DE102004034859A1

DE102004034859A1 - Protection device in narrow construction

Info

Publication number: DE102004034859A1
Application number: DE200410034859
Authority: DE
Inventors: Gunther Eckert; Wolfgang Leitl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2004-07-19
Filing date: 2004-07-19
Publication date: 2006-02-16
Also published as: EP1769518A1; BRPI0513457A; WO2006008273A1; RU2329561C1; CN1989585B; EP1769518B1; DE502005007287D1; WO2006008273A9; CN1989585A; ES2323795T3

Abstract

Schutzschaltgeräte mit erweiterter Funktionalität sollen kompakter gestaltet werden. Ein derartiges Schutzschaltgerät besitzt ein Gehäuse (1), in dem eine Schalteinrichtung (2), eine Kurzschlussauslöseeinrichtung (3) und eine Fehlerstromauslöseeinrichtung (5) angeordnet sind. Zur kompakten Gestaltung und insbesondere zur Realisierung einer Schmalbauweise werden das Zentrum der Schalteinrichtung (2), das Zentrum der Kurzschlussauslöseeinrichtung (3) und das Zentrum der Fehlerstromauslöseeinrichtung (5) im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet. Hierdurch können beispielsweise Leitungsschutzschalter mit Fehlerstromschutzschaltern in einem Modul kombiniert werden, dessen Breite eine Teilungseinheit von 18 mm beträgt.Protection devices with extended functionality should be made more compact. Such a protection device has a housing (1), in which a switching device (2), a short-circuit release device (3) and a residual current device (5) are arranged. For compact design and especially for Realization of a narrow construction will be the center of the switching device (2), the center of the short-circuit tripping device (3) and the center the residual current device (5) arranged substantially in one plane. As a result, for example Circuit breaker with residual current circuit breakers in a module combined, whose width is a division unit of 18 mm is.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schutzschaltgerät mit einem Gehäuse und darin angeordnet: eine Schalteinrichtung zum Schalten mindestens eines elektrischen Kontakts, eine Kurzschlussauslöseeinrichtung zum Auslösen der Schalteinrichtung in einem Kurzschlussfall und eine Fehlerstromauslöseeinrichtung zum Auslösen der Schalteinrichtung in einem Fehlerstromfall oder bei Differenzstrom.The The present invention relates to a protective switching device with a casing and arranged therein: a switching device for switching at least one electrical contact, a short-circuit tripping device for triggering the Switching device in a short circuit and a residual current device to trigger the switching device in a fault current or differential current.

Üblicherweise werden Schutzschaltgeräte in der Installationstechnik beispielsweise als Leitungsschutzschalter, Fehlerstromschutzschalter oder Differenzstromschutzschalter realisiert. In den Leitungsschutzschaltern ist dabei häufig ein Kurzschlussauslöser und ein Überlastauslöser integriert. Die Schutzschaltgeräte sind entweder einzeln LS, FI oder als Gerätekombinationen (aneinander gereihte Geräte) FI/LS, LS/DI oder LS+FI-Block bekannt.Usually become protective devices in the field of installation technology, for example, as a circuit breaker, Residual current circuit breaker or residual current circuit breaker realized. In the circuit breakers is often a short-circuit release and an overload release integrated. The protective switching devices are either single LS, FI or as device combinations (together arranged devices) FI / LS, LS / DI or LS + FI block known.

Schutzschaltgeräte werden ferner häufig als Reiheneinbaugeräte ausgeführt. Dabei stehen die einzelnen Komponenten in der Regel als Module zur Verfügung. So werden beispielsweise Leitungsschutzschalter und Fehlerstromschutzschalter jeweils in festen Modulbreiten angeboten. Die Breite derartiger modularer elektromechanischer Schaltgeräte wird in Teilungseinheiten entsprechend einer einschlägigen Norm angegeben. Beispielsweise entspricht eine Teilungseinheit (TE) dem Maß von 18 mm.Become protection devices furthermore often as DIN rail mounted devices executed. The individual components are usually available as modules. So For example, circuit breakers and residual current circuit breakers each offered in fixed module widths. The width of such Modular electromechanical switchgear is divided into division units according to a relevant Standard specified. For example, a division unit (TE) corresponds the measure of 18 mm.

