AT405001B

AT405001B - TOTAL CURRENT TRANSFORMER FOR A FAULT CIRCUIT BREAKER

Info

Publication number: AT405001B
Application number: AT72392A
Authority: AT
Original assignee: Abb Patent Gmbh
Priority date: 1991-04-08
Filing date: 1992-04-07
Publication date: 1999-04-26
Also published as: DE4111236C2; DE4111236A1; ATA72392A

Description

AT 405 001 BAT 405 001 B

Die Erfindung betrifft einen Summenstromwandler für einen Fehlerstromschutzschalter,gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a summation current transformer for a residual current circuit breaker, according to the preamble of claim 1.

Derartige Summenstromwandler sind normalerweise in einen Aufnahmeraum eines Fehlerstromschutzschalters eingesetzt, wobei der mit der Sekundärwicklung bewickelte Wandler ganz oder teilweise mittels 5 einer Umhüllung aus Bandmaterial umgeben ist, um die Sekundärwicklung gegen Beschädigung zu schützen.Such summation current transformers are normally used in a receptacle of a residual current circuit breaker, the transformer wound with the secondary winding being wholly or partially surrounded by a covering made of strip material in order to protect the secondary winding against damage.

Das Durchstechen der Netzleiter als Primärleiter durch die zentrale Durchstecköffnung ist besonders bei hohen Sekundarwindungszahlen bzw. dünnen Sekundärwicklungsleiternproblematisch, da Beschädigungen an der Sekundärwicklung auftreten können, so daß die Enden des Summenstromwandlers mit io entsprechenden topfförmigen Abdeckungen versehen sind. Aus diesem Topf oder aus dieser Topfanordnung führen die dünnen Sekundarwicklungsdrähte heraus, die mit einer Litze versehen sein müssen, da wegen der geringen Festigkeit des Sekundärwicklungsdrahtes die Enden leicht abreißen können.Piercing the line conductors as primary conductors through the central push-through opening is particularly problematic with high numbers of secondary windings or thin secondary winding conductors, since damage to the secondary winding can occur, so that the ends of the summation current transformer are provided with corresponding cup-shaped covers. From this pot or from this pot arrangement lead out the thin secondary winding wires, which must be provided with a strand, because the ends of the secondary winding wire can easily tear off due to the low strength.

Ein Summenstromwandler der eingangs genannten Art ist aus dem DE-GM 80 11 197 bekannt geworden. Dieser Summenstromwandler besitzt ein topfförmiges Gehäuseteil, das mit einem identisch 75 ausgebildeten Gehauseteil verschlossen ist. In einem zwischen den Gehauseteilen gebildeten Ringraum ist ein mit einer Sekundärwicklung gewickelter Kern eingesetzt. Die Enden der Sekundärwicklung werden im Bereich der Berührungsstelle zwischen den beiden identisch ausgebildeten Gehauseteilen herausgeführt. Auch hier besteht das Problem, daß wegen der geringen Festigkeit des Sekundärwicklungsdrahtes diese Enden leicht abreißen können. 20 Aus der US-PS 4 630 015 ist ein Transformator bekannt geworden, der ein Gehäuse aufweist, in das von beiden Seiten Wandler eingeführt werden können. Die eine Seite des Gehäuses wird mittels einer topfförmigen Abdeckkappe verschlossen. Radial an der Außenfläche des Gehäuses ist ein Arm angeformt, an dem die Enden von Wicklungen angeschlossen werden können. Dieser Arm liegt im montierten Zustand auf einer Leiterplatte auf, die eine Ausnehmung aufweist, in der der Transformator sitzt. 25 Aus der DE-AS 1 056 248 ist eine Anordnung eines Summenstromwandlers in einem Fehlerstromschutzschalter bekannt geworden, die ein Gehäuse aufweist, das topfförmig ausgebildet ist und am freien Ende einen Flanschrand trägt, an dem Anschlußklemmen für die Primärwicklungsenden angeschlossen sind. Der mit der Primärwicklung umwickelte Wandler wird in das Innere des topfförmigen Gehäuses eingesetzt und mittels der seitlich aus den Gehäusewänden herausragenden Enden der Primärwicklung 30 innerhalb des Gehäuses gehalten. Die freien Enden der Sekundärwicklung sind nicht fixiert, sondern frei aus der offenen Seite des Gehäuses herausgeführt.A total current transformer of the type mentioned is known from DE-GM 80 11 197. This summation current transformer has a cup-shaped housing part, which is closed with an identical 75 housing part. A core wound with a secondary winding is inserted in an annular space formed between the housing parts. The ends of the secondary winding are led out in the area of the contact point between the two identical housing parts. Here too there is the problem that, because of the low strength of the secondary winding wire, these ends can easily tear off. From US Pat. No. 4,630,015 a transformer has become known which has a housing into which transducers can be inserted from both sides. One side of the housing is closed using a cup-shaped cover cap. An arm is formed radially on the outer surface of the housing, to which the ends of windings can be connected. When mounted, this arm rests on a printed circuit board that has a recess in which the transformer is seated. 25 From DE-AS 1 056 248 an arrangement of a summation current transformer in a residual current circuit breaker has become known which has a housing which is cup-shaped and has a flange at the free end to which terminals for the primary winding ends are connected. The transducer wrapped with the primary winding is inserted into the interior of the pot-shaped housing and held inside the housing by means of the ends of the primary winding 30 protruding laterally from the housing walls. The free ends of the secondary winding are not fixed, but are led freely out of the open side of the housing.

