AT398141B - Schaltgerätekombination - Google Patents

Description

AT 398 141 B

Die Erfindung betrifft eine Schaltgerätekombination, bestehend aus einem Überstromschutzschalter mit Schaltmechanismus, Unterbrecherkontakten und Überstromauslösern in den Außenleitern, einem unterbrechungslos durchgeführten Neutralleiter und einer im gleichen Gehäuse angeordneten oder an das Gehäuse anbaubaren, netzspannungsabhängigen Fehlerstrom-Auslöseeinrichtung mit Summenstromwandler, Elektronikschaltung und Auslösereiais, bei dessen Ansprechen das Schaltschloß des Überstromschutzschalters betätigt wird, wobei die Fehlerstrom-Auslöseeinrichtung Fehlerwechselströme und alle Formen von Fehlergleichströmen erfaßt, in Serie mit einem Fehlerstromschutzschalter mit Schaltmechanismus, Unterbrecherkontakten in den Außenleitern und im Neutralleiter und einer Fehlerstrom-Auslöseeinrichtung mit Summenstromwandler und Permanentmagnetauslöser für eine netzspannungsunabhängige Auslösung für Fehlerwechselströme und gegebenenfalls auch für pulsierende Fehlergleichströme.

Den Anstoß zur Erfindung gibt die Technik elektrischer Betriebsmittel, die immer mehr elektronische Bausteine verwendet, die im Fehlerfall Ströme im Schutzleiter verursachen, die auch Gleichstromkomponenten enthalten können. Da man kaum damit rechnen kann, daß sich die Gerätetechnik auf bestimmte Gleichrichterschaltungen einschränken wird, müssen Fehlerstromschutzschalter für alle Formen von Fehlerströmen, also z.B. reiner Wechselstrom, pulsierender Gleichstrom mit verschiedener Welligkeit und glatter Gleichstrom, geeignet sein, das heißt innerhalb vorgeschriebener Grenzen auslösen. Dies ist aber derzeit nur mit elektronischen Auslöseschaltungen möglich, die von der Netzspannung abhängig sind (D-OS 27 30 874, D-OS 28 25 881). Andererseits muß bei reinen Fehlerwechselströmen aus Gründen des Unfallschutzes verlangt werden, daß die Auslösung unabhängig von der Netzspannung erfolgt (AT-PS 383 906).

Diese beiden sich widersprechenden Forderungen können durch zwei voneinander unabhängige Schaltgeräte erfüllt werden. Dazu kommt, daß der Fehlerstromschutzschalter an sich keinen Überstromschutz enthält, bei Überlastungen zu hohe Temperaturen annimmt und daher durch ein besonderes Überstyomschutzorgan, das in den Listen der Hersteller enthalten ist und auf der Anspeiseseite des Fehlerstromschutzschalters installiert wird, geschützt werden muß.

Wenn man dafür einen Überstromschutzschalter verwendet, der auf den Nennstrom des nachgeschalteten Fehlerstromschutzschalters abgestimmt ist, dann erreicht man dadurch Überlastschutz und Kurzschlußschutz.

Des weiteren ist zu beachten, daß Fehlerstromschutzschalter durch die sensible Fehlerstromauslösung ein empfindliches Schaltschloß besitzen, das nicht für das betriebsmäßige Aus- und Einschaiten geeignet ist. Überstromschutzschalter besitzen dagegen robuste Schaltschlösser und sind für häufiges Schalten geeignet.

Zur Schaffung einer Fehlerstromschutzeinrichtung, die allen technischen Anforderungen entspricht, kann nun ein Überstromschutzschalter mit Fehlerstromauslösung und ein Fehlerstromschutzschalter gleicher Polzahl in Serie geschaltet werden. Die Fehlerstromauslösung des Überstromschutzschalters ist dabei netzspannungsabhängig und spricht bei allen Formen von Fehlerströmen an. Die Fehlerstromauslösung des Fehlerstromschutzschalters ist netzspannungsunabhängig und nur für die Auslösung bei Fehlerwechselströmen und gegebenenfalls auch bei pulsierenden Fehlergleichströmen geeignet. Die beiden Schaltgeräte besitzen also zwei voneinander unabhängige Schaltschlösser, die von den jeweils zugeordneten Auslösern betätigt werden.

Da die Schaitgerätekombination zum Schutz bei indirektem Berühren mittels der Fehlerstromschutzschaltung (TT-System) eingesetzt wird, muß auch der Neutralleiter geschaltet werden. Deshalb besitzt der Fehlerstromschutzschalter einen Unterbrecherkontakt im Neutralleiter. Tritt wirklich ein Neutralleiterschluß in der geschützten Anlage auf und hat zu diesem Zeitpunkt der Neutralleiter Spannung gegen Erde, dann löst der Fehlerstromschutzschalter aus. Daher braucht der Überstromschutzschalter keinen Unterbrecherkontakt im Neutralleiter. Der Neutralleiter wird im Überstromschutzschalter unterbrechungslos durchgeführt. Für den Einbau der Elektronik und des Summenstromwandlers in den Überstromschutzschalter ist es günstig, die gleiche Anordnung zu treffen, wie sie bei Leitungsschutzschaltern mit Fehlerstromauslösung bekanntgeworden ist (AT-PS 374 696 und AT-PS 378 444).

