DE4112169A1 - Fehlerstrom-ueberwachungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fehlerstrom- Überwachungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Fehlerstrom-Überwachungseinrichtungen gibt es beispielsweise in sogenannten IT-Netzen, die auf der Sekundärseite des Versorgungstrafos nicht geerdet sind. Die Überwachungseinrichtungen weisen einen Summenstromwandler auf, der sekundärseitig die Ansprechschaltung ansteuert, wobei jedoch zu­ sätzlich Energie von den aktiven Leitern des Netzes abgegriffen wird, um die Anzeigeeinrichtung in Form einer Lampe, eines Lautsprechers od. dgl. zu betä­ tigen.

Derartige Überwachungseinrichtungen weisen den Nach­ teil auf, daß die Anzeige eines Fehlerstromes dann nicht erfolgen kann, wenn die Energiezufuhr über die Leiter gestört ist. In diesem Fall unterbleibt die Energiezufuhr zur Anzeigeeinrichtung, so daß der Fehler unbemerkt bleibt.

Neben der geschilderten reinen Meldeeinrichtung sind Schalteinrichtungen bekannt in Form von Fehlerstrom­ schutzschaltern, die ebenfalls einen Summenstrom­ wandler aufweisen, dessen Ausgangssignal direkt oder über eine elektronische Energiespeicherschaltung einen sehr empfindlichen Haltemagnetauslöser an­ steuert. Dieser Haltemagnetauslöser seinerseits setzt die in der Schaltmechanik gespeicherte mecha­ nische Energie zum Trennen der Kontakte frei.

Diese weitere und gattungsfremde Vorrichtung, die keine Melde- oder Anzeigeeinrichtung aufweist, ar­ beitet unabhängig von einer Hilfsspannungsquelle. Statt dessen verfügt sie über mechanisch ge­ speicherte Energie, die beispielsweise durch das Drehen eines Hebels gegen die Wirkung einer Feder aufgebracht wird, wobei die Energie dann in der Feder gespeichert wird. Eine automatische Wieder­ einschaltung bei Verschwinden des Fehlers ist ohne das erneute Aufbringen der mechanischen Hilfsenergie nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gat­ tungsgemäße Fehlerstrom-Überwachungseinrichtung da­ hingehend zu verbessern, daß auch ohne Energiever­ sorgung aus den Leitern eine zuverlässige Anzeige eines Fehlerstromes sichergestellt ist.

Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Merkmale nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gelöst.

Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, die relativ geringe elektrische Energie, die von der Sekundärwicklung des Summenstromwandlers abgegriffen und der Ansprech-Schaltung zugeführt werden kann, zu sammeln und bei genügend vorhandener Energie die Anzeigeeinrichtung direkt mit Energie zu versorgen, so daß unabhängig vom Zustand der Stromleiter bzw. des Neutralleiters eine Energieversorgung für die Anzeigeeinrichtung immer dann sichergestellt ist, wenn ein Fehlerstrom auftritt.

Die Realisierung einer solchen Einrichtung erscheint zunächst unmöglich, wenn man bedenkt, daß für eine optische oder akustische Anzeige gegenüber der An­ steuerung eines Haltemagnetauslösers eine Leistung benötigt wird, die um zwei bis drei Zehnerpotenzen höher liegt. Derartige Leistungen lassen sich üb­ licherweise nur mit sehr großen und damit teuren und schweren Wandlern übertragen.

Erst unter Beachtung der Tatsache, daß bei einer Einrichtung, die nur eine Warnwirkung haben soll, eine Ansprechzeit von bis zu zwei Sekunden aus­ reichend klein ist, ergibt sich die Möglichkeit, die Sekundärenergie des Summenstromwandlers mit einer an sich bekannten elektronischen Energie­ speicherschaltung zu sammeln, um sie dann zur Erzeugung des Warnsignals heranzuziehen.

Beachtet man weiterhin, daß das Warnsignal nicht kontinuierlich vorliegen muß, so ergibt sich, daß der Summenstromwandler nur eine geringe kontinuier­ liche Leistung liefern muß. Das Vorliegen eines ge­ pulsten Ton- oder Lichtsignals mit einem relativ kleinen Verhältnis von Impulszeit zu Pausezeit kann dabei sogar die Warnwirkung erhöhen.

Die Ansprech-Schaltung kann neben dem üblicherweise vorhandenen Gleichrichter einen Kondensator als Energiespeicher aufweisen, wobei dem Kondensator ein Schwellwertschalter nachgeschaltet ist, der bei ausreichender Energie durchschaltet zur Anzeige­ einrichtung, so daß diese betätigt wird.

Da insbesondere bei IT-Netzen ein Fehlerstrom nicht zu einer unmittelbaren Gefährdung des Personals führt, kann ein Taster vorgesehen sein, der das lästige, akustische Signal stummschaltet. Vorteil­ hafterweise kann zusätzlich eine optische Signalein­ richtung vorgesehen sein, die von dem Taster nicht unterbrochen wird. Ein monostabiler Schalter kann sicherstellen, daß die Tasterwirkung solange beibe­ halten wird, wie der Fehlerstrom auftritt. Nach Be­ seitigung des Fehlers, wenn also am Taster keine Energiezufuhr mehr erfolgt, schaltet dieser monosta­ bile Schalter zurück, so daß die vom Taster unter­ brochene Leitung beim Auftreten des nächsten Fehler­ stromes durchgeschaltet ist zu der Signaleinrichtung.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Feh­ lerstrom-Überwachungseinrichtung wird anhand der Zeichnung im folgenden näher erläutert.

