DE3106960A1 - "fehlerstromschutzschalter" - Google Patents
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Description
FH 80/21 --3" -
-3 -
"Fehlerstromschutzschalter"
Die Erfindung betrifft einen Fehlerstromschutzschalter mit einem Wandler, dessen Primärwicklungen von hin- und rückfließendem
Verbraucherstrom durchflossen werden und dessen Sekundärwicklung an einen Auslöser angeschlossen ist.
Es sind empfindliche Fehlerstromschutzschalter für Fehlerströme von 30 mA und auch solche für 10 mA bekannt. Der
Unterschied in der Empfindlichkeit ist bedingt durch die
Zahl der Windungen der Primärwicklungen des Wandlers und/oder durch das Wancilermaterial und/oder empfindlichere Auslöserelais.
30 mA-Fehlerstromschutzschalter sind manchen Anwendern
nicht ausreichend empfindlich genug. Sie wünschen daher vielfach auch die empfindlicheren 10 mA-Fehlerstromschutzschalter.
Aus Platzgründen sind eine Vergrößerung der Windungszahl der Primärwicklungen und/oder ein größerer Wandlerkern
nicht immer möglich, so daß zur Erzielung der größeren Empfindlichkeit hochwertigeres und daher auch teueres Wandlermaterial
eingesetzt werden muß. Eine höhere Empfindlichkeit
läßt sich aber auch durch den Einsatz von empfindlichen Auslöserelais, die allerdings auch verhältnismäßig
teuer sind, erreichen.
Es sind auch 30 mA- oder 10 mA-Fehlerstromschutzschalter mit elektronischer Verstärkung bekannt, die das Netz als Hilfsenergiequelle
benötigen. Nachteilig ist bei diesen Schaltern, daß bei Ausfall der Hilfsenergie z. B. bei Unterbrechung
des Neutralleiters vor dem Schalter trotz möglichen Fließens eines Fehlerstromes, keine Auslösung erfolgt. Weiterhin
haben diese Schalter wie auch die eingangs erwähnten Fehlerstromschutzschalter nur einen festen Abschaltwert,
iuoaou
FII 80/21 - 4 -
der nicht immer optimal an den nachgeschalteten Verbraucher
angepaßt ist. Bei zu empfindlichen Fehlerstromschutzschaltern
tritt u. U. zu häufiges Abschalten ein, während bei unempfindlicheren Fehlerstromschutzschaltern u. U. kein
ausreichender Schutz gewährleistet ist.
Die Erfindung bezweckt ,den eingangs erwähnten Fehlerstromschutzschalter
so auszugestalten, daß seine Ansprechempfindlichkeit veränderbar ist. Erfindungsgemäß wird das dadurch
erreicht, daß Mittel zur wahlweisen Vormagnetisierung des Wandlers vorgesehen sind und der Vormagnetisierungsstrom
von der Netzspannung abgeleitet ist. Bei einem Fehlerstromschutzschalter mit einem PrüfStromkreis, in dem mit Hilfe
einer Prüftaste ein nachgeahmter den Auslöser des Schalters zum Ansprechen bringender Fehlerstrom einschaltbar ist, wird
die Erfindung dadurch verwirklicht, daß parallel zum Prüftastenkontakt
ein Widerstand einschaltbar ist. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 3
und 4 angegeben.
Anhand der Zeichnung sei die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen zweipoligen Fehlerstromschutzschalter mit zweistufiger Umschaltung der Ansprechempfindlichkeit,
während in
Fig. 2 ein solcher mit mehrstufiger Umschaltung und verringertem Vormagnetisierungsstrom und somit verringerter
Verlustleistung wiedergegeben ist. In
Fig. 3 ist eine Möglichkeit zur stufenlosen Verstellung der Ansprechempfindlichkeit eines Fehlerstromschutzschalters
dargestellt.
