DE102004023202A1

DE102004023202A1 - Vorrichtung und Verfahren zur unterbrechungsfreien Überprüfung eines Fehlerstromschutzschalters

Info

Publication number: DE102004023202A1
Application number: DE200410023202
Authority: DE
Inventors: Johann Herrmann; Gerald NÖRL; Maximilian Kellner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2004-05-11
Filing date: 2004-05-11
Publication date: 2005-12-08
Anticipated expiration: 2024-05-12
Also published as: DE102004023202B4

Abstract

Ein Fehlerstromschutzschalter soll unterbrechungsfrei überprüft werden können. Dazu ist ein Prüfgerät (PG) vorgesehen, das selbst eine Fehlerstromschutzschalteinrichtung zum Unterbrechen eines Strompfads im Falle eine Fehlerstromerfassung aufweist. Das Prüfgerät (PG) wird zu dem zu prüfenden Fehlerstromschutzschalter (FI) parallelgeschaltet und hierzu mit diesem beispielsweise durch Spannverschlüsse (VH) mechanisch verriegenlt. Während der Prüfung fließt der Strom nun über das Prüfgerät (PG), so dass der zu prüfende Fehlerstromschutzschalter (FI) ohne weiteres zur Prüfung unterbrochen werden kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur unterbrechungsfreien Überprüfung eines Fehlerstromschutzschalters. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Verfahren zur unterbrechungsfreien Überprüfung eines derartigen Fehlerstromschutzschalters. Hier und im Folgenden ist unter der Bezeichnung „Fehlerstromschutzschalter" auch ein netzspannungsabhängiger Differenzstromschutzschalter zu verstehen.
Zur Funktionsprüfung der Fehlerstromschutzschalter ist nach Vorschrift das gelegentliche Drücken der Prüftaste gefordert. Der Zeitraum für das „gelegentliche Drücken" kann hierbei zwischen täglich bis halbjährlich definiert werden. Die Prüfung hat jeweils zur Folge, dass der Stromkreis der angeschlossenen Verbraucher unterbrochen wird. Der nachteilige Nebeneffekt hierbei ist jedoch, dass gegebenenfalls elektronische Verbraucher neu eingestellt oder neu gestartet werden müssen. Diese negativen Nebeneffekte sind beim Anwender in der Regel nicht erwünscht. Deshalb wird die auf den Fehlerstromschutzschaltern zu lesende Aufforderung „Prüftaste drücken" vielfach nicht befolgt.

Eine Lösung, bei der eine Fehlerstromschutzschalter- bzw. FI-Überprüfung ohne Stromunterbrechung stattfindet, wurde von der Firma Schupa vorgestellt. Dieser Fehlerstromschutzschalter mit der Bezeichnung „selbstüberwachender FI-Schutzschalter" überprüft selbstständig in bestimmten Zeitabständen das empfindliche Auslöserelais. Dabei wird auf das Auslöserelais ein Testimpuls gegeben und die Testreaktion überwacht. Zeigt sich, dass der Auslösevorgang beginnt, wird dieses Bestreben sofort durch ein entsprechendes elektronisches Signal unterbunden. Die mechanischen Komponenten, wie das Schaltschloss oder die beweglichen Kontakte des Gerätes, werden dabei jedoch nicht überprüft. Dadurch kann die von der Berufsgenossenschaft auf Baustellen verlangte arbeitstägliche Funktionsprüfung nicht entfallen. Der „selbstüberwachende FI" erfüllt den geforderten Prüfungsumfang daher nur teilweise.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine Vorrichtung bereitzustellen, die eine unterbrechungsfreie Überprüfung eines Fehlerstromschutzschalters ermöglicht. Darüber hinaus soll ein entsprechendes Verfahren zur unterbrechungsfreien Überprüfung eines Fehlerstromschutzschalters bereitgestellt werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zur unterbrechungsfreien Überprüfung eines Fehlerstromschutzschalters mit einer Fehlerstromschutzschaltereinrichtung zum Unterbrechen eines Strompfads im Falle einer Fehlerstromerfassung und einer Anschlusseinrichtung zum Parallelschalten der Vorrichtung zu dem zu prüfenden Fehlerstromschutzschalter und zum mechanischen Verbinden der Vorrichtung mit dem zu prüfenden Fehlerstromschutzschalter.