Aus dem Handbuch "Weichmagnetische Werkstoffe", Ausgabe 1987, der Firma Vakuumschmelze GmbH, Hanau, Seiten 4 und 5 sind Schutztröge für einen Wandlerkern bekannt geworden die ein topfförmiges Gehäuse aufweisen, von dessen Topfboden aus ein rohrförmiger Zylinder vorspringt und der 35 mittels eines Deckels abgeschlossen ist. Wie die Sekundärwicklung aus dem Schutztrog herausgeführt ist, ist an der angegebenen Stelle des Handbuches nicht dargestellt.Protective troughs for a converter core have become known from the manual "Soft Magnetic Materials", edition 1987, from Vacuumschmelze GmbH, Hanau, pages 4 and 5 is completed. How the secondary winding is led out of the protective trough is not shown at the specified point in the manual.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Summenstromwandler der eingangs genannten Art zu schaffen, der einfacher herstellbar und insbesondere ohne Gefahr einer Beschädigung lagerfähig, transportier- und leicht und einfach montierbar ist. 4o Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.The object of the invention is to provide a summation current transformer of the type mentioned at the outset, which is easier to manufacture and, in particular, can be stored, transported and is easily and easily assembled without risk of damage. 4o This object is achieved according to the invention by the characterizing features of claim 1.

Zur Aufnahme des mit der Sekundärwicklung bewickelten Wandlers ist demgemäß ein Topf aus isolierendem Material vorgesehen, der an seinem freien Ende mit einer Platte abgedeckt ist, die an dem Topf festrastbar ist, welcher Lötstützpunkte aufweist, damit die Enden der Sekundärwicklung an den entsprechenden Lötstützpunkten festgelötet werden können. Dadurch wird erreicht, daß die freien Enden 45 der Sekundärwicklung nicht freiliegen, sondern praktisch durch die Abdeckung geschützt sind. Die Weiterführung der Sekundärwicklung erfolgt dann einfach dadurch, daß an die entsprechenden Lötstützpunkte die Anschlußleiter dem Auslöser angelötet werden.To accommodate the transducer wound with the secondary winding, a pot of insulating material is accordingly provided, which is covered at its free end with a plate that can be locked onto the pot, which has soldering support points, so that the ends of the secondary winding are soldered to the corresponding soldering support points can. This ensures that the free ends 45 of the secondary winding are not exposed, but are practically protected by the cover. The secondary winding is then continued simply by soldering the connecting leads to the trigger at the corresponding soldering support points.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Zuordnung von Topf und Platte mit Lötstützpunkten kann der Wandler mit der Sekundärwicklung einfach hergestellt werden; er ist lagerfähig, transportier- und einfach so montierbar, ohne daß die Gefahr einer Beschädigung der Enden der Sekundärwicklung zu befürchten ist.Due to the assignment of pot and plate with soldering support points according to the invention, the converter can be easily manufactured with the secondary winding; it can be stored, transported and easily assembled without the risk of damaging the ends of the secondary winding.

Die Verwendung einer Platte mit Lötstützpunkten hat auch den weiteren Vorteil, daß auf die Platte selbst zusätzliche elektronische Bauelemente aufgelötet werden können. In besonderer Form kann als Platte mit Lötstützpunkten eine in entsprechender Weise geformte Leiterplatte verwendet werden, die in entsprechender Ausgestaltung als Deckel dient und an der freien Endkante des Topfes festgerastet werden 55 kann.The use of a plate with soldering support points also has the further advantage that additional electronic components can be soldered onto the plate itself. In a special form, a correspondingly shaped printed circuit board can be used as the plate with soldering support points, which in a corresponding embodiment serves as a cover and can be locked 55 on the free end edge of the pot.

