DE4124190A1 - Verfahren zum ueberwachen und ausschalten eines wenigstens einen hin- und einen rueckleiter aufweisenden netzes aufgrund eines fehler- oder erdschlussstromes sowie schaltungsanordnung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbe­ griff des Anspruches 1 sowie eine Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruches 4.

Bekannte Fehlerstromschutzschalter besitzen einen Sum­ menstromwandler, durch den die Hin- und Rückleitungen eines Netzes als Primärwicklung hindurchgeführt werden. Der Summenstromwandler weist weiterhin eine Sekundär­ wicklung auf, deren Ausgangssignale einem Relais zuge­ führt werden, welches bei Auftreten eines Fehlerstromes oder Erdschlußstromes aus löst und über ein Schaltwerk Kontaktstellen öffnet, die sich im Netz, d. h. in den Hin- und Rückleitern befinden.

Ein derartiger Fehlerstromschutzschalter, bei dem das sekundärseitige Signal ausreicht, um ein Relais und da­ mit die Kontaktstellen zu betätigen, ist ein netzstrom­ unabhängiger Fehlerstromschutzschalter, der bei allen Arten von Fehlerströmen, Gleichfehlerströmen oder Wech­ selfehlerströmen, auslösen kann. Ein Problem besteht da­ rin, daß das sekundärseitige Signal ausreichend groß oder der Auslöser ausreichend empfindlich gemacht werden muß, damit eine Auslösung stattfindet. Soll das sekun­ därseitige Signal groß sein, dann wird der Summenstrom­ wandler mit dem Ringkern entsprechend zu bemessen sein; soll das Auslöserelais sehr empfindlich sein, dann kön­ nen schon kleinste Erschütterungen das Relais auslösen.

Eine wesentliche Verbesserung der Auslösecharakteristik bei relativ kleinem Summenstromwandler und relativ unem­ pfindlichem Auslöserelais bringen sog. elektronische Fehlerstromschutzschalter oder Differenzstromschutz­ schalter, bei denen das sekundärseitige Signal ausgewer­ tet, verstärkt oder auf andere Weise verarbeitet wird, um das Auslöserelais zu betätigen. Diese Auswerte- und Steuerschaltungsanordnungen für das Auslöserelais müssen aber mit Energie versorgt werden, die normalerweise aus dem Netz entnommen wird.

Wenn das Netz ausfällt oder der Rückleiter oder Neutral­ leiter unterbrochen ist, oder wenn der Neutralleiter nach dem Wandler einen Erdschluß besitzt, dann besteht die Gefahr, daß der netzstromabhängige Fehlerstrom- bzw. Differenzstromschutzschalter nicht auslöst.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem ein Feh­ lerstromschutzschalter oder Differenzstromschutzschalter auch bei Netzausfall und/oder Neutralleiterunterbrechung nach dem Wandler sicher ausgeschaltet wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.

Erfindungsgemäß wird also die Versorgungsspannung von einem als Kondensator ausgebildeten Energiespeicher be­ reitgestellt. Da ein solcher Kondensator gewisse Leck­ ströme besitzt, ist es erforderlich, sie auszugleichen, was mittels einer Batterie erfolgt.

Wenn beispielsweise bei Ausfallen der Netzspannung oder bei Neutralleiterbruch ein Fehlerstrom - woher auch im­ mer - auftritt, der über einen menschlichen Körper zur Erde fließt, dann tritt sekundärseitig ein Sensorsignal auf, welches da der Energiespeicher die Auswerteschal­ tung mit Strom versorgt - eine Auslösung herbeiführt.

Sobald wieder Netzspannung anliegt, ist der Schalter nach einem Einschaltvorgang betriebsbereit und es wird der Energiespeicher wieder vom Netz gespeist.

Als Batterie wird in zweckmäßiger Weise eine sog. Long-Life-Batterie benutzt, die bei Ausfall der Speisespan­ nung einen korrekten Ladezustand des Kondensators z. B. mehr als 20 Jahre lang, aufrechterhält.