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-S-
Bei der Anordnung nach Fig. 1 ist von einem herkömmlichen
zweipoligen 30 mA-Fehlerstromschutzschalter ausgegangen, der
einen Wandler 1 mit Primärwicklungen 2 und 3 und eine Sekundärwicklung 17 enthält. Die Primärwickl unno.n liocjon über Klommen
21 und 31 an der Phase L bzw. dem Neutral leiter N eines
Netzes und stehen andererseits über Schaltkontakte 4 und b des Fehlerstromschutzschalters mit Klemmen 6, 7, an die ein
nicht dargestellter Verbraucher anschließbar ist, in Verbindung. Die Kontakte 4, 5 werden von einem Schaltschloß 8 gesteuert,
das gleichzeitig einen Schaltkontakt 9 für einen Prüfstromkreis betätigt. Der Prüfstromkreis führt von der
Klemme 21, an die die Netzphase L anschließbar ist, über eine
Prüftaste 10 einen Widerstand 11, den Schaltkontakt 9 zu dem mit dem Schaltkontakt 5 verbundenen Ende der am Neutralleiter
liegenden Primärwicklung 3. Die Sekundärwicklung ist mit einem Auslöserelais 12 verbunden, das auf das Schaltschloß 8
einwirkt. Parallel zur PriifLa:.Le 10 ist. ο i π W i dors t.irnl \:\
vorgesehen, der mit Hilfe eines Schalters 14 eingeschaltet werden kann.
Bei geöffnetem Schalter 14 ist die Grundempfindlichkeit des
Fehlerstromschutzschalters, bestimmt durch die Windungszahl der Primärwicklungen 2 und 3 und durch das verwendete Wandlermaterial
am Auslöserelais eingestellt. Wird der Schalter 14 geschlossen, so erhält der Wandler im eingeschalteten Zustand
bei dem auch der Kontakt 9 des PrüfStromkreises geschlossen ist, eine Vormagnetisierung. Der Vormaqnetisierungsstrom
richtet sich nach der Größe des Widerstandes 13. Durch die Vormagnetisierung wird der Fehlerstromschutzschalter
empfindlicher, da bei Auftreten eines lelilorstromes nur noch
der Differenzstrom zwischen dem Vormagnetisierungsstrom und dem Auslösestrom zur Abschaltung des fehlerhaften Stromkreises
erforderlich ist. Durch den rein ohmschen Vormagnetisierungsstrom ist der Schalter zwar bei rein kapazitiven oder
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induktiven Fehlerströmen weniger empfindlich als bei rein ohmschen, da für die Ansprechempfindlichkeit die geometrische
Summe von Vormagnetisierungsstrom und Fehlerstrom maßgebend ist. Diese geringere Empfindlichkeit kann aber durchaus
vorteilhaft sein, denn kapazitive Ableitströme z. B. durch lange Leituncjszüge können einen empfindlichen Schalter
der herkömmlichen Art schon zur Auslösung bringen, ohne daß ein echter Fehlerstrom fließt.
Die erfindungsgemäße Anordnung ist besonders vorteilhaft,
weil schon allein die Tatsache der Umschaltbarkeit auf verschiedene Empfindlichkeiten dem Fehlerstromschutzschalter
ein größeres Anwendungsgebiet erschließt. Der Schalter baut auf dem Grundgerät mit der niedrigsten Empfindlichkeit auf
und läßt sich dadurch in preisgünstiger Ausführung erstellen. Der Aufwand für die Umschaltvorrichtung ist besonders einfach,
da in seiner einfachsten Ausführung lediglich ein zusätzlicher Widerstand und ein Schaltkontakt erforderlich
sind. Da die Umschaltung primärseitig erfolgt, und für die Einschaltung der höheren Empfindlichkeit die Netzspannung
.ils Hi If sspannunq verwendet wird, ergeben sich keine Schwierigkeiten
mit Kontaktübergangswiderständen, da der Stromkreis für den Vormagnetisierungsstrom verhältnismäßig hochohmig
ist. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß der Schalter wenn auch nur mit seiner Grundempfindlichkeit im
Fehlerfall auch dann immer noch funktioniert, wenn die für
die hohe Empfindlichkeitsstufe erforderliche Hilfsenergie
ausfällt. Der Fehlerstromschutzschalter läßt sich an beliebige Installationen bzw. für verschiedene Verwendungszwecke
z.B. durch den Fachmann selbst anpassen. Das Gerät ist weniger von kapazitiven Ableitströmen abhängig, es behält aber
seine hohe Empfindlichkeit z. B. bei direktem Berühren bei,
da der Widerstand des menschlichen Körpers überwiegend olimsch ist.