In der Zeichnung sind die Leiter L1, L2, L3 und der Neutralleiter N dargestellt, die durch einen Summen­ stromwandler 1 geführt sind. Die einzelnen Leiter können eine Primärwicklung um den Ring des Summen­ stromwandlers 1 aufweisen, sie können jedoch auch bei entsprechender Stärke und entsprechendem Strom­ fluß einfach durch den Ring des Summenstromwandlers 1 verlaufen. Eine Sekundärwicklung 2 greift um den Ring des Summenstromwandlers 1 und ist mit ihren beiden Enden mit einer Ansprech-Schaltung 3 verbun­ den.

Von der Ansprech-Schaltung 3 verläuft eine schema­ tisch dargestellte Leitung zu einer Anzeigeeinrich­ tung 4, so daß diese Anzeigeeinrichtung 4 aus­ schließlich über die Ansprech-Schaltung 3 mit Ener­ gie versorgt wird. Letztendlich kommt die gesamte Energie zur Betätigung der Anzeigeeinrichtung 4 ausschließlich vom Summenstromwandler 1, ohne daß Fremdenergie direkt von den vier Leitern der Anzei­ geeinrichtung 4 zugeführt würde. Auf diese Weise ist die Anzeigeeinrichtung 4 immer betriebsbereit, wenn ein Fehlerstrom auftritt, auch wenn einer oder mehrere der Leiter beschädigt sein sollten.

Von dem Summenstromwandler 1 wird der Strom zunächst innerhalb der Ansprech-Schaltung 3 einem Gleichrich­ ter 5 zugeführt, so daß der Wechselstrom gleichge­ richtet wird. Dem Gleichrichter 5 nachgeschaltet be­ findet sich ein Kondensator 6, der als Energiespei­ cher dient. Beim Auftreten eines Fehlerstroms spei­ chert der Kondensator 6 so lange Ladung und damit Energie, bis ein Schwellwertschalter 7 eine ausrei­ chende Energiemenge erkennt und diese zur Anzeige­ einrichtung 4 durchschaltet.

Die Anzeigeeinrichtung 4 besteht aus einem akusti­ schen Signalgeber 8 und einem optischen Signalgeber 9. Beide Signaleinrichtungen werden direkt und aus­ schließlich durch den an der Sekundärwicklung 2 auf­ tretenden Strom in Abhängigkeit vom Fehlerstrom ge­ speist.

Um eine Belästigung durch einen Signalton zu ver­ meiden, weist die Anzeigevorrichtung 4 darüberhin­ aus noch einen Taster 10 auf, mit dem der akusti­ sche Signalgeber 8 unterbrochen werden kann. Die Wirkung des Tasters kann durch einen monostabilen Schalter über die Betätigungsdauer des Tasters 10 hinaus erhalten bleiben. Auf diese Weise wirkt der Taster 10, solange ein Fehlerstrom auftritt und Spannung am Taster 10 anliegt. Sobald der Fehler­ strom entfällt und die Energieversorgung der Anzei­ geeinrichtung 4 und damit auch des Tasters 10 ent­ fällt, schaltet dieser monostabile Schalter in seinen Ausgangszustand zurück, so daß beim erneuten Auftreten eines Fehlerstroms der Taster 10 zunächst nicht wirksam ist und auch der akustische Signal­ geber 8 anspricht. Erst eine erneute Betätigung des Tasters 10 führt zur Unterbrechung des akustischen Signals. Im Gegensatz zum akustischen Signal signa­ lisiert der optische Signalgeber 9 ständig während der Fehlerstrom auftritt.

Claims (5)

1. Fehlerstrom-Überwachungseinrichtung mit einem Summenstromwandler, einer Ansprech-Schaltung und einer Anzeigeeinrichtung, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Energieversorgung der An­ sprech-Schaltung (3) ausschließlich durch den Summenstromwandler (1) erfolgt und die An­ zeigeeinrichtung (4) ausschließlich von der Ansprech-Schaltung (3) mit Energie versorgt wird.

2. Fehlerstrom-Überwachungseinrichtung nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ sprech-Schaltung (3) einen mit dem Summen­ stromwandler (1) verbundenen Gleichrichter (5) umfaßt, dem ein Kondensator (6) und ein Schwellwertschalter (7) nachgeschaltet sind.

3. Fehlerstrom-Überwachungseinrichtung nach An­ spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (4) einen Taster (10) zur Unterbrechung der Anzeige umfaßt.

4. Fehlerstrom-Überwachungseinrichtung nach An­ spruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ zeigevorrichtung (4) sowohl akustische als auch optische Signalgeber (8, 9) umfaßt, wo­ bei der Taster (10) nur das akustische Signal unterbricht.

5. Fehlerstrom-Überwachungseinrichtung nach An­ spruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Taster (10) ein monostabiler Schalter zu­ geordnet ist, der die Tastenwirkung aufrecht­ erhält, solange dem Taster Energie zugeführt wird.