Als Batterie muß eine Long-Life-Batterie eingesetzt wer­ den, da Fehlerstromschutzschalter mindestens 20 Jahre lang wartungsfrei arbeiten sollten.

Long-Life-Batterien haben einen Lebensdauer von 20 Jahren, weil sie sich infolge ihres hohen Innen­ widerstandes nicht bzw. unmerklich selbst entladen. Des­ halb geben sie auch nur Ströme ab, die z. B. bei maximal 12 µA liegen. Diese reichen natürlich nicht aus, einen Auslöser zu betätigen, wohl aber, um den Ladezustand des Energiespeichers (Kondensators) aufrechtzuerhalten.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann dahin gehen, daß die von dem Energiespeicher be­ reitgestellte Versorgungsspannung nach Anspruch 2 dau­ ernd überwacht wird und daß bei Absinken der Versor­ gungsspannung unter einem bestimmten Schwellenwert die Auswerteschaltung die Einrichtung zum Öffnen der Kon­ taktstellen ansteuert.

Dadurch ist ein Widereinschalten des Fehlerstromschutz­ schalters ohne ausreichende Wiederaufladung oder bei zu geringem Ladezustand des Kondensators nicht möglich.

Auf diese Weise erhält man eine ausreichende Sicherheit dahingehend, daß bei nicht ausreichendem Ladezustand die Netzleiter abgeschaltet bleiben.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens kann gemäß Anspruch 3 dahin gehen, daß die Versorgungs­ spannung von einem von der Auswerteschaltung ansteuerba­ ren Schalter vor Ausfall der Auswerteschaltung abge­ schaltet wird. Hierdurch wird erreicht, daß der Fehler­ stromschutzschalter oder Differenzstromschutzschalter dann ausgeschaltet wird, wenn die Auswerteschaltung für das Sensorsignal ausgefallen ist, so daß bei Auftreten eines Sensorsignals aufgrund eines Erdschlußstromes oder Fehlerstromes das Auslöserelais nicht mehr benötigt wird. Der ansteuerbare Schalter kann z. B. ein Relais sein.

Eine Schaltungsanordnung zur Erfassung von in einem Lei­ tungsnetz auftretenden Erd- und Fehlerströmen, mit der das oben genannte Verfahren durchgeführt werden kann, geht von einer Schaltungsanordnung gemäß Oberbegriff des Anspruches 5 aus. Erfindungsgemäß besitzt die Schutz­ schaltungsanordnung einen Kondensator, der bei Ausfall der Netzversorgung die Auswerteschaltung mit Energie versorgt; weiterhin ist eine Batterie vorgesehen, die die durch Leckströme auftretenden Energieverluste des Kondensators dauernd ersetzt.

In besonders vorteilhafter Weise ist die Batterie in dieser Schaltungsanordnung eine an sich bekannte Long-Life-Batterie.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dem An­ spruch 7 zu entnehmen. Die Meßeinrichtung (Komparator), mit der der Ladezustand des Kondensators gemessen wird, steuert einen als Verriegelungseinrichtung für die Kon­ taktstellen in Ausschaltstellung dienenden Antrieb für einen Stößel aus isolierendem Material derart an, daß der Stößel die Kontaktstellen auftrennt. Die Verriege­ lungseinrichtung wird dann angesteuert, wenn die Meßein­ richtung eine Unterschreitung eines Schwellenwertes des Ladezustandes des Kondensators detektiert. Selbstver­ ständlich besteht auch die Möglichkeit, in ein Schalt­ schloß zur Öffnung der Kontaktstellen einzuwirken und über das Schaltschloß die Kontaktstellen auch offenzu­ halten. Damit der Fehlerstromschutzschalter nicht einge­ schaltet werden kann, wirkt die Verriegelungseinrichtung so lange, bis der Ladezustand des Kondensators wieder für die Energieversorgung der gesamten Einrichtung aus­ reicht.

