EP0293376A1 - Schutzschaltung für elektrische geräte - Google Patents
Schutzschaltung für elektrische geräteInfo
- Publication number
- EP0293376A1 EP0293376A1 EP19870901027 EP87901027A EP0293376A1 EP 0293376 A1 EP0293376 A1 EP 0293376A1 EP 19870901027 EP19870901027 EP 19870901027 EP 87901027 A EP87901027 A EP 87901027A EP 0293376 A1 EP0293376 A1 EP 0293376A1
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- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- switching
- protective
- circuit according
- switching device
- phase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H5/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection
- H02H5/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to abnormal fluid pressure, liquid level or liquid displacement, e.g. Buchholz relays
- H02H5/083—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to abnormal fluid pressure, liquid level or liquid displacement, e.g. Buchholz relays responsive to the entry or leakage of a liquid into an electrical appliance
Definitions
- the invention relates to a protective circuit for both people and devices.
- fault current protection circuits which have a circuit breaker that triggers, i.e. the voltage supply switches off as soon as a fault current flowing beyond a certain selected value flows over earthed parts outside the operating circuit.
- a fault current protection scarf - Tung does not respond, for example, if a device with only a two-wire connection, that is to say without a so-called protective contact, falls into a water bucket or into a grounded, water-filled bathtub, which has a plastic drainage system. Due to the good insulation effect of the enamel, only a small current flows through the earthed bath tub that this is not covered by the usual residual current protection circuits; therefore, the voltage supply 9 and 9 are not switched off.
- the protective conductor but also one or all phases or neutral conductors, can be interrupted. It is also possible that overvoltages occur on the lines due to technical faults in the network or due to connection faults. As a result, malfunctions and malfunctions can occur in connected devices, which not only damage the devices, but also endanger persons handling the devices.
- the object is achieved in a protective circuit of the type mentioned above in that a safety line running between the associated electrical device and the protective circuit is provided, the safety line in the interior of the device at least one - 3 -
- a first switching device connected to the safety line and a reference potential and finally a second switching device which can be actuated by the first switching device and which is located between the phase and neutral conductor of the electrical voltage supply of the device and which, when activated, the associated device from phase and Neutral separates.
- the second circuit device is connected to the phase and to the neutral conductor in such a way that it remains in the activated switching state after activation by the first switching device. So-called self-holding of the second switching device is provided, by means of which the associated device remains switched off after the protective circuit has been triggered once.
- the protective circuit is accommodated in the housing of the plug of the associated device which serves for the voltage supply.
- the structure of the protective circuit is chosen so that the function of existing fuses and residual current protective circuits is in no way impaired. Thus, only additional safety for the user of electrical devices is achieved, without reducing the effectiveness of existing protective devices.
- a protective circuit is provided with only one switching device designed as a relay, which can also be accommodated in the plug of the associated device, but takes up less space. Otherwise, the working principle is similar to the above. Embodiment.
- the self-holding of the switching device in the second, activated switching state is achieved by ensuring that the switching device is supplied with voltage via a transformer located between the phase and neutral conductor.
- This task is performed with a protective circuit of the above.
- at least one device is provided for detecting the voltages and / or currents present in the voltage supply of the electrical device.
- the voltages between the at least one phase and the neutral conductor and the protective conductor, but also the voltage present between the protective conductor and the neutral conductor, are detected and the mains voltage is then only transmitted directly or via a switching element for delivery to the electrical device an at least one switching device is switched on if none of the lines is interrupted and there are no overvoltages on any of the lines. This ensures that the connected electrical device is only connected to the voltage supply when there are no network errors. This prevents " dangers to people and / or devices " .
- a particularly preferred embodiment of the protective circuit has a summation converter, the Windings of the at least one phase, which are assigned to the neutral conductor and the protective conductor, and which have at least one device which impresses a defined current into the sum converter, and a switching element which can be controlled by and through which the magnetic field generated in the summation converter the electrical device can be connected to the voltage supply
- the impressed current creates a magnetic field which moves the switching element into a first position in which the electrical device is connected to the voltage supply.
- the defined, impressed current can only flow if the at least one phase and the neutral are in order.
- the magnetic field is not sufficient to move the switching element to the first position.
- the magnetic field is so large that the switching element is brought into a second position in which the voltage supply to the connected electrical device is interrupted.
- the switching element is preferably designed in such a way that it is locked in the second position, so that after an overvoltage or a fault current occurs, the device can be accidentally switched on again and thus no danger to persons or the device.
- 1 a first exemplary embodiment of a protective circuit in which an existing protective contact is used to obtain a reference potential
- FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of the protective circuit in which the neutral conductor is used to obtain a reference potential
- FIG. 3 shows a third exemplary embodiment of the protective circuit in which the phase is used to obtain a reference potential
- Fig. 5 a fifth.
- Embodiment of the personal protection circuit in which the switching device is supplied via a transformer in the second activated switching state.
- FIG. 1 shows a protective circuit 2 with a first switching device R1 designed as a relay, the switching coil of which is connected on the one hand via a safety line 4 to the associated device 6, which is only illustrated, and on the other hand to a reference potential at the switching point 8 and via this to the protective contact 20.
- the security line 4 ends inside -1-
- ren of the device 6 and has at least one bare, uninsulated area in the vicinity of live parts, such as the motor or the heating wires of a hair dryer, without touching them. If the device 6 connected to the voltage supply, that is to say the household network, then falls into the water, a current flows from the phase 10 in the device via the water to the safety line 4 and via the coil of the first switching device R1 to the switching point 8 and on Protective contact 20. This current also flows when the device 6 is switched off by a switch attached to the device housing. The relay Rl then picks up and actuates the associated shifter contact sl.
- the second switching device R2 which is also designed as a relay and is located between the phase 10 and the neutral conductor 12, is actuated.
- the second sound device R2 has three contacts, a contact Sch Anlagen ⁇ s2 and 'two normally closed contacts OE21 or ⁇ 22.
- the make contact s2 closes, so that the relay R2 is connected to the phase 10 and the neutral conductor 12 and activates itself. In this way, the second switching device R2 is held in position.
- the NC contacts ⁇ 21 and ⁇ 22 are actuated and the voltage supply to the device 6 is interrupted. The person operating the device is thus immediately protected against the influence of voltage or current.
- phase 10 (cf. FIG. 2) or neutral conductor 12 (cf. FIG. 3) can also be selected as the reference potential of the first switching device R1.
- the coil of the first switching device R1 must be connected to the break contacts ⁇ 21 or ⁇ 22 of the relay R2 in such a way that the relay R1 is de-energized when the second switching device R2 is activated. That Instead of switching point 8, the coil of relay R1 can then be connected to phase 10 (see FIG. 2) via switching point 14 or to neutral conductor 12 (see FIG. 3) via switching point 16.
- the latching of the second switching device R2 can - as shown in Figures 1 to 3 - be designed so that the associated device 6 remains switched off until the power supply to the protective circuit 2 is interrupted.
- the protective circuit is preferably accommodated in the housing 24 of the plug 18 of the associated device 6 which serves for the voltage supply.
- the protective circuit 2 switches the associated device 6 off until the plug 18 is pulled out of the socket due to the self-holding of the second circuit device R2.
- FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of the protective circuit 2, in which the same parts are identified with the same reference numerals as in FIGS. 1 to 3.
- the protective circuit 2 according to FIG. 4 only a single switching device R3 designed as a relay is provided.
- This embodiment has - HO -
- the relay R3 shown has three contacts, namely a changeover contact u3 and two break contacts ⁇ 31 and ⁇ 32. If the device 6 gets into the water when plugged in, a current flows in a first, inactivated switching state of the third switching device R3 according to FIG. 4 via phase 10, the water in the device 6 and the safety line 4 as well as the switchover contact u3 into the coil of the third switching device R3 and from there to the neutral conductor 12. The third switching device R3 is brought into its second, activated switching state, the relay R3 picks up. The coil of the relay R3 is then supplied with voltage according to FIG. 4 via a series resistor 22 and the changeover contact u3 and thus remains self-holding in the activated switching state.
- the associated break contacts ⁇ 31 and ⁇ 32 are actuated and the device 6 is disconnected from the voltage supply via the phase 10 and the neutral conductor 12. Due to the self-holding, the relay R3 remains in the activated switching state as long as its voltage supply is maintained via the changeover contact u3. When the plug 18 is pulled out, the relay R3 drops out and returns to the first, deactivated switching state,
- the switching device R3 can also be designed such that it is kept mechanically in the activated switching state, for example, until it is reset by the intervention of a person skilled in the art. This forces the user to take the device 6, which has been switched off by the protective circuit 2, to a specialist who can examine it for damage before resetting the third switching device R3. - -
- a fourth switching device R4 designed as a relay is provided, which in addition to a changeover contact u4 and two break contacts ⁇ 41 and ⁇ 42 has an additional break contact ⁇ 43 , which separates the relay R4 in the second activated circuit state of the fourth switching device R4 from the neutral conductor 12, and thus prevents a current through the polarity of the plug 18 from a current via the transformer 26 which serves to hold the fourth switching device R4 in the second activated circuit state Water flows.
- the relay R4 - like the relay Rl and R3 - and the transformer 26 are designed for 24V.
- Electronic components such as, for example, thyristors, triacs, and, with the appropriate circuitry, optocouplers or capacitive initiators can also be used without further ado to set up this protective circuit without thereby departing from the scope of the invention.
- the protection circuit 2 prevents the user of an electrical device from being exposed to current or voltage if the device 6 falls into a conductive medium such as water, even if conventional household fuses and residual current protection circuits do not respond. Further exemplary embodiments of the protective circuit are explained in more detail with the aid of the following figures. Show it :
- FIG. 6 shows a further embodiment of the protective circuit according to FIG. Figures 1 to 5, in which the security line is two-wire;
- Figure 7 shows an embodiment of the protective circuit in which the supply voltage is checked
- Figure 8 shows an embodiment of the protective circuit in which voltages and currents of the supply network are checked
- FIG. 9 shows an exemplary embodiment of the protective circuit, from which it can be seen how, after the supply network has been checked, it is forwarded to the consumer;
- FIG. 10 shows an exemplary embodiment of the protective circuit that responds to a power failure
- FIG. 11 shows an exemplary embodiment of the protective circuit according to FIG. 10 with an additional summation converter
- Figure 12 shows an embodiment of the protective circuit with a bimetal 1 -Off! solution
- FIG. 13 shows an exemplary embodiment of the protective circuit according to FIG. 12 with an integrated summation converter
- FIG. 14 shows an exemplary embodiment of the protective circuit for devices without a protective conductor
- Figure 15 shows an embodiment of the protection circuit with a temperature-dependent resistor
- Figure 16 shows an embodiment of the protective circuit with mechanical contact tripping
- FIG. 17 to 21 different embodiments of the protection circuit with a summation converter, which is pre-magnetized.
- Figure 22 shows an embodiment of the protective circuit with a summation converter without bias.
- the exemplary embodiment shown in FIG. 6 differs from that shown in FIGS. 1 to 5.
- the connected device can also be switched on when the safety line 4 is interrupted. This is not, in the embodiment of Figure 6 are possible: ⁇
- the electrical device 6 is only the direction by means of a formed here as a relay fifth Druckein ⁇ R5 to the phase 10 and neutral 12 ver ⁇ inhibited when full size also as a relay via a ⁇ formed sixth switching device R6 voltage is applied to the fifth switching device R5.
- the sixth switching device R6 is connected to phase 10 and neutral conductor 12 via a suitable supply line, in which an isolating transformer can also be provided, and via a rectifier.
- a capacitor C is provided parallel to the sixth switching device R6 and can be charged to a defined voltage value with a predetermined polarity via resistors 30, 31 provided in the supply line.
- the sixth switching device R6 is activated when - f
- the fifth switching device R5 is connected to the voltage supply and activated via a switching contact s6 of the sixth switching device R6 and transmits the mains voltage to the electrical device 6 via suitable switching contacts s51, s52.
- the capacitor C discharges and the sixth switching device R6 is deactivated again, even when the switching device SCH is closed, or drops off, since the resistors 30 and 31 are selected such that the supply voltage for the sixth switching device drops to one value which is not sufficient for activation.
- the sixth switching device R6 is activated, however, in the error-free, i.e. dry state of the electrical device, a current flows through the series resistors 32, 33 and the two wires of the safety line 4 to the sixth switching device R6.
- the resistors 32, 33 are selected so that the mains voltage is adapted to the supply voltage of the sixth switching element.
- the sixth switching device R6 remains in the activated state even when the capacitor C is discharged and the switching element SCH is opened.
- the voltage supplied by the network is checked before switching on to the electrical device or further interposed safety devices.
- Known fuses 39, 40, 41 which are provided when the supply voltage enters, for example, a household, are indicated in FIG. 7; the phases are designated R, S, T, the neutral conductor with N and the protective conductor with SL.
- the devices mentioned are designed as relays provided with break contacts a, b, c, d, the break contacts of which are arranged in the supply line of a switching element E.
- the switching element E is also designed here as a relay with five Schi i eß contacts el, e2, e3, e4, e5.
- the relays other components can also be used.
- Additional voltage detection can be carried out between the individual phases and between the phases and the protective conductor I devices are provided.
- the normally closed contacts of these devices which are also designed as relays, for example, are then likewise arranged in the supply line of the switching element E.
- the dashed line indicates that the voltage between the phases and the protective conductor can also be detected.
- the relays which are arranged on the phases respond, for example, to voltages of 350 volts and more, the relay located between the protective conductor and neutral conductor to voltages of, for example, 60 volts.
- the individual devices for detecting voltages can be supplied by overvoltage protection devices U1, U2, U3, U4.
- FIG. 8 an embodiment of the protective circuit is shown, which voltages and currents that are generated by the protective circuit according to FIG. 8 are switched on, monitored or checked.
- the exemplary embodiment can also be used to directly monitor or check the line voltages.
- the voltages present between the phases R, S, T and neutral conductor N or protective conductor SL and the voltage are determined by suitable devices R7 to R1 between protective conductor SL and neutral conductor N detected.
- the devices here are also designed as relays, but any other switching units that respond to specific voltages can also be used.
- the relays are designed so that they only respond at a certain minimum voltage. All relays are assigned to a switching element described below with reference to FIG. 9, which forwards the line voltage to electrical consumers directly or via at least one switching device.
- the minimum voltages of relays R7, R9, R11, R13, R14, R15 are approximately 180 volts, those of relays R8, RIO are approximately 270 volts and those of relay R12 are approximately 60 volts. If required, other voltage values can also be selected.
- FIG. 8 also shows a total current converter that includes all the lines of the supply network. All currents, including capacitive parts, even those on the protection! ei ter 'bewi strengths no signal at the summation transformer. Rather, this only responds to currents that flow out of the operating system or the operating circuit.
- Each current flowing out of the operating circuit induces a voltage in the coil 42, which in the present case is protected against damage by overvoltages by an overvoltage protection device.
- phase R the current flowing through the line is detected in a known manner by means of a defined resistor or by means of a coil.
- the voltage based on the current is rectified in a rectifier G2
- the switching device R17 When the current flowing through the line R exceeds a value predetermined by means of the adjustable resistor 44 and by the choice of the Zener diode ZD2, the switching device R17 is activated and interrupt the power supply to the consumer.
- Dashed lines are used to indicate that an overcurrent detection device of the type just described can be assigned to each of the lines.
- an overvoltage protection device 46 can be assigned to each overcurrent detection device.
- a particular advantage of this overcurrent detection device is that by suitably adjusting the adjustable resistor 44 and selecting the resistor 45 and the Zener diode ZD2 appropriately, overcurrents can be detected which are a factor of 1, 5 and less than a desired value.
- From Figure 8 is also a Kochwaehungsei device that detects the failure of a phase or a short circuit between the conductors.
- a switching device R18 is connected to the phases on the one hand via any consumers 47, 48, 49 which are the same as one another and on the other hand to the neutral conductor N.
- the dashed line indicates that a connection to the protective conductor can also be provided.
- the switching device R18 When the potential present at the connection point of the consumer shifts, the switching device R18 is activated, which is designed here as a relay which has at least one contact which is assigned to the switching element shown in FIG.
- FIG. 9 shows a switching element which interacts with the safety devices described above with reference to FIG. 8 and which switches the line voltage on to a consumer if the check of the network has shown that on the one hand there are no overvoltages and currents but on the other hand certain minimum voltages are.
- the switching element has two interacting relays R19, R20.
- other switching units can also be used.
- a first relay Rl 9 has five make contacts s191 to s195. It is connected via a first line to the neutral conductor N and a second line, for example to the phase R.
- contacts of the switching devices or relays described above are arranged in series, namely the make contacts s7, s8, s9, slO, sll, s! 3, sl 4, s! 5. They thus form an AND circuit.
- the first relay R19 is thus connected to the voltage supply and changes to the activated state; i.e. the lines of the supply network are connected to the consumer.
- the second relay R20 has a locking device 50 which holds the second relay in its activated position when an overvoltage or an overcurrent has led to the activation of this switching device. This avoids that the mains voltage can be switched on accidentally after an error has occurred, which can lead to faults in the connected consumer and to the persons handling it.
- the second relay 20 of the switching element is provided with two break contacts ⁇ 201, ⁇ 202, one of which controls a control lamp K in the event of a fault, which indicates a fault, while the other deactivates the first relay 19.
- FIG. 9 also shows a display device Z which is connected to the supply network, for example via a transformer T.
- the display device can have known optical and / or acoustic display instruments which can be switched using the switching devices or relays described in FIGS. 7 to 9.
- the switching state of the protective circuit can be monitored by an operator by means of a display device Z which is also arranged at a distance from the protective circuit. In this way it can be represented whether the
- FIG. 10 shows an exemplary embodiment of the protective circuit, in which the safety circuit according to FIG. Figure 7 forwarded voltage checked and, if necessary, to the consumer, the electrical device is forwarded.
- the circuit according to FIG. 10 can, for example, also be connected directly to the supply network via plug contacts with the switching device according to FIG. 7.
- the safety device has a selector switch W, by means of which the phase R, S or T to be connected can be freely selected.
- the current flowing on the line from the selector switch W to the electrical device is detected by an overcurrent detection device which is explained in more detail with reference to FIG. 8, and in the event of an overcurrent a first switching device R21 is activated in the manner described above.
- the first. Switching device R21 has a make contact s21, which is assigned to a second switching device R22 so that it is also activated when the first switching device R21 is activated.
- the associated break contact ⁇ 22 of the second switching device R22 is opened and a third switching device R23 of. the voltage supply via phase and neutral is separated.
- the third switching device R23 is provided with the lines of the supply network, ie with phase contacts, neutral conductors and protective conductors, with make contacts s231, s232, s233 which, when the third switching device R23 is activated, connect the supply network and the consumer 6 or a socket.
