CH642482A5

CH642482A5 - Electrical safety device for quick-action disconnection of an electrical mains circuit

Info

Publication number: CH642482A5
Application number: CH1257278A
Authority: CH
Inventors: Joseph C Engel; Michael A Tomko; Theodore M Heinrich
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Priority date: 1977-12-09
Filing date: 1978-12-08
Publication date: 1984-04-13
Also published as: DE2852317C2; DE2852317A1

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Sicherheitseinrich-tung zur Schnellabschaltung eines elektrischen Netzstromkreises nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Elektrische Notschalter zur Unterbrechung elektrischer Netzstromkreise in Notfällen finden vielfach in Laboratorien,

Werkstätten, Fabriken und kommerziellen Einrichtungen Anwendung. Diese Notschalter sind normalerweise grosse, auffällige rote Drucktastenschalter, die an leicht zugänglichen Stellen angeordnet sind, um im Falle einer Notsituation eine schnelle Stromabschaltung zu ermöglichen.

Bei bekannten Sicherheitssystemen ist der Notschalter ein im Ruhezustand offener Drucktaster, über welchen im Betätigungsfall die Auslösespule eines den betreffenden Stromkreis absichernden Schutzschalters erregt wird. Demzufolge müssen gesonderte Leitungsverbindungen zwischen dem Schutzschalter und jedem Ort, an welchem ein Notschalter angeordnet werden soll, hergestellt werden. Die Kosten und die Kompliziertheit dieses zusätzlichen Leitungsnetzes führen häufig dazu, dass tatsächlich weniger Notschalter installiert werden, als eigentlich wünschenswert wären. In anderen Fällen kommt es sogar vor, dass wegen der Kosten und der Kompliziertheit des Sicherheitssystems vollständig auf die Installation eines solchen Sicherheitssystems verzichtet wird.

Sowohl bei den elektrischen Installationen industrieller und kommerzieller Betriebe als auch bei Haushaltsinstallationen ist aufgrund der für die Stromversorgung geltenden technischen Anschlussbedingungen, Sicherheitsbestimmungen und sonstiger technischer Richtlinien ausser einem Überlastschutz auch ein Fehlerstromschutz erforderlich. Die Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen sind normalerweise so ausgelegt, dass sie den betreffenden elektrischen Netzstromkreis schon beim Auftreten von Fehlerströmen abschalten, die sehr viel kleiner als die Auslöseströme der Überlastsicherungen sind. Beispielsweise sind Fehlerstrom-Schutzschalter für Haushaltsinstallationen häufig so ausgelegt, dass sie schon bei einem Fehlerstrom (Erdschlussstrom) von 5 mA auslösen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitseinrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, dass ein besonderes Sicherheitsleitungsnetz entbehrlich ist.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebene Anordnung gelöst.

Die erfindungsgemässe Sicherheitseinrichtung hat den Vorteil, dass sie ausser den ohnehin vorhandenen Leitern des betreffenden Netzstromkreises keine besonderen Sicherheitsleitungen benötigt, in jede beliebige Steckdose einsteckbar, tragbar und leicht auswechselbar ist.

Bei der im Anspruch 2 gekennzeichneten ersten grundsätzlichen Ausführungsform der Erfindung wird beim Schliessen des Schalters eine Verbindung zwischen dem Phasenleiter und dem Schutzleiter hergestellt. Durch Einschalten einer entsprechenden bemessenen Impedanz gemäss den Ansprüchen 5 bis 7 wird sichergestellt, dass beim Schliessen des Schalters kein Kurzschluss entsteht, sondern sich lediglich ein Fehlerstrom mit einer über der Auslösestromstärke des Fehlerstrom-Schutzschalters liegenden Stromstärke einstellt. Durch Betätigung des Schalters wird also absichtlich ein Fehlerstrom verursacht, der den dem betreffenden Stromkreis zugeordneten Fehlerstrom-Schutzschalter auslöst, welch letzterer in den meisten elektrischen Installationsanlager bereits vorhanden und für Neuanlagen ohnehin zwingend vorgeschrieben ist.

