Berührungsschutzeinrichtung für elektrische Geräte. Um an elektrischen Geräten, falls sich ein Isolationsfehler an ihnen einstellt, das Berühren von unter Spannung stehenden Ge räteteilen zu vermeiden, ist es bekannt, zwi schen der Masse des Gerätes und einer Hilfs erde Auslösespule anzuordnen, die beim Auf treten von Fehlerstrom das Abschalten des elektrischen Gerätes veranlasst. Die Wirk samkeit dieser Schutzeinrichtung muss aber von Zeit zu Zeit nachgeprüft werden, da ein Fehler in der zur Hilfserde führenden Schutzleitung nicht zu einem Ansprechen der Schutzeinrichtung führt.
Es besteht die Möglichkeit, dass der Benutzer des Gerätes das Nachprüfen der Schutzeinrichtung unter- läss.t. Da beim Nachprüfen vor dem Anlegen der Prüfspannung die elektrische Verbindung zwischen der Auslösespule und dem Gerät aufgetrennt und danach wieder geschlossen werden muss, besteht weiterhin die Möglich keit, dass nach erfolgter Prüfung keine ein wandfreie Verbindung entsteht. Die Erfindung betrifft eine Berührungs- schutzeinrichtung, die keine Nachprüfung durch den Benutzer der Anlage erfordert und mit einer nicht zu unterbrechenden Schutz leitung arbeitet.
Die Berührungsschutzein- richtung hat eine in der Schutzleitung zwi schen der Masse des Gerätes und der Hilfs erde angeordnete Auslösespule. Erfindungs gemäss durchfliesst ein Prüfstrom dauernd die Schutzleitung, und ein von ihm erzeug tes Magnetfeld wird mit Hilfe eines Gegen magnetfeldes derart überwacht, dass bei Un gleichheit der Felder der Auslösemechanismus eines Schalters betätigt wird.
In der Zeichnung sind mehrere Ausfüh rungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Fig. 1 bis 4 zeigen vier verschiedene Ausführungsbeispiele. Die Fig. 5 und 6 geben konstruktive Einzelheiten für die in Fig. ä dargestellte Berührungsschutzeinrich- tung wieder. Das zu schützende Gerät G ist über den Schalter S an die Netzleitungen angeschlos sen. In den Fig. 1 bis 3 sind die Netzleitun gen mit R, 0 bezeichnet, wobei die Leitung 0 an die Erde R angeschlossen ist.
In der Fig. 4 befindet sieh das Gerät G an den ungeerde- ten Netzleitungen R, T. Mit :61 ist; die Masse des Gerätes, z. B. das Metallgehäuse, bezeich net. Bei allen Ausführungsbeispielen gehört zur Berührungssehutzsehaltung eine Hilfs erde He. Zwischen der Masse 111 und der Hilfserde<I>He</I> befindet sich eine Magnetspule 1, die die weiter tunten beschriebene Wir- kungsweise hat.
Beien Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist ausser der Magnetspule 1 eine zweite Magnet spule 2 vorhanden, die an die beiden Netz leitungen R, 0 angeschlossen ist. Ein nc-i- schen den beiden Enden der Magnetspule \? befindlicher Punkt, z. B. eine Anzapfung der Magnetspule, ist über einen Kondensal;or t' mit der Masse ill des Gerätes verbunden. Die Masse steht infolgedessen dauernd unter Spannung gegenüber der Hilfserde He.
Diese Spannung lässt sich bei geeigneter Bemessung des Kondensators C und der Magnetspule 1 so klein halten, dass sie bei Berührung der Masse des Gerätes nicht gefährlich wirkt.
Bei dieser Berührungsschutzeinrichtung fliesst dauernd ein Prüfstrom von der An zapfung der 3lagnetspule 2 über den Kon densator C, die Masse M und die Magnetspule 1 zur Hilfserde<I>He.</I> Durch die Magnetspule 1 wird ein Magnetfeld erzeugt. Dieses Magnet feld wird durch ein Gegenmagnetfeld der Magnetspule 2 überwacht.
