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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Schutz gegen Fehlerströme mit einem in den Betriebsstromkreis geschalteten Summenstromwandler.
Es ist eine Schaltungsanordnung bekannt, bei der im Fehlerfall bei Erdschluss eine Verringerung des Fehlerstromes eintritt. Dies wird dadurch erreicht, dass in den Betriebsstromkrei. sen eine Drossel mit Eisenkern jeweils einem Leiter zugeordnet sind. Bei erdschlussfreiem Betrieb ist bei geeigneter Wahl der Wicklungsanschlüsse bzw. des Wicklungssinnes der Drossel der Summenstrom gleich Null und es erfolgt keine Magnetisierung des Eisenkerns. Im Falle eines Isolationsfehlers bzw. eines Erdschlusses fliesst über die Fehlerstelle und z. B. über den Menschen, der mit dieser Fehlerstelle in Kontakt kommt, ein Fehlerstrom zur Erde ab, wodurch die Summe der Ströme in den Drosselwicklungen nicht mehr Null ist.
Dadurch wird in der dem fehlerhaften Leiter zugeordneten Wicklung der Drossel eine Spannung induziert, die-einen Strom hervorruft, der dem Fehlerstrom entgegengerichtet ist. Der an der Fehlerstelle auftretende Potentialunterschied gegen über der Erde wird dadurch zwar verringert, es ist jedoch durch den verbleibenden geringeren Fehlerstrom die Gefahr für den menschlichen Organismus, insbesondere für die Herztätigkeit, nicht völlig beseitigt.
Die Erfindung hat den Zweck, die schädlichen Auswirkungen-des Fehlerstromes auf den menschlichen Organismus zu beseitigen. Sie stellt sich die Aufgabe, den Fehlerstrom so weit zu kompensieren bzw. eine wirksame Gegenspannung zu induzieren, dass die Einwirkung eines elektrischen Stromes insbesondere auf die Herztätigkeit auf ein ungefährliches Niveau reduziert wird.
Dies wird erfindungsgemässe dadurch erreicht, dass die Sekundärwicklung des Summenstrom-
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: lbetriebsmässig nicht spannungsfiihrenden elektrisch leitenden Teilen nachgeschalteter Geräte verbunden ist und anderseits an einem Erdpotential liegt, so dass die im Erdschlussfall in der Sekundärwicklung induzierte Spannung der Fehlerspannung über dem Körperwiderstand des Menschen entgegenwirkt.
Durch die Erfindung werden die bisher zur Gewährleistung einer hohen Sicherheit notwendigen Schutzschalter mit besonderer Ausschaltcharakteristik entbehrlich, die aufwendig in der Herstellung und Instandhaltung sind. Ebenso wird der hohe Aufwand zu Erzielung der Nullungsfähigkeit des Ortsnetzes vermieden, weil die Verbindung der berührbaren, elektrisch leitenden, betriebsmässig nicht spannungsführenden Teile der angeschlossenen Geräte mit dem Mittelleiter (N) entfallen kann.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel und einer Zeichnung näher erläutert werden.
An die Sekundärwicklungen--l--eines Netztransformators sind über ein Drehstromnetz mit
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3--- des Summenstromwandlers-5--wird einerseits an einen gesondert und isoliert geführten Schutzleiter--7-angeschlossen, anderseits über eine Erdungsleitung-8-an eine Wasserleitung oder einen gesonderten Erder--9-. An den Schutzleiter --7- werden alle berührbaren, elektrisch
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leitenden, aber nicht zum Betriebsstromkreis gehörenden Teile der Geräte --2, 3-- z. B. Gehäuse, Schutzkontakte von Steckdosen, die im Fehlerfalle Spannung annehmen können, angeschlossen. Der menschliche Körper ist durch ein Symbol dargestellt und als Körperwiderstand--10--bezeichnet.
Dem Summenstromwandler--5--sind Sicherungen--11--vorgeschaltet.
Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist folgende :
Im ungestörten Betrieb ist die Summe der Ströme in den Primärwicklungen --4-- des Summenstromwandlers --5-- gleich Null. Im Fehlerfall wird in der Sekundärwicklung --6-- des Summenstromwandlers-5--eine dem Fehlerstrom annähernd proportionale Spannung induziert.
Der Anschluss der Sekundärwicklung --6-- an den Schutzleiter--7--und an die Erdungsleitung - 8-- bzw. den Erder --9- erfolgt so, dass im Fehlerfall die induzierte Spannung den Potentialunterschied zwischen den berührbaren elektrisch leitenden, nicht zum Betriebsstromkreis gehörenden Teilen der Geräte--2, 3-- und der Erde auf einen ungefährlichen Wert reduziert wird. Bei Berühren dieser Teile der Geräte--2, 3-- durch einen Menschen oder ein Tier fliesst durch den
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Tieren fliessende Fehlerstrom nahezu kompensiert wird, wobei die Grösse des Körperwiderstandes --10-- beliebig sein kann.
Durch Anwendung dieser Anordnung wird die Dauer der Abschaltzeit als Kriterium für die Schutzwirkung bedeutungslos. Es ist zu beachten, dass die Abschaltzeit der direkt vorgeschalteten Sicherung die zulässige thermische Belastungsdauer des Summenstromwandlers--5--nicht übersteigt.
Soll auf die Abschaltung des fehlerbehafteten Stromkreises durch die vorgeschaltete Sicherung--l l-- oder eine andere Abschalteinrichtung verzichtet werden, so ist die Signalisation des Fehlerfalles erforderlich. Diese Massnahme kann aber nur dann angewendet werden, wenn durch den Fehlerstrom keine Brandgefahr entsteht. l
PATENTANSPRÜCHE : 1.
Schaltungsanordnung zum Schutz gegen Fehlerströme mit einem in den Betriebsstromkreis
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(6) des Summenstromwandlers (5), dessen übersetzungsverhältnis etwa. l : l beträgt, einerseits über einen Schutzleiter (7) mit den betriebsmässig nicht spannungsführenden, elektrisch leitenden Teilen nachgeschalteter Geräte (2, 3) verbunden ist und anderseits an einem Erdpotential (8, 9) liegt, so dass die im Erdschlussfall in der Sekundärwicklung (6) induzierte Spannung der Fehlerspannung über den Körperwiderstand (10) entgegenwirkt.
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