DD241338A1

DD241338A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR MONITORING THE VOLTAGE OF NOLLEITER AGAINST EARTH

Info

Publication number: DD241338A1
Application number: DD28110285A
Authority: DD
Inventors: Enno Hering
Original assignee: Bergmann Borsig Veb
Priority date: 1985-09-27
Filing date: 1985-09-27
Publication date: 1986-12-03

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Abschaltung einer mit der klassischen Nullung ausgefuehrten Ein- oder Mehrphasen-Wechselstromanlage einschliesslich des Nulleiters beim Anstieg von dessen Spannung gegen Erde ueber eine vorgegebene Groesse. Das Nachlegen eines gesonderten, betriebsmaessig nicht stromfuehrenden Schutzleiters in bestehenden Anlagen soll ueberfluessig werden. Es soll ein vierpoliger Fehlerstrom-Schutzschalter einsetzbar sein, bei dem die Pruefeinrichtung von einem Aussenleiterpol und den Neutralleiterpol abgezweigt ist. Erfindungsgemaess ist der Nulleiter ueber den Neutralleiterpol eines Fehlerstrom-Schutzschalters mit einem Hilfserder verbunden. Die Anlage ist in bekannter Weise ueber eine Abschalteinrichtung, z. B. ein Schuetz, an das Versorgungsnetz angeschlossen. Die von einem Aussenleiter des Versorgungsnetzes abgezweigte Steuerstromzuleitung ist Abschalteinrichtung ist ueber zwei gegensinnig in Reihe geschaltete Aussenleiterpole, von denen einer mit dem Abzweig zur Pruefeinrichtung versehen ist, gefuehrt. Die Anschluesse der Steuerstromzuleitung liegen mit dem Anschluss des Nulleiters auf ein und derselben Seite des Fehlerstrom-Schutzschalters. Fig. 1The invention relates to a circuit arrangement for the shutdown of a one or more classic single-phase AC or multi-phase AC system including the neutral conductor when increasing its voltage to earth over a predetermined size. The addition of a separate, operationally non-energized protective conductor in existing systems should be superfluous. It should be used, a four-pole residual current circuit breaker, in which the test device is branched off from a Außenleiterpol and the neutral pole. According to the invention, the neutral conductor is connected to an auxiliary earth conductor via the neutral pole of a residual current circuit breaker. The system is in a known manner via a shutdown device, z. B. a Schuetz, connected to the supply network. The branched off from an outer conductor of the supply network control power supply is shutdown is about two oppositely connected in series outer conductor poles, one of which is provided with the branch to the test device led. The connections of the control power supply lead to the connection of the neutral conductor on one and the same side of the residual current circuit breaker. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Schaltunsanordnung zur Überwachung der Spannung des Nulleiters gegen Erde in einer Ein- oder Mehrphasen-Wechselstromanlage mit der klassischen Nullung und zur Abschaltung dieser Anlage beim Anstieg der zu überwachenden Spannung über eine vorgegebene Größe mittels eines Fehlerstrom-Schutzschalters und eines von diesem gesteuerten Schaltgerätes.The invention relates to a Schaltunsanordnung for monitoring the voltage of Nulleiters to ground in a single or multi-phase AC system with the classic zeroing and shutdown of this system in the rise of the voltage to be monitored over a predetermined size by means of a residual current circuit breaker and controlled by this switching device.

Characteristic of the known technical solutions

Unter klassischer Nullung versteht man die Variante der Schutzmaßnahme Nullung, die durch einen Schutzleiter mit zusätzlicher Neutralleiterfunktion charakterisiert ist. Einen solchen Schutzleiter bezeichnet man auch als Nulleiter. Weitere Varianten sind die stromlose Nullung, bei derein gesonderter, betriebsmäßig nicht stromführender Schutzleiter vorhanden ist, und die Fl-Nullung. Bei dieser dient als Abschalteinrichtung für die Abschaltung bei Körperschluß oder Erdschluß anstelle der sonst üblichen Überstrom-Schutzeinrichtung ein Fehlerstrom-Schutzschalter oder ein von einem Fehlerstrom-Steuerschalter gesteuertes Schaltgerät. Bei der Fl-Nullung, die man auch als schnelle Nullung bezeichnet, wird zumindest hinter der Abschalteinrichtung ein gesonderter, betriebsmäßig nicht stromführender Schutzleiter benötigt.Classical zeroing is the variant of the protective measure zeroing, which is characterized by a protective conductor with an additional neutral conductor function. Such a protective conductor is also called a neutral conductor. Other variants are the currentless zeroing, in which a separate, operationally non-current protective conductor is present, and the Fl-zeroing. In this serves as a shutdown device for the shutdown at body circuit or ground fault instead of the usual overcurrent protection device, a residual current circuit breaker or a controlled by a residual current control switchgear. In the Fl-Zeroing, which is also referred to as fast zeroing, at least behind the shutdown a separate, operationally non-current protective conductor is needed.

