DE1178932B

DE1178932B - Fehlerstrom-Schutzschalter mit einem Summen-stromwandler und einer Pruefeinrichtung fuer die Schalterfunktion

Info

Publication number: DE1178932B
Application number: DESCH30937A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gerd Lindner
Original assignee: Schutzapp Ges Paris U Co M B H
Current assignee: Schutzapp Ges Paris U Co M B H
Priority date: 1962-02-06
Filing date: 1962-02-06
Publication date: 1964-10-01

Description

Fehlerstrom-Schtzschalter mit einem Summenstromwandler und einer Prüfeinrichtung für die Schalterfunktion Fehlerstromschalter besitzen eine Prüfeinrichtung, die festzustellen gestattet, ob der Schalter elektrisch und mechanisch funktionstüchtig ist. Dies wird dadurch erreicht, daß beim Betätigen einer Prüftaste ein Fehlerstroni, meist größer als der, bei dem der Schalter auslöst, in dem Prüfstromkreis hervorgerufen wird. Löst der Schalter beim Betätigen der Prüftaste aus, so ist der Schalter in Ordnung. Ob jedoch die vom Schalter zu schützende, ihm nachgeschaltete Anlage den Betriebsbedingungen entspricht und. in Ordnung ist, kann nicht ermittelt werden, sondern ruß mit besonderen, zum Teil recht teuren Geräten unter Umständen von Fachkräften gemessen werden. Diese Messungen werden bei Errichtung und Abnahme einer durch einen Fehlerstromschalter geschützten Anlage vorgenommen, jedoch in den meisten Fällen nicht wiederholt, so daß die bei Abnahme in der Anlage vorhandenen gemessenen elektrischen Werte sich im Laufe der Zeit unkontrolliert derart verändern. können, daß die beabsichtigte Schutzwirkung verlorengeht. Das gilt insbesondere für den Erdübergangswiderstand des Schutzleiters in Gegenden, in denen die Bodenleitfähigkeit größeren Schwankungen unterliegt, sowie auch dort, wo z. B. durch den Umbau von elektrischen Leitungen oder bei Ersatz von Wasserleitungsmetallrohren durch solche aus Kunststoff, der Schutzleiterwiderstand gegen Erde unbemerkt höhere Werte annimmt. Ebenso tritt dieser Fall ein, wenn der Schutzleiter gegen das zu schützende Leitungssystem, z. B. gegen den Mittelpunktleiter, eine Spannung annimmt, die einen möglichen Fehlerstrom ganz oder zum Teil kompensieren würde.
Die Erfindung besteht nun darin, daß bei einem Fehlerstrom-Schutzschalter mit einem Summenstromwand:ler sowie einer Prüfeinrichtung zur Prüfung der Schalterfunktion in den Schalter ein zweiter Prüfstromkreis zur Kontrolle der Funktionsfähigkeit und Sicherheit des Schutzleiters eingebaut und beiden Prüfstromkreisen je eine getrennte Wicklung des Summenstromwandlers mit gleicher oder ungleicher Windungszahl zur Herabsetzung der Prüfströme zugeordnet ist. Es können auch beide Prüfstromkreise an einer gemeinsamen Wicklung des Summenstromwandlers oder einer Anzapfung liegen. Ferner ist es möglich, den beiden Prüfstromkreisen ein gemeinsames Widerstandsglied zuzuordnen.
Bei einer praktischen Durchführung der Erfindung kann vorteilhaft jedem Prüfstromkreis ein eigener Schalter mit Betätigungsorgan zugeordnet sein. Eine andere Ausführung läßt die Verwendung eines gemeinsamen Schalters mit einem einzigen Betätigungsorgan zu. In diesem Fasle ist es zweckmäßig, jeder Betätigungseinrichtung des Betätigungsorgans eine bestimmte Prüfung zuzuteilen. Außerdem kann eine Anzeigelampe zur Anzeige der Netzspannung in den Schalter bzw. in, dessen Betätigungsorgan eingebaut sein.
Erfindungsgemäß läßt sich mit einem besonderen Prüfstromkreis feststellen, ob zwischen dem Schutzleiter und dem Mittelpunktleiter oder einem künstlichen Sternpunkt eine Spannung besteht bzw. ob diese Spannung eine zulässige Höhe nicht überschreitet. Für diese Prüfung kann, vorteilhaft ein spannungsabhängiges Relais mit einem Ruhestromkontakt verwendet werden.
Die Erfindung hat den Vorteil, daß adle Prüfmöglichkeiten im Fehlerstrom-Schutzschalter eingebaut und auf einfache Weise durchgeprüft werden können. Die Prüfaussage ist bei alles; Prüfungen eindeutig, d. h., daß bei positivem Prüfbefund dbr Schalter in allen Prüffällen wie bei der bisherigen SchalteTfunktion auslöst. Die Prüfung kann daher auch von einem Laien regelmäßig durchgeführt werden und gewährleistet eine ständige überwachung der gesamten Anlage.
Es ist bereits bei durch Fehlerstrom-Schutzschalter geschützten Maßnahmen vorgesfihlagen, zur üöerprüfung des' ausreichendem einen Erdungsprüfschalter in das mit. dem Schutzschalter nachgeschaltete Netz einzubauen. Abgesehen davon, daß es sich hierbei um ein zusätzlich angeordnetes Gerät handelt, sind die dem. Erfindungsgegenstand eigentümlichen. Merkmale, nämlich alle Prüfmöglichkeiten in einem gemeinsamen, 'Gehäuse und in einfachstor Weise durohfühTen zu können, nicht vorhanden. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt: Es zeigt B i 1 d 1 die Schaltung eines Fehlerstrom-Schutzschalters mit der erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung, B i 1 d 2 eine praktische Ausführung des Schalters für die Prüfeinrichtung.
