DE2652190C3 - Circuit arrangement with a safety socket strip for determining the quality of the protective conductor - Google Patents
Circuit arrangement with a safety socket strip for determining the quality of the protective conductorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung mit einer Sicherheitssteckdosenleiste, einer Prüfeinrichtung zum Feststellen der Qualität des Schutzleiters und einem als Zwischenstecker für ein Einphasennetz ausgebildeten Fehlerstrom-Schutzschalter, bei der die Prüfeinrichtung einen zwischen die Klemmen für den Außen- und den Nulleiter der Sicherheilssteckdosenleistc geschalteten Spannungsteiler und einen Widerstand aufweist, der an den Mittelpunkt des Spannungsteilers angeschlossen ist.The invention relates to a circuit arrangement with a safety socket strip, a test device to determine the quality of the protective conductor and one as an adapter for a single-phase network trained residual current circuit breaker, in which the test device between the terminals for the Outer and the neutral conductor of the safety socket strip switched voltage divider and a resistor connected to the midpoint of the voltage divider connected.
Es ist bereits bekannt. Elemente von Fehlerstrom-Schutzschaliern in Sicherheitssteckern unterzubringen (DE-PS 22 04 418). Derartige Sicherheitsstecker, die nach dem Prinzip der Fehlerstrom-Schutzschaltung arbeiten, werden zwischen dem Stromnetz und einem oder mehreren Elektrogeräten als Verbraucher eingesetzt. Aufgabe des Fehlerstrom-Schutzschalters ist es, die Summe der einem oder mehreren angeschlossenen Elektrogeräten ein- und ausfließenden Ströme zu messen, die im Normalfall Null ist. Besteht zwischen den ein- und ausfließenden Strömen jedoch eine Differenz, die durch einen Ableitstrom zur Erde bzw. zum geerdeten Schutzleiter entsteht, so trennt der Fehlerstrom-Schutzschalter bei einer bestimmten Größe des Ableitstroines über eingebaute Schaltkontakte den Stromkreis und vermeidet damit eine Gefährdung für alle diejenigen, die mit dem oder den Eiektrogeräten in Berührung kommen. Als Bezugspunkt für das Erdpotential werden hierzu normalerweise die in der verwendeten speisenden Steckdose vorhandenen, geerdeten Schutzkontakte verwendet Eine Erweiterung der Schutzwirkung wird dadurch erreicht indem auch im Schutzieiterkreis eine auf Fehlerstrom ansprechende Wicklungsanordnung des Summenstromwandlers angeordnet ist, eventuell unter Hinzufügung von spannungsabhängigen Widerständen (DE-PS 18 09 025).It is already known. Elements of residual current protective shells to be accommodated in safety plugs (DE-PS 22 04 418). Such safety plugs that work on the principle of residual current protection circuit, are between the power grid and a or several electrical devices used as consumers. The purpose of the residual current circuit breaker is to the sum of the currents flowing in and out of one or more connected electrical devices measure, which is normally zero. However, if there is a difference between the incoming and outgoing currents, caused by a leakage current to earth or to the earthed protective conductor, the residual current circuit breaker disconnects with a certain size of the discharge routine via built-in switching contacts Circuit and thus avoids endangering all those who use the electrical appliances in Come into contact. The reference point for the earth potential is usually the one used in the The existing, earthed protective contacts used to feed the socket An extension of the The protective effect is achieved in that there is also a fault current in the protective conductor circuit Winding arrangement of the summation current transformer is arranged, possibly with the addition of voltage-dependent Resistors (DE-PS 18 09 025).
