DE2231432C2 - Fehlerstromschutzschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Fehlerstromschutzschalter, mit einem Summenstromwandler, der zwischen eine Stromquelle und eine Last schaltbare Primärwicklungen aufweist, von denen die eine auf Erdpotential liegt, und mit einer Impedanz zwischen den lastseitigen* Anschlössen der Primärwicklungen.

Bei einem bekannten Fehlerstromschutzschalter dieser Art ist in Reihe mit der an Erdpotential Hegenden Primärwicklung eine Impedanz eingeschaltet um auch in Sonderfällen abschalten zu können (DE-OS 15 88 293, Fig. 1). Wenn an dem netzseilig auf Erdpotential liegenden Primärleiter auf der Verbraucherseite eine Erdung geringer Impedanz auftritt, dlso zwischen dem Differentialtransformator und der Belastung, soll dadurch vermieden werden, daß die unerwünschte Erdung in dieser Primärwicklung einen Kurzschluß über Erde bewirkt, der störende Rückwirkungen auf den anderen Primärleiter derart hätte, daß der Differentialtransformator nicht mehr über eine ausreichende Potentialdifferenz zum Auslösen des Schalters verfügen könnte.

Ist die Stromquelle ein Netz mit geerdetem Null-Leiter, so besteht allgemein die Gefahr, daß ein Fehlerstromschutzschalter nicht auslöst, wenn auf setner Lastseite kein Verbraucher eingeschaltet ist, jedoch auf der Lastseite am Phasenleiter oder am Null-Leiter fehlerhafte Erdschlüsse bestehen. Solche Fehler können hinter dem Geräteschalter am Verbraucher bestehen und eine latente Gefahr für Bedienungspersonen darstellen. Die Gefahr des Nichtauslösens ist um so größer, je niederohmiger der Erdschluß an Null-Leiter ist.

Mit dem Anmeldungsgegenstand wird das Ziel verfolgt, einen Fehlerstromschutzschalter zu entwikkeln, der nicht nur die bekannte Funktion zum Schutz eines angeschlossenen Gerätes ausüben kann, sondern der darüber hinaus auch dem Schutzschalter nachgeordnete unbelastete Leitungen sowie an dem Erdleiter angeschlossene, vom Phasenleiter über einen Schalter abgeschaltete. Geräte überwacht. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Fehlerstromschutzschalter zu schaffen, der bei Anschluß an ein Netz mit geerdetem Null-Leiter selbst dann sicher auslöst, wenn keine Last an ihm liegt und Erdschlüsse am Null-Leiter auftreten.

Die Lösung der geschilderten Aufgabe besteht darin, daß die Impedanz ein Kondensator ist.

Tritt auf der Lastseite des Fehlerstromsehutzschalters ein Erdschluß am PhaacnlcitEr auf, so löst der Fehlerstromschutzschallter sin gewonnter Weise aus. Wenn am Feblosö«ni)ichetejchaltfir keine Last eingeschaltet oder angeschlossen ist und ein Erdschluß am Null-Leiter, also an dem *auf Erdpotential liegenden Primärleiter auftritt, so löswter Fchjerslromschutzschal ter nach der Erfindung |i>eichfalls.aus.

Nach einer Weiterbifdijng ist eine Drossel mit ungesättigtem Magnetkern ia Serie mit der auf Erdpotential liegenden Primärwicklung geschaltet Dann löst der Fehlerstromschutzschalter auch dann aus, wenn an ihm keine Last liegt und ein Erdschluß sowohl am Null-Leiter als auch am Phasenleiter auf der Lastseite auftritt Eine solche Maßnahme für sich gesehen ist bereits bekannt (DE-OS 15 88293, Fig. 3). Danach wird ein Zusatztransformator zwischen Fehler-