In der Schaltung bedeuten 1, 3, 5, M, bzw. 2, 4, 6, M" die Anschlußklemmen für Eingang und Ausgang des Fehlerstrom-Schutzschalters. 7 ist die Anschlußklemme für den Schutzleiter SL. Die zugehörige Erdverbindung 8 wird zweckmäßigerweise am Ende der Schutzleitung hergestellt, um die Kontrollwirkung über den gesamten Schutzleiter wirksam werden zu lassen. 9 ist die vor dem Schalter erforderliche Erdung des Mittelpunktleiters M", 10 der Wandler mit den primären Netzwindungen, 11 die sekundäre Netzwicklung, die auf die Auslösespule 12 wirkt und im Fehlerstromfalle das Schloß 13 und dadurch den Schalter 14 auslöst. Die Prüfung auf Funktionstüchtigkeit des Schalters wird ühe.r den Prüfwiderstand 15 und eine dritte zusätzliche Wandlerwicklung 16 durch Betätigen des Schalters 17 durchgeführt. Die Einführung einer dritten Wandlerwicklung bietet hier nicht nur den Vorteil, daß durch Verringerung des Prüfstromes der Prüfwiderstand mit geringerer Leistung ausgelegt werden kann, ohne Gefahr zu laufen, daß er bei längerer Betätigung des Prüfschalters 17 durchbrennt, sondern erlaubt erfindungsgemäß erst eine sichere Durchführung der Prüfung auf ausreichend kleinem Erdwiderstand zwischen der an der Klemme 7 angeschlossenen Schutzleitererde 8 und der Mittelpunktleitererde 9 wie folgt: Der Prüfstromkreis zur Prüfung des Erdwiderstandes wird gebildet aus einem Spannungsteiler, der zweckmäßigerweise aus dem schon für die vorher beschriebene Prüfung an einer Phase liegenden benötigten Prüfwiderstand 15 und dem Widerstand 18 aufgebaut ist und der für die Zeit der Prüfung über einen Schaltkontakt a des Schalters 19 an M, gelegt wird. Am Relais 21, an dem sich dann eine Spannung gegen M, einstellt, die, wenn der dem Schalter 19 nacheilende Schalter 20 den Kontakt a schließt, einen Strom durch die Wandlerwicklung 16 über den Schalter 20, SL, die Schultzleitererde 8 gegen die Mittelpunktleitererde 9 treibt. Der Widerstand 18 wird so dimensioniert, daß bei dem je nach Schalterempfindlichkeit sich ergebenen maximalen Erdungswiderstand sich ein die Wandlerwicklung 16 durchsetzender Strom einstellt, der im Wandlerkern die Durchflutung erzeugt, die gerade noch zur Auslösung ausreicht. Bei geringerem als dem maximalen Erdungswiderstand, also bei ordnungsgemäßer Anlage, löst der Schalter aus, bei einem höheren Erdwiderstand oder bei einer Schutzleiterunterbrechung aber nicht, da dann ein zu geringer oder gar kein Strom die Wandlerwicklung 16 durchfließt. Die Einbeziehung der Wandlerwicklung 16 in diesen Prüfstromkreis bringt hier erfindungsgemäß den Vorteil, daß diese Prüfung mit beliebig kleineren Spannungen als 65 V gegen Erde durchgeführt werden kann, so daß auch bei zu hohem Erdwiderstand oder Schutzleiterunterbrechung an diesem keine gefährliche Spannung anstehen kann.
Zur Prüfung auf Spannung zwischen MP und SL wird ein an SL angeschlossenes spannungsabhängiges Relais 21 über den Schalter 19 (Kontakt b) an Mn gelegt. Dieses Relais besitzt einen Ruhekontakt 21a, der unterbricht, wenn die am Relais anstehende Spannung den eingestellten Wert überschreitet. Wird nun der dem Schplter 19 (Kontakt b) nacheilende, aber mit ihm gekuppelte Schalter 20 (Kontakt b) geschlossen, so fließt, solange die zwischen MP und SL anstehende Spannung kleiner als die eingestellte ist, also auch hier bei Gutbefund, von Phase über den Prüfwiderstand 15, die Wandlerwicklung 16, den Schalter 20b und den Relaiskontakt 21a ein Strom, der wie bei der Schalterfunktionsprüfung ein Auslösen des Fehlerstromschalters bewirkt.
Die gegenüber der bisher bekannten Prüfeinrichtung zusätzlich benötigten Teile 18, 19, 20 und 21 lassen sich innerhalb des Fehlerstrom-Schutzschalters unterbringen. Die entstehenden Mehrkosten sind gering gegenüber dem Vorteil der dauernden überwachungsmöglichkeit der gesamten vom Fehlerstromschalter zu schützenden Anlage.
Zweckmäßig werden die Schalter 17, 19, 20 zu einer baulichen Einheit mit einem Prüfknopf 22 zusammengefaßt, wie dies beispielsweise B _i 1 d 2 zeigt, so daß bei Drehung des Prüfknopfes aus seiner Mittellage nach rechts (Prüfung des Erdungswiderstandes R S L) die Korbtakte 19 a und 20 a stromführend werden, bei einer Drehung nach links (Prüfung der Schutzleiterspannung U M P) die Kontakte 19 b und 20 b und bei Druck in axialer Richtung auf den Prüfknopf der Kontakt 17 (Prüfung der Schalterfunktion). Der Schaltnocken 23 ist hierbei in einer Kulisse 24 geführt, die verhindert, daß dieser bei Druck auf den Prüfknopf gedreht werden kann. Es werden hierdurch Fehlschaltungen vermieden.
In weiterer Vervollkommnung der Erfindung erscheint es zweckmäßig, im Schaltergehäuse oder im gemeinsamen Prüfknopf 22 eine Spannungsanzeigelampe 25 vorzusehen, damit erkannt werden kann, ob die Netzphase, die der Stromversorgung des Prüfteils dient, Spannung führt.

