DE591804C

DE591804C - Arrangement for keeping dangerous electrical voltages away from the body of a commodity

Info

Publication number: DE591804C
Application number: DEF73830D
Authority: DE
Original assignee: Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Current assignee: Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Priority date: 1932-07-30
Filing date: 1932-07-30
Publication date: 1934-01-27

Description

Es ist bekannt, von dem Körper eines Gebrauchsgegenstandes gefährliche elektrische Spannungen dadurch fernzuhalten, daß der Körper über eine einen Selbstschalter betätigende Fehlerstromspule und eine Schutzleitung geerdet wird. Tritt infolge, eines Fehlers an dem Körper des geschützten Gegenstandes eine gefährliche Berührungsspannung auf, so fließt über die Spule und die Schutzleitung ein Fehlerstrom nach der Erde. Durch den Fehlerstrom wird die Spule des Selbstschalters erregt und bringt dadurch den Schalter zur Auslösung. Um jederzeit feststellen zu können, ob die Schutzeinrichtung in Ordnung ist, sind die Berührungsschutzschalter mit einer Prüftaste versehen, mit deren Hilfe die Fehlerstromspule und die Schutzleitung von dem Körper des geschützten Gegenstandes abgeschaltet und zwecks Prüfung vorübergehend über einen Widerstand an die Phasenspannung gelegt werden können.It is known to have dangerous electrical effects from the body of a commodity To keep tensions away by the fact that the body has a self-actuating switch Earthed fault current coil and a protective line. Occurs as a result, one Fault on the body of the protected object creates dangerous contact voltage on, a fault current flows to earth via the coil and the protective line. Due to the fault current, the coil of the circuit breaker is energized and thereby triggers the circuit breaker. To anytime The contact protection switches are used to determine whether the protective device is in order provided with a test button, with the help of which the residual current coil and the protective line from the body of the protected Object is switched off and temporarily via a resistor for the purpose of testing can be applied to the phase voltage.

Es ist nun bekannt, die Schutzeinrichtung so auszuführen, daß der Betriebszustand der Schutzleitung einschließlich der Verbindung der Schutzleitung mit dem Körper des geschützten Gegenstandes geprüft werden kann. Zu diesem Zweck ist der Körper des geschützten Gegenstandes außer über die Fehlerstromspule und die Schutzleitung noch über eine besondere Hilfsleitung, beispielsweise über den mit der Erde dauernd in Berührung stehenden Metallmantel der Installationsleitungen, geerdet, und es ist in den von der Schutzleitung, dem Körper des geschützten Gegenstandes, der Hilfsleitung und der Erde gebildeten Stromkreis eine Hilfsstromquelle mit niedriger Spannung eingeschaltet. Erfindungsgemäß wird nun in diesem Stromkreis eine den Schutzschalter betätigende Minimalstromauslösespule eingeschaltet. Die Minimalstromauslösespule ist derartig bemessen, daß sie den Schutzschalter zum Ansprechen bringt, wenn der von der Hilfsstromquelle durch die Schutzleitung fließende Prüfstrom nicht eine bestimmte. Größe hat. Dies ist dann der Fall, wenn die Schutzleitung oder die Fehlerstromspule an irgend- ' einer Stelle unterbrochen worden oder wenn die Verbindungen der Schutzleitung mit der Erde oder dem Körper des zu schützenden Gegenstandes übermäßig schlecht geworden sind. Erfindungsgemäß muß dabei der Erdübergangswiderstand in der Hilfsleitung wesentlich größer als der Erdübergangswiderstand in der Schutzleitung sein, damit die Fehlerstromspule nicht kurzgeschlossen ist.It is now known to design the protective device so that the operating state of Protective line including the connection of the protective line to the body of the protected Subject can be checked. To this end, the body is protected Object except via the residual current coil and the protective line or via a special auxiliary line, for example via the metal jacket of the installation cables, which is in constant contact with the earth, grounded, and it is in those of the protective line, the body of the protected object, the auxiliary line and the Earth-formed circuit switched on an auxiliary power source with low voltage. According to the invention there is now a circuit breaker actuating in this circuit Minimum current trip coil switched on. The minimum current trip coil is dimensioned in such a way that that it brings the circuit breaker to respond when the from the auxiliary power source The test current flowing through the protective line is not a specific one. Has size. This is the case when the protective line or the fault current coil has been interrupted at any point or if the connections of the protective line with the earth or the body of the person to be protected Item have become excessively bad. According to the invention, the earth contact resistance must in the auxiliary line must be significantly greater than the earth contact resistance in the protective line so that the Residual current coil is not short-circuited.