Der Antrieb der Verriegelungseinrichtung kann als Elek­ tromagnetsystem ausgebildet sein; der Stößel ist ein isolierter Anker, der bei Auftreten des Sensorsignals in die Kontaktstellen bzw. in das Schaltwerk eingreift.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung geht dahin, daß der Anker des Elektromagnetsystems dau­ ernd unter der Kraftwirkung einer Feder steht, die ihn bereithält in das Schaltwerk bzw. in die Kontaktstellen einzugreifen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.

Kurz zusammengefaßt gilt folgendes: Alle derzeit bekannten elektronischen Fehlerstrom- oder Differenzstromschutzschalter funktionieren einwandfrei, wenn die Netzleiter und/oder der Nulleiter nicht unter­ brochen sind. Das erfindungsgemäße zusammenwirken des Energiespeichers - Kondensators - mit der als Long-Li­ fe-Batterie ausgebildeten Batterie findet dann statt, wenn das Netz ausgefallen ist. Ein Schutz bei einer Nulleiterunterbrechung wird durch die Verriegelungsein­ richtung gewährleistet.

Anhand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung so­ wie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesse­ rungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigen:

Fig. 1 das Prinzipschaltbild eines herkömmli­ chen elektronischen Differenzstrom­ schutzschalters,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen elektronischen Feh­ lerstrom- oder Differenzstromschutz­ schalters,

Fig. 3 eine weitere Ausgestaltung eines er­ findungsgemäßen Schutzschalters gemäß Fig. 2,

Fig. 4 die Schaltungsanordnung eines Diffe­ renzstromschutzschalters ähnlich der nach Fig. 1, mit einer Verriegelung,

Fig. 5 und 6 zwei Stellungen eines Verriegelungsme­ chanismus für den Schutzschalter nach Fig. 4 und

Fig. 7 eine weitere Ausgestaltung eines er­ findungsgemäßen Differenzstromschutz­ schalters.

Eine Netzleitung 10 (Fig. 1) mit einem Hin- und einem Rückleiter 11 und 12, in die ein Verbraucher 13 einge­ schaltet ist, ist als Primärwicklung durch einen Ring­ kernwandler 14 hindurchgeführt, dessen Sekundärwicklung 15 mit einer Auswerteschaltung 16 verbunden ist. Paral­ lel zu den Eingängen 17 und 18 der Sekundärwicklung 15 befindet sich ein erster Kondensator 19 und in Reihe zur Sekundärwicklung, mit dem Eingang 18 direkt verbunden, liegt ein zweiter Kondensator 20. An dem Knotenpunkt 21, der die beiden Kondensatoren 19 und 20 miteinander ver­ bindet, ist ein Bein eines dritten Kondensators 22 ange­ schlossen, dessen anderes Bein über einen Knotenpunkt 23 mit einem weiteren Eingang 24 der Auswerteschaltung 16 verbunden ist. Der Knotenpunkt 23 ist andererseits mit einem der Gleichspannungsanschlüsse 25 eines Brücken­ gleichrichters 26 verbunden; der andere Gleichspannungs­ anschluß 27 des Brückengleichrichters 26 ist über eine Leitung 28 mit einer vierten Anschlußstelle der Auswer­ teschaltung 16 verbunden, wobei im Leitungszug der Lei­ tung 28 ein Schalter 30, ein Widerstand 31 und eine Dio­ de 32 eingeschaltet sind. Zwischen dem Schalter 30 und dem Widerstand 31 ist die Anode eines Thyristors 33 an­ geschlossen, dessen Kathode mit der mit der Bezugsziffer 34 bezeichnete Leitung zwischen dem Knotenpunkt 23 und dem Gleichspannungsanschluß 25 verbunden ist. Parallel zu der Kathoden-Anodenstrecke des Thyristors 33 ist ein vierter Kondensator 35 geschaltet. An einer fünften An­ schlußstelle 36 der Auswerteschaltung 16 schließt ein Bein eines fünften Kondensators 37 an, dessen anderes Ende mit dem Leiter 34 verbunden ist. An einer sechsten Anschlußstelle 38 der Auswerteschaltung 16 schließt das Gate des Thyristors 33 an; zwischen dem Gate und der Leitung 34 ist ein sechster Kondensator 39 angeschlos­ sen. Zwischen der Diode 32 und der Anschlußstelle 29 be­ findet sich ein Bein eines siebten Kondensators 40, des­ sen anderes Bein an der Leitung 34 angeschlossen ist; zwischen den Anschlußstellen 29/42 der Auswerteschaltung 16 ist ein Widerstand 41 angeordnet.

