NL8902787A - Beveiligingsschakeling en schakelaar voor een enkelfasige elektrische wisselstroominstallatie. - Google Patents

Description

Beveiliginsschakeling en schakelaar voor een enkelfasige elektrische wisselstroominstallatie.

De uitvinding heeft betrekking op een beveilingsschakeling voor een uit meerdere ketens van een fase- en nulleider bestaande enkelfasige elektrische wisselstroominstallatie voor het voeden van een elektrische belasting, waarvan de nominale stroom groter is dan de nominaal in een keten toelaatbare stroom, omvattende schakelmiddelen ingericht voor het in reactie op een foutstroom in stroomloze toestand brengen van de betreffende elektrische installatie.

Voor het, op het (openbare) elektriciteitsnet aansluiten van elektrische huisinstallaties, elektrische installaties in kantoren, bedrijven en dergelijke wordt in de praktijk gebruik gemaakt van elektrische verdeelkasten, ook wel installatie- of schakelkasten genoemd, waarop enerzijds de toevoerleiding van het elektriciteitsnet wordt aangesloten en anderzijds de bedrading van de betreffende elektrische installatie. Naarmate een elektrische installatie uitgebrei-der is, wordt deze in meerdere, afzonderlijke groepen verdeeld. Voor het tegen brand, gevaarlijke aanraakbare spanningen, enzovoorts beveiligen van de betreffende elektrische installatie worden in de praktijk kortsluit-, overbelastings- en aardfout-stroombeveiligingen toegepast, welke bij voorkeur alle in de installatiekast zijn ondergebracht. Deze beveiligingen kunnen als afzonderlijke eenheden, zoals bijvoorbeeld smeltveiligheden, maar ook in combinatie met een in de installatiekast opgenomen, bijvoorbeeld dubbelpolige schakelaar voor het, van het elektriciteitsnet scheiden van de fase- en nulleider van de elektrische installatie, of een groep van de betreffende installatie, zijn uitgevoerd, waarbij de schakelaar met de hand of automatisch onder invloed van een foutstroom kan worden bediend.

Op grond van veiligheidsvoorschriften voor elektrische installaties is de nominaal in een elektrische installatie of groep van de installatie toelaatbare stroom beperkt, afgestemd op de diameter van de toegepaste elektrische bedrading. In de praktijk komen echter elektrische belastingen voor waarvan de nominale stroom groter is dan de maximaal toelaatbare nominale stroom voor een enkelfasige elektrische installatie of groep hiervan.

Voor het van elektriciteit voorzien van dergelijke "zware” belastingen, zoals bijvoorbeeld elektrische kooktoestellen, uitgebreide verlichtingsgroepen of machines en apparaten met krachtige motoren, kan de betreffende elektrische installatie driefasig worden uitgevoerd, waarbij de nominaal toelaatbare stroom per fase niet wordt overschreden. In veel huisinstallaties of installaties van kleine bedrijven en kantoren is echter niet steeds een driefasen-toevoerleiding van het elektriciteitsnet voorhanden. In een dergelijke situatie, waarin de betreffende elektrische installatie dus enkelfasig is uitgevoerd, worden voor het voeden van een zware belasting twee of meer zonodig parallel geschakelde ketens van een fase- en nulleider toegepast.

Voor het beveiligen en van het elektriciteitsnet scheiden van een dergelijke, uit meerdere ketens bestaande enkelfasige elektrische wisselstroominstallatie worden in de praktijk per keten, in de toevoer-leiding van het elektriciteitsnet, op de in een keten nominaal toelaatbare stroom afgestemde kortsluit- of overbelastingsfoutstroombeveiligin-gen toegepast, gevolgd door een meerpolige schakelaar. Voor een bijvoorbeeld uit twee (parallelle) ketens bestaande elektrische installatie is bijgevolg voor het zowel onderbreken van de fase- als nulleider een vierpolige schakelaar vereist. Deze schakelaar kan als zo geheten schakelautomaat zijn uitgevoerd, dat wil zeggen dat in de schakelaar een stuurinrichting is ondergebracht voor het onder invloed van optredende kortsluit- en overbelastingsfoutstromen onderbreken van de stroom in de betreffende installatie, dat wil zeggen in alle ketens hiervan. Een andere, in de praktijk voorkomende situatie is die waarbij een alleen hand-bediende vierpolige schakelaar wordt toegepast en in de fase-leider van elke keten een smeltveiligheid is opgenomen voor het stroomloos maken van de betreffende keten in het geval van kortsluit- en overbelas-tingsstromen.

