DE1175349B - Fehlerstrom- und Beruehrungsschutzschalung - Google Patents

Description

• Fehlerstrom- und Berührungsschutzschaltung Eine Fehlerstromschutzschaltung mit einer Berührungsschutzschaltung zu kombinieren, erfordert die Anpassung der Schaltung an zwei grundverschiedene Bedingungen, da der zulässige Fehlerstrom wesentlich höher sein kann als der bei einer Berührung höchstzulässige Ableitstrom und weil darüber hinaus eine maximale zulässige Berührungsspannung berücksichtigt werden muß. Trotz dieser Schwierigkeiten konnten Schaltungen entwickelt werden, die allen Bedingungen gerecht werden.
• So ist für ein geerdetes Netz eine Fehlerstrom- und Berührungsschutzschaltung mit einem von einem Summenstromwandler gespeisten Auslöserelais bekannt, bei der für den Berührungsschutz die Masse des Verbrauchers über eine Zusatzwicklung und einen Widerstand geerdet ist. Hierbei sind Wicklung und Widerstand so ausgelegt, daß die für das Ansprechen des Auslöserelais notwendige Unsymmetrie im Summenstromwandler durch den über Erdungsleitung fließenden Fehlerstrom bei dessen zulässigem Höchstwert auftritt, ohne daß dabei die höchstzulässige Berührungsspannung an der Masse des Verbrauchers überschritten wird. Um auch bei unterbrochener Erdungsleitung noch einen Berührungsschutz sicherzustellen, ist beispielsweise zwischen dem Nulleiteranschluß am Verbraucher und der Erdungsseite der in der Erdungsleitung liegenden Zusatzwicklung des .Summenstromwandlers ein Widerstand geschaltet, so daß der über die Masse des Verbrauchers fließende Fehler- oder Ableitstrom über die Zusatzwicklung zum Nulleiter fließt. Der Einsatz dieses Widerstandes bewirkt außerdem, daß bei ordnungsgemäßer Erdleitung das Nulleiterpotential die zulässige Berührungsspannung nicht wesentlich überschreitet, weil der über den Widerstand abfließende Fehlerstrom eine zum Ansprechen des Auslöserelais führende Unsymmetrie im Summenstromwandler zur Folge hat. Diese Schaltung weist insofern einen Mangel auf, als an dem zwischen dem Nullleiter und der Erdungsleitung liegenden Widerstand der über dem Nulleiter auftretende Spannungsabfall dauernd ansteht. Ebenso liegt die Berührungsspannung über diesem Widerstand solange sie die Höhe des Ansprechwertes für das Auslöserelais nicht erreicht hat, wenn beispielsweise die Erdungsleitung unterbrochen ist. Durch die Dauerbelastung des Widerstandes können sich Störungen in der Funktion der Schaltung einstellen.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, diese Mängel zu beheben. Die Erfindung bezieht sich auf eine Fehlerstrom- und Berührungsschutzschaltung mit einem Auslöserelais, einem Summenstromwandler, auf dem eine in einer Erdungsleitung liegende Zusatzwicklung angeordnet ist, und einem Widerstand zwischen dem Nulleiteranschluß am Verbraucher und der Erdungs-Seite der in der Erdungsleitung liegenden Zusatz wicklung, so daß das Auslöserelais sowohl bei einem höchstzulässigen Fehlerstrom wie einem von diesem abweichenden höchstzulässigen die Berührungsspannung bestimmenden Ableitstrom anspricht. Erfindungsgemäß weist der zwischen der Erdungsleitung und dem Verbraucheranschluß des Nulleiters liegende Widerstand einen spannungsabhängigen Schwellwert auf. Damit wird erreicht, daß an dem Widerstand infolge seines hohen Ohtnwertes bei einer unter dem Ansprechwert dauernd anstehenden Spannung nur wenig Leistung umgesetzt wird.
• Um den Schwellwert zu bilden, kann einem ohmschen Widerstand ein spannungsabhängiges Element wie Zenerdioden, Glimmlampe od. dgl. vorgeschaltet sein. Außerdem kann der ohmsche Widerstand durch ein. Relais ersetzt werden, das bei Überschreiten des Schwellwertes anspricht und ein sicheres Funktionieren des Auslöserelais bewirkt.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung in den F i g. 1 bis 3 dargestellt.