Vorteilhaft dient die Fehlerstromspule gleichzeitig als Minimalstromauslösespule. Zu diesem Zwecke besitzt die Fehlerstromspule zwei Anker, die beide auf die Verriegelung des Kraftspeichers des Schutzschalters ansprechen und von denen der eine Anker den Kraftspeicher bei einem bestimmten Maximalstrom (Fehlerstrom) und der andere Anker den Kraftspeicher bei einem bestimm-The fault current coil advantageously serves as a minimum current trip coil at the same time. For this purpose, the residual current coil has two armatures, both of which are on the interlock of the energy store of the circuit breaker respond and one of which anchors the energy store at a certain Maximum current (fault current) and the other armature the energy store at a certain

ten Minimalstrom (Prüfstrom) entriegelt. Der Prüfstrom kann über einen Strom- oder Spannungswandler dem Netz oder einer Hilfsbatterie entnommen werden. Der Betriebszustand der Schutzeinrichtung wird entweder wie bisher nur gelegentlich geprüft oder während der jeweiligen Betriebszeit des Gebrauchsgegenstandes oder auch dauernd überwacht. Findet nur eine gelegentlicheth minimum current (test current) unlocked. The test current can be via a current or Voltage converter can be taken from the mains or from an auxiliary battery. The operating state the protective device is either checked only occasionally, as before, or during the respective operating time of the Commodity or continuously monitored. Only finds an occasional one

to Prüfung statt, so muß derjenige Anker der Fehlerstromspule, der bei einem bestimmten minimalen Prüfstrom die Ausschaltung des Schalters herbeiführt, derartig verriegelt werden, daß er nur während der Prüfung frei beweglich ist, weil sonst der Schutzschalter nicht eingeschaltet werden kann. Wird der Betriebszustand der Schutzeinrichtung während der ganzen Betriebszeit des Gebrauchsgegenstandes überwacht, so muß dafür gesorgt werden, daß entweder beim Einschalten des Schutzschalters der Schutzstromkreis zuerst Strom erhält oder daß der Minimalstromanker der Fehlerstromspule bis zur Einschaltung des Schutzschalters verriegelt ist.To test instead, the anchor of the fault current coil that is used in a certain minimum test current causes the switch to be switched off, locked in such a way that it can only be moved freely during the test, otherwise the circuit breaker cannot be turned on. If the operating state of the protective device is during monitored throughout the operating time of the commodity, it must be ensured be that either when the circuit breaker is switched on, the protective circuit first receives current or that the minimum current armature the residual current coil is locked until the circuit breaker is switched on.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß bei einer Berührungsschutzeinrichtung der Betriebszustand der ganzen Schutzleitung einschließlich der Verbindung der Schutzleitung mit dem Körper des geschützten Gegen-Standes geprüft -werden kann. Die dauernde Überwachung des Betriebszustandes der Berührungsschutzeinrichtung hat ferner den Vorteil, daß die Anlage sofort ausgeschaltet wird, sobald in der Schutzeinrichtung ein Fehler auftritt. Wird der Prüfstrom dem Netz entnommen, so hat der neue Schalter außerdem den Vorteil, daß er gleichzeitig als Nullspannungsausschalter verwendet werden kann. Ein weiterer Vorteil der neuen An-Ordnung besteht darin, daß die verhältnismäßig teure Prüftaste in Fortfall kommen kann.The invention has the advantage that, in the case of a touch protection device, the operating state the entire protective line including the connection of the protective line with the body of the protected object can be checked. Continuous monitoring of the operating status of the contact protection device also has the advantage that the system is switched off immediately as soon as the protective device is switched on Error occurs. If the test current is taken from the mains, the new switch has also the advantage that it can also be used as a zero-voltage switch can. Another advantage of the new An arrangement is that the relatively expensive test button can be omitted.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar ist in der Abb. 1 ein Schaltschema der neuen Schutzeinrichtung gezeigt, während in der Abb. 2 ein Teil des neuen Schutzschalters dargestellt ist.In the drawing, an embodiment of the invention is shown, namely a circuit diagram of the new protection device is shown in Fig. 1, while in the Fig. 2 shows part of the new circuit breaker.