Der eine Wechselstromanschluß 43 der Gleichrichterbrücke ist mit dem Netzleiter 12 und der andere Wechselstroman­ schluß 44 über die Spule 45 eines Relais 46 mit dem an­ deren Netzleiter 11 verbunden; das Relais wirkt einer­ seits auf in den Netzleitern befindliche Kontaktstellen 47 und 48 und andererseits auf den Schalter 30 zu deren Öffnung über die strichlierten Linien 49 und 50.

Wenn aufgrund eines Fehlerstromes oder eines Erdschluß­ stromes in der Sekundärwicklung 15 ein Sensorsignal auf­ tritt, dann wird dieses Sensorsignal der Auswerteschal­ tung 16 zugeführt, die über die Gleichrichterschalter 26 mit Energie versorgt wird. Das Sensorsignal wird in der Auswerteschaltung 16 ausgewertet und führt zur Ansteue­ rung des Thyristors 33, dergestalt, daß der Netzleiter 11 über die Spule 45 des Relais 46, den Gleichrichter 26 und den Thyristor 33 hin zum Netzleiter 12 belastet wird, wodurch die Kontaktstellen 47 und 48 sowie der Schalter 30 geöffnet werden. Dadurch wird die Netzlei­ tung 10 unterbrochen und über den Schalter 30 auch die Zuleitung zum Thyristor 33, so daß dadurch der Kurz­ schlußstrom über das Relais 46 abgeschaltet wird.

Diese bekannte Schaltungsanordnung benötigt die Netz­ spannung als Versorgungsspannung.

Es sei nun Bezug genommen auf die Fig. 2. Man erkennt die Netzleiter 11 und 12, durch die eine elektronische Schaltungsanordnung 60 mit Strom versorgt wird, welche unter anderem die Gleichrichterschaltung 26, den Thyri­ stor 33 und die Auswerteschaltung 16 der Fig. 1 umfaßt. Der Elektronikschaltung 60 ist ein Energiespeicher 61 in Form eines Kondensators zugeordnet, der auf in der Fig. 3 (siehe unten) dargestellte Weise mit einer Batte­ rie 62 verbunden ist und von dieser bei Bedarf aufgela­ den wird. Die Batterie 62 ist eine Long-Life-Batterie, die bei Ausfall der Netzversorgung zur Aufrechterhaltung des Ladezustandes des Kondensators 61 verwendet wird, insoweit, als sie die Leckströme des Kondensators aus­ gleicht. Der Kondensator entlädt sich bei Auftreten ei­ nes Fehlerstromes oder Differenzstromes beispielsweise über eine nicht gezeichnete Auslösespule (siehe auch weiter unten), wodurch ein Schaltwerk 63 und ein Schal­ ter 63′ und über dessen Stößel 63a die Kontaktstellen 47 und 48 betätigt werden.

Wie erwähnt, erfolgt im Normalfall die Stromversorgung der Elektronikschaltung 60 aus dem Netz. Bei Ausfall des Netzes, wenn die Hin- und/oder Rückleiter unterbrochen sind, übernimmt die Batterie 62 die Funktion der Aufla­ dung und der Stromversorgung der Elektronikschaltung. Wenn man eine Long-Life-Batterie benutzt, dann kann man z. B. bei 2,8 V maximal 12 µA entnehmen. Dadurch schei­ det eine direkte Betätigung des Schaltwerkes 63 aus, weswegen der Kondensator 61 verwendet wird. Der Ladezu­ stand des Kondensators wird von der Batterie 62 auf­ rechterhalten bzw. der Ladekondensator nach einer Aus­ schaltung wieder aufgeladen. Die Schaltungsanordnung kann, wie weiter unten näher erläutert wird, so ausge­ bildet sein, daß während dieses Ladevorganges das Schaltwerk 63 verriegelt bleibt, so daß eine Wiederein­ schaltung der Kontaktstellen 47 und 48 erst nach der Wiederaufladung des Kondensators 61 möglich ist.