- a fourth switching device R24 serves to mechanically lock the third switching device R23 in the closed position. hold its position during which the voltage supply is interrupted by the normally closed contact ö24 of the fourth switching device R24 in order to save energy in the activated state.
- the fourth switching device R24 is deactivated in the event of a fault or in the event of a phase or neutral failure, as a result of which the third switching device R23 likewise changes to the deactivated state.
- the second switching device R22 When triggered in the event of a fault, the second switching device R22 is locked via a locking device, so that the associated device 6 remains switched off.
- All switching devices are shown here as relays, but any other switching devices can also be used.
- FIG. 11 shows a further exemplary embodiment of the protective circuit according to FIG. 10. Corresponding parts are provided with the same reference symbols and will not be explained further.
- the exemplary embodiment shown likewise has a selector switch W and an overcurrent detection device assigned to the phase with a first switching device R25. The function of this device was explained in detail with reference to FIG. 8. A further overcurrent detection device with a second switching device R26 is assigned to the protective conductor SL. The overcurrent detection devices are through
- a summation converter detects the protective conductor in addition to the phase and neutral conductor. It will therefore only currents leaving the operating system are detected by the summation converter and a third switching device R27 is activated.
- Several devices are provided for detecting voltages, specifically for detecting the voltage between phase and neutral conductor, between phase and protective conductor, and the voltage present between protective conductor and neutral conductor. In the present case, relays are selected for detecting the voltage, the response voltages being matched to the respective measuring points, as described above.
- the make contacts s28, s29 assigned to relays R28 and R29 are in the supply line to relay R30.
- the consumer or a socket is connected to the mains voltage by the three make contacts s301, s302, s303 of the fourth switching device R30.
- FIG. 11 shows a locking unit V, which locks the sixth switching device R32 in the activated state, so that an inadvertent switching on of the electrical device after an error occurs is precluded and thus a danger to the device and the persons handling it is excluded becomes.
- the response voltage of the fifth switching device R31 can be, for example, at 25 volts and the response current of the overcurrent detection device of the safety conductor e.g. are between 0.1 and 100 mA.
- FIG. 12 shows an exemplary embodiment of a security device for supply networks without a protective conductor.
- the protective conductor running to the consumer or to the socket is connected to the neutral conductor of the supply network.
- the electrical device as the protective conductor
- Line is an overcurrent detection device designed as a bimetal 1 switch B, for example, which switches a switching device R.
- This connects the electrical device 6 to the supply network via three make contacts rl, r2, r3. If an overcurrent flows through the metal switch B, the heating opens both a first contact bl of the bimetal switch B located in the protective line SL of the device and a contact b2 located in the supply line to the switching element R. As a result, the switching device R is deactivated and the electrical consumer from the network - 2.6 -
- connection between the supply network and the consumer is also interrupted by the switching device R if the phase labeled Ll fails.
- a locking device V which locks the contact b2 in the open position, so that an accidental switch-on of the connected device is impossible after an error or an overcurrent has occurred.
- the switching device R is designed as a relay; however, any other switching devices can also be used.
- the safety device acc. Figure 12 can be accommodated in an adapter housing.
- FIG. 13 shows an exemplary embodiment of the protective circuit with a summation converter S, which monitors the phase designated as L1 and the neutral conductor N, with a first switching device R32.
- the sum converter S is shown in simplified form. For example, it can have the structure shown in FIG. 8 and explained with reference to this figure.
- the protective conductor could be connected to the neutral conductor (dashed line).
- a second switching device R33 detects the voltage present across phase and protective conductor SL and is activated at a specific response voltage of 180 V, for example. As a result, the associated closing contact s33 is closed and a third switching device R34 is connected to the phase L1 and the neutral conductor N and activated. Their closing contact s34 connects with it r - 27 -
- a fourth switching device R35 with phase and neutral and activates it.
- the connection between the mains supply and the consumer is finally closed via their make contacts s351, s352, s353.
- a e.g. Overcurrent detection device designed as a bimetal switch B detects a current flowing on the safety conductor SL.
- the protective conductor is interrupted by the heating of the first contact bl of the bimetal switch B in the event of an overcurrent.
- the summation current transformer or summation transformer S responds, i.e. the first switching device R32 is activated and its make contact s32 is closed.
- the second contact b2 and the make contact s32 are connected in parallel and form an OR circuit in the network connection of a fifth switching device R36, which is activated whenever one of the two contacts or both are closed.
- a fifth switching device R36 which is activated whenever one of the two contacts or both are closed.
- an NC contact ⁇ 36 in the supply line to the fourth switching device R35 is opened and its connection to the network is disconnected.
- the fourth switching device R35 enters the deactivated state and disconnects the consumer from the mains.
- the switching device R36 can be held in the activated state by a locking device V until it is unlocked, for example by a specialist, in order to prevent the device from being inadvertently switched on again. This will endanger the
- All switching devices are designed as relays at game shaft. However, other switching devices can also be used.
- the embodiment according to. FIG. 14 is designed for devices with protective insulation, that is to say without a protective conductor, and / or for galvanically isolated networks.
- a separating device designed as an isolating transformer T is provided, which galvanically separates the connected electrical device 6 from the mains supply and, for example, forms two phases L1 and L2.
- Connected to the supply lines L1 and L2 of the electrical device 6 are any consumers 51, 52 of the same type which are connected to one another to form an artificial difference or zero 1 on the side opposite the supply lines. At least one of the two consumers can also be designed to be tunable.
- a first switching device R 37 is connected to a first connection, the second connection of which is connected to a safety line 4 which has at least one non-insulated area in the device 6 which carries near-current parts.
- a test button P is provided which connects the safety line 4 with the supply lines L1 and / or L2 and which can be used to simulate a fault and to test the function of the protective circuit.
- the electrical connection between the network or the isolating transformer T and the device 6 is established with the aid of a second switching device R38 having two make contacts s381, s382, which is connected to the network or the isolating transformer T via a connecting line.
- An NC contact ⁇ 37 of the first switching device R37 is provided in the connecting line.
- phase (s) fails or the supply lines to device 6 are short-circuited, the potential existing at the connection point of consumers 51 and 52 is shifted and the first switching device R37 is activated. This also opens their NC contact ⁇ 37 and disconnects the second switching device R38 from the power supply, i.e. deactivated. This also disconnects the device 6 from the network.
- a locking device V can be connected to the first switching device R37, which prevents the device 6 from being inadvertently switched on again after an error has occurred.
- the locking device V can also be designed such that it has a reset button, not shown here, which is operatively connected to the break contact ⁇ 37 and / or a break contact administrat located in the safety line 4 such that the protective circuit only supplies voltage to the Device emits itself if the protective function is ensured.
- the switching devices are shown as relays, but other switching devices can also be formed.
- FIG. 15 shows an exemplary embodiment of a protective circuit having a temperature resistance R. This can have a negative temperature coefficient (NTC) or a positive temperature coefficient (PTC).
- NTC negative temperature coefficient
- PTC positive temperature coefficient
- the resistor R is arranged in the protective line SL. Between phase Ph and neutral conductor N there is a first switching device R39, which connects a consumer or a socket to the supply network via three suitable make contacts s391, s392, s393.
- a second switching device R40 with an NC contact ⁇ 40 in the supply line of the first switching device R39 lies between the protective conductor SL and neutral conductor N.
- the second switching device R40 responds and interrupts the supply to the first switching device R39; this is deactivated, so that the associated socket or a connected consumer is disconnected from the supply voltage.
- resistor R is designed as an NTC, a voltage builds up on the protective conductor immediately after the occurrence of a current, which voltage increases with increasing
- the resistor R is in the form of a PTC
- the resistance value of the resistor is initially low in the case of a current flowing on the protective conductor, that is to say the falling voltage.
- the protection circuit Upstream safety devices should therefore switch off the mains supply. In the event of a defect, however, the current flows on the protective conductor until an increase in resistance due to the heating of the PCT occurs and a higher voltage across resistor R drops. When this reaches the response voltage of the second switching device R40, it responds and disconnects the defective consumer from the voltage supply.
- the second switching device can be provided with a locking device V which prevents inadvertent switching on after an error has occurred.
- FIG. 16 shows an exemplary embodiment of the protective circuit in which the disconnection of the consumer from the mains is triggered by a mechanically actuable switching element that responds to moisture.
- the electrical device 6 is connected to the supply voltage via at least two contacts oil, 02 which are under mechanical pretension and which are accommodated in a waterproof housing G.
- the bias is preferably generated by a first tension spring ZI.
- the contacts oil, b ' 2 are held in the closed position by a locking element V.
- the locking element is rotatably mounted about a swivel joint D.
- a holding arm H attached to the housing G holds a prestressed, moisture-sensitive element S3, for example a paper strip, which is connected to the locking element V via a connecting member 54.
- the link 54 will - 32 -
- the holding arm can be omitted if the housing G or the parts contained therein and the element S3 are anchored in the associated electrical device 6.
- the moisture-sensitive element 53 and the second tension spring Z2 are matched to one another in such a way that the locking element V is held in the position shown in FIG. 16 and the contacts " d1 and 02 are closed.
- the element 53 becomes damp, its tensioning force decreases , the tensile force of the tension spring Z2 predominates and turns the locking element V counterclockwise, so that the contacts oil and 02 are released. Due to their pretensioning, they move into the open position and thus separate the connected consumer from the supply voltage,
- a moisture-sensitive element When changing the point of engagement of the connecting element 54 on the locking element V, a moisture-sensitive element can also be used, the tensile force of which increases when exposed to moisture, so that the locking element V is rotated counterclockwise.
- FIGS. 17 to 22 show exemplary embodiments of the protective circuit in which at least one summation converter or one summation jump converter is used in each case.
- the summation converter has three windings which correspond to the phase denoted by L1, the. Neutral conductor N or the protective conductor SL are assigned.
- the windings assigned to the neutral conductor or the phase are designed, for example I wrapped bifilar that the magnetic fields arising from the currents cancel each other out.
- a defined current and thus a specific magnetic field is impressed on the sum converter via a resistor 55, which is connected to the phase on the network side of the sum converter and to the neutral conductor on the consumer side of the sum converter. This leads to a switching element 57, which responds to magnetic fields, being triggered.
- a switching element 57 which is rotatably mounted about an axis 56, is deflected from a basic position by the magnetic field and brought into a first position. This closes a make contact s57. This is in a supply line of a first switching device R41 located between phase and neutral with three make contacts s411, s412, s413, via which a socket or a consumer 6 can be connected to the supply network.
- the switching element 57 is deflected such that the first switching device R41 is activated and the connection between the network and the consumer is established. If the phase fails, the impressed current and thus the defined magnetic field are also eliminated, so that the switching element 57 is not deflected and the connection between the network and the consumer is or remains disconnected.
- the switching element 57 In the de-energized state, the switching element 57 is held in a basic position by a spring F in which the first switching device R41 is separated from the supply voltage and the consumer is therefore not connected to the network.
- a current flow can be generated via a second resistor 59 which is parallel to the first resistor 55 and which simulates a fault current.
- the function of the protective circuit can thereby be checked.
- the voltage drop across a measuring resistor 60 which is additionally arranged between the protective conductor of the mains supply and the protective conductor of the summation converter, the voltage prevailing at the first resistor 55 and the potential between protective conductor SL and neutral conductor N can be detected .
- the relays R42, R43, R44 are provided in FIG.
- the relays have break contacts ⁇ 42, i ⁇ 43, ⁇ 44, which are located in the supply line of the first switching device R41 and which, with a selectable response voltage, separate the first switching device R41 from the voltage supply and thus the consumer from the mains.
- a locking device V which holds the switching element 57, for example, also the contacts ⁇ 42, ⁇ 43 and / or ö44 until they are unlocked, in the position that occurred in the event of a fault and in which the consumer is disconnected from the mains a risk to the consumer and the people handling it by accidentally switching on is avoided.
- the locking element V is designed such that the consumer cannot be connected to the mains voltage during an unlocking attempt.
- an NC contact is combined with the locking element, which is indicated by a broken line in FIG. 17.
- the number of turns of the winding assigned to the safety conductor can also be increased compared to the other windings, so that magnetic fields based on reverse currents are amplified in the summation converter and switching off by deflection of the switching element 57 can take place even at relatively low currents.
- FIG. 18 shows an embodiment of the protective circuit which is preferred for protective-insulated devices without a protective conductor.
- the sum converter used here like the one explained in FIG. 17, has a winding assigned to the phase labeled L1 and the neutral conductor N, the winding direction of which is selected such that the magnetic fields created by the currents on the phase and neutral conductor are mutually exclusive cancel.
- a third winding is assigned to a safety line 4, which runs from the connected consumer 6 or a socket via the summation converter, a resistor 62 to the neutral conductor N.
- a connection to phase L1 can also be provided instead.
- the safety line 4 has at least one uninsulated area near live parts within the electrical device 6.
- the magnetic field thus generated acts via a magnetizable material, for example via an iron core, on a switching element 57 described with reference to FIG. 17, which is rotatably mounted on an axis of rotation 56 and has a make contact s57.
- the switching element 57 is thereby brought from the first position based on the premagnetization into a second position, in which an assigned first switching device R45, via which with the help of three associated shift contacts s451, s452, s453, the electrical device 6 is connectable to the power supply, is deactivated.
- the switching element 57 can be locked in this position by means of a locking device 61 in order to prevent the electrical device 6 from being inadvertently switched on again after an error has occurred.
- a spring F holds the switching element 57 in the de-energized state in a basic position in which the first switching device R45 is likewise deactivated and the device is disconnected from the mains.
- the summation converter In order to bring the switching element 57 into a first position, in which the first switching device R 45 is activated and whose contacts s451 to s 53 are closed, the summation converter, as in the exemplary embodiment according to FIG. 17, a defined current is impressed via a resistor 63, which generates a magnetic field which deflects the switching element 57 against the force exerted by the spring F. As a result, the make contact s57 of the switching element _ located in the supply line of the first switching device R45 is closed and the first switching device R45 is activated. - 38 -
- a further resistor 64 and a test button 65 can be provided, by means of which a specific fault current can be generated for the functional test of the protective circuit.
- phase L1 and neutral conductor N there is also a second switching device R46, the closing contact s46 of which is closed in the event of an overvoltage occurring between the lines mentioned, so that the protective circuit is triggered and the electrical device is disconnected from the mains.
- the safety line 4 can be designed as a so-called screen above the supply lines to the electrical consumer.
- the use of such shielding cables optimally protects the lines guided in the shielding against external damage.
- the switching devices mentioned here can be of any design.
- the relays are only chosen as examples.
- FIG. 19 again shows an exemplary embodiment of the protective circuit with a summation converter which is suitable for protective-insulated devices and has three windings, one of which is connected to the phase denoted by L1, one to the neutral conductor N and one to the safety line 4. is arranged. The latter is connected to the neutral conductor N via a resistor 68 and has uninsulated areas near current-carrying parts within the device 6, which is indicated by a resistor 69. Also provided in the interior of the device is a sensor line 71 which is arranged near the safety line 4 and which leads to the phase via a safety resistor 70 and via which a conductive connection between the phase and the safety line is established, for example when water penetrates into the device and a fault current is generated.
- the fault current creates a magnetic field in the summing converter, by means of which the switching element 57, which has ferromagnetic material, for example, is moved into the second position, in which an assigned switching element R 47 is deactivated. This opens its closing contacts s471, s472, s473 and disconnects the electrical device from the mains.
- the exemplary embodiment shown has a test button 72 with which a function test is carried out and, for example, an interruption in the safety line 4 can be determined.
- a current flowing through a resistor 73 is impressed on the sum converter, which brings the switching element 57 into a position against the force exerted by a spring F, in which the closing contact s57 assigned to the switching element 57 closes is. This is in the supply line to the switching device R47 and activates it.
- a locking device 61 is provided, which locks the switching element 57 in the position assumed in the event of a fault and thus ensures that the switching device R47 is deactivated and the electrical device remains switched off.
- the summation converter is designed in such a way that the start-up of the associated device is ruled out in the event of undervoltage, because then the applied magnetic field is not sufficient to bring the switching element 57 into position against the force of the spring F. in which contact s57 is closed.
- the locking device 61 is unlocked by actuating the reset button R, which is only indicated here as in the other figures.
- test button 65 with a series resistor 73 'is provided, by means of which the function of the protective circuit can be checked both with regard to overvoltage shutdown and with regard to fault current shutdown.
- An overvoltage detection device not shown here, connected in parallel with test button 65 can, in the case of a selectable overvoltage, allow a fault current to flow, which generates a magnetic field which triggers the protective circuit and switches off the connected electrical device.
- FIG. 20 in turn shows an exemplary embodiment of the protective circuit designed for protective-insulated devices with a summation converter whose windings have the phase denoted by L1, the neutral conductor N and the safety device. - 41 -
- phase and neutral conductor are again arranged in such a way that the resulting magnetic fields cancel each other out.
- a switching element 57 rotatably mounted on an axis of rotation 56 with or made of ferromagnetic material or the like is shown here. Provided, which can activate a switching device R47 with three make contacts s47l, s472, s473 via an assigned contact s57.
- the electrical device 6 is started up by, for example, pressing a button 77 with two make contacts s771, s772 so that a defined current flows through the electrical device 6 and the summation converter. This creates a magnetic field which the switching element 57 brings against the force of the spring F into a first position in which the contact s57 is closed. If necessary, a resistor 78 can be provided in the between the phase and the associated closing contact s771 to limit the current.
- the premagnetization required to maintain the operating state of the device indicated by a resistor 69 is effected by a current which, when the button 77 is not pressed, via the phase L1, a resistor 74, a resistor 75, the safety line 4, the associated winding and finally flows through a resistor 76 over the neutral conductor N. If there is no overvoltage or undervoltage, the switching element 57 is brought into the first position by the premagnetization, in which the associated contact s57 is closed, the switching device R47 is activated and the device is connected to the mains via the contacts s471 to 473. - 42 -
- a test button 79 can also be provided in the device for the functional test, which, in the pressed state, triggers a fault current which leads to the protective circuit being switched off.
- any overvoltage detection device configured here as relay 80 can be provided in the device, which, in the event of a selectable overvoltage between phase and safety line, can flow, for example, via a contact s80, a fault current which switches off the protective circuit.
- the switching element 57 is provided with a locking device 61, which was described in detail above.
- FIG. 21 shows an exemplary embodiment of a protective circuit designed for three-phase current consumers.
- the function of the protective circuit corresponds to that of the exemplary embodiments described with reference to FIGS. 17 to 20.
- Each of the leads to the summation converter is assigned its own winding.
- the phases are introduced via outlined fuses 81, 82, 83.