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Bei dem Ausführunqsbei spiel nach Fig.. 2 ist parallel zu dom
Widerstand 13 noch ein weiterer Widerstand 13' mit einem anderen Widerstandswert vorgesehen. In Reihe mit dem Widerstand
13 bzw. dem Widerstand 13' liegt eine auf den Wandler aufgebrachte Wicklung 15, durch die eine eventuell zu hohe
Verlustleistung reduziert werden kann. Für die Wicklung 15 genügen wenige Windungen aus dünnem Draht. Der Schalter 14*
ist als Umschalter mit Mittelstellung ausgebildet, so daß der Stromkreis über die Widerstände 13, 13' wahlweise geöffnet
oder für den einen oder anderen Widerstand geschlossen sein kann. Es wird dadurch erreicht, daß die Empfindlichkeit
in drei Stufen einstellbar ist.
Bei der Ausführung nach Fig. 3 ist anstelle eines Widerstandes 13 ein Potentiometer 16 vorgesehen, das es erlaubt, die
Empfindlichkeit des Fehlerstromschutzschalter stufenlos
einzustellen. Das Potentiometer könnte bei entsprechender Auslegung auch gleichzeitig zum ungefähren Prüfen der Empfindlichkeit
des FI-Schalters benutzt werden, vorausgesetzt, daß die Netzspannungsabweichung sich in Grenzen hält und vom Hersteller
ein Auslösebereich angegeben wird, bei welcher Potentiometerstellung
eine Auslösung erfolgen muß.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen kann der Ansprechwert
des FI-Schalters nur in Richtung "empfindlich" bis zu einer
eventuellen Auslösung verändert werden, unempfindlicher als
die Grundeinstellung - Auslösung ohne Hi Ifsenerqie - kann
der Auslösewert auch bei Versagen der getroffenen Maßnahmen
oder beabsichtigter bzw. unbeabsichtigter Verstellung des Umschalters bzw. Potentiometers nicht werden.
7 Seiten Beschreibung.
4 Patentansprüche
1 Blatt Zeichnung mit 3 Fig.
1 Zusammenfassung
Leerseite
Claims (4)
- Licentia Patent-Verwaltungs-G.m.b.H. 6 Frankfurt/Main, Theodor-Stern-Kai 1
- FH 80/21
- kn-ni
- 4. Februar 1981Patentansprüche:( 1 ^Fehlerstromschutzschalter mit einem Wandler, dessen Primärwicklungen von hin- und rückfließendem Verbraucherstrom durchflossen werden und dessen Sekundärwicklung an einen Auslöser angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur wahlweisen Vormagnetisierung des Wandlers (1) vorgesehen sind und der Vormagnetisierungsstrom von der Netzspannung abgeleitet ist.Fehlerstromschutzschalter mit einem PrüfStromkreis, in dem mit Hilfe einer Prüftaste ein nachgeahmter, den Auslöser des Schalters zum Ansprechen bringender Fehlerstrom einschaltbar ist nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des wahlweise einschaltbaren Vormagnetisierungsstromes parallel zum Prüftastenkontakt (10) ein Widerstand (13, 13', 16) einschaltbar ist.·· . OiUUdUUFH 80/21 - 2f--I-Fehlerstromschutzschaltor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vormagnetisierungsstrom in seiner Größe durch mehrere unterschiedlich große Widerstände (13, 13') oder mit Hilfe eines Potentiometers (16) wählbar ist.Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reduzierung der Verlustleistung in dem Vormagnetisierungskreis eine zusätzliche Wandlerwicklung (15) und ein entsprechend höherer Widerstand eingeschaltet sind.
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