Der Topf kann dann auch so ausgebildet sein, daß auf der Außenfläche Vorsprünge angeformt sind, in die elektronische Bauelemente auf Leiterplatten aufschnappbar sind.The pot can then also be designed in such a way that projections are formed on the outer surface, into which electronic components can be snapped onto printed circuit boards.

Wo keine elektronischen Bauteile vorhanden sind, reicht eine Platte mit einfachen Lötstützpunkten aus. 2Where there are no electronic components, a board with simple soldering points is sufficient. 2nd

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Zwischen der Platte und dem Summenstromwandler mit der Sekundärwicklung ist ein Zwischenraum vorgesehen, in dem die Enden der Sekundärwicklung schlaufenförmig eingelegt werden können, was zum Transport günstig ist und was den weiteren Vorteil hat, daß dann, wenn ein Ende der Sekundärwicklung doch beschädigt ist, der schlaufenförmige Bereich in ausreichender Länge aus dem Zwischenraum herausgezogen werden kann.Between the plate and the summation current transformer with the secondary winding, a space is provided in which the ends of the secondary winding can be inserted in a loop, which is convenient for transportation and which has the further advantage that if one end of the secondary winding is damaged, the loop-shaped area can be pulled out of the space in sufficient length.

Zur Sicherung des Summenstromwandlers innerhalb des Topfes gegen Schwingungen kann im den Zwischenraum ein Schaumstoffpolster eingesetzt werden.To protect the total current transformer inside the pot against vibrations, a foam pad can be used in the gap.

Die als Primärwicklung dienenden Leitungen können durch den rohrförmigen Zylinder hindurchgesteckt werden; in zweckmäßiger Weise durchgreift der rohrförmige Zylinder die Platte. Dies ist besonders bei feindrähtigen Wicklungen wichtig. Der rohrförmige Zylinder kann zum Zentrieren der Platte verwendet werden; die Zentrierung der Platte kann aber auch durch zwei oder ggf. drei Rastnasen bewirkt werden. Da diametral gegenüberliegend an den Umfangskanten je eine Aussparung vorgesehen ist, die der Form der Nasen entspricht, wäre eine Zentrierung durch drei Nasen nicht zwingend notwendig, vielmehr wäre eine Zentrierung durch zwei Nasen ausreichend.The lines serving as the primary winding can be pushed through the tubular cylinder; expediently the tubular cylinder passes through the plate. This is particularly important for fine-wire windings. The tubular cylinder can be used to center the plate; the centering of the plate can also be effected by two or possibly three locking lugs. Since diametrically opposite a recess is provided on the peripheral edges, which corresponds to the shape of the lugs, a centering by three lugs would not be absolutely necessary, rather a centering by two lugs would be sufficient.

Oben ist angedeutet, daß in den Topf ein bewickelter Kern eingesetzt wird. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, einen unbewickelten Kern in den Topf einzusetzen und die Sekundärwicklung zusammen mit der Primärwicklung durch den rohrförmigen Zylinder hindurchzuwicklen. Die Platte mit den Lotstützpunkten wird zwecks Fixierung der Verdrahtung aufgesetzt. Die Enden der Sekundärwicklung werden auf entsprechende Lötstützpunkte der Platte geführt.It is indicated above that a wound core is inserted into the pot. Of course there is also the possibility of inserting an unwound core into the pot and winding the secondary winding together with the primary winding through the tubular cylinder. The plate with the solder support points is put on for the purpose of fixing the wiring. The ends of the secondary winding are led to corresponding soldering support points on the board.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous refinements and improvements of the invention can be found in the further subclaims.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen näher erläutert und beschrieben werden.The invention and further advantageous refinements and improvements are to be explained and described in more detail with reference to the drawing, in which an exemplary embodiment of the invention is shown.

Es zeigen:Show it:

Figur 1 eine teilweise geschnittene, perspektivische Ansicht eines Summenstromwandlers,FIG. 1 shows a partially sectioned, perspective view of a summation current transformer,

Figur 2 eine Schnittansicht des Topfes undFigure 2 is a sectional view of the pot and

Figur 3 eine Aufsicht auf eine Platte mit Lötstützpunkten.Figure 3 is a plan view of a plate with soldering points.

Es sei nun Bezug genommen auf die Figur 2.Reference is now made to FIG. 2.

