CH665312A5

CH665312A5 - Fault current protection switch.

Info

Publication number: CH665312A5
Application number: CH28485A
Authority: CH
Inventors: Reinhard Solleder; Karl-Heinz Stich; Dieter Harr
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1984-03-15
Filing date: 1985-01-24
Publication date: 1988-04-29
Also published as: DE3409603A1

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die Erfindung betrifft einen Fehlerstromschutzschalter mit einem Summenstromwandler, in dessen Sekundärkreis eine Auslöseeinrichtung angeschlossen ist, die mit einem Schaltschloss in Eingriffverbindung steht, das auf einen Schaltkontakt in der zu überwachenden Leitung einwirkt. The invention relates to a residual current circuit breaker with a summation current transformer, in the secondary circuit of which a tripping device is connected, which is in engagement with a switch lock, which acts on a switch contact in the line to be monitored.

Derartige Fehlerstromschutzschalter sind bekannt (DE-OS 3 230 557). Dabei ist im Sekundärkreis des Summenstromwandlers in Reihenschaltung zur Auslöseeinrichtung ein Kondensator angeordnet. Dieser Kondensator ist auf die Frequenz im Sekundärkreis zumindest in etwa résonant abgestimmt, die ein pri-märseitiger Fehlerstrom mit Gleichstromkomponenten sekun-därseitig hervorruft. Dadurch wird der Fehlerstromschutzschalter empfindlich für Fehlerströme mit Gleichstromkomponenten. Such residual current circuit breakers are known (DE-OS 3 230 557). A capacitor is arranged in the secondary circuit of the summation current transformer in series with the tripping device. This capacitor is at least roughly tuned to the frequency in the secondary circuit, which a primary fault current with DC components causes on the secondary side. This makes the residual current circuit breaker sensitive to residual currents with DC components.

Hierbei sind die Anschlussleitungen zur Auslöseeinrichtung durch einen spannungsabhängigen Widerstand überbrückt, dessen Widerstandswert oberhalb einer Schwelle mit steigender Spannung sinkt. Die Schwelle wird so gewählt, dass sie gerade oberhalb der Ansprechspannung der Auslöseeinrichtung liegt. Spannungsspitzen durch Stossstrom, die oberhalb der Schwelle liegen, werden sonach vor der Auslöseeinrichtung kurgeschlossen. Here, the connection lines to the tripping device are bridged by a voltage-dependent resistor, the resistance value of which drops above a threshold with increasing voltage. The threshold is chosen so that it is just above the response voltage of the triggering device. Voltage peaks caused by surge current, which are above the threshold, are then closed in front of the tripping device.

Auch Fehlerstromschutzschalter, deren Auslöseeinrichtung unabhängig von der Frequenz der Netzspannung arbeitet, sind schon vorgeschlagen worden (Anmeldung mit älterem Zeitrang P 32 44 670.5). Dabei ist im Sekundärkreis zwischen Summenstromwandler und Auslöseeinrichtung eine Gleichrichteranordnung eingeschaltet, die als Brückengleichrichter ausgebildet sein kann. Residual current circuit breakers whose tripping device works independently of the frequency of the mains voltage have also been proposed (registration with older seniority P 32 44 670.5). In this case, a rectifier arrangement, which can be designed as a bridge rectifier, is connected in the secondary circuit between the summation current transformer and the tripping device.

Ein solcher Fehlerstromschutzschalter, der darüber hinaus auch bei hohen Fehlerströmen von hoher Frequenz sicher auslöst, ist ebenfalls schon vorgeschlagen worden (Anmeldung mit älterem Zeitrang P 33 28 084.3). Dabei ist parallel zur Auslöseeinrichtung ein elektronisches Ventil aus zwei in Reihe geschalteten Dioden angeordnet. Die Ansprechspannung der Dioden liegt oberhalb der Ansprechspannung der Auslöseeinrichtung. Such a residual current circuit breaker, which also triggers reliably at high residual currents of high frequency, has also already been proposed (registration with older seniority P 33 28 084.3). An electronic valve consisting of two diodes connected in series is arranged parallel to the triggering device. The response voltage of the diodes is above the response voltage of the tripping device.