Het voor alle ketens gemeenschappelijk toepassen van dergelijke foutstroombeveiligingen met een aan de "zware" belasting aangepaste nominale stroom is uiteraard niet toelaatbaar, omdat dan niet meer aan de veiligheidsvoorschriften wordt voldaan ten aanzien van de relatie tussen de diameter van de bedrading en de nominaal toelaatbare stroom hierin. Dit kan bij kortsluitsituaties of bij hoge overbelastingsstromen welke het niveau van een kortsluitstroom benaderen tot onaanvaardbare verhoogde risico's leiden, bijvoorbeeld op het gebied van de brandgevaarlijkheid. Bij parallel geschakelde ketens kan het tevens voorkomen dat een keten overbelast kan zijn, zonder dat de betreffende beveiliging aanspreekt. Ook de beoogde selectiviteit tussen de beveiliging van de betreffende elektrische installatie en de hoofdbeveiliging van het voedende elektriciteitsnet kan hierbij in gevaar komen. Onder selectiviteit wordt in dit verband verstaan dat bij het optreden van foutstromen in eerste instantie de beveiliging van een betreffende groep zal reageren en dat de hoofdbeveiliging pas in actie komt wanneer de foutsituatie gedurende een zekere tijd blijft bestaan.

De, in de praktijk toegepaste beveiligingsschakelingen hebben als gemeenschappelijk nadeel dat een vier- of meerpolige schakelautomaat of schakelaar met bijbehorende smeltveiligheden twee of meer keer zoveel ruimte in een installatiekast in beslag neemt dan een dubbelpolig uitgevoerde schakelautomaat of schakelaar met een smeltveiligheid. Dit betekent dat op een installatiekast minder groepen aangesloten kunnen worden, danwel dat er een uitgebreidere installatiekast moet worden geplaatst, of dat er meerdere (kleinere) installatiekasten nodig zijn. Dit laatste is vaak het geval in huisinstallaties, waarbij voor het aansluiten van bijvoorbeeld een kooktoestel in eerste instantie een niet-bedrade buis-leiding wordt aangelegd. Bij het naderhand daadwerkelijk installeren van een kooktoestel kan dan de situatie ontstaan dat de bestaande installatiekast, zeker na een eerdere uitbreiding, onvoldoende ruimte biedt voor het installeren van een bijvoorbeeld vierpolige schakelaar of schakelautomaat.

Aan de uitvinding ligt nu de opgave ten grondslag een beveili-gingsschakeling voor enkelfasige elektrische wisselstroominstallaties met twee of meer (parallel geschakelde) ketens te verschaffen, zonder de noodzaak voor het toepassen van vier- of meerpolige schakelaars.

Volgens de uitvinding wordt dit aldus bereikt, dat de schakelmid-delen één enkel- of dubbelpolig uitgevoerde schakelaar omvatten, met een eerste aansluitzijde voor het ten minste aansluiten van de faselei-der van een energietoevoerleiding voor de betreffende elektrische installatie en met een tweede aansluitzijde voor het ten minste aansluiten van de faseleiders van de betreffende ketens, waarbij in de elektrische installatie aan de tweede aansluitzijde van de schakelaar middelen zijn opgenomen voor het in een reactie op een foutstroom in stroomloze toestand brengen van de betreffende elektrische installatie.

Aan de uitvinding ligt het inzicht ten grondslag dat, in wezen ongeacht het aantal ketens van een zware elektrische installatie of groep, met een enkel- of dubbelpolige schakelaar kan worden volstaan wanneer de foutstroombeveiligingen, met name de beveiligingen tegen kortsluit- en overbelastingsstromen, niet in de toevoerleiding van het (openbare) elektriciteitsnet maar in de toevoerleiding(en) naar de ketens worden opgenomen. Een dubbelpolige schakelaar wordt toegepast wanneer zowel de fase- als de nulleider van de betreffende elektrische installatie van het elektriciteitsnet moeten kunnen worden gescheiden.

Voor het aansluiten of uitbreiden van een elektrische installatie met een zware groep hoeft nu in een installatiekast niet meer ruimte te worden gereserveerd dan voor een gebruikelijke groep, hetgeen zelfs aanleiding kan geven tot installatiekasten van gereduceerde afmetingen in vergelijking tot de bekende situatie of tot het minder snel vervangen of toevoegen van installatiekasten. Elke keten dient afzonderlijk tegen overbelastingsstromen te worden beveiligd. Hiervoor kunnen in principe smeltveiligheden worden toegepast. Een met smeltveiligheden uitgevoerde beveiliging heeft echter als nadeel dat bij overbelasting van een betreffende keten alleen deze keten stroomloos wordt gemaakt, hetgeen vervolgens aanleiding kan zijn tot overbelasting van een andere parallelle keten. Smeltveiligheden nemen voorts relatief veel ruimte in een installatiekast in beslag. Een verdere, ruimte besparende uitvoeringsvorm van de beveiligingsschakeling volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat de middelen voor het in reactie op een foutstroom in stroomloze toestand brengen van de betreffende elektrische installatie voor elke keten afzonderlijk op de schakelaar aangrijpende middelen voor het detecteren van een excessieve stroom en middelen voor het detecteren van een overbelastingsstroom omvatten.