Die Fig. 3 zeigt eine Schaltungsanordnung, die zu Fig. 2 gehört und die wichtigsten Baugruppen im Detail dar­ stellt.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 3 ist wie folgt aufge­ baut:

Zwischen den Netzleitern 11 und 12 ist ein aus zwei Wi­ derständen 64 und 65 bestehender Spannungsteiler ge­ schaltet. Parallel zu dem Widerstand 65 befindet sich der Energiespeicher 61, wobei in Reihe mit dem Energie­ speicher 61 eine Diode 66 geschaltet und deren Kathode an einem Knotenpunkt 67 zwischen den beiden Widerständen 64 und 65 angeschlossen ist. Zwischen der Diode 66 und dem Energiespeicher 61 ist der Plus-Eingang eines als Komparator ausgebildeten ersten Operationsverstärkers 68 angeschlossen, dessen Ausgang mit einer Steuerschaltung 69 verbunden ist. Zusätzlich ist der Plus-Eingang des ersten Operationsverstärkers 68 mit dem Plus-Eingang ei­ nes zweiten Operationsverstärkers 70 verbunden, der ebenfalls als Komparator dient und dessen Ausgang eben­ falls mit der Steuerschaltung 69 verbunden ist. Die Plus-Eingänge der beiden Operationsverstärker 68 und 70 sind einerseits über eine Leitung 71 mit der Steuer­ schaltung 69 und andererseits über eine Leitung 72 mit einer Anschlußklemme der Batterie 62 verbunden, deren anderes Ende unter Zwischenfügung eines Widerstandes 73 mit einer zum Rückleiter 12 führenden Leitung 74 verbun­ den ist. Der Widerstand 65 sowie der Energiespeicher 61 sind ebenfalls mit der Leitung 74 verbunden.

Parallel zu der Reihenschaltung von Batterie 62 und Wi­ derstand 73 ist ein aus drei Widerständen 75, 76 und 77 gebildeter Spannungsteiler vorgesehen. Der Minus-Eingang des Operationsverstärkers 68 ist zwischen die Widerstän­ de 76 und 77 und der Minus-Eingang des Operationsver­ stärkers 70 zwischen die Widerstände 75 und 76 geschal­ tet. Über eine Steuerleitung 78 wird ein Verriegelungs­ antrieb 79 angesteuert, dessen Verriegelungsstange 80 auf die Kontaktstellen 47 und 48 einwirkt.

Es wird nun angenommen, daß die Netzspannung ausgefallen und/oder der Rückleiter 12, also der Nulleiter unterbro­ chen ist. Der Kondensator 61 ist noch aufgeladen und entlädt sich langsam. Die als Komparatoren ausgebildeten Operationsverstärker 68 und 70 beziehen ihre Vergleichs­ spannung über den Spannungsteiler 75, 76 und 77 aus der als Long-Life-Batterie ausgebildeten Batterie 62, wobei ein in der Leitung 72 befindlicher Schalter 81, der von der Steuerschaltung 69 angesteuert wird, noch offen ist. Sinkt die Spannung am Kondensator 61 auf einen über die Widerstände 76 und 77 erzeugten Vergleichswert, so gibt der Komparator 70 an die Steuerschaltung 69 ein Signal ab, das zum Schließen des Schalters 81 führt, wodurch die Batterie 62 den Kondensator 61 auflädt, so daß der Kondensator 61 betriebsbereit ist. Die Diode 66 ist so geschaltet, daß der Batteriestrom nur in den Kondensator 61 fließen kann.

