ende über eine Wirklinie 27 auf das Schaltschloß 17 einwirkt. Im Bereich des freien Endes des Thermobimetalls 26 ist ein Anschlußleiter 28 befestigt, der mit der Klemme 13 verbunden ist.

Das Elektromagnetsystem 18 besitzt einen Anker, der gemäß Pfeilrichtung P auf den Kontakthebel 15 in Richtung Öffnen und gemäß P₁ über eine Wirklinie 29 ebenfalls auf das Schaltschloß 17 einwirkt, so daß über das Schaltschloß 17 der bewegliche Kon takthebel in Ausschaltstellung verbracht wird, wenn ein Überstrom oder ein Kurz schlußstrom auftritt. Daß der Überstrom mittels des Thermobimetalls 26 und der Kurz schlußstrom mittels des Elektromagnetsystems 18 abgeschaltet wird, ist bekannt.

Beim Ausschalten schwenkt der Kontakthebel 15 im Uhrzeigersinn um die Achse 14 und dadurch gelangt das bewegliche Kontaktstück 16 in den Bereich der Lichtbogen leitschiene 23. Dort ist ein Sensor 30 vorgesehen, der ein induktiver Sensor oder ein kapazitiver Sensor sein kann und der dann ein Ausgangssignal zu einer Anzeige 31 ab gibt, wenn das bewegliche Kontaktstück 16 in den Bereich des Sensors 30 gelangt, wie in Fig. 2 dargestellt.

Die Anzeige selbst kann beispielsweise eine Leuchtdiode sein, die an der Frontwand 32 des Leitungsschutzschalters 10 angeordnet ist.

Wenn ein kapazitiver Sensor verwendet wird, dann kann dieser Sensor so angeordnet sein wie in Fig. 3 bzw. 4 dargestellt. Die Fig. 3 zeigt lediglich einen Ausschnitt des Lei tungsschutzschalters gemäß Fig. 1, mit dem Kontakthebel 15 und dem beweglichen Kontaktstück 16, dem feststehenden Kontaktstück 21 und der Lichtbogenleitschiene 22, sowie der Lichtbogenleitschiene 23.

Beidseitig zu der Lichtbogenleitschiene 23 sind, die Lichtbogenlöschkammer, also den Bereich zwischen der Einschaltstellung und der Ausschaltstellung des beweglichen Kontaktstückes 16 etwa zur Hälfte überdeckend, Platten 32 und 34 vorgesehen, die aus einem Isolierstoff bestehen und in die Elektrodenplatten 35 und 36 eingebettet sind. Die beiden Platten 32 und 34 übernehmen demgemäß die Funktion der Platten, die die Löschkammer beidseitig begrenzen und die in jedem Leitungsschutzschalter untergebracht sind.

Durch die Elektroden 35 und 36 ist eine Kapazität gebildet, die ihren Wert dann verän dert, wenn das bewegliche Kontaktstück zwischen die Platten 32 und 34 hineingelangt; diese Kapazitätsveränderung kann dann an einer Anzeige 37 angezeigt werden.

Claims

1. Elektrischer Schalter mit wenigstens einer Kontaktstelle mit einem feststehen den Kontaktstück und einem beweglichen Kontaktstück, welches sich bei einer Schalt handlung aus einer Einschaltstellung in eine Ausschaltstellung und zurück bewegt, und mit Mitteln zur Feststellung und Anzeige der Stellung des beweglichen Kontaktstückes, dadurch gekennzeichnet, daß dem feststehenden und/oder dem beweglichen Kontakt stück (21, 16) ein Sensor (30) zugeordnet ist, der, durch das bewegliche Kontaktstück (16) beeinflußt, ein der Schaltstellung des beweglichen Kontaktstückes (16) entspre chendes Signal abgibt.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Aus schaltstellung des beweglichen Kontaktstückes (16) ein induktiver Sensor (30) vorge sehen ist, der so bemessen ist, daß er bei Erreichen der Ausschaltstellung des beweg lichen Kontaktstückes (16) ein Signal abgibt.

3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Aus schaltstellung des beweglichen Kontaktstückes (16) ein ein magnetisches Feld detek tierender Sensor (30), insbesondere ein Hall-Element, vorgesehen ist.

4. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Aus schaltstellung des beweglichen Kontaktstückes (16) ein kapazitiver Sensor (30) vorge sehen ist, der so bemessen ist, daß er bei Erreichen der Ausschaltstellung des beweg lichen Kontaktstückes ein Signal abgibt.

5. Schalter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der induktive oder der kapazitive Sensor (30) erst bei Auftreten eines Lichtbogens in den Stromkreis geschaltet ist.

6. Schalter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der kapazitive Sensor (30) zwei beidseitig zur Lichtbogenlöschkammer lediglich im Bereich der Ausschaltstellung des beweglichen Kontaktstückes (16) angeordnete Elektroden (35, 36) aufweist, die den kapazitiven Sensor (30) bilden.

7. Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (35, 36) des kapazitiven Sensors (30) in Isolierstoff, vorzugsweise keramischen Isolierstoff, eingebettet sind und daß die dadurch gebildeten Platten die Lichtbogenlöschkammer seitlich begrenzen.

8. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (30) ein Piezo-Element ist, das hinter dem feststehenden Kontaktstück angeordnet und vom beweglichen Kontaktstück in Einschaltstellung belastet ist.