Zum Prüfen des Potentials der Schutzkontaktfedern bzw. Schutzkontaktbuchsen von Steckdosen ist bereits ein Prüfstecker entwickelt worden, der gegebenenfalls zusätzliche Schaltungsanordnungen zum Prüfen der sicheren Kontaktgabe der Schutzkontaktfedern von zweipoligen Schutzkontakt-Steckdosen mit den Schutzkontaktstreifen der anzuschließenden Schutzkontaktstecker enthalten (DD-PS 74 299). Als Anzeige für das Vorhandensein eines Potentials an den Schutzkontaktfedern bzw. Schutzkontaktbuchsen von Steckdosen in der Größenordnung der Leiter-Erde-Spannung dient eine Glimmlampe. Somit fließt als Meßgröße nur der kleine Glimmlampenstrom im μ Α-Bereich. Ströme dieser Größenordnung fließen jedoch schon bei kapazitiver, also offener Erdung. Hiermit ist nur die Aussage möglich, ob der Schutzleiter überhaupt an den Steckdßienkontakten anliegt. Ferner ist für den Prüfenden bei einem Fehler im Meßgerät bzw. bei deren fehlerhafter Bedienung und gleichzeitig unterbrochenem Schutzleiter kein Schutz vor verschleppten Berührungsspannungen gegeben.To check the potential of the earthing contact springs or earthing contact sockets of sockets is already a test plug has been developed which, if necessary, additional circuit arrangements for testing the Safe contact between the earthing contact springs of two-pole earthing contact sockets with the earthing contact strips the protective contact plug to be connected (DD-PS 74 299). As an indicator for that Presence of a potential at the earthing contact springs or earthing contact sockets of sockets in a glow lamp is used to measure the magnitude of the conductor-earth voltage. Thus, only the flows as a measured variable small glow lamp current in the μ Α range. However, currents of this magnitude are already flowing in capacitive, i.e. open grounding. This only allows a statement to be made as to whether the protective conductor is even connected to the Socket contacts. Furthermore, in the event of a fault in the measuring device or in its Incorrect operation and at the same time interrupted protective conductor no protection against dragged Contact voltages given.
Nun ist es in speziellen Fällen erwünscht, eine ausreichende Erdungsqualität des Schutzleiters festzustellen, um die Schutzwirkung von Fehlerstrom-Schutzschaltern jederzeit kontrollieren zu können. Diese Überprüfung der Erdungsqualität des Schutzleiters erfordert bisher eigens für diese Zwecke geschaffene Prüfgeräte. Diese haben jedoch den Nachteil, am Einsatzort steckbarer Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen nicht zur Verfugung zu stehen, da, abgesehen, von der Unmöglichkeit, solche Geräte von Laien bedienen zu lassen, der Aufwand nicht gerechtfertigt wäre.In special cases it is desirable to determine that the grounding conductor is of sufficient quality, in order to be able to control the protective effect of residual current circuit breakers at any time. These Checking the earthing quality of the protective conductor requires previously created specifically for this purpose Test equipment. However, these have the disadvantage that residual current protective devices can be plugged in at the place of use not to be available because, apart from the impossibility of such devices to be operated by laypeople let the effort not be justified.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, in einem mit einem Fehlerstrom-Schutzschalter versehenen Stromkreis eine Schaltung vorzusehen, die jederzeit eine Kontrolle des Schutzleiters gestaltet, sich dabei mit geringem Aufwand herstellen und in einfacher Weise in den Stromkreis einfügen läßt.The invention is therefore based on the object of providing a device with a residual current circuit breaker Circuit to provide a circuit that designed a control of the protective conductor at any time, with it Manufacture with little effort and can be inserted into the circuit in a simple manner.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Fehlerstrom-Schutzschalter als Sicherheitsstekker und der Widerstand als Regelwiderstand ausgebildet sind, daß der Regelwiderstand an den Schutzleiter des Sicherheitssteckers angeschlossen ist, daß der Spannungsteiler etwa gleich große Teilwiderstände besitzt und über Kontakte eines Schaltelements mit Außen- und Nulleiter verbunden ist, daß parallel zum Regelwiderstand ein Meßinstrument geschaltet ist und daß der Schutzleiter mit einer von außen zugänglichen Klemme verbunden ist.The object is achieved according to the invention in that the residual current circuit breaker acts as a safety plug and the resistor are designed as a variable resistor that the variable resistor to the protective conductor of the safety plug is connected, that the voltage divider has approximately equal partial resistances possesses and is connected via contacts of a switching element with outer and neutral conductors that parallel to A rheostat is connected to a measuring instrument and that the protective conductor is connected to an externally accessible Terminal is connected.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß die erfindungsgemäße Schaltung im Zusammenwirken mit einem Fehlerstrom-Schutzschalter gestattet, die ausreichende Qualität des für die Fehlerstrom-Schutzschaltung erforderlichen Schutzleiters bezüglich seiner Funktion jederzeit bei einfachster Bedienung prüfen zu können, wobei auch während des Prüfvorganges niemals ein gefährlich hoher Strom über den Prüfenden zur Erde fließen kann.The advantages achieved by the invention are that the circuit according to the invention interacts with a residual current circuit breaker allows the sufficient quality of the residual current circuit breaker required protective conductor with regard to its function at any time with the simplest To be able to check operation, even during the checking process never a dangerously high current over the examiner can flow to earth.