Derartige Fehlerstromschutzschalter arbeiten in einem Niederspannungsnetz bei Schalthandlungen in Verbindung mit sehr langen Leitungen aufgrund der hohen Leitungskapazitäten gegenüber Fehlauslösungen nicht sicher genug. Residual current circuit breakers of this type do not work reliably enough in a low-voltage network during switching operations in connection with very long lines because of the high line capacities against false tripping.

In einem elektrischen Niederspannungsnetz mit induktiven Verbrauchern treten in Verbindung mit Leitungskapazitäten bei Schalthandlungen Ausgleichsschwingungen auf. Die dabei im Stromkreis auftretende Überspannung kann das Mehrfache der Betriebsspannung betragen. Diese hochfrequenten Überspannungen lösen in langen Leitungen über die Leitungskapazitäten von Aussenleiter gegen Schutzleiter'hochfrequente Ableitstrom-schwingungspakete aus, die einen vorgeschalteten Fehlerstrom-schutzschalter zur Auslösung bringen. Derartige Fälle können hauptsächlich in grossen Gebäuden wie Industrieanlagen, Krankenhäusern oder Bürogebäuden auftreten, wenn der Schutzleiter in einer sehr langen Leitung mitgeführt wird und z.B. Leuchtstofflampen, Motoren oder Steuertransformatoren geschaltet werden. In an electrical low-voltage network with inductive consumers, compensating vibrations occur in connection with line capacities during switching operations. The overvoltage that occurs in the circuit can be several times the operating voltage. These high-frequency overvoltages trigger high-frequency leakage current oscillation packets in long lines via the line capacities of the outer conductor against the protective conductor, which trigger an upstream residual current circuit breaker. Such cases can mainly occur in large buildings such as industrial plants, hospitals or office buildings if the protective conductor is carried in a very long line and e.g. Fluorescent lamps, motors or control transformers can be switched.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fehlerstromschutzschalter zu entwickeln, der durch hochfrequente Schwingungspakete, wie sie im Niederspannungsnetz durch Schalthandlungen verursacht und über den Summenstromwandler übertragen werden, nicht ausgelöst wird. Man möchte also Fehlauslösungen vermeiden. The invention has for its object to develop a residual current circuit breaker that is not triggered by high-frequency vibration packets, such as those caused by switching operations in the low-voltage network and transmitted via the summation current transformer. So you want to avoid false triggers.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Auslöseeinrichtung zwischen ihren Anschlussleitungen durch einen Tiefpass überbrückt ist, der hochfrequente Spannungen kurzschliesst. According to the invention, this object is achieved in that the tripping device is bridged between its connecting lines by a low-pass filter which short-circuits high-frequency voltages.

Niedrige Frequenzen, die den Fehlerstromschutzschalter auslösen sollen, werden von dem Tiefpass durchgelassen. Hochfrequente Schwingungen hingegen, die Fehlauslösungen des Fehlerstromschutzschalters verursachen, werden vom Tiefpass gesperrt. Low frequencies that are supposed to trigger the residual current circuit breaker are let through by the low pass. High-frequency vibrations, on the other hand, which cause the residual current circuit breaker to trip incorrectly, are blocked by the low-pass filter.

Nach einer Ausgestaltung kann als Tiefpass zwischen den Anschlussleitungen ein 7i-Glied mit zwei parallel angeordneten Kondensatoren eingeschaltet sein. Dabei ist zwischen deren Anschlusspunkten in einer Anschlussleitung ein ohmscher oder induktiver Widerstand in Reihenschaltung zur Auslöseeinrichtung angeordnete According to one embodiment, a 7i element with two capacitors arranged in parallel can be switched on as a low pass between the connecting lines. An ohmic or inductive resistor is arranged in series with the tripping device between their connection points in a connecting line

Die Erfindung soll anhand von in der Zeichnung grob schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden: The invention will be explained in greater detail on the basis of exemplary embodiments shown roughly schematically in the drawing:

Fig. 1 veranschaulicht ein erstes Ausführungsbeispiel des Fehlerstromschutzschalters. Fig. 1 illustrates a first embodiment of the residual current circuit breaker.

