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Einrichtung zum Schutze von elektrischen Stromkreisen, Maschinen od.
dgl. gegen unzulässige Erwärmung Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung
zum Schutze von elektrischen Stromkreisen, Maschinen od. dgl. gegen unzulässige
Erwärmung. Es ist schon vorgeschlagen worden, einen Fehlerstromschutzschalter mit
Summenstromauslöser (sogenannte Differentialschutzschalter) mit Temperatursicherungen
oder Temperaturauslöser in der Weise zu kombinieren, daß für eine Mehrzahl von Stromkreisen
bzw. Maschinen und Geräten ein gemeinsamer Differentialschutzschalter vorhanden
ist, wohingegen für jeden zu schützenden Stromkreis bzw. Maschine oder Gerät nur
ein Temperaturauslöser bzw. ein Satz von Temperaturauslösern mit Schließkontakt
vorgesehen ist, die bei ihrem Ansprechen einen künstlichen Fehlerstrom hervorrufen
und so das Abschalten der Anlage durch den Differentialschutzschalber herbeiführen.
Bei dieser Ausführung wird der künstliche Fehlerstrom dadurch erzeugt, daß der Schließkontakt
der Temperatursicherung einen Leiter oder eine Phase des Verbraucherstromkreises
über einen Widerstaxrd mit Erde verbindet.
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Gemäß der Erfindung kann der künstliche Fehlerstrom in einer zweckmäßigen
Weise auch dadurch herbeigeführt werden, daß die Temperatursicherungen bei ihrem
Ansprechen die zugehörige Leitung oder Phase mit einer an sich bekannten Schutzleitung
verbinden, die unter Umgehung des Summenstromauslösers vor diesem an den Nullleiter
der Anlage angeschlossen ist. Bei dieser Ausführung
der. Schutzeinrichtung
besteht der -Vorteil, daß die Wirksamkeit der Temperatürsicherungen nicht von der
Güte von Erdverbindungen abhängig ist, so daß die Schutzeinrichtung- auch dort mit
vollem Erfolg verwendbar ist, wo eine gute Hilfserde nicht zur Verfügung steht und
die Anbringung einer bis zurr Grundwasser gehenden Erdleitung wegen der hohen Kosten
oder wegen ungünstiger Erdverhältnisse nicht möglich ist. Daneben wird noch eine
bekannte Verbesserung des Fehlerstromschutzes erreicht, die darin besteht, daß bei
Verbindung der nicht stromführenden Teile der Maschinen und Geräte mit der Schutzleitung
und bei Zusammenlegung der aus einem blanken D_ raht bestehenden Schutzleitung mit
den. -Strom. . und Phasenleitungen in einem Isolierrohr oder Kabel die Auslösung
des Schutzschalters nicht-erst beim Berühren von spannungsführend - gewordenen Metallteilen,
sondern sogleich beim Auftreten eines Isolationsfehlers stattfindet.
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In der Zeichnung .ist die Erfindung in einfachen Strichen beispielsweise
dargestellt.
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Dabei sind R, S, T die .drei Phasenleitungen und 0 die Nulleitung
einer Verbraucheranlage, die über einen Schalter 3 mit einem Drehstromnetz .I verbunden
sind. Der Schalter 3 dient zum selbsttätigen Abschalten der Anlage beim Auftreten
von Isolationsfehlern bzw. von dadurch hervorgerufenen Fehlerströmen. Sein Schaltglied
Wird entgegen einer Öffnungsfeder 5 durch eine Klinke 6. -festgehalten, die unter
dem Einfluß eines Summenstromauslösers steht. Zum Summenstromauslöser gehören ein
Stromwandler 7, dessen vier Primärwicklungen 8 in die Phasenleiter R, S, T und den
Nulleiter 0 der Verbraucheranlage eingeschaltet sind, während seine Sekundärwicklung
io mit-- der Spule i i eines zum Ausrücken der Klinke 6 dienenden Auslösers verbunden
ist. Der Auslöser ist vorzugsweise als polarisiertes Relais ausgebildet. Er besteht
aus einem Dauermagneten 12, der den Auslöseanker i-. entgegen der Kraft einer Feder
15 festhält, ihn aber freigibt, -wenn die Spule i i erregt und dadurch die Zugkraft
des Dauermagneten 12 vorübergehend geschwächt wird.
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Die Verbraucheranlage kann beliebig viele verschiedene Stromkreise
bzw. elektrische Maschinen und Geräte enthalten. In der Zeichnung sind ein -Heizofen
oder Kochherd 25 und ein elektrischer Drehstrommotor 26 gezeigt.
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Die Verbraucheranlage enthält zusätzlich zu .den Phasenleitern R,
S, T und dem Nulleiter 0 eine Schutzleitung 18, die vor dem Summenstromauslöser,
nämlich zwischen dem Transformator 7 und dem Schalter 3 an die Nulleitung angeschlossen
ist. Die Schutzleitung 18 besteht vorzugsweise aus einem blanken Draht, der zusammen
mit den drei isolierten Phasenleitern R, S, T und dem isolierten Nulleiter 0 des
Verbraucherstromkreises in einem gemeinsamen Isolierrohr verlegt oder in einem Kabel
od. dgl. vereinigt ist, wobei er zweckmäßig zwischen den Phasenleitern liegt. Die
Schutzleitung ist mit den nicht stromführenden Metallteilen der an die Verbraucherleitungen
R; S, T, 0 angeschlossehen Maschinen, -Geräte, Lampen od. dgl. verbunden,
z. B. bei dem in der Zeichnung angedeuteten Heizofen oder Kochherd mit dem Ofenmantel
bzw. mit -dem Herdmantel und der Herdplatte, beim Motor 26 dagegen mit dem Motorgehäuse.