Eine mit dem Schutzleiter verbundene und von außen zugängliche Klemme bietet zudem den Vorteil, daß bei Fehlen eines Schutzleiters in der Installation (zweipolige Steckdose ohne Schutzkontakte, wie vielerorts noch üblich) eine gleichwertige Hilfserde mit dem Fußpunkt von Regelwiderstand und Meßinstrument verbunden werden kann. Damit lassen sich auch für diesen Fall Verhältnisse schaffen, wie sie für eine echte Schutzschaltung von Elektrogeräten im Sinne der Fehlerstrom-Schutzscnaltung nach VDE 0100 vorgegeben sind. Durch die eingebaute Schaltung ist die Prüfung der Erdungsqualität des hierzu angeschlossenen Hilfserders jederzeit möglich. Zusätzliche weitere Meßeinrichtungen sind dabei nicht erforderlich.A terminal connected to the protective conductor and accessible from the outside also offers the advantage that with Lack of a protective conductor in the installation (two-pole socket without protective contacts, as in many places usual) an equivalent auxiliary earth is connected to the base of the rheostat and the measuring instrument can be. In this way, conditions can also be created for this case, such as those for a real protective circuit of electrical devices in terms of residual current protective circuit are specified according to VDE 0100. The built-in circuit makes it possible to test the Earthing quality of the auxiliary earth connected for this purpose is possible at any time. Additional further measuring devices are not required.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes des Hauptanspruches sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Advantageous configurations of the subject matter of the main claim can be found in the subclaims.
Hierbei ist besonders vorteilhaft, daß die erfindungsgemäße Schaltung nur aus wenigen Bauelementen besteht, die sich zusammen mit den Bauelementen eines Fehlerstrom-Schutzschalters in einer Sicherheitssteckdosenleiste (Anspruch 3) oder im Gehäuse des Sicherheitssteckers (Anspruch 4) unterbringen läßt.It is particularly advantageous that the inventive Circuit consists of only a few components, which together with the components of a Residual current circuit breaker in a safety socket strip (claim 3) or in the housing of the safety plug (Claim 4) can accommodate.
Insgesamt trägt die erfindungsgemäße Schaltung dazu bei, daß bei der Benutzung von elektrischen Geräten, z. B. auf Kleinbaustellen, beim Katastropheneinsatz sowie im Bereich Camping, Garten und Hobby ein wesentlich größerer Sicherheitsgrad erreicht wird, als bisher bekannt ist.Overall, the circuit according to the invention contributes to the fact that when using electrical Devices, e.g. B. on small construction sites, during disaster relief as well as in the field of camping, gardening and hobbies a significantly higher level of security is achieved than is known so far.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ;n der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is ; n shown in the drawing and is described in more detail below. It shows
F i g. 1 eine Schaltung zum Prüfen des Schutzleiters einer Fehlerstrom-Schutzschaltung,F i g. 1 a circuit for testing the protective conductor of a residual current protective circuit,
Fig. 2 einen steckbaren Fehlerstrom-Schutzschalter und nachgeschalteter Sicherheitssteckdosenleiste mit dieser Schaltung,Fig. 2 shows a pluggable residual current circuit breaker and downstream safety socket strip with this circuit,
F i g. 3 einen steckbaren Fehlerstrom-Schutzschalter mit nachgeschalteter Sicherheitssteckdosenleiste, wobei die Schaltung im Gehäuse des Fehlerstrom-Schutzschalters untergebracht ist.F i g. 3 a pluggable residual current circuit breaker with a downstream safety socket strip, whereby the circuit is housed in the housing of the residual current circuit breaker.