Soll nun ein kombiniertes Schutzschaltgerät wie beispielsweise ein Leitungsschutzschalter mit Differenzstromschutzschalter oder Fehlerstromschutzschalter mit Leitungsschutzschalter installiert werden, so sind hierfür zwei Geräte notwendig, so dass sich eine Gesamtbreite von mehr als 1 TE ergibt. Dies bedeutet, dass eine derartige Schutzschaltgerätkombination mehr Einbauraum benötigt als ein einfacher Leitungsschutzschalter mit der Breite 1 TE. Dies bedeutet aber auch, dass die Schutzfunktion eines in einen Schaltschrank eingebauten Leitungsschutzschalters nicht ohne Weiteres erhöht werden kann, da dieser nicht in jedem Fall mit einem kombinierten Schutzschaltgerät der Breite 2 TE ausgetauscht werden kann.Should now a combined protection device such as a circuit breaker with differential circuit breaker or residual current device be installed with circuit breaker, so this two devices are necessary so that a total width of more than 1 TE results. This means, that such a protective switching device combination more installation space needed as a simple circuit breaker with the width 1 TE. this means but also that the protective function of a in a control cabinet built-in circuit breaker can not be increased easily can, as this not always with a combined protection device of the width 2 TE can be exchanged.

Auch die Bauhöhe, z.B. wegen des Reihenabstands der Befestigungsschienen, und die Bautiefe, z.B. wegen der Verteilergröße, eines modularen Schaltgeräts unterliegen in der Regel Einschränkungen. So sollte die Bautiefe typischerweise maximal 70 mm und die Bauhöhe maximal 90 mm betragen.Also the height, e.g. because of the row spacing of the mounting rails, and the Construction depth, e.g. because of the distributor size, a modular switching device subject usually restrictions. So the depth should typically maximum 70 mm and the maximum height 90 mm.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, kompakte Schutzschaltgeräte mit erhöhter Schutzfunktionalität vorzuschlagen.The Object of the present invention is to propose compact circuit breakers with increased protection functionality.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Schutzschaltgerät mit einem Gehäuse und darin angeordnet: eine Schalteinrichtung zum Schalten mindestens eines elektrischen Kontaktes, eine Kurzschlussauslöseeinrichtung zum Auslösen der Schalteinrichtung in einem Kurzschlussfall und eine Fehlerstromauslöseeinrichtung zum Auslösen der Schalteinrichtung in einem Fehlerstromfall oder bei Differenzstrom, wobei das Zentrum der Schalteinrichtung, das Zentrum der Kurzschlussauslöseeinrichtung und das Zentrum der Fehlerstromauslöseeinrichtung im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet sind. D.h. die Fehlerstromauslöseeinrichtung besitzt die Funktion eines Fehlerstromschutzschalters und/oder Differenzstromschutzschalters. Dabei liegt diese Ebene vorzugsweise senkrecht zu einer Befestigungsschiene.According to the invention this Task solved by a protective switching device with a housing and arranged therein: a switching device for switching at least an electrical contact, a Kurzschlussauslöseeinrichtung to trigger the switching device in a short circuit and a residual current device to trigger the switching device in a fault current or differential current, wherein the center of the switching device, the center of the short-circuit tripping device and the center of the residual current device substantially arranged in a plane. That the residual current device has the function of a residual current circuit breaker and / or residual current circuit breaker. In this case, this plane is preferably perpendicular to a mounting rail.