Tritt danach ein Fehlerstrom auf, und zwar in einer in der Fig. 3 nicht dargestellten Primärwicklung eines Sum­ menstromwandlers, dann löst das Schaltwerk 63 über den in der Fig. 1 dargestellten Auslöser 46 aus. Der Verrie­ gelungsantrieb 79 kann auch gleichzeitig als Auslöser 46 (siehe Fig. 1) ausgebildet sein. Die Kondensatorspannung sinkt dabei auf einen kleinen Wert ab, worauf der Kompa­ rator 68 an die Steuerelektronik 69 ein Signal abgibt, das zum Auslösen des Verriegelungsantriebes 79 führt, wodurch die gut isolierende Verriegelungstange 80 in den Schalter 63′ direkt auf die Kontaktstellen 47 und 48 einwirkt. Das Wiedereinschalten des Schalters 63′ bzw. der Kontaktstellen 47 und 48 wird durch die Verriege­ lungsstange 80 so lange blockiert, bis die Spannung am Kondensator 61 über den geschlossenen Schalter 81 und die Batterie 62 auf den Sollwert angestiegen ist; die Steueranordnung betätigt dann die Verriegelungseinrich­ tung 79 (bzw. den Verriegelungsantrieb 79), die die Ver­ riegelungsstange 80 aus dem Schalter 63′ herauszieht. Der Fehlerstromschutzschalter ist dann wieder einsatzbe­ reit.

Im Normalfall, wenn also das Netz und der Nulleiter in Ordnung sind, arbeitet die Batterie 62 bei geöffnetem Schalter 81 quasi im Leerlauf, da der Spannungsteiler 75, 76 und 77 sehr hochohmig ist.

Wenn der Fehlerstromschutzschalter durch Ferneinschal­ tung wieder eingeschaltet werden soll, kann man den Ver­ riegelungsantrieb 79 und die Verriegelungsstange 80 als eine von der Steueranordnung 69 angetriebene Fernwieder­ einschaltung ausbilden.

Die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 kann nun modifi­ ziert werden, in dem eine Steuerschaltungsanordnung 85 vorgesehen wird, die von der Auswerteschaltung 16 über eine Leitung 86 angesteuert wird (siehe Fig. 4). Über eine Leitung 87 wirkt die Steuerschaltung 85 auf einen Verriegelungsantrieb 88 ein, der über eine Verriege­ lungsstange 89 auf die Kontaktstellen 47 und 48 ein­ wirkt. Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 4 sind die Wechselstromanschlüsse des Gleichrichters 26 mit den Netzleitern 11 und 12 im Bereich zwischen dem Ringkern­ wandler 14 und den Kontaktstellen 47 und 48 angeschlos­ sen. Die Verriegelungseinrichtung 88 ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt. Die Leitung 87 ist mit einer um eine Hülse 90 herumgewickelten Spule 91 verbunden und inner­ halb der Hülse 90 befindet sich eine Feder 92, die die Verriegelungsstange 89 dauernd in die Verriegelungsstel­ lung, also aus der Hülse 90 heraus beaufschlagt. Die Fig. 5 zeigt demgemäß den Verriegelungsantrieb 88 in Verriegelungsstellung.

Wenn nicht verriegelt werden soll, wenn also die An­ triebsstange bzw. Verriegelungsstange 89 eingefahren sein soll, dann gibt die Steuerschaltung 85 über die Leitung 87 einen Strom ab, der die Spule 91 durchfließt und die Verriegelungsstange 89 wie einen Anker entgegen der Kraft der Feder 92 in die Hülse 90 einzieht. Wenn hierbei die Schaltungsanordnung 16 und die Steuerschal­ tung 85 ausgefallen sind oder die Netzspannung abgefal­ len ist, dann wird sich die Verriegelungsstange 89 unter der Kraft der Feder nach außen bewegen, da eine Halte­ kraft aufgrund eines die Spule 91 durchfließenden Stro­ mes nicht mehr vorhanden ist (fail safe).