Een nog weer verdere uitvoeringsvorm van de beveilingsschakeling volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat de middelen voor het in reactie op een foutstroom in stroomloze toestand brengen van de betreffende elektrische installatie voor alle ketens gemeenschappelijk op de schakelaar aangrijpende middelen voor het detecteren van een excessieve stroom en met voor elke keten afzonderlijk op de schakelaar aangrijpende middelen voor het detecteren van een overbelastingsstroom omvatten. In deze uitvoeringsvorm zijn de middelen voor het detecteren van een excessieve stroom zoals een kortsluitstroom of een hoge overbelastingsstroom welke het niveau van een kortsluitstroom benadert met voordeel voor alle ketens gemeenschappelijk uitgevoerd, hetgeen een vereenvoudiging van de betreffende schakelaar tot gevolg heeft.

Bij voorkeur zijn de middelen voor het detecteren van een begrensde excessieve stroom als elektromagnetische maximum- en de middelen voor het detecteren van een overbelastingsstroom als thermische maximum-beveiliging uitgevoerd.

Kortsluitstromen of hoge overbelastingsstromen welke het niveau van een kortsluitstroom benaderen kunnen in de praktijk niet zonder vertraging vanaf het moment van optreden worden afgeschakeld. In het geval van een beveiliging met smeltveiligheden is er namelijk een zekere tijd nodig voor het verwarmen en tot smelten brengen van de smeltdraad. Bij elektromagnetische maximum-beveiligingen dient via de magneetwikke- ling een magnetisch veld van voldoende sterkte te worden opgebouwd, hetgeen eveneens niet tijdloos kan plaatsvinden. Naast deze aanspreek-tijd van de beveiliging is er bij schakel automaten ook nog een zekere tijdsvertraging als gevolg van het bedienen en in werking komen van de (mechanische) schakelaarcontacten. Gedurende deze uitschakeltijd kan een kortsluitstroom een aanzienlijke waarde bereiken. In de praktijk dient het uitschakelvermogen van een schakelautomaat hierop dan ook te zijn afgestemd.

In de situatie volgens de uitvinding, wanneer er bijvoorbeeld in een keten een kortsluitstroom optreedt, vloeit naast deze kortsluitstroom ook nog de stroom van een of meer andere ketens door de schakelaar van de beveiligingsschakeling. In het bijzonder bij meerdere ketens kan het noodzakelijk zijn om het uitschakelvermogen van de schakelaar hierop aan te passen. In concreto betekent dit dan een robuustere en daardoor duurdere constructie van de contacten, het veerstelsel enz. in vergelijking tot een schakelaar voor toepassing in een enkele keten.

Een weer verdere uitvoeringsvorm van de beveiligingsschakeling volgens de uitvinding heeft bijgevolg het kenmerk, dat deze verder stroombegrenzingsmiddelen omvat, voor het tot een voorafbepaalde waarde begrenzen van een excessieve stroom in de elektrische installatie, met een eerste aansluitzijde voor het ten minste aansluiten van de faselei-der van de energietoevoerleiding en een tweede aansluitzijde waarop de schakelaar, ten minste voor wat betreft de faseleider, met zijn eerste aansluitzijde is aangesloten.

Door het toepassen van stroombegrenzingsmiddelen worden de, in een elektrische installatie optredende kortsluitstromen of hoge overbelas-tingsstromen welke het niveau van een kortsluitstroom benaderen steeds tot een vooraf bepaalde waarde begrensd, ongeacht het aantal (parallelle) ketens van een elektrische installatie voor zware belastingen. Door het in de beveiligingsschakeling volgens de uitvinding toepassen van stroombegrenzingsmiddelen kan met voordeel worden volstaan met één schakelaar met hetzelfde uitschakelvermogen als toegepast voor het beveiligen van elektrische installaties of groepen waarvan de nominale bedrijfsstroom de maximaal toelaatbare stroom voor de betreffende installatie of groep niet overschrijdt.