- the premagnetization is carried out here by a connecting line having a resistor 84, which has a phase, e.g. S, and on the consumer side of the summation converter with one or more other phases, e.g. R, is connected.
- the premagnetization can also take place through the selection of other phases, but also through a corresponding connection of one of the phases with the neutral conductor.
- the premagnetization acts on the switching element 57 which can be rotated about the axis 56, so that its associated element Contact s57 is closed in a first position and a switching device R47 is activated.
- the connected device 6 or a socket is connected to the network via the contacts s471, s472, s473, s474, s475.
- any three consumers 85, 86, 87 of the same type are connected to the phases on the one hand and to the other to form an artificial zero point.
- At the zero point there is a first connection of any insulation and existence monitoring device, here designed as relay R49, the second connection of which is here at the protective conductor SL.
- this could also be led to the neutral conductor N.
- a test button P with a series resistor 84a which is protected against overvoltages, is provided, by means of which a fault current can be generated for the functional test of the protective circuit.
- FIG. 22 shows a further exemplary embodiment of the protective circuit which has a summation converter without premagnetization. It is a circuit suitable for insulated devices. The circuit principle shown here can also be transferred, for example, to protective circuits for three-phase motors and to devices with protective conductors.
- phase L1 and the neutral conductor are each assigned a winding, the two-core selected safety line 4 here two windings, the windings being selected so that the magnetic field cancel each other out due to the currents flowing on the phase and neutral conductor, while the magnetic fields cancel each other out due to currents reinforce each other in the security line.
- the first wire of the safety line 4 starts from the phase and is led to the electrical device 6 via a first resistor 88 and the first winding 89.
- the first wire is fanned out into a plurality of lines which are arranged near a plurality of lines of the second wire of the safety line 4 inside the device.
- the closely spaced lines of the wires have several non-isolated areas.
- the second wire leads from the electrical device 6, via a second winding 90 and via a second resistor 91 to the neutral conductor N.
- Phase and the neutral conductor lead from the network to two contacts k1, k2, which are coupled to one another and, for example, mechanically, here are biased by a tension spring 92.
- the pretensioning causes the contacts to change into the opened state if they are not prevented from doing so by a locking device 93, which is shown here only on the basis of a schematic diagram. ! - 46 -
- the locking device 93 is provided with a tilting element 95 rotatable about an axis 94 with or made of ferromagnetic material or the like. connected.
- a biasing device designed here as a spring 96 holds the tilting element 95 and the locking device 93 in a position in which the prestressed contacts k1 and k2 are kept closed.
- the locking device 93 As a result, the locking device 93, as indicated by the arrows in FIG. 22, is moved downward. This has the result that the locking action is canceled and the spring 92 brings the contacts k1, k2 into the open position. As a result, the summation converter or the electrical device is disconnected from the mains.
- An overvoltage derivation device 97 can be connected to the phase and neutral conductor, via which a selectable overvoltage flows to a current. This also triggers the protective circuit, ie the tilting element 95 is attracted and the electrical device is disconnected from the mains. i - 47 -
- the protective circuit can be accommodated in the installation boxes of electricity generators in the switch boxes of houses or households, as well as in electrical outlets, plugs or housings of electrical devices.
- the protective circuit can also be designed so that only devices that have a protective or a safety line are supplied with voltage.
- the locking device assigned to the protective circuit can be designed in such a way that it can be operated, for example, by means of the connecting pins of a device plug.
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Description
B e s c h r e i b u n g
Schutzschaltung für elektrische Geräte
Die Erfindung betrifft eine Schutzschaltung sowohl für Personen als auch für Geräte.
Alle Haushalte sind heutzutage mit elektrischen Siche¬ rungen ausgerüstet, die eine Überlastung der Stromver¬ sorgungsleitungen verhindern und beispielsweise bei einem Kurzschluß die Stromversorgung unterbrechen. Wenn ein angeschlossenes elektrisches Gerät, etwa ein Fön, ins Wasser, z.B. in eine gefüllte Badewanne, ein Spülbecken oder einen Eimer fällt, so fließt dadurch ein gegenüber den Verhältnissen in Luft nur so wenig erhöhter Strom, daß übliche Haushaltssicherungen davon nicht ausgelöst werden.
In manchen Haushalten sind sogenannte Fehl erstromschutz' Schaltungen installiert, die einen Schutzschalter auf¬ weisen, der auslöst, d.h. die Spannungsversorgung ab¬ schaltet, sobald über geerdete Teile außerhalb des Bet.ri ebsstromkrei ses ein über einen bestimmten gewähl¬ ten Wert hinausgehender Fehlerstrom fließt.
Aber auch solche Schutzschaltungen können nicht alle El ektrounfall e vermeiden. Eine Fehl erstromschutzschal -
tung spricht beispielsweise nicht an, wenn ein Gerät mit nur zweiadrigem Anschluß, also ohne sogenannten Schutzkontakt, in einen Wassereimer oder in eine geer¬ dete, wassergefüllte Badewanne fällt, die ein Abfluß- syste aus Kunststoff öhren aufweist. Aufgrund der guten Isolationswirkung der Emaille fließt nur ein so geringer Strom über die geerdete Badewanne ab, daß dieser von den üblichen Fehlerstromschutzschaltungen nicht erfaßt wird; eine Abschaltung der Spannungsversor- 9un9 findet demnach nicht statt.
Aufgrund dieser Tatsache sind Personen gefährdet, die sich in der Badewanne befinden oder die versuchen, das eingesteckte Gerät aus der gefüllten Badewanne oder einem Wassereimer zu holen.
Personen und Geräte sind aber auch dadurch gefährdet, daß im Versorgungsnetz Fehler auftreten können. Bei¬ spielsweise können der Schutzleiter, aber auch eine oder alle Phasen oder Nulleiter unterbrochen sein. Es ist auch möglich, daß durch technische Fehler im Netz oder durch Anschlußfehler Überspannungen auf den Leitun¬ gen auftreten. Dadurch können Fehl funkti onen und Störun¬ gen in angeschlossenen Geräten auftreten, die nicht nur zu Schäden in Geräten, sondern auch zur Gefährdung von mit den Geräten hantierenden Personen führen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Schutzschal¬ tung zu schaffen, die eine Gefährdung von Personen und/oder Geräten ausschließt.
Die Aufgabe wird bei einer Schutzschaltung der o.g. Art dadurch gelöst, daß eine zwischen dem zugehörigen elektrischen Gerät und der Schutzschaltung verlaufende Sicherheitsleitung vorgesehen ist, wobei die Sicher¬ heitsleitung im Inneren des Geräts mindestens einen
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stromführende Teile nicht berührenden, unisolierten Bereich aufweist. Außerdem ist eine mit der Sicherheits¬ leitung und einem Bezugspotential verbundene erste Schalteinrichtung und schließlich eine von der ersten Schalteinrichtung betätigbare zweite Schalteinrichtung vorgesehen, die zwischen Phase und Nulleiter der elek¬ trischen Spannungsversorgung des Geräts liegt und die in aktiviertem Schaltzustand das zugehörige Gerät von Phase und Nulleiter trennt. Dabei ist die zweite Schal- tungsei nrichtung so mit der Phase und mit dem Nulleiter verbunden, daß sie nach Aktivierung durch die erste Schalteinrichtung in aktiviertem Schaltzustand bleibt. Es wird also eine sogenannte Selbsthaltung der zweiten Schalteinrichtung vorgesehen, durch die das zugehörige Gerät abgeschaltet bleibt, nachdem die Schutzschaltung einmal ausgelöst wurde.
Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Schutzschaltung in dem Gehäuse des der Spannungsver- sorgung dienenden Steckers des zugehörigen Geräts unter¬ gebracht. Das hat den Vorteil, daß der Benutzer des Geräts unabhängig von den Gegebenheiten des jeweiligen Hausanschlusses optimal gegen El ektrounfäl 1 e geschützt ist, denn überall wo er sein Gerät benutzt, kann die Schutzschaltung in Funktion treten und notfalls die Spannungsversorgung des Geräts abschalten.
Der Aufbau der Schutzschaltung ist so gewählt, daß vorhandene Sicherungen und Fehlerstromschutzschaltungen in ihrer Funktion in keiner Weise beeinträchtigt wer¬ den. Es wird also lediglich eine zusätzliche Sicher¬ heit für den Benutzer elektrischer Geräte erreicht, ohne die Wirkung bestehender Schutzeinrichtungen zu schmälern.
_ ix _
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist eine Schutz¬ schaltung mit nur einer als Relais ausgebildeten Schalt¬ einrichtung vorgesehen, die ebenfalls in dem Stecker des zugehörigen Gerätes unterbringbar ist, aber weniger Raum einnimmt. Ansonsten ist das Arbeitsprinzip ähnlich dem o.g. Ausführungsbeispiel.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Selbst¬ haltung der Schalteinrichtung im zweiten, aktivierten Schaltzustand dadurch erreicht, daß eine Spannungsver¬ sorgung der Schalteinrichtung über einen zwischen Phase und Nulleiter liegenden Transformator sichergestellt wi rd .
Diese Aufgabe wird bei einer Schutzschaltung der o.g. Art auch dadurch gelöst, daß mindestens eine Einrich¬ tung zur Erfassung der in der Spannungsversorgung des elektrischen Geräts vorhandenen Spannungen und/oder Ströme vorgesehen ist.
Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Schutzschaltung werden die Spannungen zwischen der mindestens einen Phase und dem Nulleiter sowie dem Schutzleiter aber auch die zwischen Schutzleiter und Nulleiter anliegende Spannung erfaßt und die Netzspan¬ nung nur dann mittels eines Schaltorgans zur Abgabe an das elektrische Gerät direkt oder über eine mindestens eine Schalteinrichtung weitergeschaltet, wenn keine der Leitungen unterbrochen ist und auf keiner der Leitungen Überspannungen anliegen. Dadurch wird sichergestellt, daß das angeschlossene elektrische Gerät nur mit der Spannungsversorgung verbunden wird, wenn keine Netzfeh¬ ler vorhanden sind. Gefährdungen von Personen und/oder Geräten werden dadurch" vermieden .
Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Schutzschaltüng weist einen Summenwandler auf, dessen
Wicklungen der mindestens einen Phase, dem Nulleiter sowie dem Schutzleiter zugeordnet sind, und der min¬ destens eine Einrichtung, die dem Summeήwandl er einen definierten Strom einprägt, sowie ein Schaltorgan aufweist, das durch das im Summenwandler erzeugte Ma¬ gnetfeld steuerbar ist und durch welches das elektri¬ sche Gerät mit der Spannungsversorgung verbindbar ist
Durch den eingeprägten Strom wird ein Magnetfeld aufge- baut, welches das Schaltorgan in eine erste Stellung bewegt, in der das elektrische Gerät mit der Spannungs¬ versorgung verbunden ist. Der definierte, eingeprägte Strom kann nur dann fließen, wenn die mindestens eine Phase und der Nulleiter in Ordnung sind. Bei Unterspan- nungen reicht das Magnetfeld nicht aus, das Schaltorgan in die erste Stellung zu bringen. Bei Überspannungen und bei Fehlerströmen ist das Magnetfeld so groß, daß das Schaltorgan in eine zweite Stellung gebracht wird, in der die Spannungsversorgung des angeschlossenen elektrischen Geräts unterbrochen ist. Vorzugsweise ist das Schaltorgan so ausgelegt, daß es in der zweiten Stellung verriegelt wird, sodaß nach Auftreten einer Überspannung oder eines Fehlerstroms ein versehent¬ liches Wiedereinschalten des Geräts und damit eine Gefährdung von Personen bzw. des Geräts ausgeschlossen ist.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Ausführungs¬ beispiele darstellenden Zeichnungen näher erläutert. . Es zeigen:
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Fig. 1 : ein erstes Ausführungsbeispiel einer Schutz¬ schaltung, bei der ein vorhandener Schutzkon¬ takt zur Gewinnung eines Bezugspotentials heran¬ gezogen wird;
Fig. 2: ein zweites Ausführungsbeispiel der Schutzschal¬ tung, bei der der Nulleiter zur Gewinnung eines Bezugspotentials herangezogen wird;
Fig. 3: ein drittes Ausführungsbeispiel der Schutzschal¬ tung, bei der die Phase zur Gewinnung eines Bezugspotentials herangezogen wird;
Fig. 4: ein viertes Ausführungsbeispiel der Schutzschal- tung, die mit nur einer Schalteinrichtung ausge¬ rüstet ist, und
Fig. 5: ein fünftes. Ausführungsbeispiel der Personen- schutzschal tung, bei der die Schalteinrichtung im zweiten aktivierten Schaltzustand über einen Transformator versorgt wird.
Auf weitere Figuren und Ausführungsbeispiele wird unten ei ngegangen.
Alle Figuren zeigen die Schutzschaltung in einem ersten, inaktivierten Schaltzustand.
Fig. 1 zeigt eine Schutzschaltung 2 mit einer als Relais ausgebildeten ersten Schalteinrichtung Rl , deren Schaltspule einerseits über eine Sicherheitsleitung 4 mit dem zugehörigen, lediglich skizziert dargestellten Gerät 6 und andererseits mit einem Bezugspotential am Schaltpunkt 8 und über diesen mit dem Schutzkontakt 20 verbunden ist. Die Sicherheitsleitung 4 endet im Inne-
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ren des Geräts 6 und weist mindestens einen blanken, unisolierten Bereich in der Nähe stromführender Teile, etwa des Motors oder der Heizdrähte eines Föns, auf, ohne diese zu berühren. Wenn nun das mit der Spannungs- Versorgung, also dem Haushaltsnetz verbundene Gerät 6 ins Wasser fällt, fließt ein Strom von der Phase 10 im Gerät über das Wasser zur Sicherheitsleitung 4 und über die Spule der ersten Schalteinrichtung Rl zum Schalt¬ punkt 8 und weiter zum Schutzkontakt 20. Dieser Strom fließt auch, wenn das Gerät 6 durch einen am Gerätege¬ häuse angebrachten Schalter abgeschaltet ist. Daraufhin zieht das Relais Rl an und betätigt den zugehörigen Schi i eßkontakt sl .
Dadurch wird die ebenfalls als Relais ausgebildete zweite Schalteinrichtung R2 betätigt, die zwischen der Phase 10 und dem Nulleiter 12 liegt. Die zweite Schal einrichtung R2 hat drei Kontakte, einen Schlie߬ kontakt s2 und'zwei Öffner-Kontakte Ö21 oder Ö22. Wenn das Relais R2 über das Relais Rl betätigt wird, schließt der Schließkontakt s2, so daß das Relais R2 mit der Phase 10 und dem Nulleiter 12 verbunden ist und sich selbst aktiviert. Auf diese Weise wird eine Selbst¬ haltung der zweiten Schalteinrichtung R2 erreicht. Gleichzeitig werden aber auch die Öffner Ö21 und ö22 betätigt und die Spannungsversorgung des Geräts 6 unter¬ brochen. Die Person, die das Gerät bedient, ist also sofort gegen den Einfluß von Spannung bzw. Strom ge¬ schützt.
Dadurch, daß die Spannungsversorgung des Geräts 6 unter¬ brochen ist, fällt auch das Relais Rl ab, der Schlie߬ kontakt sl öffnet und betätigt das Relais R2 nicht mehr. Aufgrund der Selbsthaltung über den Schließkon- takt s2 bleibt aber das Relais R2 in dem zweiten, akti¬ vierten Schaltzustand und sorgt so dafür, daß das Gerät 6 abgeschaltet bleibt.
In den Figuren 2 und 3 sind zwei weitere Schaltungs¬ versionen dargestellt.
Bei fehlendem Schutzleiter 20, oder um eine Beschaltung des Schutzleiters 20 zu vermeiden, kann als Bezugspoten¬ tial der ersten Schalteinrichtung Rl auch die Phase 10 (vgl . Fig. 2) oder der Nulleiter 12 (vgl . Fig. 3) gewählt werden. Dabei muß die Spule der ersten Schalt¬ einrichtung Rl so mit den Öffner-Kontakten Ö21 oder Ö22 des Relais R2 verbunden werden, daß das Relais Rl spannungslos ist, wenn die zweite Schalteinrichtung R2 aktiviert ist. D.h. statt am Schaltpunkt 8 kann die Spule des Relais Rl dann über den Schaltpunkt 14 mit der Phase 10 (vgl. Fig. 2) oder über den Schalt¬ punkt 16 mit dem Nulleiter 12 (vgl. Fig. 3) verbunden werden .
Wenn das Gerät 6 mit der Beschaltung gemäß Fig. 2 ins Wasser fällt, fließt ein Strom über die Phase 10, den Schaltpunkt 14 zur ersten Schalteinrichtung Rl , über die Sicherheitsleitung 4 in das Gerät 6 und durch das Wasser zum Nulleiter 12 im Gerät 6, so daß die erste Schalteinrichtung Rl betätigt und die Spannungsversor¬ gung über die zweite Schalteinrichtung R2 durch deren Öffner-Kontakte Ö21 und Ö22 abgeschaltet wird.
Fällt das Gerät 6 mit der Schaltung gemäß Fig. 3 ins Wasser, so fließt ein Strom über die Phase 10 ins Gerät 6, über das Wasser im Gerät 6 und die Sicherheitsl ei - tung 4 in die erste Schalteinrichtung Rl und weiter zum Schaltpunkt 16 in den Nulleiter 12. Dadurch wird die erste Schalteinrichtung Rl und damit auch die zweite Schalteinrichtung R2 betätigt und die Stromversorgung des Geräts 6 abgeschaltet.
Die Schaltungen gemäß Figuren 2 und 3 ermöglichen einen optimalen Personenschutz gegen El ektrounfalle auch in den Fällen, in denen die Hausanschlüsse einen Schutz¬ kontakt nicht vorsehen oder in denen der Schutzkontakt nicht beschaltet werden soll .
Die Selbsthaltung der zweiten Schalteinrichtung R2 kann - wie in den Figuren 1 bis 3 dargestellt - so ausgelegt sein, daß das zugehörige Gerät 6 abgeschaltet bleibt, bis die Stromversorgung der Schutzschaltung 2 unterbrochen wird.
Vorzugsweise ist die Schutzschaltung in dem Gehäuse 24 des der Spannungsversorgung dienenden Steckers 18 des zugehörigen Geräts 6 untergebracht.
Die Schutzschaltung 2 schaltet bei den gezeigten Schal tungsversi onen aufgrund der Selbsthaltung der zweiten Schaltungseinrichtung R2 das zugehörige Gerät 6 so lange ab, bis der Stecker 18 aus der Steckdose gezo¬ gen wi rd .