F i g. 1 zeigt einen Sicherheitsstecker 1 mit eingebauter Fehlerstrom-Schutzschaltung (nur teilweise dargestellt), der über eine Speisesteckdose 2 mit dem Stromnetz in Verbindung steht. Das Stromnetz weist einen Außenleiter R, einen Nulleiter (oder Mittelleiter) Mp sowie einen Schutzleiter SL auf. Nulleiter und Schutzleiter sind jeweils für sich oder gemeinsam geerdet. Der Sicherheitsstecker 1 ist über eine Anschlußleitung 3 mit einer Sicherheitssteckdosenleiste 4 verbunden. Außenleiter R und Nulleiter Mp sind über Kontakte 5 eines Prüftasters PTan einen Spannungsteiler 6 geführt An den Mittelpunkt dieses Spannungsteilers schließt sich ein Regelwiderstand 7 an, zu dem ein Meßinstrument 8 parallel geschaltet ist. Der gemeinsame Fußpunkt von Regelwiderstand und Meßinstrument ist einmal mit dem Schutzleiter SL verbunden und liegt außerdem an einer nach außen geführten Klemme 9, an welcher eine Hilfserde (Ersatzschutzleiter) mit ihrem Erdungswiderstand 10 angelegt werden kann.F i g. 1 shows a safety plug 1 with a built-in residual current protective circuit (only partially shown), which is connected to the mains via a feed socket 2. The power network has an outer conductor R, a neutral conductor (or center conductor) Mp and a protective conductor SL . The neutral conductor and protective conductor are each grounded individually or together. The safety plug 1 is connected to a safety socket strip 4 via a connecting line 3. Outer conductor R and neutral conductor Mp are routed to a voltage divider 6 via contacts 5 of a test button PT. The common base point of the rheostat and the measuring instrument is connected to the protective conductor SL and is also connected to a terminal 9 which is led to the outside and to which an auxiliary earth (substitute protective conductor) with its earthing resistor 10 can be applied.
In Fig.2 ist eine der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 entsprechende Geräteanordnung dargestellt. Hierbei gelten die gleichen Bezugszeichen, zusätzlich ist mit 11 die Skala des Meßinstrumentes bezeichnet, und mit 12 der Bedienungsknopf für den Regelwiderstand.FIG. 2 shows one of the circuit arrangements according to FIG. 1 corresponding device arrangement shown. The same reference numerals apply here; the scale of the measuring instrument is additionally designated by 11, and with 12 the control button for the rheostat.
Nach Fig.3 befindet sich die Schaltungsanordnung des Prüfkreises im Gehäuse des Sicherheitssteckers 1. Im übrigen gelten die gleichen Bezugszeichen wie zuvor.According to Figure 3 is the circuit arrangement of the test circuit in the housing of the safety plug 1. Otherwise, the same reference numerals apply as before.