Der Energiespeicher, der dazu dient, daß während des Ab­ sinkens der Versorgungsspannung der Elektronik ein Aus­ lösen und ein Ausschalten des Schalters nach der Fig. 4 sichergestellt ist, ist selbstverständlich noch vorzuse­ hen; er entlädt sich dann über einen Leistungstransistor oder einen Thyristor, beispielsweise den Thyristor 33, so daß eine Schalthandlung zum öffnen der Kontaktstellen 47 und 48 bewirkt wird.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 7 entspricht wieder der Schaltungsanordnung der Fig. 2, in schematischer Darstellung. Die Steuerschaltung 60 besitzt zwei An­ schlußstellen 95 und 96, an denen eine Relaisspule 97 angeschlossen ist, das einen Schalter 98 in einer Lei­ tung 99 betätigt, die von der Netzleitung 11 zu der Steuerschaltung 60 geführt ist. Das Relais 97 ist ein Selbsthalterelais, und durch das Schließen des Kontaktes 98, welches entweder von Hand oder automatisch durch ei­ nen handelsüblichen Fernantrieb geschehen kann, wird die Elektronikschaltung bzw. Steuerschaltung 60 an die Netz­ spannung oder Versorgungsspannung zwischen den Leitern 11 und 12 gelegt und damit aktiviert. Über die Spule des Relais 97 fließt ein Haltestrom, so daß der Kontakt 98 dauernd geschlossen bleibt. Das Schaltwerk 63 wird durch die Steuerschaltung 60 betätigt und der Schalter 63′ bzw. die Schaltkontakte 47 und 48 schließen.

Schalten die beiden Schaltkontakte 47 und 48 infolge ei­ nes Fehlerstromes ab, wird der Stromfluß durch die Spule 97 unterbrochen, so daß die Kontaktstelle 98 öffnet. Durch Betätigung der Kontaktstelle 98 kann diese wieder eingeschaltet werden, wobei das Wiedereinschalten entwe­ der manuell oder automatisch durch einen handelsüblichen Fernantrieb erfolgt. Bei Ausfall des Netzes, wenn der Hin- oder Rückleiter unterbrochen ist oder beide abge­ trennt sind, übernimmt die Batterie 62 die Funktion der Aufladung und der Stromversorgung der Elektronikschal­ tung.

Um ein Auslösen beim Ausfall der Netzspannung und/oder bei Nulleiterunterbrechung an der Stelle 12 des Leiters 12 (Rückleiterunterbrechung) zu gewährleisten, wird der Ladezustand des Kondensators 61 für die Steuerelektronik 60 ständig überwacht, siehe Fig. 3. Bei Unterschreiten einer voreingestellten Referenzspannung wird der Halte­ strom durch die Spule des Relais 97 unterbrochen, ein Auslösebefehl an das Schaltwerk 63 gegeben und die Kon­ taktstellen 47/48 geöffnet. Ein Einschalten der Kontakt­ stellen 47 und 48 ist erst dann wieder möglich, wenn der Null- oder Rückleiter 12 repariert ist und dadurch die Versorgungsspannung die Elektronikschaltung 60 wieder versorgen kann. Fällt die Schaltungsanordnung 60 aus, wird der Stromfluß durch die Spule des Relais 97 eben­ falls unterbrochen, so daß der Schalter 98 öffnet. Eben­ falls werden über das Schaltwerk 63 die Kontaktstellen 47 und 48 geöffnet.

Claims (12)

1. Verfahren zum Überwachen und Ausschalten eines wenigstens einen Hinleiter und einen Rückleiter (Nullei­ ter) aufweisenden Netzes bei Auftreten einer Stromdiffe­ renz im Hin- und Rückleiter aufgrund eines Fehler- oder Erdschlußstromes, wobei die Stromdifferenz mittels eines Sensors gemessen wird, der ein der Stromdifferenz ent­ sprechendes Sensorsignal abgibt, welches einer von einer Versorgungsspannung mit Energie versorgten Auswerte­ schaltung zugeführt wird, deren Ausgangssignal eine Ein­ richtung zur Öffnung von in den Hin- und Rückleitern be­ findlichen Kontaktstellen ansteuert, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Versorgungsspannung und Schaltenergie von einem als Kondensator ausgebildeten Energiespeicher bereitgestellt wird, der von einer Batterie dauernd auf­ geladen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die von dem Energiespeicher bereitgestellte Versorgungsspannung und Schaltenergie dauernd überwacht wird, und daß bei Absinken der Versorgungsspannung unter einen bestimmten Schwellenwert die Auswerteschaltung die Einrichtung zum Öffnen der Kontaktstellen ansteuert.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Versorgungsspannung von einem von der Auswerteschaltung ansteuerbaren Schalter bei Ausfall der Auswerteschaltung abgeschaltet wird und damit die Kontaktstellen geöffnet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der ansteuerbare Schalter ein Relais ist.