Es kann aber auch eine spezielle Schalteinrichtung verwendet werden, die - eventuell mechanisch - auch beim Herausziehen des Steckers 18 in aktiviertem Schalt¬ zustand gehalten wird, wenn die erste Schalteinrichtung Rl einmal betätigt wurde. Dadurch wird verhindert, daß das nasse, eventuell schadhafte Geräte erneut in Betrieb genommen werden kann.
In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Schutzschaltung 2 dargestellt, bei dem gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in den Figuren 1 bis 3 bezeichnet sind. Bei der Schutzschaltung 2 gemäß Fig. 4 ist nur eine einzige, als Relais ausgebildete Schaltein¬ richtung R3 vorgesehen. Dieses Ausführungsbeispiel hat
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daher gegenüber den oben dargestellten Beispielen einen geringeren Platzbedarf und ist leichter in dem Gehäuse 24 eines Steckers 18 unterzubringen.
Das dargestellte Relais R3 weist drei Kontakte auf, nämlich einen Umschalt-Kontakt u3 und zwei Öffner-Kon¬ takte Ö31 und Ö32. Gelangt das Gerät 6 in eingestecktem Zustand ins Wasser, so fließt in einem ersten, inakti¬ vierten Schaltungszustand der dritten Schalteinrichtung R3 gemäß Fig. 4 über die Phase 10, das Wasser im Gerät 6 und die Sicherheitsleitung 4 sowie den Umschaltkon¬ takt u3 ein Strom in die Spule der dritten Schaltein¬ richtung R3 und von dort zum Nulleiter 12. Dadurch wird die dritte Schalteinrichtung R3 in ihren zweiten, akti- vierten Schaltzustand gebracht, das Relais R3 zieht an. Die Spule des Relais R3 wird dann gemäß Fig. 4 über einen Vorwiderstand 22 und über den Umschaltkontakt u3 mit Spannung versorgt und bleibt somit selbsthaltend im aktivierten Schaltzustand. Gleichzeitig werden die zugehörigen Öffner-Kontakte Ö31 und Ö32 betätigt und das Gerät 6 von der Spannungsversorgung über die Phase 10 und den Nulleiter 12 abgetrennt. Aufgrund der Selbst¬ haltung bleibt das Relais R3 so lange in aktiviertem Schaltzustand, wie dessen Spannungsversorgung über den Umschaltkontakt u3 aufrecht erhalten wird. Durch Heraus¬ ziehen des Steckers 18 fällt das Relais R3 ab und ge¬ langt wieder in den ersten, inaktivierten Schaltzustand,
Die Schalteinrichtung R3 kann aber auch so ausgebildet werden, daß sie beispielsweise mechanisch in aktivier¬ tem Schaltzustand gehalten wird, bis sie durch Eingriff eines Fachmanns zurückgesetzt wird. Damit wird der Benutzer gezwungen, das durch die Schutzschaltung 2 abgeschaltete Gerät 6 zu einem Fachmann zu bringen, der es vor dem Zurückstellen der dritten Schalteinrichtung R3 auf Schäden untersuchen kann.
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Bei der Schaltung gemäß Fig. 5 ist an Stelle der in Fig. 4 dargestellten dritten Schalteinrichtung R3 eine als Relais ausgebildete vierte Schalteinrichtung R4 vorgesehen, die neben einem Umschalt-Kontakt u4 und zwei Öffner-Kontakten Ö41 und Ö42 einen zusätzlichen Öffner- Kontakt Ö43 aufweist, der das Relais R4 im zweiten aktivierten Schaltungszustand der vierten Schalteinrichtung R4 vom Nulleiter 12 trennt, und damit verhindert, daß beim Umpolen des Steckers 18 ein Strom über den der Selbsthaltung der vierten Schalteinrich¬ tung R4 im zweiten aktivierten Schaltungszustand die¬ nenden Transformator 26 ins Wasser fließt. Bei Versu¬ chen mit normalem Leitungswasser und einem Fön werden das Relais R4 - wie schon das Relais Rl und R3 - sowie der Transformator 26 für 24V ausgelegt.
Zusätzlich kann gemäß Fig. 5 noch eine den Umschal t-Kon- takt u4 überbrückende Prüftaste 28 vorgesehen werden, mit der die Funktion der Sch'utzschal tung 2 vor oder während des Betriebes des zugehörigen elektrischen Geräts 6 geprüft werden kann.
Ohne weiteres können zum Aufbau dieser Schutzschaltung anstelle der Relais auch elektronische Bauteile wie beispielsweise Thyristoren, Triacs, und bei entsprechen¬ der Beschaltung auch Optokoppler oder Kapazitivinitiato¬ ren verwendet werden, ohne daß dadurch der Rahmen der Erfindung verlassen würde.
Auf jeden Fall wird mit Hilfe der Schutzschaltung 2 verhindert, daß der Benutzer eines elektrischen Gerätes Strom oder Spannung ausgesetzt wird, wenn das Gerät 6 in ein leitendes Medium wie Wasser fällt, auch wenn übliche Haushaltssicherungen und Fehlerstromschutz- Schaltungen nicht ansprechen.
Anhand der folgenden Figuren werden weitere Ausführungs¬ beispiele der Schutzschaltung näher erläutert. Es zei gen :
Figur 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Schutz¬ schaltung gem. Figuren l bis 5, bei dem die Sicher¬ heitsleitung zweiadrig ausgeführt ist;
Figur 7 ein Ausführungsbeispiel der Schutzschaltung, bei dem die Versorgungsspannung geprüft wird;
Figur 8 ein Ausführungsbeispiel der Schutzschaltung bei dem Spannungen und Ströme des Versorgungsnetzes geprüft werden;
Figur 9 ein Ausführungsbeispiel der Schutzschaltung, aus dem ersichtlich ist, wie nach Prüfung des Versor¬ gungs-netzes die Weiterschaltung an den Verbraucher erfol gt ;
Figur 10 ein auf Netzausfall ansprechendes Ausführungs- beispiel der Schutzschaltung;
Figur 11 ein Ausführungsbeispiel der Schutzschaltung nach Figur 10 mit zusätzlichem Summenwandler;
Figur 12 ein Ausführungsbeispiel der Schutzschaltung mit einer Bimetal 1 -Aus! ösung ;
Figur 13 ein Ausführungsbeispiel der Schutzschaltung nach Figur 12 mit integriertem Summenwandler;
Figur 14 ein Ausführungsbeispiel der Schutzschaltung für Geräte ohne Schutzleiter;
Figur 15 ein Ausführungsbeispiel der Schutzschaltung mit einem temperaturabhängigen Widerstand;
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Figur 16 ein Ausführungsbeispiel der Schutzschaltung mit mechanischer Kontaktauslösung;
Figuren 17 bis 21 verschiedene Ausführungsbeispiele der Schutzschaltung mit einem Summenwandler, der vormagneti siert wird; und
Figur 22 ein Ausführungsbeispiel der Schutzschaltung mit einem Summenwandler ohne Vormagnetisierung.
In den Figuren übereinstimmende Elemente werden mit identischen Bezugszeichen versehen.
Das in Figur 6 dargestellte Ausführungsbeispiel unt,er- scheidet sich von den in den Figuren 1 bis 5 gezeigten. Bei den oben erläuterten Ausführungsbeispielen kann das angeschlossene Gerät auch dann eingeschaltet wer¬ den, wenn die Sicherheitsleitung 4 unterbrochen ist. Dies ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 6 nicht möglich:~Das elektrische Gerät 6 wird nur dann mittels einer hier als Relais ausgebildeten fünften Schaltein¬ richtung R5 mit der Phase 10 und dem Nulleiter 12 ver¬ bunden, wenn über eine hier ebenfalls als Relais ausge¬ bildeten sechsten Schalteinrichtung R6 Spannung an die fünfte Schalteinrichtung R5 gelegt wird.
Die sechste Schalteinrichtung R6 wird über eine geeig¬ nete Zuleitung, in der auch ein Trenn-Transformator vorgesehen sein kann, und über einen Gleichrichter mit Phase 10 und Nulleiter 12 verbunden. Parallel zur sechsten Schalteinrichtung R6 ist ein Kondensator C vorgesehen, der sich über in der Zuleitung vorgesehene Widerstände 30, 31 auf einen definierten Spannungswert mit vorgegebener Polung aufladen kann.
Die sechste Schalteinrichtung R6 wird aktiviert, wenn
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sie mittels eines Schaltorgans SCH mit der an der Zulei¬ tung bzw. dem Kondensator C anliegenden Spannung verbun¬ den wird. Dadurch wird die fünfte Schalteinrichtung R5 über einen Schi ieß-Kontakt s6 der sechsten Schaltein¬ richtung R6 mit der Spannungsversorgung verbunden und aktiviert und leitet über geeignete Schi ieß-Kontakte s51, s52 die Netzspannung an das elektrische Gerät 6 weiter.
Gleichzeitig entlädt sich der Kondensator C und die sechste Schalteinrichtung R6 wird wieder, auch bei geschlossenem Schaltorgan SCH inaktiviert bzw. fällt ab, da die Widerstände 30 und 31 so gewählt sind, daß die Versorgungsspannung für die sechste Schal teinri ch- tung auf einen Wert sinkt, der zur Aktivierung nicht ausreicht. Während die sechste Schalteinrichtung R6 aktiviert wird, kann jedoch im fehlerfreien, d.h. trockenen Zustand des elektrischen Geräts ein Strom über die Vorwiderstände 32, 33 und die beiden Adern der Sicherheitsleitung 4 zu der sechsten Schalteinrich¬ tung R6 fließen. Die Widerstände 32, 33 sind SO ge¬ wählt, daß die Netzspannung an die Versorgungsspannung des sechsten Schaltorgans angepaßt wird. Dadurch bleibt die sechste Schalteinrichtung R6 auch dann im aktivier- ten Zustand, wenn der Kondensator C entladen ist und das Schaltorgan SCH geöffnet wird.
Wenn allerdings Wasser in das Gerät eindringt, werden unisolierte Bereiche der im Gerät verlaufenden Sicher- heitsleitung 4 bzw. die angedeuteten Fühlerpaare 34, 35, 36 überbrückt, dadurch bricht die über die Sicher¬ heitsleitung 4 an die sechste Schalteinrichtung R6 gelieferte Spannung zusammen. Das führt dazu, daß die sechste Schalteinrichtung R6 in den inaktivierten Zu- stand übergeht. Dadurch wird die fünfte Schalteinrich¬ tung R5 von der Spannungsversorgung getrennt und die Spannungsversorgung des elektrischen Geräts 6 unter¬ brochen.
Zum Schutz der sechsten Schaltungseinrichtung R6 können beliebige Überspannungsschutzeinrichtungen 37, 38 vorge¬ sehen werden.
Bei dem in Figur 7 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die vom Netz gelieferte Spannung geprüft, bevor eine Weiterschal ung an das elektrische Gerät oder weitere zwischengeschaltete Sicherheitseinrichtungen erfol gt.
In Figur 7 sind bekannte Sicherungen 39, 40, 41, die bei Eintritt der Versorgungsspannung beispielsweise in einen Haushalt vorgesehen sind, angedeutet; die Phasen sind mit R, S, T, der Nulleiter mit N und der Schutzleiter mit SL bezeichnet.
Durch geeignete Einrichtungen A, B, C, D werden die zwi sehen den Phasen R, S, T und dem Nulleiter N liegenden Spannungen erfaßt. Überdies ist eine Einrichtung zur Erfassung der zwischen dem Nulleiter N und dem Schutz¬ leiter SL liegenden Spannung vorgesehen. Die genannten Einrichtungen sind im vorliegenden Fall als mit Öffner¬ kontakten a, b, c, d versehene Relais ausgebildet, deren Öffnerkontakte in der Versorgungsleitung eines Schaltorgans E angeordnet sind. Sobald die auf die jeweiligen Messpunkte abgestimmte Ansprechspannung der Einrichtungen zur Erfassung der Spannungen überschrit¬ ten wird, wird die Versorgungsleitung des Schaltorgans E unterbrochen. Das Schaltorgan E ist hier ebenfalls als Relais mit fünf Schi i eß-Kontakten el , e2, e3, e4, e5 ausgebildet. Es können statt der Relais auch andere Bauelemente Verwendung finden.
Zwischen den einzelnen Phasen sowie zwischen den Phasen und dem Schutzleiter können weitere Spannungserfassungs
I ei nrichtungen vorgesehen werden. Die Öffnerkontakte dieser beispielsweise ebenfalls als Relais ausgebilde¬ ten Einrichtungen werden dann ebenfalls in der Versor¬ gungsleitung des Schaltorgans E angeordnet.,
Durch die gestrichelte Linie wird angedeutet, daß auch die zwischen den Phasen und dem Schutzleiter liegende Spannung erfaßt werden kann.
Mit diesem Aufbau läßt sich erreichen, daß bei an den Phasen bzw. zwischen dem Nulleiter und dem Schutzleiter auftretenden Überspannungen die Versorgungsleitung des Schaltorgans unterbrochen und damit auch die Span¬ nungsversorgung nachfolgender Verbraucher unterbrochen wird.
Die Relais, die an den Phasen angeordnet sind, sprechen beispielsweise auf Spannungen von 350 Volt und mehr an, das zwischen Schutzleiter und Nulleiter liegende Relais auf Spannungen von beispielsweise 60 Volt.
Die einzelnen Einrichtungen zur Erfassung von Spannun¬ gen können durch Überspannungsschutzeinrichtungen ül, Ü2, ü3, Ü4 versorgt werden.
In Figur 8 ist ein Ausführungsbeispiel der Schutzschal¬ tung dargestellt, das Spannungen und Ströme, die von der Schutzschaltung gem. Figur 8 weitergeschaltet wer¬ den, überwacht bzw. überprüft. Das Ausführungsbeispiel kann auch dazu verwendet werden, die Netzspannungen unmittelbar zu überwachen bzw. zu prüfen.
Über geeignete Einrichtungen R7 bis Rl 5 werden die zwischen den Phasen R, S, T und Nulleiter N bzw. Schutz¬ leiter SL anliegenden Spannungen sowie die Spannung
zwischen Schutzleiter SL und Nulleiter N erfaßt. Die Einrichtungen sind hier ebenfalls als Relais ausgelegt, es können jedoch auch beliebige andere auf bestimmte Spannungen ansprechende Schal einheiten verwendet wer¬ den .
Die Relais sind so ausgelegt, daß sie erst bei einer bestimmten Mindestspannung ansprechen. Alle Relais sind einem unten anhand von Figur 9 beschriebenen Schaltelement zugeordnet, welches die Netzspannung an elektrische Verbraucher direkt oder über mindestens eine Schalteinrichtung weiterleitet. Die Mindestspan¬ nungen der Relais R7, R9, Rll , R13, R14, R15 liegen bei ca. 180 Volt, die der Relais R8, RIO bei ca. 270 Volt und die des Relais R12 bei ca. 60 Volt. Bei Bedarf können auch andere Spannungswerte gewählt werden.
Dadurch wird sichergestellt, daß zur Weiterschaltung der Versorgungsspannung an den Phasen eine Mindestspan- nung anliegt, während bei einer Höchstspannung von ca. 60 Volt zwischen Nulleiter und Schutzleiter das der Weiterschaltung dienende Schaltelement inaktiviert bleibt bzw. inaktiviert wird.
In Figur 8 ist außerdem ein Sum enstromwandl er darge¬ stellt, der alle Leitungen des Versorgungsnetzes um¬ faßt. Alle Ströme, auch kapazitive Anteile, selbst solche auf dem Schutz! ei ter ' bewi rken kein Signal an den Summenwandler. Dieser spricht vielmehr nur auf solche Ströme an, die aus dem Betriebssystem bzw. dem Betriebsstromkreis abfließen.
Jeder aus dem Betriebsstromkreis abfließende Strom induziert eine Spannung in der Spule 42, die im vorlie¬ genden Fall durch eine Überspannungsschutzeinrichtung ü vor Schäden durch Überspannungen geschützt ist. Die
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Spannung wird in einem Gleichrichter Gl gleichgerichtet und lädt einen Kondensator Cl , der sich über einen einstellbaren Widerstand 43 entlädt. Mit dem einstell¬ baren Widerstand 43 kann die Ladezeitkonstante des
°5 Kondensators Cl und damit auch die Höhe des Fehler¬ stroms eingestellt werden, bei dem eine Schalteinrich¬ tung Rl6 anspricht. Die Auflösung der Schaltungseinrich¬ tung erfolgt hier über ein als Zenerdiode ZDl ausgebil¬ detes Schaltorgan. Wenn durch einen Fehlerstrom die
10 Zenerspannung erreicht wird, fließt ein Strom durch die Schalteinrichtung R16, die als Relais ausgebildet ist, dessen Kotakt dem in Figur 9 dargestellten Schalt¬ organ zugeordnet ist.
^ Aus Figur 8 ist ersichtlich, daß an der Phase R der durch die Leitung fließende Strom auf bekannte Weise mittels eines definierten Widerstands oder mittels einer Spule erfaßt wird. Die auf dem Strom beruhende Spannung wird in einem Gleichrichter G2 gleichgerichtet
2° und lädt einen Kondensator C2, dessen Ladestrom über einen einstellbaren Widerstand 44 und/oder einen paral¬ lel -geschal teten Widerstand 45 einstellbar ist. Durch die Widerstände kann diese Überstromerfassungsei nri ch- tung an verschiedene Leiterquerschnitte angepaßt wer- 5 den. Die am Kondensator C2 liegende Spannung kann ein Schaltorgan aktivieren, das hier als Zenerdiode ZD2 ausgelegt ist. Wenn die Zenerspannung erreicht ist, schaltet die Zenerdiode ZD2 durch und aktiviert eine Schalteinrichtung R17, die beispielsweise als Relais 0 ausgebildet ist und einen dem in Figur 9 dargestellten Schaltorgan zugeordneten Kontakt aufweist.
Wenn der durch die Leitung R fließende Strom einen mittels des einstellbaren Widerstandes 44 und durch 5 die Wahl der Zenerdiode ZD2 vorbestimmten Wert über¬ schreitet, wird die Schalteinrichtung R17 aktiviert
und die Spannungsversorgung zum Verbraucher unterbro¬ chen .
Durch gestrichelte Linien soll angedeutet werden, daß jeder der Leitungen eine Überstromerfassungsei nrich¬ tung der eben beschriebenen Art zugeordnet werden kann Zur Vermeidung von Überspannungen kann jeder Überstrom¬ erfassungsei nrichtung eine Überspannungsschutzeinrich¬ tung 46 zugeordnet werden.
Ein besonderer Vorteil dieser Überstromerfassungsei n- richtung ist, daß durch geeignete Einstellung des ein¬ stellbaren Widerstandes 44 und durch entsprechende Auswahl des Widerstands 45 sowie der Zenerdiode ZD2 Überströme erfaßbar sind, die um den Faktor 1 ,5 und weniger über einem Sollwert liegen.