Die Figur 2 stellt einen zylindrischen Topf 10 mit einem Topfboden 11 und Topfwänden 12 dar. Ausgehend von dem Topfboden 11 springt ein rohrförmiger Zyinder 13 hin zum freien Rand 14 der Topfwandung 12 vor und überragt die Endkante 14 um einen Betrag d. In diesem Bereich, der die Randkante 14 überragt und die Bezugsziffer 15 aufweist, ist der rohrförmige Zylinder 13 im Durchmesser geringfügig verkleinert; der Durchmesser Di ist geringfügig kleiner aus der Durchmesser Ü2 des übrigen Bereiches. Der rohrförmige Zylinder 13 umschließt einen Durchbruch 16, durch den, wie in der Figur 1 dargestellt, als Primärwicklungen Netzleiter 47 hindurchgeführt sind. Diametral sich gegenüberliegend sind an der Randkante 14 axial vorspringende Rastarme 17 und 18 vorgesehen bzw. angeformt, die eine Rastnase 19 bzw. 20 aufweisen und deren radiale Armdicke di dünner ist als die Wandstärke der Wandung 12.FIG. 2 shows a cylindrical pot 10 with a pot base 11 and pot walls 12. Starting from the pot base 11, a tubular cylinder 13 projects toward the free edge 14 of the pot wall 12 and projects beyond the end edge 14 by an amount d. In this area, which projects beyond the edge 14 and has the reference number 15, the tubular cylinder 13 is slightly reduced in diameter; the diameter Di is slightly smaller from the diameter Ü2 of the rest of the area. The tubular cylinder 13 encloses an opening 16 through which, as shown in FIG. 1, network conductors 47 are passed as primary windings. Diametrically opposed, axially projecting locking arms 17 and 18 are provided or formed on the edge 14, which have a locking lug 19 or 20 and whose radial arm thickness di is thinner than the wall thickness of the wall 12.

Zwischen der Innenfläche der Wandung 12 und der Außenfläche des rohrförmigen Zylinders 13 ist ein Aufnahmeraum 21 für einen Kern 22, siehe Figur 1, gebildet. Dieser Kern 22 ist mit einer Sekundärwicklung 23 bewickelt. Man erkennt aus der Figur 2 den Topf 10 mit dem Boden 11 und der Wandung 12 sowie mit dem rohrförmigen Zylinder 13 und den Durchtritt 16. Die Rastarme 17 und 18 umgreifen eine auf die Randkante 14 aufgesetzte Platte 25. _Diese Platte 25 ist in Figur 3 näher dargestellt. Sie besitzt einen kreissegmentförmigen Bereich 26, der durch einen Segmentausschnitt 27 bzw. 28 dergestalt abgeschnitten ist, daß der Bereich 26 einen Winkel größer als 180* äbdeckt. Senkrecht zu den beiden Kanten 27 und 28 ist ein rechteckiger Plattenabschnitt 29 angebracht und vorgesehen, dessen etwa parallel zu den beiden Kanten 27 und 28 ausgerichtete Endkante zwei parallel zu den Kanten 27 und 28 verlaufende Ränder 30 und 31 einen trapezförmigen Vorsprung 32 bildet. In den Kanten 30 und 31 sind Nuten 32a und 33 vorgesehen ebenso wie in dem trapezförmigen Bereich 32 Nuten 34 und 35. In dem Bereich 26 besitzt die Platte 25 sich diametral gegenüberliegende Aussparungen 36 und 37, deren Abmessungen den Nasen 17 und 18 entsprechen, so daß durch Einrasten der Platte im Bereich dieser Nasen ein Verdrehschutz gebildet ist. Durch die Kanten 27 und 28 wird eine Zugangsöffnung 38 bzw. 39 gebildet, durch die die Enddrähte der Sekundärwicklung 40, 41 zu auf der Platte 25 angeordneten Leiterbahnen 42 bzw. 43 geführt werden können. In die Nuten 32a, 33 und 34, 35 können weitere Enden von Anschlußleitern eingebracht werden, wodurch eine Krimpbefestigung möglich ist.A receiving space 21 for a core 22, see FIG. 1, is formed between the inner surface of the wall 12 and the outer surface of the tubular cylinder 13. This core 22 is wound with a secondary winding 23. 2 shows the pot 10 with the base 11 and the wall 12 as well as with the tubular cylinder 13 and the passage 16. The locking arms 17 and 18 encompass a plate 25 placed on the edge 14. This plate 25 is shown in FIG. 3 shown in more detail. It has a region 26 in the form of a segment of a circle, which is cut off by a segment cutout 27 or 28 such that the region 26 covers an angle greater than 180 *. A rectangular plate section 29 is attached and provided perpendicular to the two edges 27 and 28, the end edge of which is oriented approximately parallel to the two edges 27 and 28, and two edges 30 and 31 running parallel to the edges 27 and 28 form a trapezoidal projection 32. Grooves 32a and 33 are provided in the edges 30 and 31, as are grooves 34 and 35 in the trapezoidal area 32. In the area 26, the plate 25 has diametrically opposite recesses 36 and 37, the dimensions of which correspond to the lugs 17 and 18, so that a twist protection is formed by snapping the plate in the area of these lugs. The edges 27 and 28 form an access opening 38 and 39, through which the end wires of the secondary winding 40, 41 can be guided to conductor tracks 42 and 43 arranged on the plate 25. Further ends of connecting conductors can be introduced into the grooves 32a, 33 and 34, 35, whereby crimp fastening is possible.

