DE19529385C2

DE19529385C2 - Electrical switch

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.The invention relates to an electrical switch according to the preamble of claim 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.Electrical switching devices of the type mentioned, in particular line protection switch, the z. B. have become known from DE 38 25 443 A1, often have Display elements associated with the movable contact piece and with this are coupled and when switching off together with this together in one Move off position. The switch-off position is signaled optically.

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. Another type of optical signaling of the on or off position takes place by the position of the movable control knob with which the switch is manually ge can be switched. However, with this type of signaling, there is the problem that in the event of a trip, for example by the thermobimetal of the contact is moved in the off position, in the rare cases of welding the contact pieces, however, the switch remains in the on position.

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.There is a possibility for remote display of the switching position of the switching device when the switching device is assigned an auxiliary switch, the contact pieces with the movable contact piece of the switching device is coupled; if the mov When the contact piece reaches the switch-off position, the auxiliary switch moves in a certain position in which a circuit is closed, which the display of the Switch position serves.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Anordnung noch weiter zu vereinfachen.The object of the invention is to simplify the arrangement even further.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.This object is achieved by the characterizing features of the Claim 1.

Mit der Erfindung wird sicher angezeigt, ob das bewegliche Kontaktstück sich in Aus schalt- oder Einschaltstellung befindet.With the invention it is safely indicated whether the movable contact piece is in off switch or on position.

Dabei können drei Arten von Sensoren verwendet werden:Three types of sensors can be used:

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.According to claim 2 in the switch-off position of the movable contact Pieces an inductive sensor can be provided, which is dimensioned so that when Errei Chen the switch off position of the movable contact emits a signal. As in a Hall sensor can be provided, for example.

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.Instead of an inductive sensor, a capacitive sensor can also be used, which is dimensioned such that it reaches the moving position when the movable Emits a signal.

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. In particular, the capacitive sensor can be formed in that two on both sides to the arc quenching chamber only in the switch-off position of the movable Chen contact piece an electrode is provided, which together the capacitive Form sensor.

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.The electrodes of the capacitive sensor can be embedded in insulating material, thereby the plates thus formed laterally limit the arc quenching chamber. As Insulating material can be a gassing insulating material or ceramic.

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.According to a further embodiment of the invention, the sensor can be a piezo element be located behind the fixed contact piece and from the movable Contact piece is loaded in the on position, so that the discharge of the fixed Contact piece an electrical signal is emitted by the piezo element, wel ches can be used for switching position indication.

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.Using the drawing, in which some embodiments of the invention schematically are shown, the invention and other advantageous embodiments and Improvements of the invention are explained and described in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Einsicht in ein elektrisches Schaltgerät, Fig. 1 is an insight into an electrical switching device,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Sensors mit Anzeige, Fig. 2 is a schematic representation of a sensor with display,

Fig. 3 einen kapazitiven Sensor und Fig. 3 shows a capacitive sensor and

Fig. 4 eine Schnittansicht gemäß Schnittlinie IV-IV der Fig. 3. Fig. 4 is a sectional view according to section line IV-IV of 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 electrical switch 10 is housed in a housing 11 and has two terminals 12 and 13 , a rotatably mounted on an axis 14 Kontakthe bel 15 , at the free end of a movable contact piece 16 is arranged. The switch 10 also has a switch lock 17 , which is only shown schematically, including an electromagnet system 18 , the yoke 19 with an extension 20 carries the fixed contact piece 21 ; the extension 20 continues into an arc guide 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.A further arc guide rail 23 is connected to the terminal 12 , an arc extinguishing plate packet 24 being arranged between the arc guide rail 22 and the arc guide rail 23 .

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.A thermobimetal 26 is attached to an extension 25 of the yoke 19 , the free end of which acts on the switching mechanism 17 via an action line 27 . In the area of the free end of the thermobimetal 26 , a connecting conductor 28 is fastened, which is connected to the terminal 13 .