Aus Figur 8 ist überdies eine Überwaehungsei nrichtung ersichtlich, die den Ausfall einer Phase bzw. einen Kurzschluß zwischen den Leitern erfaßt. Eine Schaltein¬ richtung Rl8 ist einerseits über untereinander gleiche, beliebige Verbraucher 47, 48, 49 mit den Phasen verbun¬ den und andererseits mit dem Nulleiter N. Durch die gestrichelte Linie ist angedeutet, daß auch eine Verbin¬ dung zum Schutzleiter vorgesehen werden kann.
Durch die gleichen Verbraucher wird ein künstlicher Nullpunkt geschaffen, der nicht mehr gegeben ist, wenn ein Leiterschluß bzw. Kurzschluß vorliegt oder eine der Phasen ausfällt. Wenn sich das an der Verbindungsstelle der Verbraucher vorhandene Potential verschiebt, wird die Schalteinrichtung R18 aktiviert, die hier als Re¬ lais ausgebildet ist, das mindestens einen Kontakt aufweist, der dem in Figur 9 dargestellten Schaltorgan zugeordnet ist.
Figur 9 zeigt ein mit den oben anhand von Figur 8 be¬ schriebenen Sicherheitseinrichtungen zusammenwirkendes Schaltelement, das die Netzspannung an einen Ver¬ braucher weiterschaltet, wenn die Überprüfung des Netzes ergeben hat, daß einerseits keine Überspannungen und -ströme aber andererseits bestimmte Mindestspannun¬ gen gegeben sind.
Das Schaltelement weist im vorliegenden Fall zwei zusam- menwirkende Relais R19, R20 auf. Es können jedoch auch andere- Schal tei nhei ten verwendet werden.
Ein erstes Relais Rl 9 weist fünf Schließkontakte s191 bis s195 auf. Es ist über eine erste Leitung mit dem Nulleiter N und eine zweite Leitung beispielsweise mit der Phase R verbunden. In einer der Leitungen, hier in der ersten Leitung, sind Kontakte der oben beschriebenen Schalteinrichtungen bzw. Relais in Reihe angeordnet, und zwar die Schließkontakte s7, s8, s9, slO, sll , s!3, sl 4, s!5. Sie bilden damit eine UND- Schaltung .
Wenn an den zugehörigen Relais R7 , R8, R9, RIO, Rll , R13, R14, R15 eine über der Ansprechspannung liegende Mindestspannung anliegt, sind diese Schließkontakte geschlossen. Damit ist das erste Relais R19 mit der Spannungsversorgung verbunden und geht in den aktivier¬ ten Zustand über; d.h. die Leitungen des Versorgungs¬ netzes werden mit dem Verbraucher verbunden.
Treten in dem Versorgungsnetz Überspannungen bzw. Über¬ ströme auf, so werden die entsprechenden, oben beschrie¬ benen Schalteinrichtungen R12, R16, R17, Rl 8 aktiviert, d.h. die zugehörigen Kontakte s!2, s!6, s!7, s18 werden geschlossen. Dies führt dazu, daß ein als Schaltein-
richtung dienendes zweites Relais R20 mit der Spannungs¬ versorgung, hier mit der Phase R und dem Nulleiter N verbunden wird. Die Schließkontakte der Relais Rl2, Rl6, Rl7, Rl 8 sind paral l el geschaltet und bilden eine ODER-Schaltung. Zusätzlich kann zu den Kontakten noch eine Prüftaste P paral! el geschal tet werden, mit der sich die Funktion der Schaltung prüfen läßt.
Das zweite Relais R20 weist eine Verriegel ungsei nri ch- tung 50 auf, die das zweite Relais in seiner aktivier¬ ten Stellung festhält, wenn eine Überspannung bzw. ein Überstrom zur Aktivierung dieser Schalteinrichtung geführt hat. Dadurch wird vermieden, daß die Netzspan¬ nung nach Auftreten eines Fehlers versehentlich einge- schaltet werden kann, was zu Störungen in dem ange¬ schlossenen Verbraucher und zur Gefährdung der damit hantierenden Personen führen kann.
Das zweite Relais 20 des Schaltelements ist im vorlie- genden Fall mit zwei Öffnerkontakten Ö201 , Ö202 ver¬ sehen, von denen einer im Fehlerfall eine Kontrollampe K ansteuert, die eine Störung anzeigt, während der andere das erste Relais 19 inaktiviert.
In Figur 9 ist außerdem eine Anzeigeeinrichtung Z ge¬ zeigt, die mit dem Versorgungsnetz beispielsweise über einen Transformator T verbunden ist. Die Anzeigeeinrich¬ tung kann bekannte optische und/oder akustische Anzeige¬ instrumente aufweisen, die über die in den Figuren 7 bis 9 beschriebenen Schalteinrichtungen bzw. Relais geschaltet werden können. Dadurch kann der Schaltzu¬ stand der Schutzschaltung von einer Bedienungsperson mittels einer auch in einem Abstand von der Schutzschal tung angeordneten Anzeigeeinrichtung Z überwacht wer- den. Es ist auf diese Weise darstellbar, ob bei der
Prüfung des Versorgungsnetzes Fehler gefunden wurden, bzw. welche Fehler aufgetreten sind.
Figur 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Schutzschal¬ tung, bei dem in einer Sicherheitseinrichtung die von der Schaltung gem. Figur 7 weitergeschaltete Spannung geprüft und ggf. an den Verbraucher, das elektrische Gerät weitergeschaltet wird. Die Schaltung nach Figur 10 kann beispielsweise über Steckkontakte mit der Schal tung gemäß Figur 7 aber auch direkt mit dem Versorgungs netz verbunden werden.
Die Sicherheitseinrichtung weist einen Wahlschalter W auf, mittels dessen die anzuschließende Phase R, S oder T frei wählbar ist.
Der auf der Leitung vom Wahlschalter W zum elektrischen Gerät fließende Strom wird von einer anhand von Figur 8 genauer erläuterten Überstromerfassungseinrichtung erfaßt und bei einem Überstrom eine erste Schalteinrich¬ tung R21 auf die oben beschriebene .Art aktiviert. Die erste. Schalteinrichtung R21 weist einen Schließkontakt s21 auf, der einer zweiten Schalteinrichtung R22 so zugeordnet ist, daß diese bei Aktivierung der ersten Schalteinrichtung R21 ebenfalls aktiviert wird. Dadurch wird der zugehörige Öffnerkontakt Ö22 der zweiten Schalteinrichtung R22 geöffnet und eine dritte Schalt- einrichtung R23 von. der über Phase und Nulleiter erfol¬ gende Spannungsversorgung getrennt. Die dritte Schalt¬ einrichtung R23 ist mit den Leitungen des Versorgungs¬ netzes, also mit Phase, Nulleiter und Schutzleiter zugeordneten Schließkontakten s231, s232, s233 ver¬ sehen, die in aktiviertem Zustand der dritten Schaltein¬ richtung R23 eine Verbindung des Versorgungsnetzes und des Verbrauchers 6 bzw. einer Steckdose herstellen.
Eine vierte Schalteinrichtung R24 dient dazu, die drit- te Schalteinrichtung R23 mechanisch in der geschlos-
senen Stellung zu halten, während dessen Spannungsver¬ sorgung durch den Öffnerkontakt ö24 der vierten Schalt- einrichtung R24 unterbrochen ist, um im aktivierten Zustand Energie zu sparen. Die vierte Schalteinrichtung R24 wird im Fehlerfall bzw. bei Phasen- oder Nulleiter- ausfall inaktiviert, wodurch die dritte Schalteinrich¬ tung R23 ebenfalls in den inaktivierten Zustand über¬ geht .
Die zweite Schalteinrichtung R22 wird beim Auslösen im Fehlerfall über eine Verriegelungseinrichtung verrie¬ gelt, so daß das zugehörige Gerät 6 abgeschaltet bleibt.
Alle Schalteinrichtungen sind hier als Relais darge- stellt, jedoch können auch beliebige andere Schaltein¬ richtungen verwendet werden.
Figur 11 zeigt ein weiteres Ausführunsbeispiel der Schutzschaltung nach Figur 10. Übereinstimmende Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht weiter erläutert.
Das dargestellte Ausführungsbeispiel weist ebenfalls einen Wahlschalter W und eine der Phase zugeordnete Überstromerfassungsei nrichtung mit einer ersten Schalt¬ einrichtung R25 auf. Die Funktion dieser Einrichtung wurde ausführlich anhand Figur 8 erläutert. Eine weite¬ re Überstromerfassungsei nrichtung mit einer zweiten Schalteinrichtung R26 ist dem Schutzleiter SL zugeord- net. Die Überstromerfassungseinri chtungen sind durch
Überspannungsschutzeinrichtungen ül, Ü2 vor Überspannun¬ gen geschützt.
Ein Summenwandler, dessen Funktion ebenfalls anhand von Figur 8 ausführlich erläutert wurde, erfaßt neben Phase und Nulleiter auch den Schutzleiter. Es werden
daher nur das Betriebssytem verlassende Ströme von dem Summenwandler erfaßt und dabei eine dritte Schalt¬ einrichtung R27 aktiviert. Es sind mehrere Einrich¬ tungen zur Erfassung von Spannungen vorgesehen und zwar zur Erfassung der zwischen Phase und Nulleiter, zwischen Phase und Schutzleiter sowie der zwischen Schutzleiter und Nulleiter anliegenden Spannung. Im vorliegenden Fall sind Relais zur Erfassung der Span¬ nung gewählt, wobei die Ansprechspannungen, wie oben beschrieben, an die jeweiligen Meßpunkte angepaßt sind.
Wenn die nötigen Spannungen zwischen Phase und Nullei¬ ter bzw. Schutzleiter anliegen, ist sichergestellt, daß die Spannung an der Phase anliegt und weder der Nulleiter noch der Schutzleiter unterbrochen sind.
Dadurch werden das zwischen Phase und Nulleiter liegen¬ de Relais R28 sowie das zwischen Phase und Schutzleiter liegende Relais R29 aktiviert und eine vierte Schaltein¬ richtung R30, die ebenfalls als Relais ausgebildet ist, aktiviert. Die den Relais R28 und R29 zugeordneten Schließkontakte s28, s29 liegen in der Zuleitung zu dem Relais R30. Durch die drei Schließkontakte s301 , s302, s303 der vierten Schalteinrichtung R30 wird der Verbraucher bzw. eine Steckdose mit der Netzspannung verbunden.
Wenn ein Überstrom auf der der Phase zugeordneten Leitung bzw. dem Schutzleiter, ein Fehlerstrom von dem Summenwandler oder eine Überspannung zwischen Schutzleiter und Nulleiter von der fünften Schaltein¬ richtung R31 festgestellt wird, so werden die entspre¬ chenden Relais R25, R26, R27, R31 aktiviert. Die Relais weisen paral! el geschaltete Schl eßkontakte s25, s26, s27, s31 auf, die zu einer ODER-Schaltung zusammenge¬ faßt sind. Wenn also eines der Relais aktiviert wird, wird eine mit der ODER-Schaltung verbundene sechste
Schalteinrichtung R32 aktiviert. Diese weist einen Öffnerkontakt Ö32 in der Zuleitung zur vierten Schalt¬ einrichtung R30 auf. Dadurch wird bei Aktivierung der sechsten Schalteinrichtung R32 die vierte Schal teinrich- tung R30 in den inaktivierten Zustand gebracht.
In Figur 11 ist eine Verriegelungseinheit V skizziert, die die sechste Schalteinrichtung R32 im aktivierten Zustand verriegelt, sodaß ein versehentliches Einschal- ten des elektrischen Geräts nach Auftreten eines Fehler- falls ausgeschlossen ist und somit eine Gefährdung des Geräts sowie der damit hantierenden Personen ausge¬ schlossen wird.
Die Ansprechspannung der fünften Schalteinrichtung R31 kann beispielsweise bei 25 Volt und der Ansprechstrom der Überstromerkennungseinrichtung des Sicherheitslei¬ ters z.B. bei einem Wert von 0,1 bis 100 mA liegen.
Figur 12 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Sicher- heitseinrichtung für Versorgungsnetze ohne Schutzlei¬ ter. In diesem Fall wird der zum Verbraucher bzw. zur Steckdose laufende Schutzleiter mit dem Nulleiter des Versorgungsnetzes verbunden. In die von dem elektri- sehen Gerät herangeführte als Schutzleiter dienende
Leitung ist eine beispielsweise als Bimetal 1 schalter B ausgelegte Überstromerfassungsei nri chtung eingebracht, die eine Schalteinrichtung R schaltet. Diese verbindet über drei Schließkontakte rl , r2, r3 das elektrische Gerät 6 mit dem Versorgungsnetz. Fließt über den Bi e- tallschalter B ein Überstrom, so wird durch die Erwär¬ mung sowohl ein in der Schutzleitung SL des Geräts liegender erster Kontakt bl des Bimetal 1 schalters B als auch ein in der Zuleitung zum Schaltorgan R liegender Kontakt b2 geöffnet. Dadurch wird die Schalteinrichtung R inaktiviert und der elektrische Verbraucher vom Netz
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getrennt .
Die Verbindung zwischen Versorgungsnetz und Verbraucher wird durch die Schalteinrichtung R auch dann unterbro- chen, wenn die mit Ll bezeichnete Phase ausfällt.
Im vorliegenden Fall ist eine Verriegelungseinrichtung V vorgesehen, die den Kontakt b2 in der geöffneten Stellung verriegelt, sodaß nach Auftreten eines Fehlers bzw. eines Überstroms eine versehentliche Einschaltung des angeschlossenen Geräts ausgeschlossen ist.
Die Schalteinrichtung R ist als Relais ausgebildet; es können jedoch auch beliebige andere Schalteinrich-- tungen verwendet werden.
Die Sicherheitseinrichtung gem. Figur 12 kann in einem Adaptergehäuse untergebracht werden.
Figur 13 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Schutzschal¬ tung mit einem die als Ll bezeichnete Phase und den Nulleiter N überwachenden Summenwandler S mit einer ersten Schalteinrichtung R32. Der Summenwandler S ist vereinfacht dargestellt. Er kann beispielsweise den in Figur 8 dargestellten und anhand dieser Figur erläu¬ terten Aufbau aufweisen. Auch hier könnte der Schutzlei¬ ter mit dem Nulleiter verbunden sein (gestrichelte Linie).
Eine zweite Schalteinrichtung R33 erfaßt die über Phase und Schutzleiter SL anliegende Spannung und wird bei einer bestimmten Ansprechspannung von beispielsweise 180 V aktiviert. Dadurch wird der zugehörige Schließkon¬ takt s33 geschlossen und eine dritte Schalteinrichtung R34 mit der Phase Ll und dem Nulleiter N verbunden und aktiviert. Deren Schließkontakt s34 verbindet damit
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eine vierte Schalteinrichtung R35 mit Phase und Nullei¬ ter und aktiviert sie. Dadurch wird schließlich über deren Schließkontakte s351 , s352, s353 die Verbindung zwischen Netzversorgung und Verbraucher geschlossen.
Eine z.B. als Bimetall schal ter B ausgebildete Überstrom¬ erfassungsei nrichtung erfaßt einen auf dem Sicherheits¬ leiter SL fließenden Strom. Durch die bei Überstrom eintretende Erwärmung des ersten Kontakts bl des Bime- tallschalters B wird der Schutzleiter unterbrochen.
Stattdessen oder gleichzeitig wird ein zweiter Kontakt b2 des Bimetal 1 schal ters B geschlossen.
Bei einem Fehlerstrom, d.h. bei einem gegen die Umge- bung oder über den Schutzleiter abfließenden Strom, spricht der Summenstromwandl er bzw. Summenwandler S an, d.h. die erste Schalteinrichtung R32 wird aktiviert und deren Schließkontakt s32 geschlossen.
Der zweite Kontakt b2 und der Schließkontakt s32 sind paral 1 el geschaltet und bilden eine ODER-Schaltung in der Netzverbindung einer fünften Schalteinrichtung R36, die immer dann aktiviert wird, wenn einer der beiden Kontakte oder beide geschlossen sind. In diesem Fall wird ein Öffnerkontakt Ö36 in der Zuleitung zur vierten Schalteinrichtung R35 geöffnet und deren Verbindung zum Netz getrennt. Dadurch tritt die vierte Schaltein¬ richtung R35 in inaktivierten Zustand und trennt den Verbraucher vom Netz.
Die Schalteinrichtung R36 kann durch eine Verriegelungs¬ einrichtung V in aktiviertem Zustand bis zur Entriege¬ lung, beispielsweise durch einen Fachmann gehalten werden, um ein versehentliches Wiedereinschalten des Geräts zu vermeiden. Damit wird eine Gefährdung des
Geräts und der damit hantierenden Personen ausgeschlos¬ sen.
Alle Schalteinrichtungen sind hier bei spiel shaft als Relais ausgebildet. Es können allerdings auch andere Schalteinrichtungen verwendet werden.
Bei der Beschreibung wurde davon ausgegangen, daß die aus der Schutzschaltung führenden Leitungen direkt in ein elektrisches Gerät führen. Es ist aber auch ohne weiteres möglich, diese an eine Steckdose oder weitere Schaltelemente für elektrische Geräte zu führen
Das Ausführungsbeispiel gem. Figur 14 ist für schutziso¬ lierte Geräte, die also keinen Schutzleiter aufweisen, und/oder für galvanisch getrennte Netze ausgelegt. In diesem Fall ist zur Erhöhung der Sicherheit eine als Trenntransformator T ausgebildete Trenneinrichtung vorgesehen, die das angeschlossene elektrische Gerät 6 galvanisch von der Netzversorgung trennt und beispiels¬ weise zwei Phasen Ll und L2 bildet. An den Versorgungs¬ leitungen Ll und L2 des elektrischen Geräts 6 sind beliebige, untereinander gleichartige Verbraucher 51, 52 angeschlossen, die zur Bildung eines künstlichen Differenz- oder Nul 1 potenti al s an der den Versorgungs¬ leitungen gegenüberliegenden Seiten untereinander ver¬ bunden sind. Mindestens einer der beiden Verbraucher kann auch abstimmbar ausgelegt sein.
An der Verbindungsstelle ist mit einem ersten Anschluß eine erste Schalteinrichtung R 37 angeschlossen, deren zweiter Anschluß mit einer Sicherheitsleitung 4 verbun¬ den ist, die mindestens einen nichtisolierten Bereich nahe- stromführenden Teilen im Gerät 6 aufweist.
Es ist eine die Sicherheitsleitung 4 mit den Versor¬ gungsleitungen Ll und/oder L2 verbindende Prüftaste P vorgesehen, mit der sich ein Fehlerfall simulieren und die Funktion der Schutzschaltung prüfen läßt.