5. Schutzschaltungsanordnung zur Erfassung von in einem Leitungsnetz auftretenden Erd- und Fehlerströmen zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem Stromsensor zur Messung der Differenz der Ströme in wenigstens einem Hin- und einem Rücklei­ ter, bei Auftreten des Erd- und Fehlerstromes, dessen Ausgang mit einer elektronischen Auswerteschaltung ver­ bunden ist, so daß die Sensorsignale der Auswerteschal­ tung zuführbar sind, wobei die Ausgangssignale der Aus­ werteschaltung einem Auslöserelais zugeführt werden, das auf ein Schaltschloß zur Betätigung von in den Netzlei­ tern befindlichen Schaltkontakten einwirkt, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schutzschaltungsanordnung einen Kondensator aufweist, der bei Ausfall der Netzversorgung die Auswerteschaltung mit Energie versorgt, und daß eine Batterie vorgesehen ist, die den Kondensator dauernd auflädt.

6. Schutzschaltungsanordnung nach Anspruch 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Batterie eine an sich be­ kannte Long-Life-Batterie, vorzugsweise eine Li/MnO₂-Batterie, ist.

7. Schutzschaltungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Messung des Ladezustandes des Kondensators vorgesehen sind, daß eine Verriegelungseinrichtung für die Kontaktstellen in deren Ausschaltstellung vorgesehen ist, die einen Antrieb für einen Stößel aus isolierendem Material aufweist, welcher Antrieb den Stößel gegen die Kontaktstellen zu deren Auftrennung beaufschlagt, und daß der Antrieb von der Meßeinrichtung angesteuert wird, sobald die Meßeinrich­ tung eine Unterschreitung eines Schwellenwertes des La­ dezustandes des Kondensators detektiert.

8. Schutzschaltungsanordnung nach Anspruch 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung einen Elektromagneten aufweist, dessen Anker bei Auftre­ ten des Ausgangssignales der Auswerteschaltung nach Ab­ schalten der Kontaktstellen (47, 48) in das Schaltwerk oder in die Kontaktstellen eingreift und das Wiederein­ schalten verhindert.

9. Schutzschaltungsanordnung nach Anspruch 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung und das Auslöserelais eine Einheit bilden.

10. Schutzschaltungsanordnung nach Anspruch 9, da­ durch gekennzeichnet, daß der Anker des als Haltemagnet ausgebildeten Elektromagnetsystems dauernd unter der Kraftwirkung einer Feder steht, die den Anker in Rich­ tung Eingriff in das Schaltwerk bzw. in die Kontaktstel­ len Öffnung beaufschlagt.

11. Schutzschaltungsanordnung nach einem der An­ sprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Versorgungsleitung zwischen Batterie und Kondensator für die Auswerteschaltung ein Schaltkontakt eingebaut ist, der durch eine Spule betätigbar ist, durch die ein mit Ausschalten des FI- oder Differenzstromschutzschalters ausschaltbarer Haltestrom fließt, der den Schaltkontakt in geschlossenem Zustand hält.

12. Schutzschaltungsanordnung nach einem der An­ sprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Versorgungsleitung zwischen Batterie und Kondensator ein Schalter vorgesehen ist, der von der Steuereinrichtung bei Unterschreitung des Schwellenwertes des Ladezustan­ des des Kondensators eingeschaltet wird, so daß bei Un­ terschreiten des Schwellenwertes ein Ladestrom von der Batterie zum Kondensator fließt.