Es wird daher der netzspannungsabhängige Fehlerstromauslöser, der aus dem Summenstromwandler, einem Elektronikbaustein und dem Auslösereiais besteht, im Gehäuse des Überstromschutzschalters angeordnet oder an dieses Gehäuse in einer geeigneten Form angebaut. Beim Ansprechen des Auslösere-lais wird der Schaltmechanismus des Überstromschutzschalters entklinkt und der Schutzschalter schaltet ab.

Um nun zu erreichen, daß der Fehlerstromschutzschalter in möglichst neuwertigem Zustand verbleibt und damit einen möglichst hochwertigen Schutz durch Redundanz bei Versagen der elektronischen Fehlerstromauslösung des Überstromschutzschalters sicherstellt, wird erfindungsgemäß eine Zeitverzögerung derart vorgesehen, daß bei Auftreten von Fehlerströmen in beliebiger Höhe und Form und bei Kurzschlüssen und Überlastungen der Überstromschutzschalter anspricht und der Fehlerstromschutzschal- 2

AT 398 141 B ter dagegen in Redundanz die Abschaltung von Fehlerwechselströmen und gegebenenfalls auch von pulsierenden Fehlergleichströmen nur dann durchführt, wenn die Fehlerstromauslösung des Überstromschutzschalters versagt.

Diese Zeitverzögerung der Auslösung des Fehlerstromschutzschalters kann zum Beispiel dadurch erzielt werden, daß der Fehlerstromauslöser des Fehlerstromschutzschalters mit dem Summenstromwandler über eine netzspannungsunabhängige Energiespeicherschaltung verbunden ist. Diese Energiespeicher-schaltungen bestehen aus geeigneten Gleichrichterschaltungen, über die beim Fließen von Fehlerströmen ein Kondensator aufgeladen wird. Nach Erreichen einer bestimmten Ladespannung und damit einer bestimmten Ladeenergie wird ein ladespannungsabhängiges Schaltorgan, z.B. ein Halbleiterbauelement, leitend und das Ansprechen des Fehlerstromauslösers erfolgt durch den Entladestromimpuls des Kondensators.

Bei vierpoligen Schaltgeräten ist jedoch die Leitungsführung von den Außenleiterschaltfluchten zur Neutralleiterbauflucht zwecks Durchführung durch den Summenstromwandler schwierig und infolge der engen Raumverhältnisse auch in der Herstellung kostspielig. Es ist nun eine Anordnung gekanntgeworden (E-PS 0 008 026), die aus der baulich funktionellen Vereinigung eines oder mehrerer einpoliger Leitungsschutzschalter mit Fehlerstromauslösung in Schmalbauweise besteht, wobei der Bauteil, der die Fehlerstromauslösung enthält, in seinem außen gelegenen Klemmenanschlußbereich mit einem frei zugänglich als Durchsteckwandler ausgebildeten Summenstromwandler versehen ist. Bei dieser Lösung werden alle Leitungen (Außenleiter und Neutralleiter) bei der Installation durch den Wandler geführt und dann an die Klemmen angeschlossen. Diese Lösung hat den Nachteil, daß bei Anschluß der Leitungen direkt an die Klemmen (also ohne Durchführung durch den Wandler) ein Betrieb möglich ist, ohne daß die Fehlerstromauslösung funktioniert. Die Normen schreiben abe.r vor, daß ein Betrieb unmöglich sein muß, wenn der Anschluß unter Umgehung des Summenstromwandlers erfolgen kann.

Um diese Vorschrift zu erfüllen und gleichzeitig eine einfache und preisgünstige Lösung bei der Leitungsführung zu erreichen, kann die Neutralleiterbauflucht des Überstromschutzschalters an der oberen oder unteren Schmalseite so ausgebildet werden, daß sie gegenüber den Außenleiterschaltfluchten herausragend den Summenstromwandler derart umschließt, daß die Durchführungsöffnung des Summenstromwandlers von der Schalteraußenseite her zugänglich ist und damit die Primärwindungen der Außenleiter von den Anschlußklemmen durch die Wandleröffnung geführt werden können, während die Primärwindung des Neutralleiters von der Innenseite der Neutralleiterbauflucht ausgehend durch die Wandleröffnung geführt wird. Es ist daher für den Neutralleiter an dieser Stelle keine Anschlußklemme vorhanden.