In vorteilhafter Weise kann durch die erfindungsgemäße Anordnung der Schalteinrichtung, der Kurzschlussauslöseeinrichtung und der Fehlerstromauslöseeinrichtung ein Schutzschaltgerät einschließlich Fehlerstromauslösung in einem einzigen Modul der Breite 1 TE realisiert werden. Somit lässt sich bei be stehenden Anlagen die Schutzfunktion erhöhen, indem beispielsweise ein üblicher Leitungsschutzschalter durch ein kombiniertes Schutzschaltgerät gleicher Breite ausgetauscht wird.In Advantageously, by the inventive arrangement of the switching device, the short-circuit tripping device and the residual current device a protective switching device including Fault current release be realized in a single module of width 1 TE. Consequently let yourself to increase the protective function of existing systems by, for example, a standard Circuit breaker by a combined protection device same Width is exchanged.

Durch die kompaktere Gestaltung der Schutzschaltgeräte kann aber auch eine Verkleinerung von Verteilern erzielt werden. Gleichsam lässt sich auch die Anzahl der Abzweige mit hoher kombinierter Schutzfunktion bei herkömmlichen Verteilergrößen erhöhen. Letztlich kann durch die erfindungsgemäß kompakte Anordnung in dem kombinierten Schutzschaltgerät eine Verbesserung der Selektivität erreicht werden.By but the compact design of the protection devices can also be a reduction achieved by distributors. Similarly, the number of Branches with high combined protection function in conventional Increase distributor sizes. Ultimately can by the invention compact Arrangement achieved in the combined protection device, an improvement of the selectivity become.

Vorzugsweise entspricht die Breite des Gehäuses, wie erwähnt, einem Normmaß. Dieses Normmaß kann speziell durch eine Teilungseinheit mit dem Maß von 18 mm definiert sein. Dies führt zu dem ebenfalls angedeuteten Vorteil, dass einzelne Module ohne weiteres ausgetauscht werden können, da sie gleiche Breite besitzen.Preferably corresponds to the width of the housing, as mentioned, a standard measure. This standard size can specifically defined by a division unit with the dimension of 18 mm. this leads to to the likewise indicated advantage that individual modules without Another can be exchanged since they have the same width.

Das erfindungsgemäße Schutzschaltgerät kann die Funktionalitäten eines Leitungsschutzschalters und eines Fehlerstromschutzschalters besitzen. Darüber hinaus kann dass Schutzschaltgerät aber auch die Funktionalitäten eines Leitungsschutzschalters und eines Differenzstromschutzschalters besitzen. Dies bedeutet, dass diese beiden Funktionalitäten in einem einzigen Gerät vereint werden können und die Breite dieses Geräts nicht über die eines einfachen Leitungsschutzschalters hinausgehen muss.The protective switching device according to the invention may have the functionalities of a circuit breaker and a residual current circuit breaker. In addition, the protection switching device but also have the functionality of a circuit breaker and a residual current circuit breaker. This means that these two functionality can be combined in a single device and the width of this device does not have to go beyond that of a simple circuit breaker.

An der Schalteinrichtung kann ferner eine Überlastauslöseeinrichtung angeordnet sein. Prinzipiell kann diese Überlastauslöseeinrichtung mit ihrem Zentrum ebenfalls auf der Ebene liegen, auf der auch die Zentren der anderen Komponenten liegen. Da aber ein Überlastauslöser in der Regel geringere Ausmaße als die genannten Komponenten des Schutzschaltgeräts be sitzt, lässt es sich ohne weiteres auch an anderen Stellen zwischen diesen Komponenten anordnen.At The switching device may further be arranged an overload trip device. In principle, this overload release device with their center also on the level, on which also the Centers of other components lie. But since an overload release in the Usually smaller dimensions as the said components of the circuit breaker be sitting, lets it easily at other places between these components Arrange.

Besonders vorteilhaft lässt sich die vorliegende Erfindung für Schutzschaltgeräte einsetzen, die als Reiheneinbaugerät ausgestaltet sind. In diesem Fall kommen die oben genannten Vorteile noch mehr zur Geltung.Especially advantageous the present invention for Circuit protection devices use, which are designed as DIN rail mounted device. In this In this case, the advantages mentioned above are even more effective.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:The The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings, in which: show:

1 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Schutzschaltgeräts und 1 a sectional view of a protective switching device according to the invention and

2 eine Seitenansicht des Schutzschaltgeräts von 1. 2 a side view of the protective device of 1 ,

Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.The below described embodiments represent preferred embodiments of the present invention.

