DE1128534B - Residual current circuit breaker - Google Patents

Description

In den elektrischen Anlagen werden Schutzschalter verwendet, die beim Auftreten eines Fehlerstromes im Stromkreis am Verbraucher selbsttätig ausschalten. Diese Schutzschalter pflegt man mit einem magnetischen Auslöseorgan zu versehen, dem ein die Differenz der Ströme feststellender symmetrischer Summenstromwandler einen Steuerstrom zuführt. Solche Schalter werden oft in der den Verbraucher unmittelbar speisenden Zweigleitung angeordnet. In der Regel sind die Fehlerstromschutzschalter nicht in der Lage, Überlastungs- oder Kurzschlußströme abzuschalten, so daß zusätzlich in der Zweigleitung Schmelzsicherungen oder Leitungsschutzschalter bzw. Geräteschutzschalter vorgesehen werden müssen.In the electrical systems, circuit breakers are used that when a fault current occurs automatically switch off in the electrical circuit at the consumer. These circuit breakers are maintained with a To provide magnetic triggering device, which is the difference in the currents ascertaining symmetrical Summation current transformer supplies a control current. Such switches are often used in the the consumer arranged directly feeding branch line. As a rule, the residual current circuit breakers are not in able to switch off overload or short-circuit currents, so that in addition in the branch line Fuses or circuit breakers or device circuit breakers must be provided.

Es gibt aber auch Schutzschalter, die nicht nur bei Fehlerstrom, sondern auch bei Überlastungen und Kurzschlüssen ansprechen. Es ist bekannt, dem Auslöseorgan einen Summenstromwandler zuzuordnen, dessen Wicklungen ungleich ausgebildet bzw. unsymmetrisch angeordnet sind. Hierdurch läßt sich zusätzlich ein Ansprechen auf Überlastungsströme erreichen, aber die Empfindlichkeit des Ansprechens des Fehlerstromschutzschalters auf Fehlerströme ist wesentlich herabgesetzt. Ferner ist es bekannt, den Summenstromwandler mit einer zusätzlichen Wicklung zu versehen, die von einem dem Hauptstrom proportionalen Strom durchflossen wird. Wenn auch bei dieser Ausbildung des Fehlerstromschalters ein zusätzliches Ansprechen auf Überlastungsströme stattfindet, so ist der Nachteil vorhanden, daß die beiden zur Steuerung des Schalters herangezogenen Größen (Fehlerstrom, Überstrom) sich gegenseitig beeinflussen, so daß die Ansprechgenauigkeit gering ist. Man hat auch schon Fehlerstromschutzschalter mit gesonderten Überstromauslösern oder Kurzschlußauslösern versehen. Solche Schutzschalter haben besonders große Abmessungen und sind in ihrem Aufbau sehr aufwendig.But there are also circuit breakers that not only operate in the event of fault current, but also in the event of overloads and Address short circuits. It is known to assign a summation current transformer to the tripping element, whose windings are unequal or arranged asymmetrically. This allows additionally achieve a response to overload currents, but the sensitivity of the response the residual current circuit breaker for residual currents is significantly reduced. It is also known that the To provide summation current transformer with an additional winding, which is from one of the main current proportional current is flowing through it. Even if this design of the fault current switch is a additional response to overload currents takes place, the disadvantage is that the two the variables used to control the switch (fault current, overcurrent) influence each other, so that the response accuracy is poor. You also have residual current circuit breakers with separate ones Provide overcurrent releases or short-circuit releases. Such circuit breakers have special large dimensions and are very complex in their construction.