Fig. 2 zeigt einen Fehlerstromschutzschalter, der auch stoss-stromfest arbeitet. Fig. 2 shows a residual current circuit breaker, which also works surge-proof.

Fig. 3 veranschaulicht einen Fehlerstromschutzschalter, der zusätzlich stossstromfest und frequenzunabhängig arbeitet. Fig. 3 illustrates a residual current circuit breaker, which also works surge current and frequency independent.

Der Fehlerstromschutzschalter nach Fig. 1 überwacht eine Leitung 1, die die Primärwicklung eines Summenstromwandlers 2 enthält. Im Sekundärkreis des Summenstromwandlers 2 ist eine Anschlussleitung 3 angeordnet, die mit einem Schaltschloss 4 in Eingriffverbindung 5 steht. Dieses Schaltschloss 4 wirkt auf einen Schaltkontakt 6 in der zu überwachenden Leitung 1. Die Anschlussleitungen 7, 8 der Auslöseeinrichtung 3 sind durch einen Tiefpass, beispielsweise einen Kondensator 9 überbrückt, der hochfrequente Spannungen von der Auslöseeinrichtung 3 fernhält. 1 monitors a line 1, which contains the primary winding of a summation current transformer 2. A connection line 3 is arranged in the secondary circuit of the summation current transformer 2, which is in engagement connection 5 with a switch lock 4. This switch lock 4 acts on a switch contact 6 in the line 1 to be monitored. The connecting lines 7, 8 of the tripping device 3 are bridged by a low-pass filter, for example a capacitor 9, which keeps high-frequency voltages away from the tripping device 3.

Ein in Reihenschaltung zur Auslöseeinrichtung 3 angeordneter weiterer Kondensator 10 macht den Fehlerstromschutzschalter für Fehlerströme mit Gleichstromkomponenten empfindlich. A further capacitor 10 arranged in series with the tripping device 3 makes the residual current circuit breaker sensitive to residual currents with direct current components.

In einem Fehlerstromschutzschalter nach Fig. 2 sind die Anschlussleitungen 7, 8 der Auslöseeinrichtung 3 auch durch einen spannungsabhängigen Widerstand 11 überbrückt. Dadurch wird die Auslöseeinrichtung 3 auch vor hohen Stromstössen geschützt. 2, the connecting lines 7, 8 of the tripping device 3 are also bridged by a voltage-dependent resistor 11. As a result, the triggering device 3 is also protected against high current surges.

Der Fehlerstromschutzschalter nach Fig. 3 weist als Tiefpass zum Ausfiltern von hochfrequenten Schwingungen ein n-Glied 3 has a n-gate as a low-pass filter for filtering out high-frequency vibrations

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

665 312 665 312

mit parallel angeordneten Kondensatoren 91, 92 auf. Zwischen den Anschlusspunkten der Kondensatoren 91, 92 ist in der Anschlussleitung 7 in Reihenschaltung zur Auslöseeinrichtung 3 ein Widerstand 93 angeordnet. Der Tiefpass kann auch aus einem oder mehreren verketteten oder parallelgeschalteten T-Gliedern oder Jt-Gliedern, beschaltet mit ohmschen Widerständen, Induktivitäten und Kapazitäten, oder deren Einzelbauelemente bestehen. Ein Brückengleichrichter 12 steht an einem with capacitors 91, 92 arranged in parallel. A resistor 93 is arranged in the connecting line 7 in series with the tripping device 3 between the connection points of the capacitors 91, 92. The low-pass filter can also consist of one or more chained or parallel-connected T-links or J-links connected with ohmic resistors, inductors and capacitors, or their individual components. A bridge rectifier 12 is on one