Zur Gewährleistung der Sicherheit muß bei der Nullung im Fall eines Körperschlusses mindestens der Abschaltstrom der Überstrom-Schutzeinrichtung fließen, damit diese das fehlerhafte elektrotechnische Betriebsmittel abschaltet. Wenn in einer bestehenden Anlage mit der klassischen Nullung diese Abschaltbedingung nicht erfüllt wird, gilt die Forderung, daß die Spannung des Nulleiters gegen Erde durch einen Schutzschalter überwacht und die Anlage selbsttätig innerhalb von 0,5s abgeschaltet wird, sobald die Spannung des Nulleiters gegen Erde eine vorgegebene Größe überschreitet. Auch in anderen Fällen kann das Bedürfnis nach einer Nulleiterspannungs-Überwachung bestehen. Das gilt insbesondere bei Unzulänglichkeiten der Nullung im Versorgungsnetz, z. B. Nichterfüllung der Abschaltbedingung oder Gefahr der Spannungseinschleppung über den Nulleiter infolge einer Nulleiterunterbrechung oder eines Fehlers im vorgeordneten Hochspannungsnetz.To ensure safety, in the case of zeroing, in the event of a physical fault, at least the cut-off current of the overcurrent protection device must flow so that it shuts off the faulty electrical equipment. If this shutdown condition is not met in an existing system with the classic zeroing, the requirement is that the neutral voltage of the neutral conductor be monitored by a circuit breaker and the system automatically switched off within 0.5 seconds, as soon as the voltage of the neutral conductor to ground exceeds specified size. In other cases, too, there may be a need for neutral-voltage monitoring. This is especially true in case of shortcomings in the zeroing in the supply network, z. B. Non-fulfillment of the switch-off condition or danger of voltage introduction via the neutral conductor as a result of a neutral interruption or a fault in the upstream high-voltage network.

Früher wurden für die Überwachung der Spannung des Nulleiters gegen Erde in Anlagen mit der klassischen Nullung meistens Nulleiterspannungs-Überwachungsschalter eingesetzt. Das waren speziell dafür entwickelte Schutzschalter, die nach dem Prinzip des Fehlerspannungs-Schutzschalter ausgeführt waren und auch wirkten. Der Auslöser des Nulleiterspannungs-Überwachungsschalterswaranden Nulleiter der Anlage und über einen Hilfserdungsleiter an einen Hilfserder angeschlossen und erhielt dadurch annähernd dieSpannung des Nulleiters gegen Erde.In the past, normally-neutral voltage monitoring switches were used to monitor neutral voltage to ground voltage in classic zero-voltage systems. These were specially developed circuit breakers, which were designed and operated on the principle of the fault voltage circuit breaker. The neutral circuit voltage monitor trigger was connected to neutral of the plant and to an auxiliary earth via an auxiliary grounding conductor, thereby approximating the grounding voltage of the neutral.

Für die Nulleiterspannungs-Überwachung sind unter der Bezeichnung Nullungsschutzschalter auch spezielle Schutzschalter mit Fehlerstromauslösung bekannt. Diese Nullungsschutzschalter sind im wesentlichen wie Fehlerstrom-Schutzschalter beschaffen und unterscheiden sich von diesen dadurch, daß im Pol für den Neutralleiter zwischen dem Neutralleiter-Schaltglied und der Neutralleiter-Primärwicklung des Summenstromwandlers eine zusätzliche Anschlußklemme angeordnet ist. An dieser verzweigt sich der vom Versorgungsnetz kommende Nulleiter in den betriebsmäßig nicht stromführenden Schutzleiter und den betriebsmäßig stromführenden Neutralleiter. Die Schaltglieder liegen, in Energieflußrichtung gesehen, vor den Primärwicklungen des Summenstromwandlers. Dadurch wird erreicht, daß bei einem Körperschluß der Fehlerstrom die Außenleiter-Primärwicklung des Summenstromwandlers durchfließt, nicht aber dessen Neutral leiter-Primärwicklung, so daß in der Sekundärwicklung des Summenstromwandlers ein Strom induziert wird, der den Auslöser erregt. Dadurch schaltet der Schutzschalter die Anlage ab. Der bisher beschriebene Teil der Schaltung entspricht in Ausführung und Wirkungsweise der Fl-Nullung, mit dem Unterschied, daß beim Auslösen des Nullungsschutzschalters der Schutzleiter vom Nulleiter getrennt wird.For neutral-voltage monitoring, special circuit-breakers with residual current tripping are also known as zero-current circuit breakers. These zero-circuit breakers are designed essentially as residual current circuit breakers and differ from these in that an additional terminal is arranged in the pole for the neutral between the neutral conductor switching element and the neutral primary winding of the summation current transformer. At this, the neutral conductor coming from the supply network branches into the operationally non-current-carrying protective conductor and the operationally live neutral conductor. The switching elements are, as seen in the direction of energy flow, in front of the primary windings of the summation current transformer. This ensures that at a body closure the fault current flows through the outer conductor primary winding of the summation current transformer, but not the neutral conductor primary winding, so that in the secondary winding of the summation current transformer, a current is induced, which excites the trigger. As a result, the circuit breaker switches off the system. The previously described part of the circuit corresponds in design and operation of the Fl-zeroing, with the difference that when the neutralization circuit breaker of the protective conductor is disconnected from the neutral.