In der Abb. 1 ist das Bügeleisen α über den Berührungsschutzschalter b an die Wechselstromquelle c angeschlossen. Der Schutzschalter b ist mit einer gleichzeitig als Minimalstromauslösespule dienenden Fehlerstromspule d und einem Stromwandler β versehen. Der Körper des Bügeleisens α ist über die Schutzleitung f, J₁ geerdet. Über die Hilfsleitung g und den mit der Erde dauernd in Berührung stehenden Metallmantel h der Installationsleitungen ist er ein zweites Mal geerdet. Der Gesamtwiderstand der Hilfsleitung g einschließlich des Übergangswiderstandes der Hilfserdung ist zwecks Vermeidung einer Kurzschließung der Fehlerstromspule d wesentlich größer als der Gesamtwiderstand der Schutzleitung f, J₁ einschließlieh des Widerstandes der Fehlerstromspule d und des Übergangs wider Standes der Haupterdung. In Fig. 1, the iron α is connected to the AC power source c via the contact protection switch b . The circuit breaker b is provided with a fault current coil d, which also serves as a minimum current release coil, and a current transformer β . The body of the iron α is grounded via the protective line f, J _1. It is earthed a second time via the auxiliary cable g and the metal jacket h of the installation cables, which is in permanent contact with the earth. The total resistance of the auxiliary line g, including the contact resistance of the auxiliary grounding, is much greater than the total resistance of the protective line f, J _1, including the resistance of the residual current coil d and the transition resistance of the main grounding, in order to avoid short-circuiting the fault current coil d.

Bei ordnungsgemäßem Betriebe fließt von der Hilfsstromquelle e über die Fehlerstromspule d, die Schutzleitung f, den Körper des Bügeleisens a, die Hilfsleitung g, den Metallmantel h der Installationsleitung, die Erde und die Schutzleitung f_x ein ungefährlicher, niedriggespannter Prüf strom von' bestimmter Größe. Tritt ein Fehler in der Schutzanordnung beispielsweise durch Unterbrechung der Schutzleitung/ ein, so wird die als Minimalstromauslösespule ausgebildete Fehlerstromspule d entregt, wodurch der Schalter b ausgeschaltet wird. Tritt andererseits an dem Körper des Bügeleisens b eine unzulässige Berührungsspannung auf, so fließt über die Schutzleitung f, die Fehlerstromspule d und die Schutzleitung f_t ein Fehlerstrom nach Erde, durch den die Fehlerstromspule d so stark erregt wird, daß sie den Schutzschalter zur Ausschaltung bringt.In normal operation, a safe, low-voltage test current of a certain magnitude flows from the auxiliary power source e via the fault current coil d, the protective line f, the body of the iron a, the auxiliary line g, the metal jacket h of the installation line, the earth and the protective line f _x . If a fault occurs in the protective arrangement, for example due to the interruption of the protective line /, the fault current coil d , which is designed as a minimum current tripping coil, is de-energized, as a result of which switch b is switched off. If, on the other hand, an impermissible contact voltage occurs on the body of the iron b , a fault current flows to earth via the protective line f, the fault current coil d and the protective line f _t , which excites the fault current coil d so strongly that it switches the circuit breaker off .

Wie aus der Abb. 2 zu ersehen ist, dient zur Befestigung der Fehlerstromspule d und go des aus den Kniehebeln i und k bestehenden Kraftspeichers der Träger I₁ der an . der Schaltergrundplatte angebracht werden kann. Die Kontakte des Schutzschalters werden über die Kniehebel m und Wi₁ betätigt, von denen der Kniehebel m_x einen Anschlag η besitzt. Der Hebel i des Kraftspeichers besteht aus einer in einem Ansatz 0 des Trägers / drehbar gelagerten Buchse/» und einer darin verschiebbaren Stange q, zwischen denen eine Feder r angeordnet ist. Der Hebel k des Kraftspeichers, der um die Welle ί drehbar ist, besitzt einen Anschlag t. Er ist als doppelarmiger Winkelhebel ausgebildet. Der Kraftspeicher ist im aufgezogenen Zustande durch die Kniehebel u und U₁ verriegelt, von denen der Hebel u um eine feststehende Achse drehbar und der Hebel U₁ mit einem Arm des Winkelhebels k verbunden ist. Die Fehlerstromspule d besitzt erfindungsgemäß zwei no Anker ν und V₁, die mit Anschlägen w und W₁ versehen sind, mit deren Hilfe sie den Kraftspeicher entriegeln können. Der Anker V₁ ist im Normalbetrieb von der Spule d nicht angezogen. Tritt aber an dem Körper des geschützten Gegenstandes eine unzulässige Berührungsspannung von bestimmter Größe auf, so daß durch die Spule d ein Fehlerstrom nach der Erde fließt, so wird die Spule d so stark erregt, daß der Anker V₁ ange'zogen wird und mit seinem Anschlag W₁ die Verriegelungshebel u und U₁ des Kraftspeichers eindrückt As can be seen from Fig. 2, the carrier I _{1 of} the an is used to attach the fault current coil d and go of the energy storage device consisting of the toggle levers i and k. the switch base plate can be attached. The contacts of the circuit breaker are actuated via the toggle levers m and Wi ₁ , of which the toggle lever m _{x has} a stop η . The lever i of the energy store consists of a bushing rotatably mounted in a shoulder 0 of the carrier / and a rod q which can be displaced therein, between which a spring r is arranged. The lever k of the energy store, which can be rotated about the shaft ί, has a stop t. It is designed as a double-armed angle lever. The energy store is locked in the pulled-up state by the toggle levers u and U ₁ , of which the lever u is rotatable about a fixed axis and the lever U _{1 is} connected to an arm of the angled lever k . According to the invention, the fault current coil d has two armatures ν and V ₁ , which are provided with stops w and W ₁ , with the aid of which they can unlock the energy store. The armature V ₁ is not attracted to the coil d during normal operation. If, however, an impermissible contact voltage of a certain magnitude occurs on the body of the protected object, so that a fault current flows through the coil d to earth, the coil d is so strongly excited that the armature V _{1 is} attracted and with its Stop W ₁ pushes the locking levers u and U _{1 of} the energy storage mechanism