Brückenzweig mit der Sekundärwicklung des Summenstromwandlers 2 in Verbindung. Am anderen Brückenzweig ist die Auslöseeinrichtung 3 angeschlossen. Dieser Brückengleichrichter 12 macht den Fehlerstromschutzschalter von der Netzfre-s quenz unabhängig. Zwei in Reihe geschaltete Dioden 13 parallel zur Auslöseeinrichtung 3 stellen sicher, dass der Fehlerstromschutzschalter auch bei hohen Fehlerströmen und hoher Frequenz sicher auslöst. Man vergleiche Fig. 3. Bridge branch in connection with the secondary winding of the summation current transformer 2. The triggering device 3 is connected to the other bridge branch. This bridge rectifier 12 makes the residual current circuit breaker independent of the mains frequency. Two diodes 13 connected in series parallel to the tripping device 3 ensure that the residual current circuit breaker triggers reliably even at high residual currents and high frequency. Compare FIG. 3.

v v

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

665 312665 312

1. Fehlerstromschutzschalter mit einem Summenstrom-wandler, in dessen Sekundärkreis eine Auslöseeinrichtung angeschlossen ist, die mit einem Schaltschloss in Eingriffverbindung steht, das auf einen Schaltkontakt in der zu überwachenden Leitung einwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöseeinrichtung (3) zwischen ihren Anschlussleitungen (7, 8) durch einen Tiefpass (9) überbrückt ist, der hochfrequente Spannungen kurzschliesst. 1. Residual current circuit breaker with a summation current transformer, in the secondary circuit of which a tripping device is connected, which is in engagement with a switch lock, which acts on a switching contact in the line to be monitored, characterized in that the tripping device (3) between its connecting lines (7 , 8) is bridged by a low-pass filter (9) which short-circuits high-frequency voltages.

2. Fehlerstromschutzschalter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Tiefpass zwischen den Anschlussleitungen (7, 8) ein 7t-Glied mit zwei parallel angeordneten Kondensatoren (91, 92) eingeschaltet ist, zwischen deren Anschlusspunkten in einer Anschlussleitung (7) ein ohmscher oder induktiver Widerstand (93) in Reihenschaltung zur Auslöseeinrichtung (3) angeordnet ist. 2. Residual current circuit breaker according to claim 1, characterized in that a 7t element with two capacitors (91, 92) arranged in parallel is switched on as a low-pass filter between the connecting lines (7, 8), an ohmic or between their connecting points in a connecting line (7) inductive resistor (93) is arranged in series with the tripping device (3).

2 2nd

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS

3. Verwendung eines Fehlerstromschutzschalters mit einem Summenstromwandler (2), in dessen Sekundärkreis eine Auslöseeinrichtung (3) angeschlossen ist, die mit einem Schaltschloss (4) in Eingriffverbindung (5) steht, das auf einen Schaltkontakt (6) in der zu überwachenden Leitung (1) einwirkt, wobei die Auslöseeinrichtung (3) zwischen ihren Anschlussleitungen (7, 8) durch einen Tiefpass (9) überbrückt ist, der hochfrequente Spannungen kurzschliesst, für Verbrauchernetzkreise mit langen Leitungen zur Unterdrückung von Ausgleichsschwingungen und Vermeidung von Fehlauslösungen. 3.Use of a residual current circuit breaker with a summation current transformer (2), in the secondary circuit of which a tripping device (3) is connected, which is in engagement with a switch lock (4) (5), which is connected to a switch contact (6) in the line to be monitored ( 1) acts, the tripping device (3) being bridged between its connecting lines (7, 8) by a low-pass filter (9), which short-circuits high-frequency voltages, for consumer power circuits with long lines to suppress compensating vibrations and prevent false tripping.