Entsprechend einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in einem Gehäuse 1 eines Schutzschaltgeräts eine Schaltmechanik 2 mit mindestens einem elektrischen Kontakt angeordnet, die von einem Kurzschlussauslöser 3, einem Überlastauslöser 4 und einem Fehlerstromauslöser 5 ausgelöst werden kann. Die Auslöser sind als rechteckige Komponenten symbolisiert und die zugehörigen Auslösehebel als gestrichelte Linien angedeutet. An einer Kante 6 stoßen die beiden Hälften des Schutzschaltgerätegehäuses 1 zusammen. An den Stirnseiten des Gehäuses 1 sind Anschlussklemmen L und N angedeutet.According to a particularly preferred embodiment of the present invention is in a housing 1 a protective switching device, a switching mechanism 2 arranged with at least one electrical contact coming from a short-circuit release 3 , an overload release 4 and a residual current device 5 can be triggered. The triggers are symbolized as rectangular components and the associated release lever indicated as dashed lines. At an edge 6 the two halves of the circuit breaker housing strike 1 together. At the front sides of the housing 1 Terminals L and N are indicated.

Wie der Prinzipskizze von 1 zu entnehmen ist, besitzen die Komponenten Kurzschlussauslöser 3, Schaltmechanik 2 und Fehlerstromauslöser 5 die größte Ausdehnung unter den hier relevanten Komponenten. Der Überlastauslöser 4 hingegen besitzt verhältnismäßig geringe Abmessungen. Erfindungsgemäß sind nun die großen Komponenten 2, 3 und 5 so angeordnet, dass ihre jeweiligen Zentren im Wesentlichen auf einer Ebene liegen. Im vorliegenden Beispiel verläuft diese Ebene durch die Mittellinie 7 entlang der Längserstreckung des Gehäuses 1 und somit senkrecht zu einer nicht dargestellten Befestigungsschiene, auf die das Gerät mit der in 2 angedeuteten Aussparung aufschnappbar ist.Like the schematic of 1 can be seen, the components have short-circuit release 3 , Switching mechanism 2 and residual current release 5 the largest extent among the components relevant here. The overload release 4 however, has relatively small dimensions. According to the invention are now the major components 2 . 3 and 5 arranged so that their respective centers are essentially on one level. In this example, this plane passes through the centerline 7 along the longitudinal extent of the housing 1 and thus perpendicular to a mounting rail, not shown, on which the device with the in 2 indicated recess can be snapped on.

Der Überlastauslöser 4 besitzt gegenüber den anderen Komponenten 2, 3 und 5 geringere Abmessungen, so dass er zwischen diesen leichter angeordnet werden kann. Im vorliegenden Beispiel liegt er etwas seitlich versetzt zwischen dem Überlastauslöser 4 und dem Fehlerstromauslöser 5.The overload release 4 owns over the other components 2 . 3 and 5 smaller dimensions, so that it can be easily arranged between them. In this example, it is slightly laterally offset between the overload release 4 and the residual current device 5 ,

Bei zweidimensionaler Projektion der wesentlichen Komponenten 2, 3 und 5 auf die Grundfläche des Schutzschaltgeräts liegen diese in einer Reihe hintereinander. Dadurch kann eine Gehäusebreite entsprechend einer Teilungseinheit TE gewährleistet werden.In two-dimensional projection of the essential components 2 . 3 and 5 on the base of the circuit breaker these are in a row behind each other. As a result, a housing width corresponding to a graduation unit TE can be ensured.