Beide Magnet felder halten sieh, wenn keine Störung in der Anlage vorhanden ist, im Gleichgewicht, indem sie einen in der Zeichnung nicht. dar- ,gestellten Auslöseanker unbeeinflusst lassen. Tritt eine Unterbrechung in der Schutz leitung auf oder vermindert sich die Ab leitung zur Hilfserde, so vermindert sich der zur Hilfserde fliessende Prüfstrom oder hört vollständig auf.
Damit wird das von der lla.gnetspule 1 erzeugte Magnetfeld verrin gert, wodurch das Culeicbge@wicht der Magnet;- felder gestört wird. Bei Störung des Gleich- gewichtes der Magnetfelder führt der Aus löseanker seine Auslösebewegung aus, wo durch der Schalter<B>8</B> das Gerät ausschaltet.
Die Berührungsschutzeinrichtung nach Fig. 1 wird also dauernd von einem über den Aus- liisesli-omkreis fliessenden Prüfstrom über- -acht, so dass eine Nachprüfung der Anlage dm-cli den Benutzer, insbesondere ob die von der Masse zur Hilfserde führende Schutz- leitung in Ordnung ist, nicht notwendig ist. Tritt ein Fehler in der Isolation des Gerätes auf, so verstärkt sieh der zwischen der Masse al und der Hilfserde<I>He,</I> fliessende Strom.
Das Magnetfeld der Magnetspule 1 wird da durch verstärkt und überwiegt das Gegen- rnagnetfeld der Magnetspule 2, wodurch -ieder eine Auslösebewegung des Auslöse- ankers und damit die Ausschaltung des Schalters zustande kommt.
Die Fig. 2 zeigt eine der Fig. 1 ähnliche Berührungaschutzeiurichtung, bei der in Reihe mit den Magnetspulen 1, 2 Gleich- richtervc:ntile 3, 4 und parallel zu den Ma gnetspulen Kondensatoren 5, 6 geschaltet. sind. Mittels eines aus den Kondensatoren 7, 8 bestehenden Spannungsteilers, der sich zwi schen den Netzleitungen R, 0 befindet, ist eine Prüfspannung an die Masse 111 des Ge rätes gelegt.
Diese Berührungsschutzschal- tung ist bei Anschluss an Wechselstromnetze zweckmässig, cla sie von den etwaigen Phasen- versehiebungen zwischen den Strömen der Magnetspule 1 und 2 unabhängige Verhält nisse ergibt:. Die Wirkungsweise gier Berüh- rungsschutzeinrichtung entspricht im übrigen der Berühruugsschutzeinrichtung nach Fig.1.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist ausser den Magnetspulen 1 und 2 eine dritte Magnetspule 9 vorgesehen. Diese Magnetspule ist zwischen die Netzleitung R und die Masse 111 des Gerätes angeschlossen. Es fliesst dauernd ein Prüfstrom von der Netzleitung R über die Magnetspule 9, die Masse M und die Magnetspule 1 zur Hilfs erde He. Die drei Magnetspulen sind so ge schaltet, dass das von dem Prüfstrom in der Magnetspule 9 erzeugte Feld durch ein Ge- genmagnetfeld überwacht wird, das sich aus den beiden Magnetfeldern der Spulen 1 und 2 zusammensetzt.
Wenn in der Anlage keine Störung vorhanden ist, so steht das Magnet feld der Magnetspule 9 im Gleichgewicht mit den Magnetfeldern der Magnetspulen 1 und 2. In diesem Fall ist wieder der Auslöseanker unbeeinflusst. Ist die Schutzleitung unter brochen oder ihre Ableitung vermindert, so überwiegt das Gegenmagnetfeld der Magnet spulen 1 und 2 das Magnetfeld der Spule 9 und veranlasst die Auslösebewegung des Aus, löseankers. Bei einem Isolationsfehler in dem Gerät vergrössert sich der -Strom in der Magnetspule 1, so dass ebenfalls eine Störung in dem Gleichgewicht der Magnetfelder ent steht, die eine Bewegung des Auslöseankers zur Folge hat.