Bei Vorhandensein von Stromverbrauchern mit Steckeranschluß wird er mit einem zusätzlichen
Kontakt der Steckdose verbunden, an den die Schutzleitung des Verbrauchers, z. B.
eines Bügeleisens, eines elektrischen Kochers od. dgl., durch den Stecker angeschlossen
wird.
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Diese an sich bekannte Einrichtung arbeitet wie folgt: Tritt in,den
an den Verbraucherstromkreisen angeschlossenen Maschinen, Geräten, Lampen od. dgl.
ein Isolationsfehler auf, so daß die Gehäuse oder sonstige nicht stromführende Teile
Spannung erhalten, dann fließt über den Schutzleiter 18 unter Umgehung des Summenstromauslösers
ein Fehlerstrom zum Nulleiter, was das Auftreten eines Differenzstroms auf der Primärseite
des Transformators 7 zur Folge hat. Dadurch wird in der Sekundärwicklung io ein
Strom induziert, der die Spule i i des -polarisierten Relais erregt, so daß der
Dauermagnet 12 vorübergehend geschwächt wird. Der Anker 14 fällt ab und löst die
Sperrklinke 6 des Schalters 3 aus, so daß dieser sich unter dem Einfluß der Feder
5 selbsttätig öffnet und die Verbraucheranlage vom Netz ¢ trennt.
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Bei Anwendung,der Erfindung ist das Leitungs: netz der Verbraucheranlage
außer durch den obenbeschriebenenFehlerstromschutzschalter noch durch drei in die
Phasenleitungen R, S, T eingeschaltete Temperatursicherungen 16 geschützt, die dem
Querschnitt und den Erwärmungsverhältnissen der Leitungen angepaßt sind. Die Temperatursicherungen
16 bestehen vorzugsweise, wie dargestellt, je aus einem Bimetallstreifen, der sich
bei .einer solchen Belastung des zugehörigen Phasenleiters, .die nach Höhe und Dauer
zu einer unzulässigen Erwärmung des Leiters führen könnte, verbiegt und dann eine
kleine, gewöhnlich geöffnete Kontaktvorrichtung 17 schließt; deren einer Kontakt
sich am Bimetallstreifen befindet, während der Gegenkontakt mit der obenbeschriebenen
Schutzleitung 18 in Verbindung steht. Durch das bei Überlastung stattfindende Schließen
der Kontaktvorrichtung 17 wird -der Phasenleiter über die Schutzleitung 18 unter
Umgehung des Summenauslösers mit dem Nulleiter verbunden. Auf diese Weise entsteht
ein künstlicher Fehlerstrom, der das <<Ansprechen des Summenstromauslösers
und damit das Öffnen des Sehalters zur Folge hat, so daß also bei einer unzulässigen
Erwärmung eines Phasenleiters die Verbraucheranlage ebenfalls durch den Fehlerstromschutzschalter
vom Netz getrennt wird. Dasselbe ist der Fall, wenn sämtliche Phasenleiter gleichzeitig
überlastet sind. Denn da einerseits die: Phasenleiter niemals genau gleichmäßig
überlastet werden, andererseits auch die B.imetallstreifen nicht sämtlich genau
übereinstimmend arbeiten, so tritt bei gleichzeitiger Überlastung aller Phasenleiter
stets der Fall ein, daß eine der drei von den Temperatursicherungen 16 beeinflüßten
Kontaktvorrichtungen i 7
vor den beiden anderen geschlossen wird,
so daß ein künstlicher Fehlerstrom entsteht, der das Ansprechen des Summenauslösers
zur Folge hat.
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Die verschiedenen an die Leitungen R, S, T und O angeschlossenen Stromkreise
oder Stromverbraucher sind sämtlich oder zum Teil ebenfalls durch Temperatursicherungen
16' geschützt, die dem Querschnitt ihrer Wicklungen od. dgl. bzw. den Erwärmungsverhältnissen
des betreffenden Verbrauchers angepaßt: sind. Auch diese weiteren Temperatursicherungen
16' sind Bimetallstreifen, die sich bei einer Belastung des Verbrauchers, die nach
Höhe und Dauer zu einer unzulässigen Erwärmung bzw. Gefährdung führen könnte, verbiegen
und dann eine Kontaktvorichtung 17' schließen, deren einer Kontakt am B!imetallstreifen
sich befindet, während der Gegenkontakt wieder mit der Schutzleitung 18 verbunden
ist. Es wird also beim Ansprechen einer der den Stromverbrauchern zugeordneten Temperatursicherungen
16' gleichfalls ein künstlicher Fehlerstrom herbeigeführt, was das Öffnen des Schalters
3 zur Folge hat.
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Natürlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf das dargestellte
Beispiel, vielmehr sind mancherlei Abänderungen desselben sowie andere Ausführungen
. möglich. So kann insbesondere die Schutzleitung 18 einen Widerstand zur Begrenzung
des Fehlerstroms enthalten.