Man ist in letzter Zeit dazu übergegangen, den Fehlerstromschutzschalter nicht in der den Verbraueher unmittelbar speisenden Zweigleitung, sondern in der Speiseleitung anzuordnen, die mehrere Zweigleitungen versorgt. Eine solche Anlage ist in der Fig. 1 dargestellt. Von dem Netz N geht eine Speiseleitung Sp ab, die mehrere Zweigleitungen Z speist. In der Speiseleitung Sp muß außer dem Fehlerstromschutzschalter FJ noch eine Schmelzsicherung 5/ vorgesehen sein, die die Speiseleitung Sp schützt. In den Zweigleitungen Z, die jeweils den Verbraucher V versorgen, sind Leitungsschutzelemente L angeordnet (Leitungsschutzschalter bzw. -sicherungen). Der Fehlerstromschutzschalter ist nur für die AbschaltungThere has recently been a move towards arranging the residual current circuit breaker not in the branch line directly feeding the consumer, but in the feed line which supplies several branch lines. Such a system is shown in FIG. A feed line Sp , which feeds several branch lines Z, goes out from the network N. In the feed line Sp yet a fuse must be provided 5 / that protects the supply line Sp except the leakage circuit breaker FJ. Line protection elements L are arranged in the branch lines Z, which each supply the consumer V (line protection switches or fuses). The residual current circuit breaker is only for disconnection

Anmelder:
Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft,Applicant:
Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Berlin and Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

der Speiseleitung beim Auftreten eines Fehlerstromes bestimmt.of the feed line when a fault current occurs.

Die Erfindung betrifft eine vorteilhafte Ausbildung eines Fehlerstromschutzschalters mit einem magnetischen Auslöseorgan, dem ein die Differenz der Ströme feststellender, symmetrisch ausgebildeter Summenstromwandler einen Steuerstrom zuführt. Erfindungsgemäß ist das Auslöseorgan zum zusätzlichen Ansprechen auf Überlast einer induktiven Beeinflussung durch den Strom einer Leitung ausgesetzt, die außerhalb des Auslöseorgans angeordnet ist, wobei die induktive Beeinflussung den Schalter im Bereich der Überlast lediglich bei etwa das 1Of ache des Nennstromes überschreitenden Überlastungsströmen auslöst. Für die Erfindung ist es wesentlich, daß der Fehlerstromschutzschalter nicht bei jeder Überlastung, sondern nur bei großen Überlastungen anspricht. Die zusätzliche Einrichtung, die diese Eigenschaft dem Schalter verleiht, ist in ihrem Aufbau wesentlich einfacher als eine Einrichtung des Schalters, die ihn bei jeder Überlast selbsttätig ansprechen lassen würde. Vor allem wird durch die zusätzliche Einrichtung nicht die Empfindlichkeit des Fehlerstromschutzschalters beim Ansprechen auf Fehlerströme herabgesetzt.The invention relates to an advantageous embodiment of a residual current circuit breaker with a magnetic one Trigger organ, which has a symmetrical design that determines the difference in the currents Summation current transformer supplies a control current. According to the invention, the trigger element is for the additional Response to overload subjected to inductive influence from the current of a line, which is arranged outside the trigger element, the inductive influencing the switch in the area the overload only in the event of overload currents exceeding approximately 10 times the rated current triggers. For the invention it is essential that the residual current circuit breaker does not occur with every overload, but only responds to major overloads. The extra furnishings that make up this property the switch is much simpler in its construction than a device of the switch, which would let it respond automatically with every overload. Most of all it is made by the additional Device does not reduce the sensitivity of the residual current circuit breaker when responding to residual currents degraded.

Wird der erfindungsgemäße Schutzschalter in der in Fig. 1 dargestellten Anlage verwendet, so ergibt sich der große Vorteil, daß er im Bereich großer Überlastungen mit den in der Zweigleitung Z befindlichen Leitungsschutzelementen L mitwirkt, die großen Überlastungen abzuschalten. Es führt der erfindungsgemäße Schutzschalter zu einer zusätzlichen Verminderung des Überlastungsstromes und damit zu einer Verminderung des Wärmefaktors \i²dt. Ist dies der Fall, so kann in der Anlage die Schmelzsicherung Si in ihrer Nennstromstärke verringert werden. DiesIf the circuit breaker according to the invention is used in the system shown in FIG. 1, there is the great advantage that in the area of large overloads it cooperates with the line protection elements L located in the branch line Z to switch off the large overloads. The circuit breaker according to the invention leads to an additional reduction in the overload current and thus to a reduction in the heat factor \ i ² dt. If this is the case, the rated current strength of the fuse Si can be reduced in the system. this

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gilt besonders, wenn der Gleichzeitigkeitsfaktor der Anlage sehr klein ist. Dies hat zur Folge, daß der Querschnitt der Speiseleitung Sp kleiner gehalten werden kann. Durch die Erfindung ist somit die Möglichkeit gegeben, die Kosten der Anlage herabzusetzen. applies particularly if the simultaneity factor of the system is very small. As a result, the cross section of the feed line Sp can be kept smaller. The invention thus provides the possibility of reducing the costs of the system.