Die elektrische Verbindung zwischen dem Netz bzw. dem Trenntransoformator T und dem Gerät 6 wird mit Hilfe einer zwei Schließkontakte s381 , s382 aufweisenden zweiten Schalteinrichtung R38 hergestellt, die über eine Verbindungsleitung mit dem Netz bzw. dem Trenn¬ transformator T verbunden ist. In der Verbindungslei¬ tung ist ein Öffnerkontakt Ö37 der ersten Schalteinrich¬ tung R37 vorgesehen.
Bei Ausfall der Phase(n) oder bei einem Kurzschluß der Zuleitungen zum Gerät 6 verschiebt sich das an der Verbindungsstelle der Verbraucher 51 und 52 bestehende Potential und die erste Schalteinrichtung wird R37 aktiviert. Dadurch wird auch deren Öffnerkontakt Ö37 geöffnet und die zweite Schalteinrichtung R38 von der Spannungsversorgung getrennt, d.h. inaktiviert. Dadurch wird auch das Gerät 6 vom Netz getrennt.
Mit ersten Schalteinrichtung R37 kann eine Verriege¬ lungseinrichtung V verbunden sein, die ein versehentli¬ ches Wiedereinschalten des Geräts 6 nach Auftreten eines Fehlers verhindert. Die Verriegelungseinrichtung V kann auch so ausgebildet sein, daß sie eine hier nicht dargestellte Rückstelltaste aufweist, die mit dem Öffnerkontakt Ö37 und/oder einem in der Sicherheits¬ leitung 4 liegenden Öffnerkontakt ö so in Wirkverbin¬ dung steht, daß die Schutzschaltung nur Spannung an das Gerät selbst abgibt, wenn die Schutzfunktion sicherge- stel 1t ist.
Auch hier sind die Schalteinrichtungen als Relais darge¬ stellt, es können jedoch auch andere Schalteinrich¬ tungen gebildet werden.
Figur 15 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer einen Temperaturwiderstand R aufweisenden Schutzschaltung.
Dieser kann einen negativen Temperaturkoeffizienten (NTC) oder einen positiven Temperaturkoeffizienten (PTC) aufweisen.
Der Widerstand R ist in der Schutzleitung SL angeord¬ net. Zwischen Phase Ph und Nulleiter N liegt eine erste Schalteinrichtung R39, die über drei geeignete Schlie߬ kontakte s391 , s392, s393 einen Verbraucher bzw. eine Steckdose mit dem Versorgungsnetz verbindet.
Eine zweite Schalteinrichtung R40 mit einem Öffnerkon¬ takt Ö40 in der Zuleitung der ersten Schalteinrichtung R39 liegt zwischen Schutzleiter SL und Nulleiter N.
Wenn ein Strom auf dem Schutzleiter auftritt und eine Spannung an den Widerstand R abfällt, spricht die zwei¬ te Schalteinrichtung R40 an und unterbricht die Zulei¬ tung zur ersten Schalteinrichtung R39; diese wird inak¬ tiviert, so daß die zugehörige Steckdose bzw. ein ange- schlossener Verbraucher von der Versorgungsspannung getrennt wird.
Wenn der Widerstand R als NTC ausgebildet ist, baut sich unmittelbar nach Auftreten eines Stromes auf dem Schutzleiter eine Spannung auf, die mit steigender
Erwärmung wegen des fallenden Widerstandswertes sinkt. D.h., das zweite Schaltelement R40 kann sofort auslösen und die Netztrennung vornehmen. Wenn die zweite Schalt¬ einrichtung R40 defekt ist, können vorgeschaltete Sicherheitseinrichtungen aufgrund des auf dem Schutzlei¬ ter SL fließenden Stromes die Abschaltung übernehmen.
Wenn der Widerstand R als PTC ausgebildet ist, ist bei einem auf dem Schutzleiter fließenden Strom zu¬ nächst der Widerstandswert des Widerstands gering, also auch die abfallende Spannung. Der Schutzschaltung
vorgeschaltete Sicherheitseinrichtungen sollten daher die Abschaltung der Netzversorgung übernehmen. Bei einem Defekt fließt aber der Strom auf dem Schutzlei¬ ter so lange, bis eine auf der Erwärmung des PCT be- ruhende Widerstandserhöhung eintritt und eine höhere Spannung am Widerstand R abfällt. Wenn diese die An¬ sprechspannung der zweiten Schalteinrichtung R40 er¬ reicht, spricht diese an und trennt den defekten Ver¬ braucher von der Spannungsversorgung.
Die zweite Schalteinrichtung kann mit einer Verriege¬ lungseinrichtung V versehen sein, die ein versehentli ches Einschalten nach Auftreten eines Fehlers verhin¬ dert.
Auch hier können statt der bei spi el shaft dargestellten Relais als Schalteinrichtungen auch andere Bauteile verwendet werden.
Figur 16 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Schutzschal¬ tung, bei der die Trennung des Verbrauchers vom Netz durch ein mechanisch betätigbares, auf Feuchtigkeit ansprechendes Schaltorgan ausgelöst wird.
Die Verbindung des elektrischen Geräts 6 mit der Versor¬ gungsspannung erfolgt über mindestens zwei unter mecha¬ nischer Vorspannung stehende Kontakte öl, 02, die in einem wasserfesten Gehäuse G untergebracht sind. Die Vorspannung wird vorzugsweise von einer ersten Zugfeder ZI erzeugt. Die Kontakte Öl, b'2 werden von einem Verrie¬ gelungselement V in der geschlossenen Stellung gehal¬ ten. Das Verriegelungselement ist um ein Drehgelenk D drehbar gelagert. Ein am Gehäuse G angebrachter Halte¬ arm H hält ein vorgespanntes, feuchtigkeitse pfindl i - ches Element S3, beispielsweise einen Papierstreifen, das über ein Verbindungsglied 54 mit dem Verriegelungs¬ element V verbunden ist. Das Verbindungsglied 54 wird
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beispielsweise über eine Membran oder durch eine wasser¬ feste Durchführung 'in das Gehäuse G zu dem Verriege¬ lungselement V geführt. Der Haltearm kann entfallen, wenn das Gehäuse G bzw. die darin enthaltenen Teile und das Element S3 in dem zugehörigen elektrischen Gerät 6 verankert sind.
Das feuchtigkeitsempfindliche Element 53 und die zweite Zugfeder Z2 sind so aufeinander abgestimmt, daß das Verriegelungselement V in der in Figur 16 dargestellten Stellung gehalten wird und die Kontakte "dl und 02 ge¬ schlossen sind. Wenn das Element 53 feucht wird, läßt seine Spannkraft nach, die Zugkraft der Zugfeder Z2 überwiegt und dreht das Verriegelungselement V gegen den Uhrzeigersinn, so daß die Kontakte Öl und 02 freige¬ geben werden. Aufgrund ihrer Vorspannung bewegen sich diese in die geöffnete Stellung und trennen damit den angeschlossenen Verbraucher von der Versorgungsspannung,
Bei Veränderung des Angriffspunkts des Verbindungsele¬ ments 54 am Verriegelungselement V kann auch ein feuch¬ tigkeitsempfindliches Element verwendet werden, dessen Zugkraft bei Feuchtigkeitseinwirkung zunimmt, so daß das Verriegelungselement V gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird.
In den Figuren 17 bis 22 sind Aus-führungsbei spiele der Schutzschaltung dargestellt, bei denen jeweils mindestens ein Summenwandler bzw. ein Sum ensprungwand- ler verwendet wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel gem. Figur 17 weist der Summenwandler drei Wicklungen auf, die der mit Ll be¬ zeichneten Phase, dem. Nulleiter N bzw. dem Schutzleiter SL zugeordnet sind. Die dem Nulleiter bzw. der Phase zugeordneten Wicklungen sind so ausgebildet, beispiels-
I weise bifilar gewickelt, daß die aufgrund der Ströme auftretenden Magnetfelder sich gegenseitig aufheben. Über einen Widerstand 55, der einerseits auf der Netz¬ seite des Summenwandlers mit der Phase und andererseits auf der Verbraucherseite des Summenwandlers mit dem Nulleiter verbunden ist, wird dem Summenwandler ein definierter Strom und damit ein bestimmtes Magnetfeld aufgeprägt. Dieses führt dazu, daß ein Schaltorgan 57, welches auf Magnetfelder anspricht, ausgelöst wird. Hier wird durch das Magnetfeld ein um eine Achse 56 drehbar gelagertes Schaltorgan 57 aus einer Grundstel¬ lung ausgelenkt und in eine erste Stellung gebracht. Dadurch wird ein Schließkontakt s57 geschlossen. Dieser liegt in einer Zuleitung einer zwischen Phase und Nulleiter liegenden ersten Schalteinrichtung R41 mit drei Schließkontakten s411 , s412, s413, über die eine Steckdose oder ein Verbraucher 6 mit dem Versorgungs¬ netz verbunden werden kann.
Fließt der definierte Strom, wird das Schaltorgan 57 so ausgelenkt, daß die erste Schalteinrichtung R41 aktiviert und die Verbindung zwischen Netz und Verbrau¬ cher hergestellt wird. Fällt die Phase aus, entfällt auch der eingeprägte Strom und damit das definierte Magnetfeld, so daß das Schaltorgan 57 nicht ausgelenkt wird und die Verbindung zwischen Netz und Verbraucher getrennt wird bzw. bleibt.
Wenn ein Strom über die Zuleitungen in die Umgebung abfließt, so heben sich die in der der Phase und dem Nulleiter zugeordneten Wicklungen entstehenden Magnet¬ felder nicht auf und das Schaltorgan 57 wird aus der durch den eingeprägten Strom bestimmten ersten Stellung bewegt und in eine zweite Stellung gebracht. Dadurch wird die Spannungsversorgung der ersten Schal teinrich-
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tung R41 und damit die Verbindung zwischen Netz und Verbraucher unterbrochen.
Gleiches gilt für den Fall , daß aufgrund eines Defekts Strom über den Schutzleiter SL fließt, wodurch in der dem Schutzleiter zugeordneten Wicklung ein Magnetfeld entsteht.
Das Schaltorgan 57 wird im stromlosen Zustand von einer Feder F in einer Grundstellung gehalten, in der die erste Schaltei nrichtung R41 von der Versorgungsspan¬ nung getrennt ist und dadurch der Verbraucher nicht mit dem Netz verbunden wird.
Über eine Prüftaste 58 kann ein Stromfluß über einen parallel zum ersten Widerstand 55 liegenden zweiten Widerstand 59 erzeugt werden, der einen Fehlerstrom simuliert. Dadurch läßt sich die Funktion der Schutz¬ schaltung prüfen.
Überdies können beispielsweise- die an einem Meßwider¬ stand 60, der zusätzlich zwischen dem Schutzleiter der Netzversorgung und dem Schutzleiter des Summenwand¬ lers angeordnet ist, abfallende Spannung, die am ersten Widerstand 55 herrschende Spannung und das Potential zwischen Schutzleiter SL und Nulleiter N erfaßt werden. Hierzu sind in Figur 17 bei spielshaft die Relais R42, R43, R44 vorgesehen. Jedoch können auch andere Einrich¬ tungen verwendet werden.
Die Relais weisen in der Versorgungsleitung der ersten Schalteinrichtung R41 liegende Öffnerkontakte Ö42, i Ö43, Ö44 auf, die bei einer wählbaren Ansprechspannung die erste Schalteinrichtung R41 von der Spannungsversor¬ gung und damit den Verbraucher vom Netz trennen.
Zusätzlich kann eine hier nur skizzierte Verriegelungs¬ einrichtung V vorgesehen werden, die das Schaltorgan 57 beispielsweise auch die Kontakte Ö42, Ö43 und/oder ö44 bis zur Entriegelung in der bei einem Fehlerfall eingetretenen Stellung hält, in der der Verbraucher vom Netz getrennt ist, dadurch wird eine Gefährdung des Verbrauchers und der damit hantierenden Personen durch versehentliches Einschalten vermieden.
Das Verriegelungselement V ist so ausgelegt, daß wäh¬ rend eines Entriegelungsversuchs der Verbraucher nicht mit der Netzspannung verbunden werden kann. Dazu ist mit dem Verriegelungselement ein Öffnerkontakt ÖV kombi niert, was durch eine gestrichelte Linie in Figur 17 angedeutet ist.
Durch diesen Aufbau wird also bei Unterspannung, bei Überspannung sowie bei Fehlerströmen eine Verbindung des Verbrauchers mit der Netzspannung ausgeschlossen. Durch geeignete Wahl des Meßwiderstands 60 können ver¬ schiedene Schalteigenschaften verwirklicht werden: Wird der Widerstand 60 niederohmig gewählt, so können mit der Schutzschaltung kombinierte, herkömmliche Feh¬ lerstrom-Schutzschalter eine sofortige Netzspannung parallel zur vorhandenen Schutzschaltung vollziehen. Bei hochohmiger Dimensionierung des Widerstands 60 oder bei dessen Zerstörung können herkömmliche Fehler¬ strom-Schutzschalter keine Netztrennung vornehmen.
Durch die im Fehlerfall am Relais R42 anliegende Span¬ nung wird der Verbraucher ebenfalls vom Netz getrennt. Das Relais R42 kann auch durch pin Schaltelement er¬ setzt werden, das bei Spannung niederohmig wird und einen Strom an den Schutzleiter SL weiterleitet. Auf diese Weise können vorgeschaltete Fehlerstrom-Schutz¬ schalter die Netztrennung vornehmen.
Die Windungszahl der dem Sicherheitsleiter zugeordneten Wicklung kann gegenüber den übrigen Wicklungen auch erhöht werden, so daß auf Rückströmen beruhende Magnet¬ felder in dem Summenwandler verstärkt werden und eine Abschaltung durch Auslenkung des Schaltorgans 57 schon bei relativ kleinen Strömen erfolgen kann.
Figur 18 zeigt ein Ausführungsbei s.pi el der Schutzschal¬ tung, welches für schutzisolierte Geräte ohne Schutzlei¬ ter bevorzugt wird.
Der hier verwendete Summenwandler weist, wie der in Figur 17 erläuterte, je eine der mit Ll bezeichneten Phase und dem- Nulleiter N zugeordnete Wicklung auf, deren Wicklungssinn so gewählt ist, daß sich die durch die Ströme auf Phase und Nulleiter entstehenden Magnet- felder gegenseitig aufheben. Eine dritte Wicklung ist einer Sicherheitsleitung 4 zugeordnet, die von dem angeschlossenen Verbraucher 6 bzw. einer Steckdose über den Summenwandler, einen Widerstand 62 zum Nulleiter N verläuft. Es kann auch statt dessen eine Verbindung zur Phase Ll vorgesehen werden. Die Sicherheitsleitung 4 hat, wie bei den obenbeschriebenen Ausführungsbeispie¬ len, innerhalb des elektrischen Geräts 6 mindestens einen unisolierten Bereich nahe stromführenden Teilen. Tritt eine leitende Verbindung, beispielsweise durch Wasser, zu stromführenden Teilen auf, so fließt ein
durch den Widerstand 62 begrenzter Strom über die Si¬ cherheitslei tung 4 und die entsprechende Wicklung des Summenwandlers. Das dadurch erzeugte Magnetfeld wirkt über einen magneti sierbaren Werkstoff, z.B. über einen Eisenkern auf ein anhand von Figur 17 beschriebenes Schaltorgan 57, das auf einer Drehachse 56 drehbar gelagert ist und einen Schließkontakt s57 aufweist. Das Schaltorgan 57 wird dadurch aus der ersten, auf der Vormagnetisierung beruhenden Stellung in eine zweite Stellung gebracht, in der eine zugeordnete erste Schalt¬ einrichtung R45, über die mit Hilfe von drei zugehöri¬ gen Schi i eßkontankten s451, s452, s453 das elektrische Gerät 6 mit der Spannungsversorgung verbindbar ist, inaktiviert ist.
Das Schaltorgan 57 ist in dieser Stellung mittels einer Verriegelungseinrichtung 61 arretierbar, um ein verse¬ hentliches Wiedereinschalten des elektrischen Geräts 6 nach Auftreten eines Fehlers zu vermeiden.
Durch eine Feder F wird das Schaltorgan 57 im stromlo¬ sen Zustand in einer Grundstellung gehalten, in der die erste Schalteinrichtung R45 ebenfalls inaktiviert und das Gerät vom Netz getrennt ist.
Um das Schaltorgan 57 in eine erste Stellung zu brin¬ gen, in der die erste Schalteinrichtung R 45 aktiviert ist und dessen Kontakte s451 bis s 53 geschlossen sind, wird dem Summenwandler, wie beim Ausführungsbeispiel gem. Figur 17, über einen Widerstand 63 ein definierter Strom eingeprägt, der ein Magnetfeld erzeugt, welches das Schaltorgan 57 gegen die von der Feder F ausgeübte Kraft auslenkt. Dadurch wird der in der Zuleitung der ersten Schalteinrichtung R45 liegende Schließkontakt s57 des Schaltorgans _ geschlossen und die erste Schalteinrichtung R45 aktiviert.
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Parallel zum Widerstand 63 können ein weiterer Wider¬ stand 64 sowie eine Prüftaste 65 vorgesehen sein, durch die ein bestimmter Fehlerstrom zur Funktionsprüfung der Schutzschaltung erzeugt werden kann.
Zwischen Phase Ll und Nulleiter N liegt überdies eine zweite Schalteinrichtung R46, deren Schließkontakt s46 bei einer zwischen den genannten Leitungen auftre¬ tenden Überspannung geschlossen wird, so daß die Schutz¬ schaltung auslöst und das elektrische Gerät vom Netz getrennt wird. Dies geschieht dadurch, daß über den Kontakt s46 und den Widerstand 64 ein so hoher Strom fließt, daß durch das erhöhte Magnetfeld das Schaltor¬ gan 57 in die zweite Stellung gebracht wird, in der der Kontakt s57 offen und die erste Schalteinrichtung R45 inaktiviert ist.
Übliche Sicherungen 66 und 67 in den Zuleitungen zum Summenwandl er sind hier nur angedeutet.
Die Sicherheitsleitung 4 kann hier, wie in allen ande¬ ren dargestellten Ausführungsbeispielen als sogenannter Schirm über den Zuleitungen zum elektrischen Verbrau¬ cher ausgelegt sein. Durch die Verwendung solcher Schirmkabel sind die in der Schirmung geführten Leitun¬ gen optimal gegen äußere Beschädigungen geschützt.
Die hier erwähnten Schalteinrichtungen können beliebig ausgebildet sein. Die Relais sind nur als Beispiele gewählt.