und diesen dadurch entklinkt. Der Anker ν der Fehlerstromauslösespule d steht unter der Wirkung einer Feder x, die derartig bemessen ist, daß, falls durch die Spule d ein Prüfstrom bestimmter Größe fließt, der Anker ν unter Überwindung der Federkraft χ von der Auslösespule d angezogen wird. Sinkt der Prüfstrom infolge eines Fehlers in der Schutzanordnung unter einen bestimmtenand this unlatches it. The armature ν of the fault current trip coil d is under the action of a spring x, which is dimensioned such that if a test current of a certain magnitude flows through the coil d , the armature ν is attracted by the trip coil d overcoming the spring force χ. If the test current falls below a certain value as a result of a fault in the protective arrangement

to Wert, so daß die Erregung der Spule d so gering wird, daß die Spule d den Anker ν nicht mehr halten kann, so wird der Anker ν durch die Feder χ angehoben, wodurch dieser mit seinem Anschlag w die Verriegelungshebel u und U₁ des Kraftspeichers durchdrückt und diesen entklinkt. Der Hebel m ist mit einem Nocken y versehen, durch den der Anker ν der Fehlerstromspule d nach dem Ausschalten des Schalters bis zu dessen Wiedereinschaltung gegen die Fehlerstromspule d gedrückt wird, damit der Kraftspeicher wieder aufgezogen werden kann.to a value such that the excitation of the coil d is so small that the coil d ν the anchor can not hold more, so the armature is ν raised χ by the spring, so that this with its stop, the locking lever w u and U ₁ of Lift mechanism and unlatched it. The lever m is provided with a cam y through which the armature ν of the fault current coil d is pressed against the fault current coil d after the switch has been switched off until it is switched on again, so that the energy storage device can be opened again.

An Stelle des in der Abb. 1 dargestellten Stromwandlers kann natürlich auch ein Spannungswandler oder eine Batterie als Hilfsstromquelle verwendet werden. Der Wandler kann anstatt vor auch hinter dem Schalter b angeordnet sein.Instead of the current transformer shown in Fig. 1, a voltage transformer or a battery can of course also be used as an auxiliary power source. The converter can be arranged behind the switch b instead of in front of it.

Claims

Patent claims:

i. Arrangement for keeping dangerous electrical voltages away from the body of a commodity, which is earthed in addition to a fault current coil operating a circuit breaker and a protective line via a special auxiliary line, with an auxiliary power source supplying a low-voltage, harmless test current being switched on in the auxiliary circuit formed in this way characterized in that a minimum current release coil (d) acting on the circuit breaker (6) is switched on in the auxiliary circuit,

the switch (b) for. It triggers when the current flowing from the auxiliary power source (e) through the coil (d) falls below a certain value as a result of a fault in the protective device, and that the resistance between the apparatus to be protected via the auxiliary line (g) and Earth is so large that the fault current coil will always respond in the event of dangerous undervoltage on the protective line (f).

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the fault current coil (d) also serves as a minimum current trip coil.

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the fault current coil (d) has two armatures (v, V ₁ ) , one of which armature (v) at a certain minimum current (test current) through a spring (x) and the other Armature (V ₁ ) is raised at a certain maximum current (fault current) through the fault current coil (d) .

4. Arrangement according to claim 1, characterized in that when the operating state of the protective device is only occasionally checked, the minimum current trip armature (v ) is locked during the operating time of the commodity (a) and can only be moved freely during the test.

5. Arrangement according to claim 1, characterized in that the circuit breaker (b) is designed so that when <it is switched off, the protective circuit is switched off and that when it is switched on, the protective circuit first receives current.

6. Arrangement according to claim 1, characterized in that the minimum current trip armature (v) is locked after switching off the switch (b) until it is switched on again.

1 sheet of drawings