Opgemerkt wordt, dat het toepassen van stroombegrenzingsmiddelen in wisselstroominstallaties op zich bijvoorbeeld bekend is uit het Franse octrooischrift 1.351*249. Een in het bijzonder voor toepassing van de beveiligingsschakeling volgens deze uitvoeringsvorm van de uitvinding geschikte installatiekast is beschreven in de niet-voorgepu- bliceerde Nederlandse octrooiaanvrage 88.01467 ten name van aanvraagster, welke door verwijzing als hier opgenomen dient te worden beschouwd.

Voor het beveiligen van elektrische installaties tegen brand en gevaarlijke aanraakbare spanningen, als gevolg van gedeeltelijke of gehele aardsluitingen of onvolkomen kortsluitingen, worden in de praktijk aardfoutstromen toegepast, welke een schakelfunctie verrichten wanneer het verschil van de heen- en teruggaande stroom in een betreffende stroomkring ongelijk aan nul is en een bepaalde vooraf ingestelde waarde te boven gaat.

Een uitvoeringsvorm van de beveiligingsschakeling volgens de uitvinding, geschikt voor het tegen aardfoutstromen beveiligen van de betreffende elektrische installatie heeft het kenmerk, dat de middelen voor het in reactie op een foutstroom in stroomloze toestand brengen van de betreffende elektrische installatie voor alle ketens gemeenschappelijk op de schakelaar aangrijpende aardfoutstroomdetectiemiddelen omvatten, voorzien van een transformatorkern met een eerste en tweede, respectievelijk in de fase- en de nulleider opgenomen, primaire wikkeling en tenminste één secundaire wikkeling voor het detecteren van een verschilstroom tussen de eerste en tweede primaire wikkeling.

Doordat in de beveiligingsschakeling volgens de uitvinding de splitsing in ketens pas aan de tweede aansluitzijde van de schakelaar plaatsvindt, dus aan de naar de elektrische belasting toegekeerde zijde, in tegenstelling tot de, in de praktijk bekende schakelingen, waarbij de splitsing reeds aan de eerste aansluitzijde van de schakelaar gebeurt, dus aan de naar de toevoerleiding toegekeerde zijde, kan in de beveiligingsschakeling volgens de uitvinding steeds met een transformator voorzien van slechts twee primaire wikkelingen worden volstaan. Dit in tegenstelling tot de bekende schakelingen, waarbij het aantal wikkelingen van de transformatorkern gelijk dient te zijn aan het dubbele aantal parallelle ketens van een fase- en nulleider. Wanneer de fase- en nulleider zelf de primaire wikkeling vormen, kan in de beveiliginsscha-keling volgens de uitvinding voorts met een kleinere transformatorkern worden volstaan in vergelijking tot de bekende schakelingen. Op het verschilstroomprincipe gebaseerde aardfouts troom-beveiligingsschakelin-gen zijn op zich in de praktijk bekend.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een elektrische schakelaar, geschikt voor gebruik in de beveilingsschakeling volgens één of meer van de voorgaande uitvoeringsvormen, omvattende een behuizing met een enkel of dubbel uitgevoerd contactenpaar, respectievelijk voor het enkel- of dubbelpolig schakelen van een elektrische installatie, een veerstelsel en bedieningsmiddelen voor het met behulp van het veerstel-sel met de hand of via een stuurinrichting automatisch onder invloed van een foutstroom in de betreffende elektrische installatie bedienen van het enkele of dubbele contactenpaar, met een eerste aansluitzijde gevormd door een enkel respectievelijk dubbel aansluitpunt waarop het ene contact van het enkele respectievelijk dubbele contactenpaar is aangesloten, en een tweede aansluitzijde gevormd door een enkele respectievelijk dubbele groep van onderling verbonden aansluitpunten, waarop het andere contact van het enkele, respectievelijk dubbele contactenpaar is aangesloten, waarbij met de aansluiting van het genoemde andere contact van een contactenpaar en elk aansluitpunt van de bijbehorende groep verbonden middelen voor het per aansluitpunt detecteren van een overbelastingsstroom zijn verschaft en waarbij in serie met het betreffende contactenpaar gekoppelde middelen voor het detecteren van een excessieve stroom zijn voorzien.

Op de groep van aansluitpunten waarmee de middelen voor het detecteren van een overbelastingsstroom en een excessieve stroom zijn verbonden dienen de faseleiders van de betreffende ketens te worden aangesloten. In het geval van een enkelpolige schakelaar kan deze aan de eerste en tweede aansluitzijde met voordeel ook van aansluitpunten voor de nulleider zijn voorzien, ten behoeve van een aardfoutstroom-beveili-ging. Wanneer dit niet noodzakelijk is, kunnen de nulleiders van de betreffende ketens in de installatiekast zelf, buiten de schakelaar om, worden aangesloten. De veiligheidsvoorschriften voor elektrische installaties vereisen echter in het algemeen de toepassing van dubbelpo-lige schakelaars.