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.The electromagnet system 18 has an armature, which acts according to the direction of arrow P on the contact lever 15 in the direction of opening and according to P ₁ via a line of action 29 also on the switching mechanism 17 , so that the movable contact lever 17 is moved into the off position via the switching mechanism 17 when a Overcurrent or a short circuit current occurs. It is known that the overcurrent is switched off by means of the thermobimetal 26 and the short-circuit current by means of the electromagnetic system 18 .

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.When switched off, the contact lever 15 pivots clockwise about the axis 14 and as a result the movable contact piece 16 reaches the area of the arc guide rail 23 . A sensor 30 is provided there, which can be an inductive sensor or a capacitive sensor and which then emits an output signal to a display 31 when the movable contact piece 16 reaches the area of the sensor 30 , as shown in FIG. 2.

Die Anzeige selbst kann beispielsweise eine Leuchtdiode sein, die an der Frontwand 32 des Leitungsschutzschalters 10 angeordnet ist.The display itself can be, for example, a light-emitting diode, which is arranged on the front wall 32 of the circuit breaker 10 .

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. If a capacitive sensor is used, then this sensor can be arranged as shown in FIGS. 3 and 4. FIG. 3 shows only a section of the Lei processing circuit breaker according to FIG. 1, with the contact lever 15 and the movable contact piece 16, the fixed contact piece 21 and the arc guide rail 22, and the arc guide rail 23rd

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.Plates 32 and 34 , which consist of an insulating material and are embedded in the electrode plates 35 and 36, are provided on both sides of the arc guide rail 23 , covering the arc quenching chamber, i.e. the area between the switch-on position and the switch-off position of the movable contact piece 16 approximately halfway. Accordingly, the two plates 32 and 34 assume the function of the plates which delimit the arcing chamber on both sides and which are accommodated in each circuit breaker.

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.A capacitance is formed by the electrodes 35 and 36 , which changes its value when the movable contact piece enters between the plates 32 and 34 ; this change in capacity can then be displayed on a display 37 .

Claims

1. Electrical switch with at least one contact point with a fixed contact piece and a movable contact piece, which moves during a switching action from a switch-on position to a switch-off position and back, and with means for determining and displaying the position of the movable contact piece, characterized in that that the stationary and / or the moving contact piece (21, 16), a sensor (30) is associated, influenced by the moving contact piece (16), a switching position of the movable contact piece (16) entspre and fair signal outputs.

2. Switch according to claim 1, characterized in that in the region of from the movable contact piece (16) switching position, an inductive sensor (30) is pre see which is dimensioned such that it upon reaching the open position of the Move union contact piece (16) emits a signal.

3. Switch according to claim 2, characterized in that in the switching position from the movable contact piece ( 16 ) a magnetic field detec animal sensor ( 30 ), in particular a Hall element, is provided.

4. Switch according to claim 1, characterized in that in the region from the switch position of the movable contact piece ( 16 ) a capacitive sensor ( 30 ) is seen easily, which is dimensioned such that it emits a signal when the switch position of the movable contact piece is reached .

5. Switch according to one of the preceding claims, characterized in that the inductive or the capacitive sensor ( 30 ) is only switched when an arc occurs in the circuit.

6. Switch according to Claim 4 or 5, characterized in that the capacitive sensor ( 30 ) has two electrodes ( 35 , 36 ) which are arranged on both sides of the arc quenching chamber only in the switch-off position of the movable contact piece ( 16 ) and which have the capacitive sensor ( 30 ). form.

7. Switch according to claim 6, characterized in that the electrodes ( 35 , 36 ) of the capacitive sensor ( 30 ) are embedded in insulating material, preferably ceramic insulating material, and that the plates thereby formed laterally limit the arc quenching chamber.

8. Switch according to claim 1, characterized in that the sensor ( 30 ) is a piezo element which is arranged behind the fixed contact piece and is loaded by the movable contact piece in the switched-on position.