Beschreibung

Schalter, insbesondere Sicherungslasttrennschalter, und überspannungsschutz für einen solchen Schalter

Die Erfindung betrifft einen Schalter, insbesondere einen Sicherungslasttrennschalter, und einen überspannungsschutz für einen solchen Schalter gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 4.

Sicherungslasttrennschalter zum Schutz von Verbrauchern vor Kurzschluss- und überströmen sind bekannt. Sie weisen meist für jede Phase einer elektrischen Stromversorgung eine Schmelzsicherung auf, die im Kurzschluss- und/oder überstrom- fall schmilzt und so den Stromfluss durch den Verbraucher un ^¬ terbricht. Dabei wird der Zustand der Schmelzsicherungen häu ^¬ fig von einer Elektronik überwacht, die ebenfalls von der Stromversorgung des Verbrauchers mit elektrischer Energie versorgt wird. Dazu wird meist ein (getaktetes) Schaltnetz- teil oder ein längsgeregeltes Netzteil verwendet, welches den Wechselstrom der Stromversorgung mittels einer Gleichrichterschaltung gleichrichtet, wobei der Gleichrichterschaltung üblicherweise ein Spannungsregler nachgeschaltet ist. Handelt es sich bei den Verbrauchern um einen Motor oder Transforma- tor, so können beim Schmelzen der Schmelzsicherungen überspannungen auftreten, durch welche beispielsweise der Spannungsregler der Elektronik geschädigt werden kann.

Dies ließe sich prinzipiell durch Spannungsbegrenzer parallel zum Spannungsregler verhindern. Nachteilig ist dabei, dass dabei ein hoher Strom durch den Spannungsbegrenzer fließt, was mit einer hohen Verlustleistung verbunden ist, die den Spannungsbegrenzer thermisch zerstören würde.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Elektronik im Kurz- schluss- und überstromfall vor überspannungen zu schützen.

Die Aufgabe wird bezogen auf den Schalter durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und bezogen auf den überspannungsschutz durch die Merkmale des Patentanspruchs 4 gelöst; die Unteran ^¬ sprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen.

Die Lösung sieht bezogen auf den Schalter als auch den über- Spannungsschutz vor, dass parallel zum Energieregler ein Spannungsbegrenzer und in Reihe zur Parallelschaltung von Energieregler und Spannungsbegrenzer ein Kaltleiter-Widerstand geschaltet ist. Der Kaltleiter- oder PTC-Widerstand er ^¬ höht im Kurzschluss- und überstromfall aufgrund des fließen- den hohen Stroms und der damit verbundenen Erwärmung des

Kaltleiter-Widerstands seinen Widerstand, was den Strom durch den Spannungsbegrenzer deutlich verringert. Auf diese Weise verringert sich die Verlustleistung im Spannungsbegrenzer umgesetzte Verlustleistung während des Vorhandenseins einer überspannung.

Eine einfache Ausführung des Unterbrechungselements ist eine Schmelzsicherung .

Zweckmäßigerweise gehört der Energieregler zu einem Schalt ^¬ netzteil .

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei ^¬ spiels näher erläutert. In der einzigen Figur ist ein Strom- Versorgungsnetz SN mit seinen Phasen Ll, L2, L3, N, PE dargestellt, an welches ein Drehstrommotor M als Verbraucher 1 angeschlossen ist. In jede Phase Ll, L2, L3 ist als Unterbre ^¬ chungselement 2a, 2b, 2c ein Sicherungslasttrennschalter geschaltet. Die Unterbrechungselemente 2a, 2b, 2c weisen eine

Schmelzsicherung 3 auf, die bei einem Kurzschluss oder beim Auftreten eines überstroms schmilzt und auf diese Weise die zugehörigen Unterbrechungselemente 2a, 2b, 2c öffnet. In der Figur haben alle drei Schmelzsicherungen 3 ausgelöst, d. h. alle drei Unterbrechungselemente 2a, 2b, 2c sind geöffnet.

Zur überwachung der Unterbrechungselemente 2a, 2b, 2c dient eine Elektronik E. Zu deren Stromversorgung ist eine Gleichrichterschaltung GS an die drei Phasen Ll, L2, L3 des Strom- Versorgungsnetzes SN angeschlossen. Die vom Gleichrichter GS nach entsprechender Glättung bereitgestellte Spannung wird von einem Spannungsregler SR (spezieller Energieregler ER) für die Versorgung der Elektronik E bereitgestellt. Parallel zum Spannungsregler SR befindet sich ein Spannungsbegrenzer SB, dem ein Kaltleiter-Widerstand PTC vorgeschaltet ist.

Die Figur zeigt also, dass der Spannungsbegrenzer SB parallel zum Spannungsregler SR und diese beiden in Reihe zum Kaltleiter-Widerstand PTC geschaltet sind. Die Reihenschaltung von Spannungsbegrenzer SB und Kaltleiter-Widerstand PTC ist mit den beiden Ausgängen Al, A2 der Gleichrichterschaltung GS verbunden .

Nach Auslösen der Sicherungslasttrennschalter 2a, 2b, 2c im Falle eines Kurzschlusses oder eines überstroms werden am

Spannungsregler SR auftretende überspannungen vom Spannungsbegrenzer SB abgefangen, wobei sich der in Reihe mit dem Spannungsbegrenzer SB geschaltete Kaltleiter-Widerstand PTC stark erwärmt und entsprechend der Erwärmung seinen Wider- stand erhöht. Dies begrenzt den Strom durch den Spannungs ^¬ begrenzer SB und damit die umgesetzte Verlustleistung, so dass die Elektronik E auf diese Weise wirksam vor überspannungen geschützt ist.