Een verdere uitvoeringsvorm van de schakelaar volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat de middelen voor het detecteren van een excessieve stroom per aansluitpunt van een groep van aansluitpunten van een magneetwikkeling zijn voorzien, en waarbij de middelen voor het per aansluitpunt van de betreffende groep van aansluitpunten detecteren van een overbelastingsstroom een verwarmingsorgaan van een bimetaalelement omvatten, welke magneetwikkeling en verwarmingsorgaan tussen een bijbehorend aansluitpunt en het genoemde andere contact van de schakelaar in serie zijn geschakeld.

De middelen voor het detecteren van een al dan niet begrensde excessieve stroom en een overbelastingsstroom kunnen deel uitmaken van een enkele stuurinrichting, zoals bijvoorbeeld beschreven in de niet-voorgepubliceerde Nederlandse octrooiaanvrage 89.00007 ten name van aanvraagster, welke door verwijzing als hier ingelast dient te worden beschouwd.

Een nog weer verdere uitvoeringsvorm van de schakelaar volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat de middelen voor het detecteren van een excessieve stroom van een, voor een groep van aansluitpunten gemeenschappelijke magneetwikkeling zijn voorzien, en waarbij de middelen voor het per aansluitpunt van de betreffende groep van aansluitpunten detecteren van een overbelastingsstroom een verwarmings-orgaan van een bimetaalelement omvatten, welke gemeenschappelijke magneetwikkeling en verwarmingsorgaan tussen een bijbehorend aansluitpunt en het genoemde andere contact van de schakelaar in serie zijn geschakeld.

In deze uitvoeringsvorm is er per groep van aansluitpunten slechts één magneetwikkeling voor alle aansluitpunten van een groep voorzien. Dit betekent een vereenvoudiging van de genoemde stuurinrichting.

Een voor de elektrische schakelaar volgens de uitvinding geschikte mechanische constructie is beschreven in de niet-voorgepubliceerde Nederlandse octrooiaanvrage 87.03172, welke eveneens door verwijzing als hier ingelast dient te worden beschouwd.

De uitvinding wordt in het navolgende aan de hand van de tekening nader beschreven.

Figuur 1 en 2 tonen principe-schema's van in de praktijk bekende schakelschema's voor een elektrische installatie voor “zware*' belastingen, en

Figuur 3 en 4 tonen principe-schema's van uitvoeringsvormen van de beveiligingsschakeling volgens de uitvinding.

Figuur 1 toont een principeschema van een in de praktijk toegepaste beveiligingsschakeling voor elektrische installaties met meerdere ketens voor het voeden van zware belastingen, waarvan de nominale stroom hoger ligt dan de voor een enkele keten toelaatbare nominale stroom.

Met het, door onderbroken lijnen aangegeven kader 1 is schematisch een verdeel-, schakel- of installatiekast voor een enkelfasige elektrische installatie aangegeven.

Een dergelijke, in de praktijk algemeen toegepaste installatiekast, omvat een railsysteem 2 voor de fase- en nulleider respectievelijk aangeduid met L en N. Op dit railsysteem is via een dubbelpolige hoofdschakelaar 3 en een in de faseleider opgenomen hoofdsmeltveiligheid 4 het (openbare) elektriciteitsnet aangesloten. Al naar gelang de omvang van de elektrische installatie wordt deze in een of meer groepen verdeeld, welke elk afzonderlijk via schakel- en beveiligingsmiddelen tegen kortsluit- en overbelastingsstromen op het railsysteem 2 worden aangesloten,

In de figuur is een in de praktijk toegepaste beveiligingsschake-ling voor een uit twee ketens bestaande elektrische installatie of groep voor het voeden van zware belastingen getoond. De beide ketens 5 en 6, elk bestaande uit een fase- en nulleider zijn via een vierpolige schakelaar 7 en een in elk van de faseleiders opgenomen smeltveiligheid 8 op het railsysteem 2 aangesloten, zoals getoond.

De beide smeltveiligheden 8 zijn afgestemd op de in een betreffende keten 5 respectievelijk 6 te verwachten nominale stroom, welke door veiligheidsvoorschriften op een bepaalde maximale waarde is begrensd. Voor huisinstallaties bijvoorbeeld ligt deze grens in Nederland bij 16A. De schakelaar 7 is een handbediende mechanische schakelaar.