In den Fig. 2 und 3 ist ein Fehlerstromschutzschalter gemäß der Erfindung dargestellt. Die Fig. 2 zeigt die Aufsicht und die Fig. 3 die Seitenansicht des Fehlerstromschutzschalters.2 and 3, a residual current circuit breaker according to the invention is shown. Fig. 2 shows the plan view and FIG. 3 shows the side view of the residual current circuit breaker.

Auf dem Sockel 1, der die nicht gezeichneten Schaltkontakte aufnimmt, ist neben dem Schaltschloß 2 ein selbsttätiges Auslöseorgan 5 angeordnet. Das Meßglied 4 stellt fest, ob in den durch den Fehlerstromschutzschalter hindurchgeführten Leitungen eine Differenz zwischen den zum Verbraucher hinfließenden und den vom Verbraucher zurückfließenden Strömen vorhanden ist. Eine Differenz der Ströme entsteht, wenn ein Fehlerstrom in der Anlage auftritt. Zur Feststellung des Differenzstromes dient als Meßglied ein symmetrisch ausgebildeter Summenstromwandler. Der Summenstromwandler 4 führt bei Auftreten eines Fehlerstromes einen Steuerstrom dem Auslöseorgan 5 zu, das hochempfindlich ist. Das Auslöseorgan 5 kann in verschiedener Weise ausgebildet sein. Es kann z. B. ein Remanenzrelais sein. Ein solches Remanenzrelais hat einen Anker, der im Ruhezustand durch den remanenten Magnetismus des Relais angezogen wird. Beim Auftreten eines Fehlerstromes erhält das Relais von dem Summenstromwandler einen Steuerstrom, der den remanenten Magnetismus aufhebt und dadurch den Relaisanker zum Abfall bringt. Man kann aber auch als hochempfindliches Auslöseorgan einen Sperrmagneten verwenden. Ein solcher Sperrmagnet ist ein durch einen Dauermagneten polarisierter Schaltmagnet mit magnetischer Weiche, dessen Eisenkörper zur Beeinflussung der magnetischen Weiche beim Auftreten eines Fehlerstromes durch den Steuerstrom des Summenstromwandlers magnetisiert wird. Beim Umstellen der magnetischen Weiche fällt der zuvor von dem Eisenkörper angezogene Anker ab.On the base 1, which is not shown Receives switching contacts, an automatic trigger member 5 is arranged next to the switch lock 2. The measuring element 4 determines whether in the lines passed through the residual current circuit breaker a difference between those flowing to the consumer and those flowing back from the consumer Streaming is present. A difference in currents occurs when there is a fault current in the system occurs. A symmetrically designed measuring element is used to determine the differential current Summation current transformer. The summation current transformer 4 carries a control current when a fault current occurs the trigger member 5, which is highly sensitive. The trigger member 5 can be in various ways be trained. It can e.g. B. be a retentive relay. Such a remanence relay has an armature, which is attracted in the idle state by the remanent magnetism of the relay. When occurring In the event of a fault current, the relay receives a control current from the summation current transformer, which the remanent Cancels magnetism and thereby brings the relay armature to waste. But you can too Use a blocking magnet as a highly sensitive triggering device. Such a blocking magnet is a switching magnet with a magnetic switch, polarized by a permanent magnet, its iron body to influence the magnetic switch when a fault current occurs due to the control current of the summation current transformer is magnetized. When changing the magnetic switch, the one before it falls anchors attracted to the iron body.

Der in den Fig. 2 und 3 dargestellte Fehlerstromschutzschalter ist zweipolig ausgebildet. Von den Klemmen 6, 7 führen Leitungen als Primärwicklungen über den Summenstromwandler 4 zu den Klemmen 8, 9. 10 ist eine von der Sekundärwicklung des Summenstromwandlers gespeiste Leitung, die zu dem Auslöseorgan 5 führt.The residual current circuit breaker shown in FIGS. 2 and 3 has two poles. From the terminals 6, 7 lines lead as primary windings via the summation current transformer 4 to the terminals 8, 9.

An dem in den Fig. 2 und 3 dargestellten Fehlerstromschutzschalter erhält erfindungsgemäß das Auslöseorgan 5 zum zusätzlichen Ansprechen auf Überlast eine induktive Beeinflussung durch den Strom einer Leitung, die außerhalb des Auslöseorgans angeordnet ist. Diese induktive Beeinflussung veranlaßt den Schalter zum Auslösen bei etwa das 1Ofache des Nennstromes überschreitenden Überlastungsströmen. Zweckmäßig geschieht es in der Weise, daß eine der den Leiterstrom führenden Leitungen, die zwischen den Klemmen 6 bis 9 liegen, nahe an dem Auslöseorgan 5 vorbeigeführt wird. Tritt ein großer Überlastungsstrom auf, so beeinflußt dieser das hochempfindliche Auslöseorgan 5 induktiv. Diese induktive Beeinflussung ist durch die in die Fig. 2 und 3 eingetragenen Kraftlinien angedeutet. Die induktive Beeinflussung veranlaßt das Ansprechen des Auslöseorgans, so daß der Fehlerstromschutzschalter ausschaltet. Bei dem in den Fig. 2 und 3 dargestellten Fehlerstromschutzschalter ist der Aufwand für die erfindungsgemäße zusätzliche Einrichtung äußerst klein. Er hat auch keine Vergrößerung der Abmessungen des Schalters zur Folge.On the residual current circuit breaker shown in FIGS according to the invention, the trigger element 5 receives for an additional response to overload an inductive influence by the current of a line, which is arranged outside the trigger element is. This inductive influence causes the switch to trip at about 10 times the Overload currents exceeding the rated current. It is expediently done in such a way that one of the the conductors carrying the conductor current, which are located between the terminals 6 to 9, close to the trigger element 5 is passed. If a large overload current occurs, this affects the highly sensitive one Trigger element 5 inductive. This inductive influencing is due to the in FIGS. 2 and 3 indicated lines of force. The inductive influence causes the triggering element to respond, so that the residual current circuit breaker switches off. In the residual current circuit breaker shown in FIGS. 2 and 3, the effort for the additional device according to the invention extremely small. It also has no increase in size of the switch.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: 1. Fehlerstromschutzschalter mit einem magnetischen Auslöseorgan, dem ein die Differenz der Ströme feststellender, symmetrisch ausgebildeter Summenstromwandler einen Steuerstrom zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslöseorgan (5) zum zusätzlichen Ansprechen auf Überlast einer induktiven Beeinflussung durch den Strom einer der Leitungen ausgesetzt ist, die außerhalb des Auslöseorgans angeordnet ist, wobei die induktive Beeinflussung den Schalter im Bereich der Überlast lediglich bei das etwa lOfache des Nennstromes überschreitenden Überlastungsströmen auslöst. 1. Residual current circuit breaker with a magnetic release element, to which a symmetrically designed summation current transformer , which detects the difference in currents, supplies a control current, characterized in that the release element (5) is subjected to an inductive influence by the current of one of the lines for additional response to overload is arranged outside the triggering element, the inductive influence triggering the switch in the area of the overload only in the case of overload currents exceeding approximately 10 times the rated current. 2. Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die induktive Beeinflussung des bei Fehlerstrom ansprechenden Auslöseorgans (5) durch nahes Vorbeiführen einer den Leiterstrom führenden Leitung an dem Auslöseorgan erfolgt.2. Circuit breaker according to claim 1, characterized in that the inductive influence the triggering element (5) that responds in the event of a fault current by passing one of the Conductor current carrying line takes place on the trigger element. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 568147, 950 478.Considered publications: German Patent Specifications No. 568147, 950 478. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings I 209 577/331 4.62I 209 577/331 4.62