Claims

Patentansprüche: 1. Fehlerstrom-Schutzschalter mit einem Summenstromwandler und einer Prüfeinrichtung zur Prüfung der Schalterfunktion, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß in den Schalter ein zweiter Prüfstromkreis zur Kontrolle der Funktionsfähigkeit und Sicherheit des Schutzleiters eingebaut und beiden Prüfstromkreisen je eine getrennte Wicklung des Summenstromwandlers mit gleicher oder ungleicher Windungszahl zur Herabsetzung der Prüfströme zugeordnet ist.
2. Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Prüfstromkreise an einer gemeinsamen Wicklung des Summenstromwandlers oder einer Anzapfung liegen.
3. Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß den beiden Prüfstromkreisen ein gemeinsames Widerstandsglied zugeordnet ist.
4. Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Prüfstromkreis einen eigenen Schalter mit Betätigungsorgan besitzt.
5. Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beide Prüfstromkreise einen gemeinsamen Schalter mit einem einzigen Betätigungsorgan besitzen.
6. Fehlerstrom-Schutzschaltex nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kontrolle der Spannung ein spannungsabhängiges Relais mit einem Ruhestromkontakt vorgesehen ist.
7. Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzeige-Lampe für die Anzeige der Netzspannung in den Schalter eingebaut ist. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1136 003.