Zur Nulleiterspannungs-Überwachung ist der Neutralleiter durch einen Hilfserdungsleiter, in den meist ein veränderbarer Anpassungswiderstand eingefügt ist, mit einem Hilfserder verbunden. Damit wird erreicht, daß die Spannung des Nulleiters gegen Erde einen Strom durch die Neutralleiter-Primärwicklung des Summenstromwandlers zum Hilfserder treibt. Dadurch wird in der Sekundärwicklung des Summenstromwandlers ein Strom induziert, der den Auslöser erregt. Die Auslösung des Schutzschalters und damit die Abschaltung der Anlage erfolgt spätestens bei der vorgegebenen Größe der Spannung des Nulleiters gegen Erde, falls die Summe aus dem Erdungswiderstand des Hilfserders und der eingestellten Widerstandsgröße des veränderbaren Abgleichwiderstandes so groß ist, daß der Nenn-Auslösefehlerstrom des Nullungsschutzschalters an diesen beiden Widerständen zusammen eine Spannung in der Größe hervorruft, die für die Auslösung vorgegeben ist. Wenn der Erdungswiderstand des Hilfserders allein schon so groß ist, kann der Abgleichwiderstand entfallen.For neutral-voltage monitoring, the neutral conductor is connected to an auxiliary earth conductor by means of an auxiliary grounding conductor, into which usually a variable matching resistor is inserted. This ensures that the voltage of the neutral to ground drives a current through the neutral primary winding of the summation current transformer to the auxiliary earth. As a result, a current is induced in the secondary winding of the summation current transformer, which excites the trigger. The triggering of the circuit breaker and thus the shutdown of the system takes place at the latest at the predetermined size of the voltage of the neutral conductor to ground, if the sum of the earthing resistance of the auxiliary earth and the set resistance of the variable trimming resistor is so large that the nominal tripping fault current of the neutralization circuit breaker Together these two resistors causes a voltage in the size that is predetermined for the triggering. If the earthing resistance of the auxiliary earth electrode alone is already so great, the balancing resistor can be omitted.

Eine ebenfalls bekannte Variante des Nullungsschutzschalters ist mit einem zusätzlichen Fehlerspannungsauslöser ausgestattet, der zwischen den Schutzleiter und einen Hilfserder geschaltet ist, wobei die vorher beschriebene Verbindung des Neutralleiters mit einem Hilfserder entfällt. Die bekannten Nullungsschutzschalter können in den bestehenden Anlagen mit der klassischen Nullung nicht eingesetzt werden, weil sie einen gesonderten, betriebsmäßig nicht stromführenden Schutzleiter benötigen. Für die Fl-Nullung und die Fehlerstrom-Schutzschaltung sind außer den bereits erwähnten Fehlerstrom-Schutzschaltern auch Fehlerstrom-Steuerschalter bekannt. Diese werden vorzugsweise bei Stromstärken eingesetzt, die den Nennstrom der größten handelsüblichen Fehlerstrom-Schutzschalter übersteigen. Ein gesonderter Wandlerkern tritt an die Stelle des im Fehlerstrom-Schutzschalter eingebauten Summenstromwandlers. Die Adern der durch das Fenster des ringförmigen Wanlerkerns gesteckten Zuleitung zur Anlage wirken dabei wie die Primärwicklungen des Summenstromwandlers. Eine an den Auslöser des Fehlerstrom-Steuerschalters angeschlossene Leiterschleife, die ebenfalls durch das Fenster des Wandlerskerns gesteckt ist, wirkt als Sekundärwicklung. Für die Funktionsprüfung des Fehlerstrom-Steuerschalters ist ferner eine Leiterschleife als zusätzliche Primärwicklung durch den Wandlerkern gesteckt. Ein Schaltglied des Fehlerstrom-Steuerschalters ist in die Steuerstromzuleitung eines Schützes oder in die Ruhestromleitung des Unterspannungs- oder Nullspannungsauslösers eines Leistungsschalters eingefügt. Die Schaltglieder dieses Schützes oder Leistungsschalters liegen in der Zuleitung zur Anlage. Wenn die Polzahl eines Schützes oder Leistungsschalters nicht ausreicht, z. B. bei Vierleiter-Drehstromanlagen, wird üblicherweise eine Gruppe von Schützen oder Leistungsschaltern eingesetzt. Diese Schaltung eignet sich jedoch nicht für die Nulleiterspannungs-Überwachung. Die Fehlerstrom-Schutzschaltung erfordert einen gesonderten, betriebsmäßig nicht stromführenden Schutzleiter.A likewise known variant of the zeroing circuit breaker is equipped with an additional fault voltage release, which is connected between the protective conductor and an auxiliary ear, wherein the previously described compound of the neutral conductor with an auxiliary earth eliminates. The known Nullungsschutzschalter can not be used in the existing systems with the classic zeroing, because they require a separate, operationally non-current protective conductor. For the Fl-zeroing and the residual current protection circuit, residual current control switches are known in addition to the already mentioned residual current circuit breakers. These are preferably used at currents that exceed the rated current of the largest commercially available residual current circuit breaker. A separate converter core replaces the built-in residual current circuit breaker in the residual current circuit breaker. The wires of the inserted through the window of the annular Wanlerkerns supply line to the system act as the primary windings of the summation current transformer. A connected to the trigger of the residual current control switch conductor loop, which is also inserted through the window of the transducer core acts as a secondary winding. For the function test of the residual current control switch, a conductor loop is also inserted as an additional primary winding through the converter core. A switching element of the residual current control switch is inserted in the control current supply of a contactor or in the quiescent current of the undervoltage or zero-voltage release of a circuit breaker. The switching elements of this contactor or circuit breaker are located in the supply line to the system. If the number of poles of a contactor or circuit breaker is insufficient, eg. As in four-wire three-phase systems, usually a group of contactors or circuit breakers is used. However, this circuit is not suitable for neutral-voltage monitoring. The residual current protection circuit requires a separate, operationally non-current protective conductor.