• F i g. 1 zeigt eine Schutzschaltung bei einem aus Phase und Nulleiter bestehenden Netz; in F i g. 2 ist eine Schutzschaltung für den Anschluß an ein geerdetes Drehstromnetz dargestellt; F i g. 3 zeigt eine vereinfachte Schutzschaltung. Die Fehlerstrom- und Berührungsschutzschaltung weist als Bauelemente das Auslöserelais 1, den Summenstromwandler 2, den Erdungswiderstand 3 und einen spannungsabhängigen Schwellwert bildenden Widerstand 4 auf. Über die Schutzschaltung wird der Verbraucher 5 von einem geerdeten Netz 6 gespeist. Die Netzerdung erfolgt über einen Widerstand 7, sie kann auch in anderer bekannter Weise durchgeführt sein. Die Leiter des Netzes 6 sind über die Kontakte 8 des Auslöserelais 1 und über Wicklungen 9 des Summenstromwandlers 2 mit dem Verbraucher 5 verbunden. Die Masse 18 des Verbrauchers 5 ist über eine Zusatzwicklung 10 und den Erdungswiderstand 3 geerdet. Die in der das Auslöserelais 1 speisenden Wicklung 11 induzierte Spannung ist so lange Null, wie kein eine Unsymmetrie in der Zuleitung zu dem Verbraucher erzeugender oder ein über die Wicklung 10 fließender unzulässiger Fehlerstrom auftritt. Gleichgültig, auf welche Weise dieser Strom entsteht, wird immer eine Unsymmetrie im Summenstromwandler 2 erzeugt, die das Auslöserelais 1 zum Ansprechen bringt, wodurch das Netz 6 vom Verbraucher 5 getrennt wird.
• Um auch bei unterbrochener Erdungsleitung den Schutz sicherzustellen, besteht eine Verbindung über einen Widerstand 4 zwischen dem erdungsseitigen Spulenanschluß 12 der Erdungsleitung und dem Nullleiteranschluß 1.3 am Verbraucher 5. Eine für die sichere Funktion der Schaltung nachteilige Belastung des Widerstandes 4 durch einen dauernd anstehenden Spannungsabfall über dem Nulleiter bzw. durch die Berührungsspannung bei unterbrochener Erdungsleitung oder hohem Erdungswiderstand wird ausgeschaltet, wenn dieser Widerstand 4 erfindungsgemäß einen spannungsabhängigen Schwellwert besitzt. Zu diesem Zweck sind einem ohmschen Widerstand 14 beispielsweise Zenerdioden 15 oder eine Glimmlampe 16 vorgeschaltet. Auch kann der ohmsche Widerstand 14 selbst temperaturabhängig sein und einen Schwellwert besitzen. Es muß lediglich gewährleistet sein, daß der Widerstand 4 hochohmig ist, solange die Berührungsspannung den zulässigen Grenzwert nicht überschreitet und bei diesem Grenzwert sich so verändert, daß durch den über die Zusatzwicklung 10 fließenden Strom das Auslöserelais 1 zum Ansprechen kommt.
• An Stelle des ohmschen Widerstandes 14 kann in Reihe zu dem Schwellwertbildner 15, 16 auch ein empfindliches Relais 17 geschaltet sein. Damit ergibt sich der Vorteil, beispielsweise durch eine über dieses Relais 17 betätigte Zusatzwicklung auf dem Summenstromwandler 2 oder auf dem Auslöserelais 1, letzteres mit erhöhter Sicherheit zum Ansprechen zu bringen. Dem Relais 17 fällt somit die Aufgabe eines Verstärkers zu. Selbstverständlich kann die Erfindung auch bei einer vereinfachten Schutzschaltung, wie sie in der F i g. 3 dargestellt ist, angewendet werden. Durch den Verzicht auf die Wicklung 10 kann hierbei allerdings nicht mehr auf die beiden Grenzwerte, zulässiger Fehlerstrom und zulässige Berührungsspannung, abgestimmt werden, da der Ansprechwert des Auslöserelais nur mehr von dem Differenzstrom in den Zuleitungen zum Verbraucher abhängig ist. Hinzu kommt, daß bei hohem Erdungswiderstand kein Berührungsschutz mehr gegeben ist.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Fehlerstrom- und Berührungsschutzschaltung mit einem Auslöserelais, einem Summenstromwandler, auf dem eine in einer Erdungsleitung liegende Zusatzwicklung angeordnet ist, und einem Widerstand zwischen dem Nulleiteranschluß am Verbraucher und der Erdungsseite der in der Erdungsleitung liegenden Zusatzwicklung, so daß das Auslöserelais sowohl bei einem höchstzulässigen Fehlerstrom wie einem von diesem abweichenden höchstzulässigen, die Berührungsspannung bestimmenden Ableitstrom anspricht, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (4) einen spannungsabhängigen Schwellwert aufweist.
2. 2. Fehlerstrom- und Berührungsschutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einem ohmschen Widerstand (14) ein den spannungsabhängigen Schwellwert bildendes Element (15) vorgeschaltet ist.
3. 3. Fehlerstrom- und Berührungsschutzschaltung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das schwellwertbildende Element (15) eine Zenerdiode, Glimmlampe (16) od. dgl. ist.
4. 4. Fehlerstrom- und Berührungsschutzschaltung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als ohmscher Widerstand (14) ein beim Überschreiten des Schwellwertes ansprechendes Relais eingesetzt ist.
5. 5. Fehlerstrom- und Berührungsschutzschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais (14) derart in die Schaltung eingreift, daß es beim Überschreiten des Schwellwertes das Auslöserelais sicher zum Ansprechen bringt.