Figuur 2 toont, soortgelijk als figuur 1, een uit twee ketens 5, 6 opgebouwde elektrische installatie voor het voeden van zware belastingen, waarbij de vierpolige schakelaar vervangen is door een vierpolige schakelautomaat 9· Dergelijke schakelautomaten zijn op zich in de praktijk bekend en bevatten in het algemeen een stuurinrichting voor het in het geval van overbelastings- en kortsluitstromen in de elektrische installatie uitschakelen van de schakelautomaat. Naast deze automatische af schakeling is ook voorzien in het met de hand in- en/of uitschakelen van de schakelautomaat.

In de aansluiting van de faseleiders L van de ketens 5 en 6 is aan de zijde van het railsysteem 2 een serieschakeling van een magnetische maximum-beveiliging 10 en een thermische maximum-beveiliging 11 opgenomen, respectievelijk voor het dettecteren van excessieve stromen en overbelastingsstromen in de betreffende ketens. Het geheel is zodanig ingericht dat bij het door de betreffende beveiligingen 10 en 11 detecteren van een foutstroom de vierpolige schakelaar 12 van de schakelautomaat 9 wordt uitgeschakeld.

In de praktijk is het voorts gewenst en in sommige gevallen zelfs voorgeschreven om in de ketens voor het voeden van een zware belasting een aardfoutstroombeveiliging op te nemen.

De in de praktijk bekende aardfoutstroombeveiligingen bestaan in het algemeen uit een transformator met een kern die van alle ketens de fase- en nulleider omvat, welke in principe de primaire wikkelingen van de kern vormen, en een op de kern aangebrachte secundaire wikkeling voor het activeren van de stuurinrichting van een schakelaar voor het stroomloos maken van de installatie in het geval van een gedetecteerde aardfoutstroom. De werking van deze aardfoutstroombeveiliging berust op het verschilstroomprincipe, dat wil zeggen dat wanneer er tussen de heen- en teruggaande leiding van een installatie een stroomverschil optreedt dat een bepaalde waarde te boven gaat, er in de secundaire wikkeling een voldoende hoge spanning wordt opgewekt voor het activeren van de genoemde stuurinrichting. In plaats van de fase- en nulleiders als primaire wikkelingen te benutten, kunnen uiteraard ook afzonderlijke secundaire wikkelingen op de transformatorkern zijn aangebracht.

In figuur 2 is met het verwijzingscijfer 13 schematisch een ringkerntransformator van een aardfoutstroombeveiliging aangeduid, welke de fase- en nulleider van de ketens 5 en 6 omvat, die de primaire wikkelingen van de betreffende transformator vormen. Met het verwijzingscijfer 14 is een op de ringkern 13 gewikkelde secundaire wikkeling aangeduid.

Figuur 3 toont een eerste uitvoeringsvorm van de beveiligingsscha-keling volgens de uitvinding, waarbij met onderbroken lijnen schematisch weer een installatiekast 1 is aangeduid.

Op het railsysteem 2 is nu een dubbelpolige schakelaar 15 aangesloten, vanaf waarvan zich de ketens 5 respectievelijk 6 voor het voeden van de betreffende zware belasting uitstrekken, zoals getoond. De serieschakeling van de magnetische maximum-beveiliging 10 en de thermische maximum-beveiliging 11 is in de aansluitingen voor de faseleiders L naar elk van de ketens 5 en 6 opgenomen. Het geheel is weer zodanig ingericht dat bij het door de betreffende beveiligingen 10 en 11 detecteren van een foutstroom de dubbelpolige schakelaar 15 automatisch wordt uitgeschakeld, hetgeen in de figuur via een streep-puntlijn schematisch is aangeduid.

Figuur 4 toont een variant op de schakeling volgens figuur 3. waarbij de magnetische maximum-beveiliging 10 voor de ketens 3. 6 gemeenschappelijk is uitgevoerd. Tussen het railsysteem 2 en het openbare elektriciteitsnet bevindt zich hier echter een stroombegren-zingseenheid 16, bestaande uit een stroombegrenzend element 17, bijvoorbeeld een weerstand, en een hieraan parallel geschakelde elektromagnetisch bediende schakelaar 18, waarbij in de aansluiting naar het openbare elektriciteitsnet zo nodig weer een dubbelpolige schakelaar 3 en een smeltveiligheid 4 kan zijn opgenomen. Met onderbroken lijnen is in fig. 4 een installatiekast 19 aangeduid bijvoorbeeld van het type zoals beschreven in de niet-voorgepubliceerde Nederlandse octrooiaanvrage 88.01467 ten name van aanvraagster.