Bei Netzsteckdosen-Netzstecker-Systemen mit asymmetrischer Steckkontaktanordnung, d.h. mit festliegender, unver-tauschbarer Zuordnung der einzelnen Steckerkontakte zum Phasenleiterkontakt und zum Nulleiterkontakt der Steckdose reicht ein einfacher Schalter aus, der zwischen den dem Phasenleiter zugeordneten Steckerkontakt und den Schutzleiterkontakt der Steckvorrichtung geschaltet ist (Anspruch 2).

Bei Netzsteckdosen-Netzstecker-Systemen, bei denen die Steckkontakte (beispeilsweise beim deutschen Schuko-System) eine drehsymmetrische Anordnung bilden und die beiden Steckerkontakte für Phase und Null beim Einstecken

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vertauschbar in den Phasenleiterkontakt bzw. den Nulleiterkontakt der Steckdose einsteckbar sind, ist ein zweipoliger Schalter (Anspruch 3) erforderlich, der einerseits mit den beiden Steckerkontakten für Phase und Null und andererseits mit dem Schutzleiterkontakt der Steckvorrichtung verbunden ist und demzufolge bei Betätigung beide Steckerkontakte für Phase und Null gleichzeitig mit dem Schutzleiterkontakt verbindet. Damit ist sichergestellt, dass unabhängig von der Art des Einsteckens der Steckvorrichtung in die Steckdose, auf jeden Fall eine Verbindung zwischen Phasenleiter und Schutzleiter hergestellt wird, die einen Fehlerstrom zur Folge hat.

Bei Mehrphasen-Stromkreisen mit Mehrphasen-Steckdosen reicht ein einfacher Schalter aus, der zwischen einen beliebigen der den verschiedenen Phasenleitern zugeordneten Steckkontakte und den Schutzleiterkontakt der Steckvorrichtung geschaltet ist (Anspruch 4), da der Fehlerstrom-Schutz-schalter stets auslöst, wenn zwischen einer beliebigen Phase und dem Schutzleiter ein Fehlerstrom auftritt.

Die oben erwähnte erste grundsätzliche Ausführungsform der Erfindung ist auch bei ein- oder mehrphasigen Netzstromkreisen anwendbar, die sich hinter dem Fehlerstrom-Schutzschalter verzweigen und bei denen der Phasenleiter jedes Zweiges mit einer eigenen Überlastsicherung abgesichert ist. Durch Betätigung einer Sicherheitseinrichtung nach der Erfindung in einem beliebigen Stromkreiszweig kann dann der gesamte Stromkreis abgeschaltet werden. Dies hat aber bei der genannten Ausführungsform zur Voraussetzung, dass die Überlastsicherung des betreffenden Stromkreiszweiges eingeschaltet ist, also der Phasenleiter des betreffenden Stromkreiszweiges unter Spannung steht. Andernfalls könnte durch Betätigung der Sicherheitseinrichtung kein Fehlerstrom erzeugt werden.

Es kann aber auch wünschenswert sein, eine Stromkreisabschaltung in einem verzweigten und in seinen Zweigen einzeln abgesicherten Netzstromkreis von einem beliebigen Stromkreiszweig aus mittels der erfindungsgemässen Sicherheitseinrichtung auch dann auslösen zu können, wenn die Überlastsicherung des betreffenden Stromkreiszweiges ausgelöst ist und folglich der zugehörige Phasenleiter unterbrochen ist.

Zu diesem Zweck ist bei einer im Anspruch 8 gekennzeichneten zweiten grundsätzlichen Ausführungsform der Erfindung, die in Verbindung mit Fehlerstrom-Schutzschaltern anwendbar ist, die auch beim Auftreten einer niederoh-migen Verbindung zwischen dem Nulleiter und dem Schutzleiter auslösen, der Schalter zwischen den dem Nulleiter zugeordneten Steckerkontakt und den Schutzleiterkontakt der Steckvorrichtung geschaltet. Bei Betätigung stellt der Schalter eine niederohmige Verbindung zwischen Nulleiter und Schutzleiter her, was die Auslösung des Fehlerstrom-Schutz-schalters zur Folge hat.

Da bei starker Stromkreisbelastung auch im Nulleiter beträchtliche Ströme fliessen können, ist mit dem Schalter vorzugsweise eine niederohmige Impedanz zur Strombegrenzung in Reihe geschaltet.

In allen Fällen ist der Schalter vorteilhafterweise ein Drucktaster.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Sicherheitseinrichtung 10 nach der Erfindung zur Erzeugung eines Fehlerstroms zwischen Phase und Schutzleiter,

Fig. 2 eine Sicherheitseinrichtung 10 nach der Erfindung zur Herstellung einer niederohmigen Verbindung zwischen Nulleiter und Schutzleiter,

Fig. 3 eine Abwandlung der Sicherheitseinrichtung nach

Fig. 1 für Steckdosen-Stecker-Systeme mit drehsymmetrischer Steckkontaktanordnung, und

Fig. 4 eine Weiterbildung einer Sicherheitseinrichtung nach Fig. 1 für eine Drehstromsteckdose.

Fig. 1 zeigt einen elektrischen Netzstromkreis 1 mit drei Leitern, nämlich einen Phasenleiter L, einem Nulleiter N und einem geerdeten Schutzleiter G. Der in der Zeichnung links an eine nicht dargestellte Stromquelle (speisendes Netz) angeschlossene Stromkreis 1 weist eine Anzahl von Steckdosen 2 zum Einstecken der Netzstecker anzuschliessender elektrischer Geräte auf; eine dieser Steckdosen ist beispielsweise dargestellt. Die Steckdose 2 weist einen an den Phasenleiter L angeschlossenen Kontakt 3, einen an den Nulleiter N angeschlossenen Kontakt 4 und einen an den geerdeten Schutzleiter angeschlossenen Kontakt 5 auf.

Der Stromkreis 1 ist durch einen zwischen dem speisenden Netz und der ersten Steckdose angeordneten Fehler-strom-Schutzschalter 6 abgesichert, der einen in der Phasenleitung L liegenden Öffner 7 aufweist. Tritt infolge eines Erdschlusses ein Fehlerstrom zwischen dem Phasenleiter L und Erde auf und übersteigt die Fehlerstromstärke einen vorgegebenen Grenzwert, wird der Fehlerstrom-Schutzschalter 6 ausgelöst und durch Öffnen der Kontakte des Öffners 7 wird der hinter dem Fehlerstrom-Schutzschalter liegende Teil des Stromkreises vom Netz abgetrennt.

Die Auslösestromstärke des Fehlerstroms, bei welcher der Fehlerstrom-Schutzschalter 6 anspricht, hängt vom jeweiligen Anwendungsfall ab. Beispielsweise zum Berührungsschutz von Personen ist der Fehlerstrom-Schutzschalter so ausgelegt, dass eine gleichzeitig mit dem Phasenleiter L und Erde in Berührung kommende Person keinen ernsthaften Schaden erleiden kann. Die Auslösestromstärke beträgt zu diesem Zweck etwa 5 mA. Diese Auslösestromstärke ist natürlich sehr viel kleiner als der Überlast-Auslösestrom, da die Überlastsicherung hauptsächlich zum Schutz der Leiter selbst vor Beschädigung durch Überströme mit Stromstärken im Bereich von einigen Ampere oder mehr dient.

Die dargestellte Sicherheitseinrichtung 10 dient dazu, absichtlich einen Fehlerstrom zwischen dem Phasenleiter L und Erde herbeizuführen. Erreicht die Strömstärke dieses Fehlerstroms die Auslösestromstärke des Fehlerstrom-Schutzschalters 6, so löst dieser aus und trennt damit den Stromkreis vom Netz.

Die Sicherheitseinrichtung 10 ist als Steckvorrichtung ausgebildet, die ähnlich einem Netzstecker geformt ist, jedoch einen Schalter 11 in Form eines Drucktasters mit einem Druckknopf 12 enthält. Die Steckerstifte 13,14 und 15 der Steckvorrichtung kommen durch Einstecken in die zugehörigen Kontakte 3,4 und 5 der Steckdose 2 mit den Leitern L, N und G in Verbindung. Der Schalter 11 und ein damit in Reihe geschalteter Widerstand 16 sind zwischen die Steckerstifte 13 und 15 geschaltet, die dem Phasenleiter L bzw. dem Schutzleiter G zugeordnet sind. Demgemäss wird bei Betätigung des Schalters durch Eindrücken des Druckknopfes 12 eine elektrische Verbindung zwischen dem Stift 13 und dem Stift 15 hergestellt, und, wenn die Steckvorrichtung 10 in die Steckdose 2 eingesteckt ist, fliesst dann ein Fehlerstrom vom Phasenleiter L über den Steckdosenkontakt 3, den Steckerstift 13, den Widerstand 16, den Schalter 11, den Steckerstift 15 und den Steckdosenkontakt 5 zum geerdeten Schutzleiter G. Der Widerstandswert des Widerstands 11 ist entsprechend der Netzspannung am Stromkreis 1 so gewählt, dass die Stromstärke des sich ergebenden Fehlerstromes grösser als die Auslösestromstärke des Fehlerstrom-Schutzschalters 6 ist. Bei Betätigung des Drucktasters löst der Fehlerstrom-Schutzschalter 6 also aus und trennt dadurch den Stromkreis 1 bzw. dessen hinter dem Fehlerstrom-Schutzschalter liegenden Teil vom Netz.

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Beispielsweise bei einer Netzwechselspannung von 115 V kann der Fehlerstrom-Schutzschalter 6 auf eine Auslösestromstärke von 5 mA eingestellt sein, so dass eine gleichzeitig mit dem Phasenleiter L und Erde in Berührung kommende Person vor ernsteren Schäden geschützt ist. Bei einer Bemessung des Widerstands 16 mit einem Wert von 10 kD stellt sich bei Betätigung des Drucktasters ein Fehlerstrom von etwa 12 mA ein. Diese Fehlerstromstärke liegt ausreichend über der Auslösestromstärke des Fehlerstrom-Schutzschalters 6,

jedoch weit unterhalb der Überstromauslöseschwelle, bei welcher die Gefahr einer Beschädigung der Leiter des Stromkreises 1 besteht.

Indem für den Widerstand 16 ein Widerstandswert gewählt wird, der einen bei normaler Netzspannung weit über der Auslösestromstärke des Fehlerstrom-Schutzschalters liegende Fehlerstromstärke ergibt, erhält man einen ausreichend grossen Sicherheitsbereich, der gewährleistet, dass auch in Notsituationen, bei welchen die Netzspannung stark abfallen kann, sich ein zum Auslösen des Fehlerstrom-Schutzschalters ausreichend grosser Fehlerstrom einstellt.

Der Widerstand 16 ist für die Wirkungsweise der erfin-dungsgemässen Sicherheitseinrichtung nicht unbedingt erforderlich. Sein Vorhandensein begrenzt jedoch die Grösse des Erdschluss-Fehlerstromes, der sich bei Betätigung des Drucktasters einstellt, so dass billige Schwachstromkontakte für den Schalter 16 verwendet werden können. Anstelle eines Widerstands kann zur Strombegrenzung auch eine Impedanz gewählt werden.

Durch Ausbildung der Sicherheitseinrichtung als Steckvorrichtung erhält man eine Reihe von Vorteilen. Die Steckvorrichtung kann in jede beliebige Steckdose 2 des Stromkreises 1 eingesteckt werden, und es können beliebig viele Steckdosen dieses Stromkreises mit solchen Sicherheitseinrichtungen ausgestattet werden. Die Kosten einer Steckvorrichtung sind viel geringer als die Installationskosten eines Notschalters herkömmlicher Art, der eine gesonderte Verdrahtung zur Herstellung der Verbindung mit der Auslösespule eines Schutzschalters erfordert. Des weiteren kann, wenn beispielsweise an einer vom Netz entfernten Stelle zeitweilig ein Notschalter benötigt wird, die Steckvorrichtung 10 über ein übliches Verlängerungskabel, das in eine Steckdose 2 eingesteckt wird, mit dem Netz verbunden werden. Damit kann die Steckvorrichtung leicht an jeden beliebigen Ort gebracht werden, von welchem aus eine Notabschaltung möglich sein soll. Ausserdem kann die Steckvorrichtung von Personal mitgeführt und an jedem beliebigen Ort benützt werden, an welchem sich eine Steckdose befindet.

Fig. 2 zeigt einen verzweigten Netzstromkreis la, der in der Zeichnung links an eine Stromquelle (speisendes Netz) angeschlossen ist und zwei Phasenleiter LI und L2, einen Nulleiter N und einen Schutzleiter G aufweist. Der Stromkreis la ist mit einem Fehlerstrom-Schutzschalter 6a abgesichert, der pro Phase einen Öffner 7 enthält. Vor dem Fehler-strom-Schutzschalter 6a ist der Nulleiter N geerdet und der Schutzleiter G mit dem Nulleiter verbunden. Hinter dem Fehlerstrom-Schutzschalter zweigen mehrere Zweigstromkreise 21,23,25 ab, die jeweils einen Phasenleiter L', einen Nulleiter N' und einen Schutzleiter G' aufweisen, wobei der Nulleiter N' und der Schutzleiter G' jedes Zweigstromkreises mit dem Nulleiter N bzw. dem Schutzleiter G und der Phasenleiter L' jedes Zweigstromkreises mit einem der beiden Phasenleiter LI und L2 verbunden und jeweils durch einen eigenen, einpoligen Überstrom-Schutzschalter 22 bzw. 24 bzw. 26 abgesichert ist.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Stromkreis kann die oben anhand von Fig. 1 beschriebene Ausführungsform der Sicherheitseinrichtung bei Betätigung des Schalters nur dann zur Auslösung des Fehlerstrom-Schutzschalters führen, wenn der

Überstrom-Schutzschalter 22 bzw. 24 bzw. 26 des betreffenden Zweigstromkreises, mit welchem die Sicherheitseinrichtung durch Einstecken in eine daran angeschlossene Steckdose verbunden ist, nicht abgeschaltet ist. Sollte der betreffende Überstrom-Schutzschalter abgeschaltet sein, ist der Phasenleiter des betreffenden Zweigstromkreises spannungslos und demzufolge kann durch Betätigung der bereits beschriebenen Ausführungsform der Sicherheitseinrichtung kein Fehlerstrom zur Auslösung des Fehlerstrom-Schutz-schalters erzeugt werden.

Die in Fig. 2 dargestellte Sicherheitseinrichtung ermöglicht ein Auslösen des Fehlerstrom-Schutzschalters 6a durch Betätigung einer in eine Steckdose 2 eines beliebigen Zweigstromkreises 21,23 oder 25 eingesteckten Steckvorrichtung 10 auch dann, wenn der Überstrom-Schutzschalter im Phasenleiter L' des betreffenden Zweigstromkreises abgeschaltet ist.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Anordnung weist der Fehler-strom-Schutzschalter 6a zuzsätzlich eine Einrichtung 20 zur Erzeugung von Spannungsimpulsen auf, die über einen Erre-gertransforamtor 27 auf den Nulleiter N übertragen werden. Wird hinter dem Fehlerstrom-Schutzschalter eine niederohmige Verbindung zwischen dem Nulleiter N und Erde hergestellt, wird ein Stromkreis geschlossen, so dass aufgrund der im Nulleiter induzierten Spannungsimpulse Impulsströme fliessen. Der Fehlerstrom-Schutzschalter enthält Mittel, die auf diese Impulsströme ansprechen und den Fehlerstrom-Schutzschalter sofort auslösen, so dass also beim Auftreten einer niederohmigen Verbindung zwischen dem Nulleiter und Erde hinter dem Fehlerstrom-Schutzschalter ein Öffnen der Öffner 7 und somit eine Trennung des gesamten Stromkreises la vom speisenden Netz erfolgt. Dieser Nulleiter-Erdschutz-schlussschutz findet bei Fehlerstrom-Schutzschaltern häufig Anwendung, um die Sicherheit und die Zuverlässigkeit des Fehlerstrom-Schutzschalters zu erhöhen, denn, obwohl ein geerdeter Nulleiter an sich keine Gefahr darstellt, kann ein Erdschluss des Nulleiters die Empfindlichkeit des Fehler-strom-Schutzschalters für auftretende Fehlerströme herabsetzen. Eine eingehendere Beschreibung derartiger Fehlerstrom-Schutzschalter mit Nulleiter-Erdschlussschutz findet sich beispielsweise in den US-Patentschriften 3959693 und 3611035.

Die in Fig. 2 gezeigte Sicherheitseinrichtung 10 dient dazu, absichtlich einen Erdschluss des Nulleiters, d.h. eine niederohmige Verbindung zwischen Nulleiter und Schutzleiter herzustellen. Zu diesem Zweck ist der Schalter 11 der Steckvorrichtung 10 bei der Ausführungsform nach Fig. 2 zwischen den Steckerstift 14, der mit dem an den Nulleiter N' angeschlossenen Steckdosenkontakt 4 zusammenwirkt, und den Steckerkontakt 15 geschaltet, der mit dem an den Schutzleiter G' angeschlossenen Steckdosenkontakt 5 zusammenwirkt. Mit dem Schalter 11 ist ein niederohmiger Widerstand 16a in Reihe geschaltet, der beispielsweise einen Wert von lfi hat. Dieser Widerstand ist zwar für die Wirkungsweise der Sicherheitseinrichtung nicht unbedingt erforderlich, er ist aber, bei starker Belastung des betreffenden Zweigstromkei-ses ein erheblicher Strom durch den Nulleiter fliesst, zur Strombegrenzung vorteilhaft, da dann billige Schwachstromkontakte für den Schalter 11 verwendet werden können. Statt— eines Widerstands kann natürlich auch eine andere Impedanz, beispielsweise eine Spule oder ein Kondensator, zur Strombegrenzung benützt werden.

Bei Betätigung des Schalters 11 durch Eindrücken des Druckknopfes 12 wird als eine elektrische Verbindung zwischen den Steckerstiften 14 und 15 hergestellt, so dass, wenn die Steckvorrichtung 10 in eine Steckdose 2 eingesteckt ist, aufgrund der im Nulleiter N induzierten Spannungsimpulse entsprechende Impulsströme über den Zweigstromkreis-Nul-leiter N', den Steckdosenkontakt 4, den Steckerstift 14, den Schalter 11, den Widerstand 16a, den Steckerstift 15, den

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Steckdosen-Schutzleiterkontakt 5 und den Schutzleiter fliessen können. Diese Impulsströme werden vom Fehlerstrom-Schutzschalter festgestellt, der sodann auslöst und den gesamten Stromkreis la vom Netz trennt.

Die oben mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 beschriebenen s Ausführungsformen sind auf Netzsteckdosen-Netzstecker-Systeme mit einer Steckkontaktanordnung zugeschnitten, bei welcher die drei Steckerkonakte aufgrund ihrer unterschiedlichen Form und ihrer nicht drehsymmetrischen Anordnung beim Einstecken unvertauschbar dem Phasenleiterkontakt 10 bzw. dem Nulleiterkontakt bzw. dem Schutzleiterkontakt der Steckdose zugeordnet sind, so dass also von den Steckerstiften ein bestimmter Steckerstift eindeutig dem Phasenleiter und ein anderer bestimmter Steckerstift eindeutig dem Nulleiter zugeordnet ist. 15

Bei Steckdosen-Stecker-Systemen mit drehsymmetrischer Steckkontaktanordnung und identischer Form der beiden Phase und Null zugeordneten Steckerkontakte, beispielsweise beim deutschen Schuko-System, lässt sicher der Stecker in zwei verschiedenen, nämlich um 180° gegeneinander gedreh- 20 ten Stellungen in die Steckdose einstecken, so dass von den beiden, für Phase und Null vorgesehenen Steckerkontakten je nach der Art des Einsteckens des Steckers in die Steckdose einer dieser beiden Steckerkontakte mit dem Phasenleiter und der jeweils andere dieser beiden Steckerkontakte mit dem 25 Nulleiter in Konakt kommt, wobei diese jeweilige Steckerkontaktzuordnung durch umgedrehtes Einstecken des Stekkers vertauschbar ist.

Bei der Realisierung eines in Verbindung mit Steckdosen eines derartigen Stecker-Steckdosen-Systems zu verwenden- 30 den Sicherheitseinrichtung der oben anhand von Fig. 1 beschriebenen grundsätzlichen Art, bei welcher bei Betätigung ein Fehlerstrom zwischen dem Phasenleiter und dem Nulleiter erzeugt wird, muss deshalb dafür Sorge getragen werden, dass unabhängig von der Art des Einsteckens der 35 wiederum als Steckvorrichtung ausgebildeten Sicherheitseinrichtung in die Steckdose auf jeden Fall eine Verbindung zwischen dem Phasenleiter und dem Nulleiter hergestellt wird.

Fig. 3 zeigt eine Steckvorrichtung 40 in Verbindung mit einer deutschen Schukosteckdose 32. Die Steckdose weist 40 zwei symmetrisch angeordnete Kontakte 33 und 34 gleicher Form auf, die an den Phasenleiter L bzw. den Nulleiter N

angeschlossen sind. Ausserdem weist die Steckdose zwei elektrisch miteinander verbundene Schutzkontaktfedern 35 auf, die an den Schutzleiter G angeschlossen sind.

Entsprechend besitzt die Steckvorrichtung 40 zwei Stekkerstifte 43 und 44, die in die Steckdosenkontakte 33 und 34 einsteckbar sind, und zwei Schutzleiterkontakte 45, die beim Einstecken mit den Kontaktfedern 35 der Steckdose zusammenwirken. Damit nun bei Betätigung des Druckknopfes 12 der Steckvorrichtung 40 ein Fehlerstrom zwischen Phase und Schutzleiter unabhängig davon erzeugt werden kann, ob beim Einstecken der Steckvorrichtung 40 der Steckerstift 43 mit dem Kontakt 33 und der Steckerstift 44 mit den Kontakt 34 oder, bei umgekehrtem Einstecken, der Steckerstift 43 mit dem Kontakt 34 und der Steckerstift 44 mit dem Kontakt 33 der Steckdose 32 in Kontakt kommt, enthält die Steckvorrichtung 40 zwei miteinander gekuppelte und gemeinsam betätigbare Schalter 1 la und IIb, die jeweils einerseits mit den Schutzleiterkontakten 45 und andererseits mit dem Steckerstift 43 bzw. dem Steckerstift 44 verbunden und jeweils mit einem Strombegrenzungswiderstand 46a bzw. 46b in Reihe geschaltet sind.

Fig. 4 zeigt eine Sicherheitseinrichtung zur Erzeugung eines Fehlerstromes, die in eine Drehstromsteckdose eines Drehstromkreises einsteckbar ist.

Die Drehstromsteckdose 52 weist vier Kontakte 53, 54, 55 und 56, die mit dem Nulleiter N bzw. den drei Phasenleitern R, S und T verbunden sind, und einen Schutzleiterkontakt 57 auf, der an den Schutzleiter G angeschlossen ist. Führungsnasen 58 verhindern ein falsches Einstecken eines Steckers.