Aus dem bisher geschilderten Sachverhalt ergibt sich, daß in vorhandenen Anlagen mit der klassischen Nullung ein Schutzleiter nachgelegt werden muß, wenn die Abschaltbedingung nicht erfüllt wird, weil der unvorschriftmäßige Zustand nur durch die Einführung der Fl-Nullung oder der Fehlerstrom-Schutzschaltung beseitigt werden kann. Diese Situation kann insbesondere aus folgenden Ursachen eintreten:From the facts described so far it follows that in existing systems with the classic zeroing a protective conductor must be added if the shutdown condition is not met, because the unpresentable state can only be eliminated by the introduction of Fl-zeroing or residual current protection circuit. This situation can occur for the following reasons in particular:

1. Die Anlage wurde mit Nulleiterspannungs-Überwachung ausgeführt, und der eingesetzte Nulleiterspannungs-Überwachungsschalter ist unbrauchbar geworden.1. The system has been run with neutral voltage monitoring and the neutral voltage monitoring switch used has become unusable.

2. In der Anlage wird die früher erfüllte Abschaltbedingung infolge technischer Veränderungen oder wegen Steigerung der Sicherheitsanforderungen nicht mehr erfüllt.2. In the system, the previously fulfilled switch-off condition is no longer met due to technical changes or because of increased safety requirements.

3. In der Anlage wurde bisher keine Schutzmaßnahme mit Schutzleiter angewendet.3. Up to now, no protective measure with protective conductor has been used in the system.

Auch Unzulänglichkeiten der Nullung im Versorgungsnetz können die vorstehend genannten Änderungen erfordern. Das Nachlegen des Schutzleiters ist sehr aufwendig.Also, shortages in the zeroing in the utility grid may require the above changes. The refilling of the protective conductor is very expensive.

Mit dem Wirtschaftspatent Nr. 217375 /Aktenzeichen WP H 02 H/ 254247 2 ist eine Lösung geschützt, bei der das Nachlegen eines gesonderten, betriebsmäßig nicht stromführenden Schutzleiters nicht erforderlich ist. Hierbei ist der zur Anlage gehörende Nulleiter, dessen Spannung gegen Erde überwacht werden soll, durch einen Hilfserdungsleiter über die eigentliche Primärwicklung eines Stromwandlers mit einem Hilfserder verbunden. Erforderlichenfalls wird auch ein veränderbarer Abgleichwiderstand in den Hilfserdungsleiter eingefügt: Wie bei der Fl-Nullung und der Fehlerstrom-Schutzschaltung mit Fehlerstrom-Steuerschalter sind der Anlage die Schaltglieder einer Abschalteinrichtung in Form eines Schützes oder Leistungsschalters vorgeschaltet. Die Abschalteinrichtung und der Stromwandler sind so mit dem Fehlerstrom-Steuerschalter zusammengeschaltet, wie es von der Fl-Nullung und der Fehlerstrom-Schutzschaltung her bekannt ist.With the commercial patent No. 217375 / file number WP H 02 H / 254247 2 a solution is protected in which the addition of a separate, operationally non-current protective conductor is not required. Here, the Nulleiter belonging to the system, whose voltage is to be monitored against earth, connected by an auxiliary grounding conductor via the actual primary winding of a current transformer with an auxiliary earth. If necessary, a variable adjustment resistor is inserted in the auxiliary earthing conductor: As with the Fl-zeroing and the fault current protection circuit with residual current control switch the system is preceded by the switching elements of a shutdown device in the form of a contactor or circuit breaker. The shutdown device and the current transformer are so interconnected with the residual current control switch, as it is known from the Fl-zeroing and the residual current protection circuit ago.

Der Stromwandler besteht vorzugsweise aus einem ringförmigen Wandlerkern in einer für das Zusammenwirken mit Fehlerstrom-Steuerschaltern üblichen Ausführung, der eigentlichen Primärwicklung in Form des durch den Wandlerkern gesteckten Hilfserdungsleiters, der zusätzlichen Primärwicklung in Form des durch den Wandlerkern gesteckten Prüfleiters und der Sekundärwicklung in Form des durch den Wandlerkern gesteckten Auslöseleiters.The current transformer preferably consists of an annular transformer core in a common for the interaction with residual current control switches design, the actual primary winding in the form of plugged through the transducer core auxiliary grounding conductor, the additional primary winding in the form of plugged through the transducer core test conductor and the secondary winding in the form of the transformer core plugged trigger.

DieseLösung ist aufwendig, weil außer der Abschalteinrichtung, z. B.Schütz, noch zwei weitere Geräte, nämlich der Wandlerkern und der Fehlerstrom-Steuerschalter, benötigt werden.This solution is expensive because except the shutdown device, z. B.Schütz, two more devices, namely the converter core and the residual current control switch, are required.