In 2 ist das Schutzschaltgerät von 1 im Querschnitt dargestellt. Hier ist die zweidimensionale Verteilung der Schaltmechanik 2, des Kurzschlussauslösers 3 und des Fehlerstromauslösers 5 in der oben genannten Ebene zu erkennen. Auch die Anordnung des Überlastauslösers 4 unterhalb der Schaltmechanik 2 ist in 2 wiedergegeben. Darüber hinaus symbolisieren auch hier gestrichelte Linien die einzelnen Auslösehebel an der Schaltmechanik 2. Die Schnittlinie für den Schnitt von 1 ist mit A gekennzeichnet.In 2 is the protection device of 1 shown in cross section. Here is the two-dimensional distribution of the switching mechanism 2 , the short-circuit release 3 and the residual current release 5 to recognize in the above mentioned level. Also the arrangement of the overload release 4 below the switching mechanism 2 is in 2 played. In addition, dashed lines here symbolize the individual release lever on the switching mechanism 2 , The cutting line for the cut of 1 is marked with A.

Die für den vorliegenden Fall wesentlichen Komponenten Schaltmechanik 2, Kurzschlussauslöser 3 und Fehlerstromauslöser 5 liegen mit ihren Zentren entsprechend dem Beispiel von 1 exakt auf einer Ebene, wobei die Auslöser auf die gemeinsame Schaltmechanik 2 wirken. Entsprechend der Gestaltung der Schaltmechanik 2 und der Auslösehebel kann es jedoch notwendig sein, dass die Zentren dieser Komponenten etwas aus der Ebene gerückt sind. Dennoch besteht das Wesen der erfindungsgemäßen Anordnung darin, die dritte Dimension senkrecht zu der angesprochenen Ebene sowenig wie möglich auszunutzen. Somit kann ein Schutzschaltgerät mit voluminösen Funktionsbauteilen wie beispielsweise Magnetauslöser und Wandler sowie Funktionsbauteilen, die weniger Volumenbedarf haben wie beispielsweise thermische Auslöser, in Schmalbauweise realisiert werden. Dabei ist vorzugsweise die Breite des Kombigeräts auf 1 TE beschränkt, die Bautiefe liegt unter 70 mm und die Bauhöhe unter 90 mm. Somit ist es möglich, die für die kombinierte Schutzfunktion Überlast, Kurzschluss und Fehlerstrom erforderlichen Sensoren und Aktoren gleichmäßig in dem zur Verfügung stehenden Konstruktionsvolumen unterzubringen.The essential components for the present case switching mechanism 2 , Short-circuit release 3 and residual current release 5 lie with their centers according to the example of 1 exactly on one level, with the triggers on the common switching mechanism 2 Act. According to the design of the switching mechanism 2 however, the trip lever may require that the centers of these components be slightly out of plane. Nevertheless, the essence of the arrangement according to the invention is to exploit the third dimension perpendicular to the plane mentioned as little as possible. Thus, a circuit breaker with voluminous functional components such as magnetic releases and transducers and functional components that have less volume requirements such as thermal triggers are realized in narrow construction. Preferably, the width of the Kombigerats is limited to 1 TE, the depth is less than 70 mm and the height below 90 mm. Thus, it is possible to accommodate the required for the combined protection overload, short circuit and fault current sensors and actuators evenly in the available design volume.

Claims

Protective switching device with a housing ( 1 ) and arranged therein: - a switching device ( 2 ) for switching at least one electrical contact, - a short-circuit triggering device ( 3 ) for triggering the switching device ( 2 ) in a short circuit case and - a residual current device ( 5 ) for triggering the switching device in a fault current and / or differential current, characterized in that - the center of the switching device ( 2 ), the center of the short-circuit tripping device ( 3 ) and the center of the residual current device ( 5 ) are arranged substantially in one plane.

Protective switching device according to claim 1, wherein the width of the housing ( 1 ) corresponds to a standard size.

Protective switching device according to claim 2, wherein the width of the housing ( 1 ) corresponds to a division unit of 18 mm.

Protection device according to one of the preceding claims, which the functionalities of a circuit breaker and residual current circuit breaker owns.

Protection device according to one of claims 1 to 3, the functionalities a circuit breaker and a residual current circuit breaker has.

Protective switching device according to one of the preceding claims, wherein on the switching device ( 2 ) an overload triggering device ( 4 ) is arranged.

Protection device according to one of the preceding claims, designed as a rail-mounted device is.