2D stromschutzschalter und Lastanschluß angeordnet dessen eine Wicklung zwischen eine der Primärwicklungen und der auf Erdpotcntia! liegenden Primärwicklung gelegt ist und dessen andere Wicklung in der auf Erdpotentiai liegenden Primärwicklung angeordnet ist pie als Phasenleiter wirkende Primärleitung »sieht« dann eine hohe Impedanz, so daß der zur Betätigung eines Abschalters erforderliche Differenfjalstrom aufgebracht werden kann. Dennoch kann ein so ausgestalteter Fehlerstromschutzschalter dann nicht ansprechen, wenn eine Last nicht eingeschaltet ist und ein fehlerhafter Erdscbluß des netzseitig auf Erdpotential liegenden Primärleiters eine latente Gefahr für Benutzerdarstellt

Demgegenüber kann ein Fehlerstromschutzschalter

mit einer erfindungsgemäß als Kondensator angeordneten Impedanz auch in dem zuletzt geschilderten Fall bereits zur Abschaltung führen und Bedienungspersonen sichern.

Insbesondere kann die Drossel durch einen ungesät-

tigten Magnetkern gebildet rein, &τ einen Anschlußdraht der auf Erdpotentiai liegenden Primärwicklung umschließt

Beim Fehlerstromschutzschalter nach der Erfindung kann im Falle eines fehlerhaften Erdschlusses Ober den Kondensator ein Strom fließen, der im Summenstromwandler, häufig auch Differentialtransformator genannt ein magnetisches Ungleichgewicht herstellt und einen Auslöser zum Ansprechen bringt Vorteilhaft ist dabei, daß der Kondensator sich mit einer Impedanz

so geringster Verlustleistung auswählen läßt Der zwischen die Lastanschlüsse der Primärwicklung und der auf Erdpotential liegenden Primärwicklung eingeschaltete Kondensator simuliert eine am Ausgang des Fehlerstromschutzschalters liegende Last und bewirkt also, daß in der Sekundärwicklung des Summenstromwandler eine ausreichende Auslösespannung induziert wird. Die Erfindung und weitere Vorteile sollen anhand der Zeichnung näher erläutert werden:

In der Zeichnung ist schematised ein Fehlerstrom-

schutzschalter 20 mit einem Summenstromwandler 10 dargestellt. Dieser Summenstromwandler DO kann ein Ringkern 12 aus magnetisch gut leitendem Werkstoff sein, der einen Phasenleite nd einen Null-Leiter N umschließt. Der Phasenleite. erbindet die Eingangs klemme 2t und die Lastklemme 23 und der Null-Leiter /V die Eingangsklemme 22 und die Lastklemme 24 des Fehlerstromsehutzschalters 20. Der Null-Leiter Λ/stellt gleichzeitig die netzseitig auf Erdpotential liegende

Primärwicklung und der Phasenleiter L eine weitere Primärwicklung des durch den Ringkern 12 gebildeten Summenstromwandlers dar. An der Eingangsklemme 22 ist angedeutet, daß der Null-Leiter des Versorgungsnetzes geerdet ist.

Auf dem Ringkern 12 sitzt eine mehrwindige Sekundärwicklung 14, in der beim Auftreten eines FehJerstromes eine Auslösespannung induziert wird, Eine Sekundärwicklung 14 ist an einen Auslösestromkreis 16 angeschlossen, welcher bei einer bestimmten Spannungshöhe an der Sekundärwicklung 14 auf einen im Phasenleiter L liegenden Unterbrechungsmechanismus 18 einwirkt und diesen Phasenleiter L bei einer bestimmten Stromstärke des Fehlerstromes unterbricht. Der Stromkreis 16 kann auch auf einen Haltemagneten einwirken, der ein Schaltschloß auslösen kann. An den Ausgangsklemmen 23 und 24- kann über einen Ausschalter 31 eine Last 32 angeschlossen sein, während die Eingangsklemmen 21 und 22 an einem Versorgungsnetz liegen.