Die Funktionsweise der gesamten Geräteanordnung ist folgende:The functioning of the entire device arrangement is as follows:
Durch Betätigung des Prüftasters PT wird der Spannungsteiler 6 über die Kontakte 5 an die Netzspannung gelegt. Am Mittelpunkt des Spannungsteilers liegt die halbe Netzspannung gegen Erde, und zwar in jedem Fall, wobei es gleichgültig ist, mit welcher Polarität der Stecker mit der Steckdose verbunden ist. Der Vorteil der Verwendung dieses Spannungsteilers in der Schaltung ist außerdem der, daß im Extremfall während des Prüfvorganges niemals mehr als die halbe Netzspannung als Berührungsspannung wirken kann. An diesem Mittelpunkt des Spannungsteilers 6 liegt die Reihenschaltung eines stetig veränderbaren Regelwiderstandes 7 mit dem Erdungswiderstand des Schutzleiters Si. bzw. mit dem Erdungswiderstand 10 des Ersatzschutzleiters. Bei Vernachlässigung des Innenwiderstandes des Spannungsteilers 6 verteilt sich die halbe Netzspannung demnach auf die beiden Widerstände, von denen der eine 7 von sehr großen Werten bis auf sehr kleine Werte veränderbar und der andere unbekannt ist Parallel zum Regelwiderstand 7 liegt das als hochohmiger Spannungsmesser ausgebildete Meßinstrument 8, das die an diesem Widerstand abfallende Spannung anzeigt. Bei einem Erdungswiderstand von z. B. null Ohm fällt die Gesamtspannung am Regelwiderstand 7 ab, die Maximalanzeige des Meßinstrumentes 8 bedeutet damit eine gute Erdung. Bei einem Erdungswiderstand von z. B 2000 Ohm wird der Zeiger des Meßinstrumentes 8 je nach dem eingestellten Wert des Regelwiderstandes 7 zurückgehen, da der Spannungsabfall am Regelwiderstand 7 um den Betrag der am Erdungswiderstand abfallenden Spannung geringer wird. Dieser Spannungsrückgang am Regelwiderstand 7 ist also ein umgekehrt proportionaler Wert zur am Erdungswidersland auftretenden Berührungsspannung. Die Skala 11 des Meßinstrumentes 8 kann demnach, konstante Netzspannung vorausgesetzt, direkt in Berührungsspannung geeicht werden. Durch entsprechende Vorgabe einer maximal zulässigen Berührungspannung (z. B 50 V) ist somit nach dem Ohm'schen Gesetz der Erdungswiderstand bestimmbar.By pressing the test button PT , the voltage divider 6 is connected to the mains voltage via the contacts 5. At the midpoint of the voltage divider, half the mains voltage is connected to earth, in any case, regardless of the polarity with which the plug is connected to the socket. The advantage of using this voltage divider in the circuit is that, in extreme cases, never more than half the mains voltage can act as contact voltage during the test process. At this midpoint of the voltage divider 6 is the series connection of a continuously variable control resistor 7 with the earth resistance of the protective conductor Si. or with the earth resistance 10 of the substitute protective conductor. If the internal resistance of the voltage divider 6 is neglected, half the mains voltage is distributed over the two resistors, one of which 7 can be changed from very large values to very small values and the other is unknown , which shows the voltage drop across this resistor. With a ground resistance of z. B. zero ohms, the total voltage drops across the variable resistor 7, the maximum display of the measuring instrument 8 thus means good grounding. With a ground resistance of z. B 2000 ohms, the pointer of the measuring instrument 8 will decrease depending on the set value of the variable resistor 7, since the voltage drop across the variable resistor 7 is lower by the amount of the voltage drop across the ground resistor. This drop in voltage at the control resistor 7 is therefore an inversely proportional value to the contact voltage occurring at the opposing ground. The scale 11 of the measuring instrument 8 can therefore, provided that the mains voltage is constant, be calibrated directly in contact voltage. By specifying a maximum permissible contact voltage (e.g. 50 V), the earthing resistance can be determined according to Ohm's law.