Die als Steckvorrichtung ausgebildete Sicherheitseinrichtung 60 weist vier Steckerstifte 63, 64, 65 und 66, die dem Nulleiterkontakt 53 bzw. den drei Phasenleiterkontakten 54, 55 und 56 der Steckdose zugeordnet sind, und einen Schutz-leiterkontaktsitft 67 auf. Da es zum Auslösen des Fehlerstrom-Schutzschalters ausreicht, einen Fehlerstrom zwischen einer beliebigen Phase und dem Schutzleiter zu erzeugen, enthält die Steckvorrichtung 60 einen Schalter 61, der mit dem Schutzleiterkontaktstift 67 und einem der drei, den drei Phasen zugeordneten Steckerstiften, nämlich beispielsweise dem der Phase R zugeordneten Steckerstift 64 verbunden und mit einem Strombegrenzungswiderstand 62 in Reihe geschaltet ist.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims

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1 lb; 61) eine Impedanz (16; 46b, 62) in Reihe geschaltet ist.

1. Elektrische Sicherheitseinrichtung zur Schnellabschaltung eines elektrischen Netzstromkreises, der mindestens einen Phasenleiter, einen Nulleiter und einen geerdeten Schutzleiter sowie eine Anzahl von Netzsteckdosen enthält und durch einen Fehlerstrom-Schutzschalter abgesichert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung als in eine Netzsteckdose (2; 32; 52) einsteckbare Steckvorrichtung (10; 40; 60) mit einem im Ruhezustand offenen, handbe-tätigbaren Schalter (11; lia, 1 lb; 61) ausgebildet ist, welcher derart zwischen die Steckerkontakte der Steckvorrichtung geschaltet ist, dass er bei Betätigung einen Fehlerstrom von ein Auslösen des Fehlerstrom-Schutzschalters gewährleistendem Wert zum Schutzleiter (G) fliessen lässt.

2. Elektrische Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (11) zwischen den dem Phasenleiter (L) zugeordneten Steckerkontakt (13) der Steckvorrichtung (10) und deren dem Schutzleiter (G) zugeordneten Steckerkontakt (15) geschaltet ist und bei Betätigung einen Erdschlussstrom zwischen Phasen- und Schutzleiter mit einer die Auslösestromstärke des Fehlerstrom-Schutzschalters (6) übersteigender Stromstärke herstellt.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2 für einen Einphasen-Netzstromkreis und Netzsteckdosen mit drehsymmetrischer Steckkontaktanordnung, bei welcher die beiden Steckerkontakte für Phase und Nulleiter beim Einstekken vertauschbar in die dem Phasen- bzw. Nulleiter zugeordneten Steckvorrichtungskontakte einsteckbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Schalter (lia, 1 lb) vorgesehen sind, die einerseits an die beiden Steckerkontakte (43,44) für Phase (L) und Nulleiter (N) und andererseits an den Schutzleiterkontakt (45) der Steckvorrichtung (40) angeschlossen sind.

4. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2 für einen Mehrphasen-Netzstromkreis mit Mehrphasensteckdosen, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (61) zwischen einen der den Phasenleitern (R, S, T) zugeordneten Steckerkontakte (64,65,66) und den Schutzleiterkontakt (67) der Steckvorrichtung (60) geschaltet ist.

5. Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Schalter (11 ; 1 la,

6. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Impedanz ein Widerstand (16; 46a, 46b; 62) ist.

7. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 5 oder 6,

dadurch gekennzeichnet, dass der Impedanz- bzw. Widerstandswert so bemessen ist, dass die Stromstärke des sich bei Betätigung des Schalters (11 ; 1 la, 1 lb; 61) einstellenden Erdschlussstroms mindestens das Zweifache der Auslösestromstärke des Fehlerstrom-Schutzschalters (6) beträgt.

8. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 für einen Netzstromkreis, bei dem der Fehlerstrom-Schutzschalter auch beim Auftreten einer niederohmigen Verbindung zwischen dem Nulleiter und dem Schutzleiter auslöst, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (11) zwischen den dem Nulleiter (N) zugeordneten Steckerkontakt (14) und den dem Schutzleiter zugeordneten Steckerkontakt (15) der Steckvorrichtung (10) geschaltet ist.