Tritt auf der Lastseite des Fehlerstromschutzschalters 20 ein Erdschluß am Phasenleitcr L auf, so löst der Fehlerstromschutzschalter aus. Ist die Las: 32 am Fehlerstromschutzschalter angeschlossen und »ritt am Null-Leiter /Vein Erdschluß auf, so löst der Fehlerstromschutzschalter 20 ebenfalls aus.

Durch den am Null-Leiter N und am Phasenleiter L im Fehlerstromschutzschalter 20 angeschlossenen Kondensator 28 ist gewährleistet, daß der Fehlerstromschutzschalter 20 auch dann auslöst, wenn keine Last am Fehlerstromschutzschalter 20 liegt und ein Erdschluß am Null-Leiter N auftritt Der Erdschluß des Null-Leiters N auf der Lastseite des Fehlerstromschutzschalters 20 ist durch den Strompfad 26 symboIisierL Eine aus dem Kondensator 28 bestehende, zwischen dem Null-Leiter N und dem Phasenleiter L geschaltete Impedanz hat den Vorteil der geringsten Verlustleistung. Der innerhalb des Fehlerstromschutzschalters 20

am Null-Leiter A/und am Phasenleiler Langeschlossene Kondensator 28 kann such erheblich kleiner sein als ein innerhalb des Fehlerstromschutzschalters 20 mit dem Null-Leiter N in Serie geschalteter Kondensator. Der am Null-Leiter Λ/und am Phasenleiter L angeschlossene Kondensator 28 bewirkt, daß sich der über ihn fließende Strom sowohl auf den Null-Leiter N als auch auf den Erdschluß am Null-Leiter (Strompfad 26) auf der Lastseite des Fehlerstromschutzschalters 20 aufteilt, so daß auch bei fehlender Last 32 'und Erdschluß am Phasenleiter L die in den Primärwicklungen des Summenstromwandlers 12 fließenden Ströme eine Auslösespannung in der Sekundärwicklung 14 induzieren.

Der Kondensator 28 kann verringerte Kapazität haben und billiger sein, wenn zwischen der Anschlußklemme 22 und dem Kondensator 28 eine Drossel mit ungesättigtem und daher sättigbares Magnetkern in Serie mit der durch den Null-Leiter N gebildeten Hauptprimärwicklung des Summenstromwandlers 12 geschaltet ist Diese Drossel kann br'r,pieisweise durch einen hochpcrroeablen Stahlring 30 gebildet sein, der den den Null-Leiter /V bildenden Draht an einer beliebigen Stelle zwischen der Eingangsklemme 22 und der Anschlußstelle des Kondensators 28 an diesem den Null-Leiter Nbildenden Draht umgibt. Dieser Stahlring 30 sperrt den Null-Leiter Λ/im Fehlerstromschutzschalter 20 für kleine Ströme, da diese diesen Stahlring 30 nicht sättigen können. Große Lastströme sättigen diesen Stahlkern jedoch und können daher ungehindert fließen.

Die Erfindung erstreckt sich mit Vorteil auch auf Fehlerstromschutzschalter für Mehrphasenverbraucher, z. B. für Drehstromverbraucher, die drei Phasenleiter und einen geerdeten Leiter haben können. Ferner eignet sich die Erfindung auch für kombinierte Fehlerstrom-Leitungsschutzschalter.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche: 22 at 432

1. Fehlerstromschutzschalter, mit einem Summenstromwandler, der zwischen eine Stromquelle .und eine Last schaltbare Primärwicklmgen aufweist, von denen die eine auf ErdpotemiaMiegt, und mit einer Impedanz zwischen den lastseitigen Anschlüssen der Primärwicklungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz ein Kondensator (28) ist

2. Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drossel (30) mit ungesättigtem Magnetkern in Serie mit der auf Erdpotential liegenden Primärwicklung geschaltet ist.

3. Fehlerstromschutzschalter nach· Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel" (30) durch einen ungesättigten Magnetkern gebildet ist, der einen Anschlußdraht der auf Erdpotentialiflegenden Primärwicklung umschließt,