Im Zusammenwirken mit dem am Eingang der gesamten Anordnung befindlichen, nach dem Prinzip des FI-Schutzes funktionierenden Sicherheitssteckers 1 kann weiterhin erreicht werden, daß während des Prüfungsablaufs der Strom, der beim Regeln des Regelwiderstandes 7 zunimmt, niemals größer werden kann als der Nennauslösewert des Sicherheitssteckers 1, z. B 30 mA, da bei Überschreiten dieses Stromes der Sicherheitsstecker 1 auslöst und damit den Stromkreis unterbricht.In cooperation with that located at the entrance of the entire arrangement, according to the principle the FI protection functioning safety plug 1 can still be achieved that during the Test sequence, the current, which increases when regulating the variable resistor 7, never become larger can be used as the nominal trip value of the safety plug 1, e.g. B 30 mA, since when this current is exceeded the Safety plug 1 triggers and thus interrupts the circuit.
Der Vorgang bei der Funktionsprüfung ist folgender:The procedure for the functional test is as follows:
Zuerst wird, bei voll eingeschaltetem Regelwiderstand 7 bei Druck auf den Prüftaster PTein nur geringer Strom vom Mittelpunkt des Spannungsteilers 6 über den Schutzleiter SL bzw. über den Erdungswiderstand 10 des Ersatzschutzleiters zur Eide abfließen. Das Meßinstrument 8 zeigt praktisch noch Vollausschlag an. Bei anschließendem Herabregeln des Regelwiderstandes 7 wird, besonders bei einer Erdung mit höherem Widerstand, der Meßinstrumentenzeiger stetig zurückgehen und damit die Berührungsspannung am Erdungswiderstand anzeigen. Bei einer schlechten, also zu hochohmigen Erde wird der Zeiger des Meßinstrumentes 8 eine gefährlich werdende Berührungsspannung anzeigen und damit signalisieren, daß der Erdungs-First, when the control resistor 7 is fully switched on, when the test button PTein is pressed, only a small current will flow from the center point of the voltage divider 6 via the protective conductor SL or via the earthing resistor 10 of the substitute protective conductor to the Eide. The measuring instrument 8 still shows practically full deflection. When the control resistor 7 is subsequently reduced, the measuring instrument pointer will steadily decrease, especially in the case of an earthing with a higher resistance, and thus indicate the contact voltage at the earthing resistor. In the case of a bad, i.e. excessively high-resistance earth, the pointer of the measuring instrument 8 will indicate a dangerous contact voltage and thus signal that the earthing
widerstand verkleinert werden muß. Bei einer ausreichend guten Erde dagegen wird beim Herabregeln des Regelwiderstandes 7 der angezeigte Spannungsrückgang nur klein sein und der vorgeschaltete Sicherheitsstecker 1 wird auslösen, bevor eine gefährliche Berührungsspannung erreicht ist.resistance must be reduced. If the soil is sufficiently good, on the other hand, when the Regulating resistor 7, the displayed voltage drop will only be small and the upstream safety plug 1 will trigger before a dangerous one Contact voltage is reached.
Mit diesen Kriterien ist die Aussage, daß die Erdung ausreichend gut ist, eindeutig. Der Vorteil dieser Kombination liegt darin, daß trotz einfacher Bedienung eine exakte Prüfung der Schutzfunktion gegeben ist und außerdem, durch die Wirkung des Sicherheilssteckers 1 auch während des Prüfvorganges niemals ein gefährlich hoher Strom über einen Menschen zur Erde fließen kann. Die Skala des Meßinstrumentes 8 braucht, um die Bedienung und Ablesung noch zu vereinfachen, keine Skaleneinteilung und Zahlen, sondern einfach nur zwei farbige Felder für »gut« und »schlecht« aufzuweisen.With these criteria, the statement that the grounding is sufficiently good is clear. The advantage of this The combination lies in the fact that, despite simple operation, an exact test of the protective function is given and In addition, due to the effect of the safety plug 1, it is never dangerous, even during the testing process high current can flow through a person to earth. The scale of the measuring instrument 8 needs to be the Operation and reading still to be simplified, no graduations and numbers, just two to have colored fields for "good" and "bad".
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OAP | Request for examination filed | ||
OD | Request for examination | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: FELTEN & GUILLEAUME ENERGIETECHNIK GMBH, 5000 KOEL |
|
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |