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Selbsttätige Abschaltevorrichtung für örtliche Stromverteilungsanlagen, insbesondere
Hausinstallationen.
Die bisher angewendeten Mittel zur Verhütung der Schädigungen von Personen und Vorrichtungen durch die in Stromverteilungsnetzen entstehenden Fehler, nämlich die Erdung einzelner Teile, die Isolierung, die Nullung, die Herabsetzung der Spannung durch Transformatoren mit getrennten Wicklungen, genügen nicht für alle vorkommenden Störungsfälle. Zum Teil ist die Anwendung der Sicherheits-
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durchführen lässt. Die Erfindung betriftt eine Stromverteilungsanlage, bei welcher mittels eines Schalters, der gleichzeitig als Hauptbehalter dienen kann, bei allen Störungsfällen die Hausanlage selbsttätig abgeschaltet und damit eine Verletzung von Menschen und Tieren sowie eine Beschädigung von Lampen, Motoren u. dgl. verhindert wird.
Nach der Erfindung werden die Phasenleitungen und der Nulleiter isoliert, in an sieh bekannter Weise in einer Metallrohrleitung bzw. einem Metallmantel verlegt, und es wird diese Rohrleitung mit dem Nulleiter durch eine Leitung verbunden, welche den Elektromagnet eines Ausschalters enthält, welcher
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Strom durch diese Leitung zum NuHeiter fJiesst. Mit diesem MetaHmantel verbindet man zweckmässig die Motorgehäuse, Schaltapparate u. dgl., damit ein übertritt des Stromes auf sie die gleiche Wirkung hat, wie ein Stromübertritt auf den Leitungsmantel.
Durch diese Anordnung werden viele Störungen durch sofortiges Abschalten des Hausnetzes unschädlich gemacht. Man kann die Vorrichtung für alle vorkommenden Störungen wirksam machen, indem man in den Nulleiter hinter dem Schalter einen Wider- stand einbaut, der dem Wideistand der Auslösespule gleich ist und ferner die gesamte Sehaltvorrichtung in ein von dem Leitungsmantel isoliettes Gehäuse einbaut. Der Schalter kann dabei gleichzeitig als Maximalausschalter ausgebildet und auch als Hauptschalter verwendet werden. Er wird zweckmässig in bekannter Weise a] s Freiauslösungsschalter eingerichtet. Die Schaltvorrichtung kann dann die bisher üblichen Hausanschlusskästen ersetzen.
Die Gesamtanlage wird nicht teurer als bei der bisher üblichen Ausbildung, gewährt aber vollkommenen Schutz.
Man kann die Einrichtung dadurch noch verbessern und vereinfachen, dass man dem selbsttätigen Schalter ausser den Maximalspulen der Phasenleitungen auch eine Maximalspule des Nulleiters gibt, wobei
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leiters kann dann gleichzeitig den Widerstand ersetzen, wenn man ihren Widerstand etwa gleich dem der Spule macht, die zwischen Nulleiter und Rohrleitung liegt.
Diese Ausbildung der Sicherheitseinrichtung bietet mehrfache Vorteile. Zunächst wird der Gesamt-
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tritt. Dass die Fortlassung einer Phasenspule statthaft ist, ergibt sich ohne weiteres, da ja bei Kurzschluss zwischen zwei Phasen trotzdem stets eine Maximalspule im Stromkreis liegt und bei Kurzschluss zwischen den spulenlosen Phasen und dem Nulleiter die Nulleitungsspule den Schalter betätigt.
Es wird aber auch die Wirkung der Einrichtung verbessert. Der Nulleiter, der in der Hausanlage
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für die betreffenae Anlage vorgesehenen Maximalbelastung des Nulleiters angepasst wird, so dient sie gleichzeitig zur Verhinderung eines Mehranschlusses zwischen Phase und Nulleiter.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen dargestellt.
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Schalter zweigt vom Nulleiter eine Leitung p ab, die zu der Metallrohrleitung 0 führt und die Spule r eines ebenfalls auf den Ausschalter a wirkenden Elektromagneten enthält. Die Ausschaltung durch diesen Magneten erfolgt schon bei verhältnismässig geringem Stromdurchgang. Der Nulleiter n enthält einen Widerstand s, der dem Widerstand der Spule l'entspricht. Die ganze Schalteinriehtung ist in ein Gehäuse t
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enthält einen Prüfkontakt, z. B. Drückknopf v.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung wird im folgenden unter Zugrundelegung verschiedener Störungen erläutert : Kurzschluss zwischen dem Nulleiter und einem Phasenleiter.
Es kommt eine der Maximalspulen b, e, il zur Wirkung, so dass der Schalter a geöffnet wird. Im gleichen Sinne wirkt die Spule r, da zwischen dem Nulleiter und Erde und entsprechend zwischen dem Nulleiter und der Rohrleitung o eine Spannungsdifferenz auftritt, die Spule r somit durchflossen wird.
Es besteht also ein doppelter Schutz.
Körper-oder Erdschluss eines Phasenleiters.
Da die Gehäuse der Motoren usw. mit dem Rohr o verbunden sind, fliesst ein Strom von der Störungsstelle über die Rohrleitung o die Spule r zum Nulleiter, so dass durch die Spule r die Abschaltung erfolgt.
Unterbrechung des Nulleiters im Ortsnetz.
In diesem Falle könnte ein Unfall durch das herabhängende Ende des abgetrennten Nulleiters hervorgerufen werden, wenn dieser Teil über eine Lampe od. dgl. Spannung von einem Phasenleiter her erhält. Es fliesst dann durch die Spule l'zur Rohrleitung o, d. h. da diese an Erde liegt, zur Erde und durch diese zum Sternpunkt des Transformators ein Strom und es erfolgt Abschaltung. Es wird somit verhütet, dass die an den Nulleiter angeschlossenen Lampen usw. durch Überspannung zerstört werden und Menschen oder Tiere Schädigungen erleiden. Der Schalter kann so eingerichtet werden, dass die Spule r schon bei dem Strom abschaltet, der durch das Einschalten einer Lampe zwischen einer Phase und dem abgetrennten Nulleiter hervorgerufen wird, beispielsweise schon bei einem Strom von 0.1 Ampère in der Spule r.
Die Prüftaste v ermöglicht infolgedessen jedem Laien, jederzeit festzustellen, ob die Sicherungsvorrichtung in Ordnung ist. Beim Unterbrechen des Nulleiters mittels dieser Taste muss der Schalter a in Tätigkeit treten, sofern wenigstens eine Lampe im Hausnetz eingeschaltet wurde.
Unterbrechung des Nulleiters in der Innenanlage.
Wenn das abgetrennte Ende des Nulleiters keine Verbindung mit Beleuchtungskörpern, Gehäusen od. dgl. hat, so ist keine Gefahr vorhanden.. Besteht aber eine derartige Verbindung und ausserdem etwa an der Unterbrechungsstelle eine Verbindung mit dem Rohr, so können gefährliche Berührungsspannungen auftreten. Es erfolgt in dem Falle aber auch sofort ein Abschalten des Innennetzes.
Es fliesst ein Strom vom Phasenleiter unmittelbar oder durch Verbrauchsstellen zum abgetrennten Nulleiter und von diesem über die Rohrleitung o, die Leitung p und die Spule r zum nicht abgetrennten
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Teile des Nulleiters Verbindung mit dem Rohr haben, oder wenn der unzerstörte Nulleiter infolge eines Isolationsfehlers Verbindung mit dem Rohr hat, so verhindert der Widerstand s, dass der Strom unter Umgehung der Spule l'zum nicht abgetrennten Teil des Nulleiters fliesst, wenn der Nulleiter Verbindung mit dem Rohr erhält. Da der Widerstand s dem Widerstand der Spule} gleich ist, fliesst die Hälfte des Stromes auch in diesem Falle durch die Spule.
Wenn eine der Phasenleitungen e, t, g in leitende Verbindung mit dem Schaltergehäuse t kommt. so würde, wenn die Isolation bei u fehlte, der Schalter a zwar geöffnet werden, da aber die Körperschlussstelle in dem Falle vor dem Schalter liegt, würde trotzdem eine Spannungsdifferenz zwischen der Metallrohrleitung o und Erde bestehen. Ein Körperschluss an der angegebenen Stelle kann zwar leicht durch besonders gute Isolation der kurzen Leiterstücke e, f, g innerhalb des Gehäuses t ausgeschlossen werden.
Um aber für alle Fälle zu verhindern, dass im Falle des Körperschlusses auch die ganze Rohrleitung o unter Spannung kommt, wird das Gehäuse t durch das Isolationsstück u von der Rohrleitung o getrennt.
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vierpoligen Ausschalter a geführt, von dem die Phasenleitungen i, 7c, m und der Nulleiter n zum Hausnetz führen. Diese Leitungen sind in einem Metallrohr o verlegt, das durch die Leitung/), über die Spule r mit dem Nulleiter verbunden ist.
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Der Schalter a besteht nunmehr aus zwei Phasenspulen b und d, die in den Leitungen i und m liegen. Die dritte Phasenleitung k ist unmittelbar an das Schalterkontaktstilek angeschlossen. Dafür besitzt der Schalter aber noch eine Nulleiterspule w, die etwa den gleichen Widerstand besitzt, wie die Spule r. Die Wirkung dieser Einrichtung ist die gleiche, wie die der in Fig. 1 dargestellten Ausführungform. Der Schalter unterbricht bei jeder Störung (z. B. Kurzschluss zwischen zwei Phasen, Kurzschluss zwischen einer Phasenleitung und dem Nulleiter, Körper-oder Erdsehluss eines Phasenleiters, Unterbrechung des Nulleiters im Ortsnetz, Unterbrechung des Nulleiters im Hausnetz).
Ausserdem ist aber, trotz der Vereinfachung, nun auch der Nulleiter selbst gesichert und es ist verhindert, dass zwischen eine Phase und dem Nulleiter mehr angeschlossen wird als vorgesehen ist, da bei zu hoher Stromstärke im Nulleiter die Spule ? das Hausnetz abschaltet.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Selbsttätige Abschalteinrichtung für örtliche Stromverteilungsanlagen, insbesondere Hausinstallationen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem isoliert im Metallmantel verlegten Nulleiter (n) und den Metallmantel (o) eine Hilfsleitung (p) geschaltet ist, in der eine Spule (r) des selbsttätigen Schalters (a) dieser Verteilunsanlage liegt.