In die Leitung von der Ma gnetspule 9 zur Masse kann eine Prüftaste eingebaut werden, die eine Nachprüfung der Wirksamkeit der Schutzeinrichtung ge stattet. Da diese Taste im Prüfstromkreis angeordnet ist, wird sie mit überwacht, so dass die eingangs geschilderten Nachteile der Prüftaste, die den bekannten Einrichtungen anhaften, hierbei nicht auftreten.
Die Berührungsschutzeinrichtung der Fig. 3 hat den Vorzug, dass die von dem Netz entnommene Prüfspannung nicht durch be sondere Mittel, z. B. Widerstände oder Kon densatoren, auf die beim körperschlussfreien Betrieb erforderliche geringe Höhe von bei spielsweise 10 V gegen die Hilfserde ab gesenkt zu werden braucht. Ausserdem ist die durch den Prüfstrom erzeugte Spannung der Masse gegenüber der Hilfserde infolge des verhältnismässig geringen Widerstandes der Magnetspule 1 nur sehr gering, so dass auch bei höchster Empfindlichkeit des Be dienenden keine physiologischen Wirkungen eintreten können.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 sind beide Netzleitungen R, S nicht geerdet, so da-ss sie keine definierte Spannung gegen über der Hilfserde<I>He</I> aufweisen. Als Span nungsquelle für den Prüfstrom dient ein Kleintransformator T, der zwischen die Netz- leitungen R, S geschaltet ist. Das eine Ende der Sekundärwicklung ist an die Magnet spule 9 und das andere Ende der Sekundär wicklung an die Hilfserde He angeschlossen.
Als Spannungsquelle für den Prüfstrom kann auch ein Transformator verwendet werden, dessen Sekundärwicklung, wie in der Fig. 4 dargestellt ist, an die Hilfserde und die Ma gnetspule 9 angeschlossen ist, dessen Primär wicklung aber unmittelbar von der Ma gnetspule 2 gebildet wird. Die Wirkungs weise dieser Berührungsschutzeinrichtung entspricht völlig der in Fig. 3 dargestellten Einrichtung.
Die Fig. 5 und 6 geben konstruktive Ein zelheiten für die in Fig. 3 dargestellte Be- rührungsschutzeinrichtung wieder. Es han delt sich um die Anordnung der Magnet spulen 1, 2 und 9 und ihr Zusammenwirken auf den Auslösemechanismus des Schalters. Auf der einen Seite der Achse<I>A, A</I> sind die Magnetspulen 1, 2, und auf der andern Seite ist die Magnetspule 9 angeordnet. In der Achsrichtung<I>A, A</I> befindet sich die Dreh achse eines doppelarmigen Ankers 10, dessen einer Arm 11 unter Einwirkung der Magnet spulen 1, 2 und dessen anderer Arm 12 unter Einwirkung der Magnetspule 9 steht.
Es wirkt also auf den Arm 12 das von dem Prüfstrom erzeugte Magnetfeld und auf den Arm<B>1.1</B> das Gegenmagnetfeld, das sich aus den Magnetfeldern der Spulen 1 und 2 zu sammensetzt. Der Anker 10 steuert ein Aus löseglied 13 des weiter nicht gezeichneten Schalters. Dieses Auslöseglied ist um die Achse B, B drehbar, die senkrecht zur Achse <I>A, A</I> steht. Die Steuerung geschieht in der Weise, dass jeder Arm 11, 12 des Ankers 10 einen Vorsprung 14,15 hat, der bei der Anzugs bewegung des Ankers dem Auslöseglied 13 eine Drehbewegung erteilt.
Diese Anordnung der Magnetspulen und das Zusammenwirken mit dem Auslöseglied des Schalters hat den Vorzug einer sehr gedrängten Bauart, so da.ss die zur Berührungsschutzeinrichtung ge hörende Einrichtung einen kleinen Raum bedarf hat.