Figur 19 zeigt wiederum ein für schutzisolierte Geräte geeignetes Ausführungsbeispiel der Schutzschaltung mit einem Summenwandler, der drei Wicklungen aufweist, von denen eine der mit Ll bezeichneten Phase, eine dem Nulleiter N und eine der Sicherheitsleitung 4 zuge-
ordnet ist. Letztere ist über einen Widerstand 68 mit dem Nulleiter N verbunden und weist innerhalb des Ge¬ räts 6, das durch einen Widerstand 69 angedeutet ist, unisolierte Bereiche nahe stromführenden Teilen auf. Im Inneren des Geräts ist auch eine nahe der Sicher¬ heitsleitung 4 angeordnete Fühlerleitung 71 vorgesehen, die über einen Sicherheitswiderstand 70 zur Phase ge¬ führt ist, und über die etwa bei in das Gerät eindrin¬ gendem Wasser eine leitende Verbindung zwischen Phase und Sicherheitsleitung hergestellt und ein Fehlerstrom erzeugt wird. Durch den Fehlerstrom entsteht in dem Summenwandler ein Magnetfeld, durch welches das bei¬ spielsweise ferromagneti sches Material aufweisende Schaltorgan 57 in die zweite Stellung bewegt wird, in der ein zugeordnetes Schaltorgan R 47 inaktiviert ist. Dadurch werden dessen Schließkontakte s471, s472, s473 geöffnet und das elektrische Gerät vom Netz getrennt.
Das dargestellte Ausführungsbeispiel weist eine Prüf- taste 72 auf, mit der eine Funktionsprüfung durchge¬ führt und beispielsweise eine Unterbrechung der Sicher¬ heitsleitung 4 festgestellt werden kann.
Wie oben anhand der Figuren 17 und 18 beschrieben wird dem Summenwandler ein über einen Widerstand 73 fließender Strom eingeprägt, der das Schaltorgan 57 gegen die von einer Feder F ausgeübte Kraft in eine Stellung bringt, in der der dem Schaltorgan 57 zugeord¬ nete Schließkontakt s57 geschlossen ist. Dieser liegt in der Zuleitung der Schalteinrichtung R47 und akti¬ viert diese.
Auch hier ist eine Verriegelungseinrichtung 61 vorgese¬ hen, die das Schaltorgan 57 in der bei einem Fehler eingenommenen Stellung arretiert und damit dafür sorgt,
daß die Schalteinrichtung R47 inaktiviert und das elek¬ trische Gerät abgeschaltet bleiben.
Es ist ersichtlich, daß bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel der Summenwandler so ausgelegt ist, daß bei Unterspannungen die Inbetriebnahme des zugehörigen Geräts ausgeschlossen ist, weil dann das anliegende Magnetfeld nicht ausreicht, das Schaltorgan 57 gegen die Kraft der Feder F in die Stellung zu brin- gen, in der der Kontakt s57 geschlossen ist. Die
Abschaltung erfolgt nach allem bei in die Umgebung abfließenden und bei auf der Sicherheitsleitung 4 flies senden Fehlerströmen sowie bei Überspannungen, wobei das Schaltorgan 57 in der zweiten Stellung arretiert wi rd.
Die Entriegelung der Verriegelungseinrichtung 61 wird durch Betätigen der hier wie in den anderen Figuren nur angedeuteten Rückstelltaste R vorgenommen.
Auch hier ist eine Prüftaste 65 mit einem Vorwiderstand 73' vorgesehen , durch die die Funktion der Schutzschal¬ tung sowohl bezüglich Überspannungsabschaltung als auch bezüglich Fehlerstromabschaltung geprüft werden kann. Eine parallel zu Prüftaste 65 geschaltete, hier nicht dargestellte Überspannungserfassungseinrichtung kann, bei einer wählbaren Überspannung einen Fehler¬ strom fließen lassen, der ein Magnetfeld erzeugt, das zur Auslösung der Schutzschaltung und zur Abschaltung des angeschlossenen elektrischen Geräts führt.
Figur 20 zeigt wiederum ein für schutzisolierte Geräte ausgelegtes Ausführungsbeispiel der Schutzschal¬ tung mit einem Summenwandler, dessen Wicklungen der mit Ll bezeichneten Phase, dem Nulleiter N und der Sicher-
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heitsleitung 4 zugeordnet sind. Die Wicklungen von
Phase und Nulleiter sind wieder so angeordnet, daß die resultierenden Magnetfelder sich gegenseitig aufhe¬ ben .
Wie bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist hier ein auf einer Drehachse 56 drehbar gelagertes Schaltorgan 57 mit oder aus ferromagneti schem Material o.a. vorgesehen, welches über einen zugeordneten Kon¬ takt s57 eine Schalteinrichtung R47 mit drei Schließkon takten s47l, s472, s473 aktivieren kann.
Die Inbetriebnahme des elektrischen Geräts 6 erfolgt dadurch, daß beispielsweise ein Taster.77 mit zwei Schließkontakten s771, s772 gedrückt wird, so daß ein definierter Strom über das elektrische Gerät 6 und den Summenwandler fließt.. Dadurch entsteht ein Magnet¬ feld, das das Schaltorgan 57 gegen die Kraft der Feder F in eine erste Stellung bringt, in der der Kontakt s57 geschlossen ist. Bei Bedarf kann zur Strombegrenzung ein Widerstand 78 in der zwischen Phase und dem zugehö¬ rigen Schließkontakt s771 vorgesehen werden.
Die zur Auf echterhaltung des Betriebszustands des durch einen Widerstand 69 angedeuteten Geräts nötige Vormagnetisierung erfolgt durch einen Strom, der bei nicht gedrücktem Taster 77 über die Phase Ll , einen Widerstand 74, einen Widerstand 75, die Sicherheitslei¬ tung 4, die zugehörige Wicklung und schließlich über einen Widerstand 76 über den Nulleiter N fließt. Wenn also keine Überspannung oder Unterspannung anliegt, wird das Schaltorgan 57 durch die Vormagnetisierung in die erste Stellung gebracht, in der der zugehörige Kontakt s57 geschlossen, die Schalteinrichtung R47 aktiviert und das Gerät über die Kontakte s471 bis 473 mit dem Netz verbunden ist.
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Aus Figur 20 ergibt sich, daß innerhalb des Geräts 6 mehrere Leitungen sowohl von der Phase als auch von der Sicherheitsleitung 4 ausgehen, die in einem gerin¬ gen Abstand zueinander verlaufen. Dies kann auch durch auf der Gehäuseinnenseite des Geräts aufgedruckte Lei¬ tungen verwirklicht werden. In das Gerät eindringendes Wasser führt zu leitenden Verbindungen zwischen den von der Phase und den von der Sicherheitsleitung ausgehen¬ den Leitungen, so daß ein Fehlerstrom über die Sicher- heitsleitung 4 zur zugehörigen Wicklung des Summenwand¬ lers fließt. Das dadurch hervorgerufene Magnetfeld führt zu einer Auslenkung des Schaltorgans 57 in die zweite Stellung, in der der Kontakt s57 sich öffnet, die Schalteinrichtung R47 inaktiviert und das Gerät 6 vom Netz getrennt wird.
Im Gerät kann auch eine Prüftaste 79 zur Funktionsprü- füng vorgesehen sein, di.e im gedrückten Zustand einen Fehlerstrom auslöst, der zu einer Abschaltung der Schutzschaltung führt.
Zusätzlich kann noch eine beliebige, hier als Relais 80 ausgebildete Überspannungserfassungsei nri chtung im Gerät vorgesehen sein, die bei einer wählbaren Überspan¬ nung zwischen Phase und Sicherheitsleitung beispielswei¬ se über einen Kontakt s80 einen die Schutzschaltung abschaltenden Fehlerstrom fließen läßt.
Das Schaltorgan 57 ist wie bei den übrigen Ausführungs- beispielen mit einer Verriegelungseinrichtung 61 verse¬ hen, die oben ausführlich beschrieben wurde.
Als zusätzlicher Schutz können in den Zuleitungen zum Summenwandler hier nur skizzierte Sicherungen 66, 67 vorgesehen sein.
Figur 21 zeigt ein für Drehstromverbraucher ausgelegtes Ausführungsbeispiel einer Schutzschaltung.
Die Funktion der Schutzschaltung stimmt mit der der anhand der Figuren 17 bis 20 beschriebenen Ausführungs¬ beispiele überein.
Jeder der Zuleitungen zum Summenwandler ist hier eine eigene Wicklung zugeordnet. Die Phasen werden über skizzierte Sicherungen 81 , 82, 83 herangeführt.
Die Vormagnetisierung erfolgt hier durch eine einen Widerstand 84 aufweisende Verbindungsleitung, die auf der Netzseite des Summenwandlers mit einer Phase, z.B. S, und auf der Verbraucherseite des Summenwandlers mit einer oder mehreren anderen Phasen, z.B. R, verbun¬ den ist. Die Vormagnetisierung kann auch durch die Auswahl anderer Phasen aber auch durch eine entsprechen¬ de Verbindung einer der Phasen mit dem Nulleiter erfol¬ gen. Die Vormagnetisierung wirkt, wie oben beschrieben, auf das um die Achse 56 drehbare Schaltorgan 57 ein, so daß dessen zugehöriger Kontakt s57 in einer ersten Stellung geschlossen ist und eine Schalteinrichtung R47 aktiviert wird. Dadurch wird das angeschlossene Gerät 6 bzw. eine Steckdose über die Kontakte s471 , s472, s473, s474, s475 mit dem Netz verbunden.
Durch eine beliebige, hier als Relais R48 ausgebildete Fehl erspannungserfassungsei nrichtung wird eine zwischen Schutzleiter SL und Nulleiter N auftretende Fehler¬ bzw. Überspannung erfaßt und in diesem Fall über einen in der Zuleitung zur Schalteinrichtung R47 liegenden Öffnerkontakt Ö48 des" Relais R48 die Trennung des Ge¬ räts 6 vom Netz vollzogen, indem die Schalteinrichtung R47 inaktiviert wird.
Diese wird auch dann inaktiviert, wenn der Ausfall einer Phase R, S, T oder ein Kurzschluß zwischen den Phasen mit dem Nulleiter oder dem Schutzleiter festge- stel 1 t wird.
Dazu sind drei beliebige, untereinander gleichartige Verbraucher 85, 86, 87 einerseits mit den Phasen und andererseis untereinander zur Bildung eines künstlichen Nullpunkts verbunden. An dem Nullpunkt liegt ein erster Anschluß einer beliebigen, hier als Relais R49 ausgebil¬ deten Isolations- und Existenzüberwachungseinrichtung, deren zweiter Anschluß hier am Schutzleiter SL liegt. Dieser könnte jedoch auch auf den Nulleiter N geführt sei n .
Bei Ausfall einer der Phasen bzw. bei einem Kurzschluß verschiebt sich das Potential an der Verbindungsstelle der Verbraucher 85, 86, 87 und das Relais R49 zieht an. Dadurch wird der zugehörige Öffnerkontakt Ö49 geöff¬ net, der ebenfalls in der Zuleitung der Schalteinrich¬ tung R47 liegt. Dadurch wird die Schalteinrichtung R47 von ihrer Versorgungsspannung getrennt und inakti¬ viert, was dazu führt, daß die zugehörigen Schließkon¬ takte s471 bis s475 sich öffnen und das Gerät 6 vom Netz getrennt wird.
Parallel zum Widerstand 84 ist eine gegen Überspannun¬ gen gesicherte Prüftaste P mit einem Vorwiderstand 84a vorgesehen, mit der ein Fehlerstrom zur Funktionsprü¬ fung der Schutzschaltung erzeugt werden kann.
Die Verriegelung 61 des Schaltorgans 57 stimmt mit denen der obenbeschriebenen Ausführungsbeispiele über- ei n .
In Figur 22 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Schutzschaltung dargestellt, das einen Summenwandler ohne Vormagnetisierung aufweist. Es handelt sich um eine für schutzisolierte Geräte geeignete Schaltung. Das hier gezeigte Schaltungsprinzip ist aber auch z.B, auf Schutzschal tungen für Drehstrommotoren sowie auf Geräte mit Schutzleiter übertragbar.
Der Phase Ll und dem Nulleiter sind je eine Wicklung, der hier zweiadrig ausgewählten Sicherheitsleitung 4 zwei Wicklungen zugeordnet, wobei die Wicklungen so gewählt sind, daß sich das Magnetfeld aufgrund der auf Phase und Nulleiter fließenden Ströme gegenseitig aufheben, während sich die Magnetfelder aufgrund von Strömen in der Sicherheitsleitung gegenseitig verstär¬ ken .
Die erste Ader der Sicherheitsleitung 4 geht von der Phase aus und wird über einen ersten Widerstand 88, die erste Wicklung 89 zum elektrischen Gerät 6 geführt. Zur Erhöhung der Sicherheit fächert sich die erste Ader in mehrere Leitungen auf, die nahe mehreren Leitun¬ gen der zweiten Ader der Sicherheitsleitung 4 im Inne¬ ren des Geräts angeordnet sind. Die nahe beieinander liegenden Leitungen der Adern weisen mehrere nichtiso¬ lierte Bereiche auf. Die zweite Ader führt von dem elektrischen Gerät 6, über eine zweite Wicklung 90 und über einen zweiten Widerstand 91 zum Nulleiter N. Phase und Nulleiter führen vom Netz zu zwei Kontak¬ ten kl, k2, die miteinander gekoppelt und z.B. mecha¬ nisch, hier über eine Zugfeder 92 vorgespannt sind. Die Vorspannung bewirkt, daß die Kontakte in den geöff¬ neten Zustand übergehen, wenn sie nicht von einer Ver¬ riegelungseinrichtung 93, die hier nur anhand einer Prinzipskizze dargestellt ist, daran gehindert werden.
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Die Verriegelungseinrichtung 93 ist mit einem um eine Achse 94 drehbaren Kippelement 95 mit oder aus ferromag- netischem Material o.a. verbunden. Eine hier als Feder 96 ausgebildete Vorspannungseinrichtung hält das Kipp¬ element 95 und die Verriegelungseinrichtung 93 in einer Stellung, in der die vorgespannten Kontakte kl und k2 geschlossen gehalten werden.
Bei Auftreten eines Fehlerstroms und/oder Fehl erspannun- gen in der Sicherheitsleitung bzw. wenn Strom von den Versorgungsleitungen in die Umgebung abfließt, wird im Summenwandler ein Magnetfeld erzeugt, durch welches das Kippelement 95 angezogen und um die Achse 94 gedreht wird.
Dadurch wird die Verriegelungseinrichtung 93, wie es die Pfeile in Figur 22 andeuten, nach unten bewegt. Dies führt dazu, daß die Verriegelungswirkung aufgeho¬ ben wird und die Feder 92 die Kontakte kl, k2 in die geöffnete Stellung bringt. Dadurch wird der Summenwand¬ ler bzw. das elektrische Gerät vom Netz getrennt.
Aufgrund der Auffächerung der ersten und zweiten Ader der Sicherheitsleitung 4 in dem Gerät 6 führen schon einzelne Wassertropfen zu einer leitenden Verbindung der Adern und zu einem Fehlerstrom. Die Sicherheit wird dadurch also erhöht.
An Phase und Nulleiter kann eine Überspannungsablei- tungseinrichtung 97 angeschlossen sein, über die von einer wählbaren Überspannung an ein Strom fließt. Auch dadurch wird dann die Schutzschaltung ausgelöst, d.h. das Kippelement 95 angezogen uηd das elektrische Gerät vom Netz getrennt.
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In die Schutzschaltung nach Figur 22 können noch andere Elemente anderer oben beschriebener Ausführungsbeispie¬ le aufgenommen werden, wie z.B. eine Iso1 ati onsüberwa- chungsei nrichtung, mit der Kurzschlüsse zwischen den Leitungen aber auch der Ausfall einer Phase erfaßbar sind.
Für alle Schutzschal tungen mit Summenwandler gemäß den Figuren 17 bis 22 gilt vorzugsweise: Die Wicklungen von Phase(n) und Sicherheitsleiter bzw. Schutzleiter sind so angeordnet, daß sich die resultierenden Magnetfelder addieren. Die Windungszahlen können frei gewählt werden
Grundsätzlich wird festgehalten, daß die anhand einzel- ner Ausführungsbeispiele genannten Ei nzel el emente belie¬ big innerhalb der Ausführungsbeispiele austauschbar und miteinander kombinierbar sind.
Die Schutzschaltung kann außer in Instal 1 ationsei nrich- tungen von Stromerzeugern in den Schaltkästen von Häusern bzw. Haushalten untergebracht werden, aber auch in Steckdosen, Steckern oder Gehäusen von elektri¬ schen Geräten integriert werden.
Die Schutzschaltung kann auch so ausgelegt werden, daß nur solche Geräte mit Spannung versorgt werden, die eine Schutz- oder eine Sicherheitsleitung aufweisen.
Die der Schutzschaltung zugeordnete Verri egel ungsei n- richtung kann so ausgebildet sein, daß sie beispielswei se durch die Anschlußstifte eines Gerätesteckers be¬ dienbar ist.
Claims
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Schutzschaltung für elektrische Geräte
A n s p r ü c h e
1
Schutzschaltung für elektrische Geräte, gekennzeichnet durch
- eine von dem zugehörigen elektrischen Gerät (6) zur Schutzschaltung (2) verlaufende, isolierte Sicher¬ heitsleitung (4), wobei die Sicherheitsleitung (4) im Inneren des Geräts (6) mindestens einen stromführende Teile nicht berührenden, unisolierten Bereich auf¬ weist,
- eine mit der Sicherheitsleitung (4) und einem Bezugs¬ potential verbundene erste Schalteinrichtung (Rl) sowie
- eine von der ersten Schalteinrichtung (Rl) betätig¬ bare zweite Schalteinrichtung (R2), die zwischen Phase (10) und Nulleiter (12) der elektrischen Span¬ nungsversorgung des Gerätes (6) liegt und die im aktivierten Schaltzustand das zugehörige Gerät (6) von Phase (10) und Nulleiter (12) trennt, wobei die zweite- Schalteinrichtung (R2) so mit der Phase (10) und dem Nulleiter (12) verbunden ist, daß sie nach Aktivierung durch die erste Schalteinrichtung (Rl) in aktiviertem Schaltzustand bleibt.
Schutzschaltung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schalteinrichtung (R2)- durch Trennen von Phase (10) und/oder Nulleiter (12) in einen inakti vierten Schaltzustand zurückführbar ist.
Schutzschaltung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schalteinrichtung (R2) so ausgebildet ist, daß sie das zugehörige Gerät (6) endgültig von der Spannungsversorgung trennt.
Schu-tzschal tung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeic net, daß sie in dem Gehäuse (24) des der Spannungsversorgung dienenden Steckers (T8) des zugehörigen Geräts (6) unterbringbar ist.
Schutzschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Schalteinrichtung (Rl ,
R2) als Relais ausgebildet sind, wobei die erste Schalt¬ einrichtung (Rl) mit einem Schließkontakt (sl) und die zweite Schalteinrichtung (R2) mit einem Schließ-Kon- takt (s2) sowie zwei Öffner-Kontakten (Ö21, Ö22) verse- hen i st .
6.
Schutzschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bezugspotential mit dem des Schutzkontakts
(20) der elektrischen Spannungsversorgung des zugehöri gen Geräts (6) übereinstimmt.
7.
Schutzschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bezugspotential unabhängig vom Schutz-Kontakt
05 (20) gewählt wird.
8.
Schutzschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
10 daß als Bezugspotential die Phase (10) des Steckers
(18) verwendet wird.
Schutzschaltung nach Anspruch 7,
15 dadurch gekennzeichnet, daß als Bezugspotential der Nulleiter (12), die Phase
(10) und/oder der Schutzkontakt (20) des Steckers (18) verwendet wird.
20 10.
Schutzschaltung für elektrische Geräte, gekennzeichnet durch,
- eine von dem zugehörigen elektrischen Gerät (6) zur Schutzschaltung (2) verlaufende, isolierte Sicher¬ te heitsleitung (4), wobei die Sicherheitsleitung (4) im
Inneren des Geräts (6) mindestens einen stromführende Teile nicht berührenden, unisolierten Bereich auf¬ weist, und
- mindestens eine dritte Schalteinrichtung (R3) mit 3π einem ersten mit einem Bezugspotential verbundenen
Anschluß und einem zweiten Anschluß, der in einem ersten, inaktivierten Schaltzustand der dritten Schalteinrichtung (R3) mit der Sicherheitsleitung (4) verbunden ist, während die Spannungsversorgung des Geräts (6) über Phase (10) und Nulleiter (12)
gewährleistet ist, und der in einem zweiten, aktivier¬ ten Schaltzustand der ersten Schalteinrichtung (R3) so beschaltet ist, daß die dritte Schalteinrichtung (R3) sich selbständig in aktiviertem Zustand hält, während die Spannungsversorgung des Geräts (6) über Phase (10) und Nulleiter (12) unterbrochen ist.
11.
Schutzschaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Schalteinrichtung (R3) durch Trennen von Phase (10) und/oder Nulleiter (12) in den inakti¬ vierten Schaltzustand zurückführbar ist.
12.
Schutzschaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Schalteinrichtung (R3) so ausgebildet ist, daß sie das zugehörige Gerät (6) endgültig von der Spannungsversorgung trennt.
13.
Schutzschaltung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie in dem Gehäuse (24) des der Spannungsversor¬ gung dienenden Steckers (18) des zugehörigen Geräts (6) unterbringbar ist.
14. Schutzschaltung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Schalteinrichtung (R3) als Relais ausge¬ bildet ist, das einen Umschal t-Kontakt (u3) und zwei Öffner-Kontakte (Ö31 und ö32) aufweist.
15.
Schutzschaltung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Anschluß der dritten Schalteinrichtung (R3) mit dem Nulleiter (12) der Spannungsversorgung und in dem zweiten, aktivierten Schaltzustand der drit¬ ten Schalteinrichtung (R3) der zweite Anschluß über den Umschal t-Kontakt (u3) und über einen Vorwiderstand (22) mit der Phase (10) verbunden ist.
16.
Schutzschaltung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Anschluß der vierten Schalteinrichtung (R4) mit dem Nulleiter (12) der Spannungsversorgung und in dem zweiten, aktivierten Schaltzustand der drit¬ ten Schalteinrichtung (R3) der zweite Anschluß über den Umschal t-Kontakt (u3) und über. einen Transformator (26) mit Spannung versorgt wird.
17.
Schutzschaltung für elektrische Geräte, gekennzeichnet durch
- eine von der Schutzschaltung zu dem zugehörigen elek¬ trischen Gerät (6) verlaufende isolierte Sicherheits¬ leitung (4), wobei die Sicherheitsleitung (4) im Inneren des elektrischen Geräts (6) mindestens einen, stromführende Teile nicht berührenden, unisolierten Bereich (34, 35, 36) aufweist,
- eine fünfte Schalteinrichtung (R5), über die das elektrische Gerät (6) mit der Spannungsversorgung verbindbar ist, und'
-'eine der fünften Schalteinrichtung (R5) zugeordnete, mit der Si cherhei tsl ei tung (4) verbundene sechste Schalteinrichtung (R6).
18.
Schutzschaltung nach • Anspruch 17, gekennzeichnet durch einen über ein Schaltorgan mit der fünften Schaltein¬ richtung (R5) verbindbaren Energiespeicher (c).
19.
Schutzschaltung nach Anspruch 17 oder 18, gekennzeichnet durch eine mit der Spannungsversorgung des elektrischen Ge¬ räts verbundene Versorgungsschaltung u d/oder durch in der Zuleitung zur fünften Schalteinrichtung angeord¬ nete Vorwiderstände (30, 31 ).
20
Schutzschaltung für elektrische Geräte, gekennzeichnet durch mindestens eine Einrichtung zur Erfassung der in der Spannungsversorgung des elektrischen Geräts vorhandenen Spannungen und/oder Ströme.
21.
Schutzschaltung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erfassung der zwischen der mindestens einen Phase (R,S,T) und Nulleiter (N) und/ oder Schutzleiter (SL) liegenden Spannung ausgelegt i st.
22
Schutzschaltung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erfassung der zwischen Null- leiter (N) und Schutzleiter (SL) anliegenden Spannung ausgelegt ist.
; - 5 -
23.
Schutzschaltung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, gekennzeichnet durch ein von der Einrichtung steuerbares Schaltorgan, wel¬ ches die von der Spannungsversorgung gelieferte Span¬ nung direkt oder über mindestens eine Schalteinrichtung weiterschaltet.
24. Schutzschaltung nach einem der Ansprüche 20 bis 23, gekennzeichnet durch eine weitere Einrichtung, welche die weitergeschalteten Spannungen und/oder Ströme erfaßt.
25
Schutzschaltung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Einrichtung Schalteinrichtungen zur Erfassung der zwischen der mindestens einen Phase und dem Nulleiter und/oder dem Schutzleiter und/oder der zwischen Nulleiter und Schutzleiter liegenden Spannun¬ gen aufweist, wobei die Schalteinrichtungen auf eine vorbestimmbare Mindestspannung ansprechen.
26
Schutzschaltung nach einem der Ansprüche 20 bis 25, gekennzeichnet durch einen die auf allen Leitungen fließenden Ströme erfas¬ senden Summenwandler.
27.
SchutzschaTtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Summenwandler mindestens eines der folgenden
Elemente aufweist: eine Schalteinrichtung, einen Über- spannungsableiter, einen Gleichrichter, einen Kondensa-
tor, ein Potentiometer zur Einstellung der Ansprechem¬ pfindlichkeit der Einrichtung, und/oder ein Schaltorgan zur Auslösung der Schalteinrichtung, wobei die Schalt¬ einrichtung die Spannungsversorgung des elektrischen Geräts unterbricht, wenn die Summe der erfaßten Ströme ungleich Null und/oder größer einem vorgegebenen Wert i st .
28.
Schutzschaltung nach einem der Ansprüche 20 bis 27, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Erfassung der auf einer oder mehre¬ ren Leitungen fließenden Ströme, die mindestens eines der folgenden Elemente aufweist: eine um den jeweiligen Leiter verlaufende Spule, eine Schalteinrichtung, ein Schaltorgan zur Auslösung der Schalteinrichtung, einen Überspannungsabi ei ter , einen Gleichrichter, einen Kon¬ densator, ein Potentiometer zur Einstellung der An¬ sprechempfindlichkeit der Schalteinrichtung und/oder einen Abi ei tungswiderstand , wobei die Schalteinrichtung bei Erreichen eines vorbestimmbaren Überstromes auf einer der Leitungen die Spannungsversorgung des elektri¬ schen Geräts unterbricht.
29.
Schutzschaltung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung eine Isol ati onsüberwachungsschal - tung der mindestens einen Phase aufweist.
30.
Schutzschaltung nach Anspruch 29, gekennzeichnet durch eine Schalteinrichtung, die die Spannungsversorgung des elektrischen Geräts unterbricht, wenn ein Isola¬ tionsfehler an den Leitungen zu einem Kurzschluß einer
der Phasen mit dem Nulleiter und/oder dem Schutzleiter führt, und/oder wenn mindestens eine der Phasen der Spannungsversorgung ausfällt.
31.
Schutzschaltung nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Phase zugeordnete gleichartige Verbrau¬ cher ein Nul 1 potenti al geschaffen wird, das an die eine Seite der Schalteinrichtung gelegt wird, dessen andere Seite am Nulleiter und/oder am Schutzleiter 1 i egt .
32.
Schutzschaltung nach einem der Ansprüche 20 bis 31, gekennzeichnet durch ein erstes Schaltorgan, welches von den Schalteinrich¬ tungen so ansteuerbar ist, daß die Spannungsversor¬ gung des elektrischen Geräts bei Auftreten eines Feh¬ lers nicht eingeschaltet oder direkt oder über minde¬ stens eine Schalteinrichtung unterbrochen wird.
33.
Schutzschaltung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Schaltorgan durch ein zweites Schaltorgan betätigbar ist.
34.
Schutzschaltung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Schaltorgan im aktivierten Zustand das erste Schaltorgan abschaltet.
35.
Schutzschaltung nach Anspruch 34; dadurch gekennzeichnet,
- -
daß das zweite Schaltorgan im aktivierten Zustand ver¬ riegelbar ist.
36.
Schutzschaltung nach einem der Ansprüche 20 bis 35, gekennzeichnet durch eine akustische und/oder optische Anzeigeeinrichtung, die mit den Schalteinrichtungen zur Anzeige von Fehlern verbindbar ist.
37.
Schutzschaltung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Netzspannung oder die weitergeschaltete Span¬ nung über Sicherheitseinrichtungen an das elektrische Gerät, abgegeben wird.
38.
Schutzschaltung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitseinrichtung mindestens eines der folgenden Elemente. aufwei st :
- mindestens eine Einrichtung zur Erfassung der auf der mindestens einen Phase, dem Nulleiter und/oder dem Schutzleiter fließenden Ströme;
- einen die mindestens eine Phase, den Nulleiter, den Schutzleiter und/oder die Sicherheitsleitung umfassen¬ den Summenwandler;
- eine Einrichtung zur Erfassung der zwischen der Phase und dem Nu! 1 eiter , der Phase und dem Schutzleiter, und/oder zwischen dem Nulleiter und dem Schutzleiter liegenden Spannung;
- eine Einrichtung zur Erfassung von Isolationsfehlern der Leitungen und/oder des Ausfalls der Spannung auf einer oder mehreren Phasen;
- eine der Verbindung der Spannungsversorgung mit dem elektrischen Gerät dienende Schalteinrichtung, die von den/dem genannten Elementen ansteuerbar ist.
39.
Schutzschaltung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß
- der Nulleiter und der Schutzleiter des elektrischen Geräts auf den Nulleiter des Versorgungsnetzes ge¬ führt werden und
- die Sicherheitseinrichtung ein in der von dem Schutz¬ leiter des Geräts zum Nulleiter des Versorgungsnet¬ zes verlaufenden Leitung vorgesehenes Schaltorgan aufweist, das bei auf dem Schutzleiter auftretenden Fehlerströmen die Spannungsversorgung des elektri¬ schen Geräts direkt oder mittels mindestens einer Schalteinrichtung unterbricht.
40.
Schutzschaltung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitseinrichtung mindestens eines der folgenden Elemente aufweist:
- einen die mindestens eine Phase, und/oder den Nullei¬ ter und/oder den Schutzleiter und/oder die Sicher¬ heitsleitung umfassenden Summenwandler;
- mindestens eine Einrichtung zur Erfassung der zwi¬ schen Phase und Schutzleiter und/oder zwischen Phase und Nulleiter und/oder zwischen den Phasen liegenden Spannungen ;
- ein der Schutzleitung zugeordnetes erstes Schaltor¬ gan zur Erfassung eines Überstromes;
- ein von dem Summenwandler und/oder der Einrichtung und/oder dem ersten Schaltorgan ansteuerbares zweites Schaltorgan zur Verbindung des elektrischen Geräts mit der Spannungsversorgung;
- ein drittes Schaltorgan, durch welches im Fehlerfall das zweite Schaltorgan so ansteuerbar ist, daß das elektrische Gerät von der Spannungsversorgung ge¬ trennt wird.
41.
Schutzschaltung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitseinrichtung
- einen temperaturabhängigen Widerstand in der Schutz¬ leitung und
- mindestens ein dem Widerstand zugeordnetes Schaltor¬ gan aufweist, durch welches die Spannungsversorgung des elektrischen Geräts direkt oder über mindestens eine Schalteinrichtung unterbrochen werden kann.
42.
Schutzschaltung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitseinrichtung mit mindestens einer Phase und mit dem Nulleiter verbunden ist, daß zwischen Spannungsversorgung und Sicherheitseinrichtung eine Trenneinrichtung zur galvanischen Trennung der Sicher¬ heitsei nrichtung von dem Versorgungsnetz vorgesehen ist, daß über den Versorgungsleitungen zugeordnete Verbraucher ein künstlicher Nullpunkt geschaffen wird, an den ein erster Anschluß einer Schalteinrichtung ange¬ schlossen ist, deren zweiter Anschluß mit dem elektri¬ schen Gerät verbindbar ist, wobei die Schaltein¬ richtung bei im elektrischen Gerät auftretenden Fehler¬ spannungen für die Unterbrechung der Spannungsversor¬ gung des Geräts sorgt.
43.
Schutzschaltung für elektrische Geräte, die einen Su - menwandler aufweist, gekennzeichnet durch
mindestens eine Einrichtung, die dem Summenwandler einen defi'nierten Strom einprägt; und ein von dem im Summenwandler erzeugten Magnetfeld steuerbares Schaltorgan, durch welches ein elektri¬ sches Gerät direkt oder über mindestens eine Schalt¬ einrichtung mit der Spannungsversorgung verbindbar i st.
44.
Schutzschaltung nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltorgan durch Unter- und/oder Überspannung in eine Stellung bringbar ist, in welcher die Spannungs
Versorgung des elektrischen Geräts direkt oder über mindestens eine Schalteinrichtung unterbrochen ist.
45.
Schutzschaltung nach Anspruch 43 oder 44, gekennzeichnet durch mindestens eine Einrichtung zur Erfassung der zwischen der mindestens einen Phase, dem Nulleiter und/oder Schutzleiter und/oder zwischen dem Nulleiter und dem Schutzleiter anliegenden Spannungen und/oder den zwi¬ schen den vom Summenwandler zum elektrischen Gerät führenden Leitungen anliegenden Spannungen, wobei die Einrichtung dem Schaltorgan und/oder mindestens einem Schaltelement zugeordnet ist.
46.
Schutzschaltung nach Anspruch 43 oder 44, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich eine Verbindung zwischen der mindestens einen Phase und dem Nulleiter der Spannungsversorgung und dem Summenwandler besteht, daß neben Phase und
Nulleiter mindestens eine vom Summenwandler zum elektri sehen Gerät verlaufende Sicherheitsleitung vorgesehen i st .
47.
Schutzschaltung nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsleitung und/oder der Schutzleiter im Inneren des elektrischen Geräts mindestens einen uniso¬ lierten Bereich nahe eines stromführenden Teils des Geräts aufweist.
48.
Schutzschaltung nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsleitung dem Schaltorgan und/oder mindestens einem Schal element so zugeordnet ist, daß die Inbetriebnahme des elektrischen Geräts bei Unter¬ brechung der Sicherheitsl eitung ,ni cht möglich ist und/ oder daß die Spannungsversorgung unterbrochen wird, wenn im Fehlerfall eine leitende Verbindung zwischen der Sicherheitsleitung und spannungsführenden Teilen im Gerät zustande kommt.
49.
Schutzschaltung nach einem der Ansprüche 43 bis 48, gekennzeichnet durch mindestens eine Isol ati onsüberwachungseinrichtung, die den zum Summenwandler führenden und/oder von diesem ausgehenden Leitungen zugeordnet ist.
50.
Schutzschaltung für ein elektrisches Gerät, die einen Summenwandler aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Summenwandler mindestens zwei Wicklungen auf¬ weist, die jeweils einer Ader eines zwischen dem Summen¬ wandler und dem elektrischen Gerät verlaufenden Sicher¬ heitsleitung zugeordnet sind.
5 1 .
Schutzschaltung nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen jeweils einer Ader der Sicherheits¬ leitung so zugeordnet sind, daß die in den Adern fließenden Ströme sich addierende Magnetfelder ergeben.
52.
Schutzschaltung für elektrische Geräte, gekennzeichnet durch ein Schaltorgan, das bei Feuchtigkeitseinwirkung die Verbindung zwischen der Spannungsversorgung und dem elektrischen Gerät direkt oder über mindestens eine Schalteinrichtung unterbricht.
53.
Schutzschaltung nach Anspruch 52, ! dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltorgan eine Vorspannung aufweist, die von einem feuchtigkeitsempfindlichen Spannelement aufge¬ hoben wird, wobei die Spanrrkraft des Spannelements bei Feuchtigkeitseinwirkung nachläßt, so daß das Schalt organ auslöst und die Spannungsversorgung des elektri¬ schen Geräts unterbrochen wird.
54.
Schutzschaltung für elektrische Geräte, gekennzeichnet durch eine Kombination der Einrichtungen, die Fehler in dem angeschlossenen elektrischen Gerät erfassen und der
Einrichtungen, die Fehler in der Spannungsversorgung des elektrischen Geräts erfassen.
55. Stecker für ein elektrisches Gerät, gekennzeichnet durch
eine im Gehäuse des Steckers untergebrachte Schutzschal¬ tung nach einem der Ansprüche 1 bis 54.
56. 05 Steckdose für ein elektrisches Gerät, gekennzeichnet durch eine im Gehäuse der Steckdose untergebrachte Schutz¬ schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 54.
10 57.
Gehäuse für ein elektrisches Gerät, gekennzeichnet durch eine im Gehäuse untergebrachte Schutzschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 54.
15
58.
Schal ei nri chtung , dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Schutzschaltung nach einem der Ansprüche 1 o bis 54 aufweist und daß sie .bei einem Stromerzeuger oder an einer beliebi¬ gen Stelle in einem Versorgungsnetz zwischen Stromerzeu¬ ger und Verbraucher oder bei einem Verbraucher vorge¬ sehen ist.
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