Die Figuren 1 bis 4 zeigen beispielhaft erfindungsgemäße Ausführungen. Figur 1 zeigt die Bauteile und Schaltung der Schaltgerätekombination. Sie besteht aus dem Überstromschutzschalter mit eigenem Gehäuse -15- in Serie mit dem Fehlerstromschutzschalter mit eigenem Gehäuse --16- mit entsprechenden Klemmen -12--für den Anschluß der Netz- und Verbraucherleitungen im gemeinsamen Gehäuse --11-. Der Überstromschutzschalter besteht aus den Schaltkontakten -6- mit Schaltschloß --5-- und den thermischen und magnetischen Auslösern -7-, sowie dem Fehlerstromauslöser -9-, der über eine elektronische, netzspannungsabhängige Verstärkereinrichtung -10- betätigt wird. Die Erfassung des Fehlerstromes erfolgt durch den Summenstromwandler -8- und die Funktionsprüfung durch die Prüfeinrichtung -13-. Der Fehlerstromschutzschalter besteht aus den Schaltkontakten -2- mit Schaltschloß -1-- und dem Fehlerstromauslöser -4--, der über das Zeitverzögerungselement -14- mit dem Summenstromwandler -3-verbunden ist und somit netzspannungsunabhängig betätigt wird. Die Funktionskontrolle erfolgt ebenfalls durch eine Prüfeinrichtung -13-. Figur 2 zeigt die Ausbildung des Zeitverzögerungselementes -14- als netzspannungsunabhängige Energiespeicherschaltung.

Figur 3 zeigt die erfindungsgemäße Schaltgerätekombination, bei der die Neutralleiterbaufiucht so ausgebildet ist, daß sie über die Außenleiterschaltfluchten herausragend den Summenstromwandler -8-derart umschließt, daß die Durchführungsöffnung -19— von der Schalteraußenseite her zugänglich ist und damit die Primärwindungen der Außenleiter von den Anschlußklemmen des Überstromschutzschalters -17-durch die Wandleröffnung —19-zu den Anschlußklemmen des Fehlerstromschutzschalters -18- geführt werden können, während die Primärwindung des Neutralleiters von der Innenseite der Neutralleiterbauflucht ausgehend durch die Wandleröffnung -19- geführt wird.

Figur 4 zeigt die erfindungsgemäße Schaltgerätekombination mit einer Elektronikschaltung, die in der Neutralleiterbaufiucht untergebracht ist. Der Neutralleiter ist unterbrechungslos durch die Bauflucht geführt, die entweder mit den Außenleiterschaltfluchten fest verbunden oder an diese durch Montage anbaubar ist. Dabei ist das Auslösereiais -9- der Fehlerstromauslösung mit dem Schaltschloß -5- des Überstromschutzschalters mechanisch gekoppelt. Der Summenstromwandler -8- ist in der Neutralleiterbaufiucht so untergebracht, daß die Durchführungsöffnung -19- von der Schalteraußenseite her zugänglich ist. Der Neutralleiter wird von der Innenseite der Neutralleiterbaufiucht durch die Wandleröffnung -19- geführt. Die 3

Claims (1)

1. AT 398 141 B Sekundärwicklung des Summenstromwandlers --8-- ist mit der netzspannungsabhängigen, elektronischen Verstärkereinrichtung --10-verbunden. Bei einem vierpoligen Überstromschutzschalter entsprechend Figur 3 werden dann noch in der üblichen Bauart zusätzliche Außenleiterschaltfluchten angekoppelt. Patentansprüche 1. Schaltgerätekombination, bestehend aus einem Überstromschutzschalter mit Schaltmechanismus, Unterbrecherkontakten und Überstromauslösern in den Außenleitem, einem unterbrechungslos durchgeführten Neutralleiter und einer im gleichen Gehäuse angeordneten oder an das Gehäuse anbaubaren, netzspannungsabhängigen Fehlerstrom-Auslöseeinrichtung mit Summenstromwandler, Elektronikschaltung und Auslösereiais, bei dessen Ansprechen das Schaltschloß des Überstromschutzschalters betätigt wird, wobei die Fehlerstrom-Auslöseeinrichtung Fehlerwechselströme und alle Formen von Fehlergleichströmen erfaßt, in Serie mit einem Fehlerstromschutzschaltermit Schaltmechanismus, Unterbrecherkontakten in den Außenleitern und im Neutralleiter und einer Fehlerstrom-Auslöseeinrichtungmit Summenstromwandler und Permanentmagnetauslöser für eine netzspannungsunabhängige Auslösung für Fehlerwechselströme und gegebenenfalls auch für pulsierende Fehlergleichströme, dadurch gekennzeichnet, daß der in Serie zum Überstromschutzschalter geschaltete Fehlerstromschutzschalter mit netzspannungsunabhängiger Auslösung einen Bauteil zum zeitverzögerten Ansprechen (14) aufweist (Figur 1). Hiezu 4 Blatt Zeichnungen 4