Der Zwischenraum zwischen dem Ende des Kerns 22 und der Platte 25 ist, wie aus Figur 1 ersichtlich, mit einem Schaumstoffring 44 ausgefüllt, um eine ausreichende Erschütterungssicherheit für den Kern zu 3The space between the end of the core 22 and the plate 25 is, as can be seen from FIG. 1, filled with a foam ring 44 in order to provide sufficient protection against vibration for the core

Claims

Achieve AT 405 001 B. Instead of the plate 25 with soldering support points 51 in the form of tracks, a circuit board can also be provided, the shape of which is the same. Electronic components can be soldered onto the board 25. It is also possible to snap appropriate electronic components onto printed circuit boards on the outside of the wall 12. For this purpose, a snap device or a snap option would have to be provided. The plate 25 has in its area 26 a central bore 50 which corresponds to the outer diameter Di. In this way, centering is achieved and the receiving space 21 is virtually completely enclosed. This facilitates the introduction of the primary conductors 47 through the interior 16 and the risk of damage to secondary windings is prevented. The area 15 is not necessary; it is also sufficient if the tubular cylinder 13 ends in the region of the edge 14. There is also the possibility of inserting a converter into the pot 10 and winding the primary and secondary windings through the passage 16. However, this is only possible if the secondary winding does not have too many turns and the wire diameter is not too large. The plate 25 is of course required to fix the ends of the secondary winding, since the ends of the secondary winding are guided to corresponding soldering support points. The sum current transformer described above works in the usual way: through the toroid 22, which is housed within the housing, the network conductors 47 are passed, which serve as primary windings. A secondary winding 23 is wound around the core, the wire ends 41 of which are guided to conductor tracks arranged on the plate 25. If only the nominal current flows through the line conductors, the sum of the currents in the forward and return conductors is zero, and only when a fault current occurs, i.e. when there is an imbalance between the currents in the two conductors, does this occur in the secondary winding Fault current corresponding signal is generated, which is fed to a release that opens electrical switch contacts within the network conductor 47. 1. Current transformer for a residual current circuit breaker, the primary winding of which the mains conductor and the secondary winding are connected to a trigger, with a pot (10) made of insulating material for receiving the transformer (22) wound with the secondary winding, one of the inner surface of the pot bottom (11) from projecting central tubular cylinder (13), whereby an annular space (21) is formed between the inner surface of the wall (12) of the pot (10) and the cylinder outer surface, in which the transducer is located, the interior of the tubular Cylinder (13) receives the primary conductor, characterized in that the pot (10) is closed by means of a plate (25) provided with soldering support points, to which soldering support points the ends of the secondary winding (23) are connected.

2. Sum current transformer according to claim 1, characterized in that on the free edges (14) of the wall of the pot (10) with locking lugs (19, 20) provided arms (17, 18) are provided, by means of which the plate (25) on Pot (10) is firmly locked.

3. Sum current transformer according to one of claims 1 and 2, characterized in that the plate (25) has a central opening (50) into which the tubular cylinder (13) projects after assembly and / or through.

4. Sum current transformer according to one of the preceding claims, characterized in that the axial length of the cup wall (12) is dimensioned such that it projects beyond the inserted transformer (22), so that an intermediate space is formed in which loops of the ends of the secondary winding ( 23) and / or a foam ring (44), which serves to dampen mechanical vibrations, can be inserted.

5. Sum current transformer according to one of the preceding claims, characterized in that the plate (25) is designed as a printed circuit board. Including 2 sheets of drawings 4