De werking van de in figuur 4 getoonde uitvoeringsvormen van de beveiligingsschakeling van de uitvinding kan als volgt worden ingezien.

In de ongestoorde bedrijfssituatie is de schakelaar 18 van de stroombegrenzingseenheid 16 in geleidende toestand, hetgeen betekent dat het stroombegrenzingsorgaan 17 via de schakelaar 18 is overbrugd. Bij het optreden van een kortsluitstroom of een hoge overbelastingsstroom welke het niveau van een kortsluitstroom benadert wordt de schakelaar 18 langs elektromagnetische weg automatisch uitgeschakeld, waardoor het begrenzingsorgaan 17 in de toevoerleiding naar de elektrische installatie wordt opgenomen. Door het geschikt dimensioneren van het stroombegrenzingsorgaan 17, bijvoorbeeld als een weerstand met een waarde van 1 ohm, wordt bij een netspanning van 220V de kortsluitstroom begrensd tot maximaal 220A.

Wanneer de kortsluiting in de keten 5 is opgetreden, zal via de bijbehorende elektromagnetische maximum-beveiliging 10 de schakelaar 15 worden bediend. De stroombegrenzingseenheid 16 en de elektromagnetische maximum-beveiliging 10 zijn zodanig op elkaar afgestemd, dat de schakelaar 15 pas wordt bediend na het schakelen van de schakelaar 18. In het geval van een kortsluitstroom in de keten 6 geldt een analoge redenering.

Zoals in figuur 4 getoond kan de elektromagnetische maximum-beveiliging 10 met voordeel voor de beide ketens 5. 6 gemeenschappelijk worden uitgevoerd. Dit laatste is niet mogelijk in het geval er een beveiliging tegen overbelastingsstromen noodzakelijk is, omdat dan elke keten afzonderlijk beveiligd dient te worden om te voorkomen dat in een keten gedurende langere tijd een hogere nominale stroom kan vloeien dan volgens de veiligheidsvoorschriften is toegestaan.

In figuur 3 en 4 is overeenkomstig figuur 2 schematisch een transformatorringkern 13 van een aardfoutstroombeveiliging getoond. Omdat de splitsing van de betreffende installatie in ketens pas aan de van het railsysteem 2 afgekeerde zijde van de schakelaar 15 plaatsvindt, kan volstaan worden met twee primaire wikkelingen c.q. kunnen de afmetingen van de ringkern 13 evenredig kleiner zijn voor het omvatten van een fase- en nulleider in vergelijking tot de schakeling volgens figuur 2, waarbij de afmetingen van de ringkern 13 voor het omvatten van vier of meer geleiders geschikt dienen te zijn.

Een voor toepassing in de onderhavige aanvrage geschikte stroombe-veiligingseenheid 16 is beschreven en in het bijzonder getoond in figuur 2 van de niet-voorgepubliceerde Nederlandse octrooiaanvrage 87.03170 ten name van aanvraagster, welke door verwijzing als hier ingelast dient te worden beschouwd.

Uiteraard kan ook in de schakeling volgens fig. 3 een stroombe- grenzingseenheid 16 worden opgenomen, zoals getoond in fig. 4.

Hoewel in het voorgaande de beveiligingsschakeling volgens de uitvinding is beschreven aan de hand van een uitvoeringsvorm met dubbelpolige schakelaar, zal het duidelijk zijn dat een uitvoeringsvorm als enkelpolige schakelaar met dezelfde voordelen in vergelijking tot in de praktijk bekende enkelpolige beveiligingsschakelingen kan worden toegepast.

Claims (8)

1. Beveilingsschakeling voor een uit meerdere ketens van een fase-en nulleider bestaande enkelfasige elektrische wisselstroominstallatie voor het voeden van een elektrische belasting, waarvan de nominale stroom groter is dan de nominaal in een keten toelaatbare stroom, omvattende schakelmiddelen ingericht voor het in reactie op een foutstroom in stroomloze toestand brengen van de betreffende elektrische installatie, met het kenmerk, dat de schakelmiddelen één enkel- of dubbelpolig uitgevoerde schakelaar omvatten, met een eerste aansluitzij-de voor het ten minste aansluiten van de faseleider van een energietoe-voerleiding voor de betreffende elektrische installatie en met een tweede aansluitzijde voor het ten minste aansluiten van de faseleiders van de betreffende ketens, waarbij in de elektrische installatie aan de tweede aansluitzijde van de schakelaar middelen zijn opgenomen voor het in een reactie op een foutstroom in stroomloze toestand brengen van de betreffende elektrische installatie.

2. Beveilingingsschakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de middelen voor het in reactie op een foutstroom in stroomloze toestand brengen van de betreffende elektrische installatie voor elke keten afzonderlijk op de schakelaar aangrijpende middelen voor het detecteren van een excessieve stroom en middelen voor het detecteren van een overbelastingsstroom omvatten.

3. Beveiligingsschakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de middelen voor het in reactie op een foutstroom in stroomloze toestand brengen van de betreffende elektrische installatie voor alle ketens gemeenschappelijk op de schakelaar aangrijpende middelen voor het detecteren van een excessieve stroom en voor elke keten afzonderlijk op de schakelaar aangrijpende middelen voor het detecteren van een overbelastingsstroom omvatten.

4. Beveiligingsschakeling volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, dat de middelen voor het detecteren van een excessieve stroom als elektromagnetische maximum- en de middelen voor het detecteren van een overbelastingsstroom als thermische maximum-beveiliging zijn uitgevoerd. 3. Beveiligingsschakeling volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat deze verder stroombegrenzingsmiddelen omvat, voor het tot een vooraf bepaalde waarde begrenzen van een excessieve stroom in de elektrische installatie, met een eerste aansluitzijde voor het ten minste aansluiten van de faseleider van de energietoevoerleiding en een tweede aansluitzijde waarop de schakelaar, ten minste voor wat betreft de faseleider, met zijn eerste aansluitzijde is aangesloten.

6. Beveiligingsschakeling volgens één of meer van de conclusies 2 t/m 5, met het kenmerk, dat de middelen voor het in reactie op een fout-stroom in stroomloze toestand brengen van de betreffende elektrische installatie voor alle ketens gemeenschappelijk op de schakelaar aangrijpende aardfoutstroomdetectiemiddelen omvatten, voorzien van een transformatorkern met een eerste en tweede, respectievelijk in de fase-en de nulleider opgenomen, primaire wikkeling en tenminste één secundaire wikkeling voor het detecteren van een verschilstroom tussen de eerste en tweede primaire wikkeling.

7· Elektrische schakelaar, geschikt voor gebruik in de beveilings-schakeling volgens één of meer van de voorgaande conclusies, omvattende een behuizing met een enkel of dubbel uitgevoerd contactenpaar, respectievelijk voor het enkel- of dubbelpolig schakelen van een elekstrische installatie, een veerstelsel en bedieningsmiddelen voor het met behulp van het veerstelsel met de hand of via een stuurinrichting automatisch onder invloed van een foutstroom in de betreffende elektrische installatie bedienen van het enkele of dubbele contactenpaar, met een eerste aansluitzijde gevormd door een enkel respectievelijk dubbel aansluitpunt waarop het ene contact van het enkele respectievelijk dubbele contactenpaar is aangesloten, en een tweede aansluitzijde gevormd door een enkele respectievelijk dubbele groep van onderling verbonden aansluitpunten, waarop het andere contact van het enkele, respectievelijk dubbele contactenpaar is aangesloten, waarbij met de aansluiting van het genoemde andere contact van een contactenpaar en elk aansluitpunt van de bijbehorende groep verbonden middelen voor het per aansluitpunt detecteren van een overbelastingsstroom zijn verschaft en waarbij in serie met het betreffende contactenpaar gekoppelde middelen voor het detecteren van een excessieve stroom zijn voorzien.

8. Schakelaar volgens conclusie 7. met het kenmerk, dat de middelen voor het detecteren van een excessieve stroom per aansluitpunt van een groep van aansluitpunten van een magneetwikkeling zijn voorzien, en waarbij de middelen voor het per aansluitpunt van de betreffende groep van aansluitpunten detecteren van een overbelastingsstroom een verwar-mingsorgaan van een bimetaalelement omvatten, welke magneetwikkeling en verwarmingsorgaan tussen een bijbehorend aansluitpunt en het genoemde andere contact van de schakelaar in serie zijn geschakeld.

9. Schakelaar volgens conclusie 7. met het kenmerk, dat de middelen voor het detecteren van een excessieve stroom van een, voor een groep van aansluitpunten gemeenschappelijke magneetwikkeling zijn voorzien, en waarbij de middelen voor het per aansluitpunt van de betreffende groep van aansluitpunten detecteren van een overbelastingsstroom een verwar-mingsorgaan van een bimetaalelement omvatten, welke gemeenschappelijke magneetwikkeling en verwarmingsorgaan tussen een bijbehorend aansluitpunt en het genoemde andere contact van de schakelaar in serie zijn geschakeld.