Mit dem Wirtschaftspatent Nr. 233026, Aktenzeichen WP H 02 H/ 261 7684, ist eine Schaltungsanordnung zur Überwachung der Spannung des Nulleiters gegen Erde geschützt. Diese Schaltungsanordnung entspricht an sich den an sie gestellten Anforderungen, erfordert jedoch einen vierpoligen Fehlerstrom-Schutzschalter, bei dem die Prüfeinrichtung von zwei Außenleiterpolen abgezweigt ist.With the commercial patent no. 233026, file reference WP H 02 H / 261 7684, a circuit arrangement for monitoring the voltage of the neutral conductor is protected against earth. This circuit arrangement corresponds to the requirements placed on it, but requires a four-pole residual current circuit breaker, in which the test device is branched off from two outer conductor poles.

Object of the invention

Es ist das Ziel der Erfindung, daß in vorhandenen Anlagen mit der klassischen Nullung eine bestehende Nulleiterspannungsüberwachung auch bei Unbrauchbarkeit des bisher eingesetzten Überwachungsschalters aufrechterhalten oder bei Bedarf die Nulleiterspannungs-Überwachung neu eingeführt werden kann und daß dadurch das aufwendige Nachlegen eines gesonderten, betriebsmäßig nicht stromführenden Schutzleiters erforderlich ist.It is the object of the invention that in existing systems with the classic zeroing an existing Nulleiterspannungsüberwachung maintained even with uselessness of the previously used monitoring switch or if necessary, the Nulleiterspannungs monitoring can be reintroduced and thereby the costly refilling a separate, operationally non-current protective conductor is required.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nulleiterspannungs-Überwachung in einer Anlage mit der klassischen Nullung ohne Nachlegung eines gesonderten, betriebsmäßig nicht stromführenden Schutzleiters herzustellen, wobei ein vierpoliger Fehlerstrom-Schutzschalter einsetzbar sein soll, bei dem die Prüf ein richtung von einem Außen leiterpol und vom Neutral leiterpol abgezweigt ist.The invention has for its object to produce the Nulleiterspannungs-monitoring in a plant with the classic zeroing without a separate, operationally non-current protective conductor, with a four-pole residual current circuit breaker should be used, in which the test a direction of an outdoor leiterpol and branched off from the neutral ladder pole.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Nulleiter der Anlage oder des die Anlage speisenden Versorgungsnetzes über den Neutralleiterpol eines vierpoligen Fehlerstrom-Schutzschalters und über einen Hilfserdungsleiter mit einem Hilfserder verbunden ist. Erforderlichenfalls ist ein veränderbarer Abgleichwiderstand mit dem Neutralleiterpol in Reihe geschaltet.According to the invention the object is achieved in that the neutral of the plant or the system supplying power supply system is connected via the neutral pole of a four-pole residual current circuit breaker and an auxiliary grounding conductor with an auxiliary earth. If necessary, a variable compensation resistor is connected in series with the neutral pole.

Die von einem Außenleiter des Versorgungsnetzes abgezweigte und vorzugsweise über eine Steuerstromsicherung geführte Steuerstromzuleitung für den Steuerstromteil der Abschalteinrichtung ist über zwei Außenleiterpole des Fehlerstrom-Schutzschalters geführt, wobei diese zwei Außenieiterpole durch eine Verbindung auf der Seite, die der Anschlußseite gegenüberliegt, gegensinnig in Reihe geschaltet sind.The branched off from an outer conductor of the supply network and preferably guided via a control current fuse control power supply for the control part of the circuit breaker is guided over two outer conductor poles of the residual current circuit breaker, these two Außenieiterpole are connected in opposite directions in series by a connection on the side opposite the terminal side ,

Die vorzugsweise aus einem Hilfsschaltglied, einem Prüftaster und einem Prüfwiderstand bestehende Prüfeinrichtung ist unter Zwischenschaltung der Neutralleiter-Primärwicklung oder dieser und der beiden mit der Steuerstromzuleitung belegten Außenleiter-Primärwicklungen oder einer der beiden mit der Steuerstromzuleitung belegten Außenleiter-Primärwicklungen des Summenstromwandlers mit der Steüerstromzuleitung und mit dem Nulleiter der Anlage oder des die Anlage speisenden Versorgungsnetzes verbunden. Dabei ist es unerheblich, ob Schaltglieder mit zwischengeschaltet sind oder nicht. Diese Schaltung ist realisiert, indem der Nulleiter an den mit dem einen Abzweig zur Prüfeinrichtung vorgesehenen Neutralleiterpol angeschlossen ist, indem der mit dem anderen Abzweig zur Prüfeinrichtung versehene Außenleiterpol mit der Steuerstromzuleitung 9 belegt ist und indem die beiden Anschlüsse der Steuerstromzuleitung und der Anschluß des Nulleiters auf ein und derselben Seite des Fehlerstrom-Schutzschalters liegen.The preferably consisting of an auxiliary switching element, a test button and a test resistor testing device is with the interposition of the neutral primary winding or this and the two occupied with the control power supply outer conductor primary windings or one of the two occupied with the control power supply outer conductor primary windings of the summation current transformer with the Steüerstromzuleitung and with connected to the neutral of the plant or of the system supplying supply system. It is irrelevant whether switching elements are interposed with or not. This circuit is implemented by the neutral conductor is connected to the provided with the one branch to the tester Neutralleiterpol by the provided with the other branch to the tester Außenleiterpol is occupied by the Steuerstromzuleitung 9 and by the two terminals of the control power supply and the connection of Nulleiters on one and the same side of the residual current circuit breaker.

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments. The accompanying drawings show:

Fig. 1: eine Schaltungsanordnung zur Nulleiterspannungs-Überwachung in einer Einphasen-Wechselstromanlage mit der klassischen Nullung, wobei die Steuerstromzuleitung für die Abschalteinrichtung und der Nulleiter auf der Schaltglieder-Seite.des Fehlerstrom-Schutzschalters angeschlossen sind.Fig. 1: a circuit arrangement for neutral-voltage monitoring in a single-phase alternating current system with the classic zeroing, wherein the control power supply line for the Abschalteinrichtung and the neutral conductor on the Schaltgliederseite.the fault current circuit breaker are connected.

Fig. 2: eine Schaltungsanordnung wie in der Fig. 1, jedoch mit Anschluß der Steuerstromzuleitung und des Nulleiters auf der Summenstromwandler-Seite des Fehlerstrom-Schutzschalters.Fig. 2: a circuit arrangement as shown in FIG. 1, but with connection of the control power supply line and the neutral conductor on the summation current transformer side of the residual current circuit breaker.

Inder Fig. 1 sind der Außenleiter L und der Nulleiter PEN einer Einphasen-Wechselstromanlage 1 mit der klassischen Nullung eines elektrotechnischen Betriebsmittels 1.1 über die Schaltglieder 3.1; 3.2 des Schützes 3 an das Versorgungsnetz 2 angeschlossen. Der Nulleiter PEN des Versorgungsnetzes 2 ist über den Neutralleiterpol 4.4; 4.8.4 eines vierpoligen Fehlerstrom-Schutzschalters 4, über einen veränderbaren Abgleichwiderstand 5 und einen Hilfserdungsleiter 7 mit einem Hilfserder 6 verbunden. Die Steuerstromzuleitung 9 für die Spule 3.3 des Schützes 3 ist über die Steuerstromsicherung 8 und zwei Außenleiterpole 4.1; 4.8.1; 4.2; 4.8.2 des Fehlerstrom-Schutzschalters 4 geführt. Diese zwei Außenleiterpole 4.1; 4.8.1; 4.2; 4.8.2 sind dadurch gegensinnig in Reihe geschaltet, daß ihre zwei mit der Steuerstromzuleitung 9 versehenen Anschlüsse 4.11; 4.12 auf ein und derselben Seite des Fehlerstrom-Schutzschalters 4 liegen und ihre anderen zwei Anschlüsse 4.21; 4.22 auf der anderen Seite des Fehlerstrom-Schutzschalters 4 miteinander verbunden sind.In the figure 1, the outer conductor L and the neutral conductor PEN of a single-phase AC system 1 with the classical zeroing of an electrical equipment 1.1 via the switching elements 3.1; 3.2 of the contactor 3 connected to the supply network 2. The neutral conductor PEN of the supply network 2 is connected via the neutral conductor 4.4; 4.8.4 of a four-pole residual current circuit breaker 4, connected via a variable trimming resistor 5 and an auxiliary grounding conductor 7 with an auxiliary earth 6. The control power supply line 9 for the coil 3.3 of the contactor 3 is via the control current fuse 8 and two outer conductor poles 4.1; 4.8.1; 4.2; 4.8.2 of the residual current circuit breaker 4 out. These two outer conductor poles 4.1; 4.8.1; 4.2; 4.8.2 are thus connected in opposite directions in series, that their two provided with the control power supply line 9 4.11; 4.12 are on one and the same side of the residual current circuit breaker 4 and their other two terminals 4.21; 4.22 are connected to each other on the other side of the residual current circuit breaker 4.

Die aus dem Hilfsschaltglied 4.5, dem Prüftaster 4.6 und dem Prüfwiderstand 4.7 bestehende, vom ersten Außenleiterpol 4.1; 4.8.1 und vom Neutralleiterpol 4.4; 4.8.4 abgezweigte Prüfeinrichtung des Fehlerstrom-Schutzschalters 4 ist unter Zwischenschaltung der ersten Außenleiter-Primärwicklung 4.8.1 des Summenstromwandlers 4.8 sowie des ersten Außenleiter-Schaltgliedes 4.1 und des Neutralleiter-Schaltgliedes 4.4 mit der Steuerstromzuleitung 9 und dem Nulleiter PEN des Versorgungsnetzes 2 verbunden. Diese Schaltung ist realisiert, indem der Nulleiter PEN des Versorgungsnetzes 2 an den mit dem einen Abzweig zur Prüfeinrichtung 4.5; 4.6; 4.7 versehenen Neutralleiterpol 4.4; 4.8.4 angeschlossen ist, indem der mit dem anderen Abzweig zur Prüfeinrichtung 4.5; 4.6; 4.7 versehene erste Außenleiterpol 4.1; 4.8.1 mit der Steuerstromzuleitung 9 belegt ist und indem die beiden Anschlüsse 4.11; 4.12 der Steuerstromzuleitung 9 und der Anschluß 4.14 des Nulleiters PEN des Versorgungsnetzes 2 auf ein und derselben Seite des Fehlerstrom-Schutzschalters 4 liegen.The consisting of the auxiliary switching element 4.5, the test button 4.6 and the test resistor 4.7, from the first Außenleiterpol 4.1; 4.8.1 and from the neutral pole 4.4; 4.8.4 branched test device of the residual current circuit breaker 4 is connected with the interposition of the first outer conductor primary winding 4.8.1 of the summation current transformer 4.8 and the first outer conductor switching element 4.1 and the neutral switching element 4.4 with the control power supply line 9 and the neutral conductor PEN of the supply network 2. This circuit is realized by the neutral conductor PEN of the supply network 2 to the one branch to the tester 4.5; 4.6; 4.7 provided neutral pole 4.4; 4.8.4 is connected by the one with the other branch to the test facility 4.5; 4.6; 4.7 provided first Außenleiterpol 4.1; 4.8.1 is occupied by the control power supply 9 and by the two terminals 4.11; 4.12 of the control power supply line 9 and the terminal 4.14 of the neutral conductor PEN of the supply network 2 are on one and the same side of the residual current circuit breaker 4.

Wenn der Fehlerstrom-Schutzschalter 4 eingeschaltet ist und das Versorgungsnetz 2 unter Spannung steht, befindet sich das Schütz 3 im angezogenen Zustand, weil der Steuerstrom für die Spule 3.3 des Schützes 3 über den ersten und zweiten AußenIeiterpol 4.1; 4.8.1; 4.2; 4.8.2 des Fehlerstrom-Schutzschalters 4 fließt. In der Sekundärwicklung 4.8.5 des Summenstromwandlers 4.8 wird dabei kein Strom induziert, weil sich die magnetischen Wirkungen des Stromes in der ersten und zweiten Außenleiter-Primärwicklung 4.8.1; 4.8.2 des Summenstromwandlers kompensieren. Eine Spannung Ue des Nulleiters PEN gegen Erde E treibt einen Strom durch den Neutralleiterpol 4.4; 4.8.4 des Fehlerstrom-Schutzschalters 4, den veränderbaren Abgleichwiderstand 5 und den Hilfserdungsleiter 7 zum Hilfserder 6. Wenn diese Spannung Ue den für die Auslösung vorgegebenen, mit dem veränderbaren Abgleichwiderstand 5 eingestellten Wert erreicht, wird in der Sekundärwicklung 4.8.5 des Summenstromwandlers 4.8 ein Strom induziert, der den Auslöser 4.9 des Fehlerstrom-Schutzschalters 4 zum Ansprechen bringt. Beim Betätigen des Prüftasters 4.6 erfolgt ebenfalls eine Auslösung des Fehlerstrom-Schutzschalters 4, weil dann ein Prüfstrom über die erste Außenleiter-Primärwicklung 4.8.1 des Summenstromwandlers 4.8 fließt. Jede Auslösung des Fehlerstrom-Schutzschalters 4 bewirkt eine Unterbrechnung des verursachenden Stromes und durch das Abfallen des Schützes 3 eine Trennung der Anlage 1 einschließlich ihres Nulleiters PEN vom Versorgungsnetz 2. Ein Vertauschen der Anschlüsse 4.11 und 4.12 der Steuerstromzuleitung 9 unter sich ändert praktisch nichts an der Funktion, denn sie bewirkt lediglich, daß beim Prüfen die zweite Außenleiter-Primärwicklung 4.8.2 des Summenstromwandlers 4.8 anstelle dessen erster 4.8.1 vom Prüfstrom durchflossen wird. Die Schaltungsanordnung funktioniert auch einwandfrei, wenn der Neutralleiterpol 4.4; 4.8.4 des Schutzschalters 4 an den Nulleiter PEN der Anlage 1 statt an den des Versorgungsnetzes 2 angeschlossen wird. Besser als diese Variante ist jedoch die in Fig. 1 dargestellte Schaltung.If the residual current circuit breaker 4 is turned on and the supply network 2 is energized, the contactor 3 is in the attracted state, because the control current for the coil 3.3 of the contactor 3 via the first and second AußenIeiterpol 4.1; 4.8.1; 4.2; 4.8.2 of the residual current circuit breaker 4 flows. In the secondary winding 4.8.5 of the summation current transformer 4.8 no current is thereby induced, because the magnetic effects of the current in the first and second outer conductor primary winding 4.8.1; 4.8.2 Compensating the summation current transformer. A voltage Ue of the neutral conductor PEN to earth E drives a current through the neutral pole 4.4; 4.8.4 of the residual current circuit breaker 4, the variable trimming resistor 5 and the auxiliary grounding conductor 7 to the auxiliary earth electrode 6. When this voltage Ue reaches the predetermined value for the tripping, set with the variable trimming resistor 5, in the secondary winding 4.8.5 of the summation current transformer 4.8 induces a current that causes the trigger 4.9 of the residual current circuit breaker 4 to respond. Upon actuation of the test button 4.6 is also triggered the residual current circuit breaker 4, because then a test current on the first outer conductor primary winding 4.8.1 of the summation current transformer 4.8 flows. Each triggering of the residual current circuit breaker 4 causes an interruption of the causing current and by the drop of the contactor 3, a separation of the system 1 including its neutral conductor PEN from the supply network 2. Swapping the terminals 4.11 and 4.12 of the control power supply line 9 changes virtually nothing at the Function, because it only causes the second outer conductor primary winding 4.8.2 of the summation current transformer 4.8 to flow through instead of the first 4.8.1 of the test current during testing. The circuit also works properly when the neutral pole 4.4; 4.8.4 of the circuit breaker 4 is connected to the neutral conductor PEN of the system 1 instead of the supply network 2. Better than this variant, however, is the circuit shown in Fig. 1.

In der Fig. 2 sind gegenüber der Fig. 1 die beiden Seiten des Fehlerstrom-Schutzschalters 4 miteinander vertauscht, das heißt, die Anschlußklemmen 4.11; 4.12; 4.13; 4.14 befinden sich jetzt auf der Seite des Summenstromwandlers 4.8 und die Anschlußklemmen 4.21; 4.22; 4.23; 4.24 auf der Seite der Schaltglieder 4.1; 4.2; 4.3; 4.4. Beim Drücken des Prüftasters 4.6 werden im Gegensatz zur Fig. 1 das erste Außenleiter-Schaltglied 4.1 und das Neutralleiter-Schaltglied 4.4 nicht mit vom Prüfstrom durchflossen. Ferner wird die Neutralleiter-Primärwicklung 4.8.4 des Summenstromwandlers 4.8 statt dessen erster Außenleiter-Primärwicklung 4.8.1 vom Prüfstrom durchflossen. Diese Unterschiede ändern aber praktisch die Funktion der Schaltungsanordnung gegenüber der Fig. 1 nicht. Ein Vertauschen der Anschlüsse 4.11 und 4.12 der Steuerstromzuleitung 3 unter sich hat zur Folge, daß beim Prüfen der erste und zweite Außenleiterpol 4.1; 4.8.1; 4.2; 4.8.2 zusätzlich vom Prüfstrom durchflossen werden. Das bleibt aber ohne Einfluß, weil sich die magnetischen Wirkungen des Prüfstromes in der ersten und zweiten Außenleiter-Primärwicklung 4.8.1; 4.8.2 des Summenstromwandlers 4.8 kompensieren.In FIG. 2, the two sides of the residual current circuit breaker 4 are interchanged with respect to FIG. 1, that is, the terminals 4.11; 4.12; 4.13; 4.14 are now on the side of the summation current transformer 4.8 and the terminals 4.21; 4.22; 4.23; 4.24 on the side of the switching elements 4.1; 4.2; 4.3; 4.4. When pressing the test button 4.6, in contrast to FIG. 1, the first outer conductor switching element 4.1 and the neutral conductor switching element 4.4 are not traversed by the test current. Furthermore, the neutral primary winding 4.8.4 of the summation current transformer 4.8 instead of the first outer conductor primary winding 4.8.1 flows through the test current. However, these differences practically do not change the function of the circuit arrangement with respect to FIG. 1. Interchanging the terminals 4.11 and 4.12 of the control power supply line 3 has the result that when testing the first and second Außenleiterpol 4.1; 4.8.1; 4.2; 4.8.2 additionally be flowed through by the test current. This remains without influence, because the magnetic effects of the test current in the first and second outer conductor primary winding 4.8.1; 4.8.2 of the summation current transformer 4.8 compensate.

Claims

Claim:

Circuit arrangement for monitoring the voltage of the neutral conductor to ground in a single- or multi-phase AC system with the classic zeroing of the electrical equipment and to shut down this system including the neutral conductor in the increase of the voltage to be monitored over a predetermined size, designed so that the or Outer conductor and the neutral conductor of the system are connected via the switching elements of a turn-off device in the form of a contactor or a circuit breaker with low or zero voltage release or a group of such switching devices to the supply network, characterized characterized

in that the neutral conductor (PEN) of the installation (1) or the supply network (2) feeding the installation (1) is connected via the neutral pole (4.4, 4.8.4) of a four-pole fault current circuit breaker (4), via an auxiliary earth conductor (7) and if necessary is connected to an auxiliary earth electrode (6) via a variable trimming resistor (5) connected in series with the neutral pole (4.4; 4.8.4),

that of an outer conductor (L) of the supply network (2) branched off and preferably via a control current fuse (8) guided control power supply line (9) for the control power supply of the turn-off, z. For example, for the coil (3.3) of the contactor (3), two outer conductor poles (4.1, 4.8.1, 4.2, 4.8.2) of the residual current circuit breaker (4) are guided, these two outer conductor poles (4.1, 4.8.1 ; 4.2; 4.8.2) are connected in series in opposite directions, in that the two terminals (4.11; 4.12) provided with the control current supply line (9) are located on one and the same side of the residual current circuit breaker (4) and the other two to the same outer conductor poles (4.1, 4.8.1, 4.2, 4.8.2) (4.21, 4.22) on the other side of the residual current circuit breaker (4), and

that preferably consisting of an auxiliary contact element (4.5), a test button (4.6) and a test resistor (4.7) existing test device of the residual current circuit breaker (4) with the interposition of the neutral primary winding (4.8.4) or this (4.8.4) and the both outer conductor primary windings (4.8.1, 4.8.2) or one of the two outer conductor primary windings (4.8.1, 4.8.2) of the summation current transformer (4.8) and the control current supply line (9) is also connected to the control current supply line (9) and to the neutral conductor (PEN) by interposing two switching elements (4.1, 4.4), by connecting the neutral conductor (PEN) to the neutral pole provided with the one branch to the test device (4.5; 4.4, 4.8.4) is connected by the outer conductor pole (4.1, 4.8.1) provided with the other branch to the test device (4.5, 4.6, 4.7) being assigned the control current supply line (9) and the two connections (4.11, 4.12) of the control current supply line (9) and the connection (4.14) of the neutral conductor (PEN) lie on one and the same side of the fault current circuit breaker (4).