Darüber hinaus ist entsprechend der vorliegenden Erfindung bereitgestellt ein Verfahren zum unterbrechungsfreien Überprüfen eines ersten Fehlerstromschutzschalters durch Parallelschalten eines zweiten Fehlerstromschutzschalters zu dem ersten Fehlerstromschutzschalter und Überprüfen des ersten Fehlerstromschutzschalters.

In vorteilhafter Weise ist damit z. B. Elektrofachbetrieben für Serviceverträge mit Gewerbebetrieben, Wohnungsgesellschaften und vielen anderen Anlagenbetreibern eine FI-Prüfmöglichkeit gegeben, bei der der jeweilige Stromkreis nicht unterbrochen werden muss. Die erfindungsgemäße Vorrichtung muss lediglich auf den zu überprüfenden Fehlerstromschutzschalter gesteckt werden und eine entsprechende Prüf taste, wie sie von üblichen Fehlerstromschutzschaltern bekannt ist, muss gedrückt werden.

Die Fehlerstromschutzschaltereinrichtung kann einen Differenzstromschutzschalter aufweisen. Damit können mehr Adaptiermöglichkeiten an den Prüfling, z. B. Nennfehlerstromeinstellung, realisiert werden.

Vorzugsweise besitzt die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Verriegelungseinrichtung zum mechanischen Verriegeln an dem zu überprüfenden Fehlerstromschutzschalter. Damit kann ein unbeabsichtigtes Lösen der Überwachungsvorrichtung während der Überwachungsphase verhindert werden.

Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Einstelleinrichtung zum Einstellen eines Fehlerstrombereichs aufweisen. Damit lässt sich die Überprüfungsvorrichtung für mehrere verschiedene Fehlerstromschutzschalter mit unterschiedlichen Fehlerstrombereichen verwenden.

Die Überprüfungsvorrichtung kann ferner ein erstes Bedienelement zum Betätigen der Prüftaste des zu prüfenden Fehlerstromschutzschalters aufweisen. Damit lässt sich die Prüftaste des zu prüfenden Fehlerstromschutzschalters indirekt bedienen. Alternativ steht natürlich die Möglichkeit offen, in der Prüfvorrichtung eine entsprechende Aussparung vorzusehen, durch die die Prüftaste des zu prüfenden Fehlerstromschutzschalters direkt bedient werden kann.

Darüber hinaus kann die Prüfvorrichtung ein zweites Bedienelement zum Wiedereinschalten des zu prüfenden Fehlerstromschutzschalters aufweisen. Auch hier kann als Alternative zum indirekten Bedienen eine Aussparung vorgesehen sein, in der ein Hebel des zu prüfenden Fehlerstromschutzschalters zum Wiedereinschalten direkt betätigbar ist.

Vorteilhaft kann ferner sein, wenn elektrische Kontakte der Anschlusseinrichtung Kontaktplättchen aufweisen. Dies kann sich insbesondere bei Anwendungen, bei denen höhere Ströme auftreten, als günstig erweisen.

Vorzugsweise besitzen die zu überprüfenden Fehlerstromschutzschalter entsprechende Verriegelungsmittel, mit denen die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung lösbar an den jeweiligen Fehlerstromschutzschalter verriegelt werden kann. Damit lässt sich der Prüfvorgang sicher und rasch durchführen.

Das Gehäuse des Fehlerstromschutzschalters kann des Weiteren mindestens eine Öffnung aufweisen, in der Kontakte der Kontakteinrichtung versenkt angeordnet sind. Mit entsprechend vorstehenden Gegenkontakten lässt sich so die Prüfvorrichtung an dem zu überprüfenden Fehlerstromschutzschalter sicher kontaktieren.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:
1 ein Prinzipschaltbild zur erfindungsgemäßen Überprüfung eines Fehlerstromschutzschalters;
2 eine Seitenansicht einer auf einen Fehlerstromschutzschalter verriegelten Prüfvorrichtung;
3 eine Draufsicht auf die Prüfvorrichtung von 2;
4 eine perspektivische Ansicht der Anordnung von 2;
5 eine Teilschnittansicht zur elektrischen Kontaktierung der Geräteeinheiten von 2; und
6 eine gegenüber 5 andere Ausführung der Kontaktierung.
Die nachfolgend näher dargestellten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.
In 1 ist ein erfindungsgemäßes Prüfsystem zur unterbrechungsfreien Fehlerstromschutzschalterüberprüfung als Prinzipschaltbild dargestellt. Der hier dargestellte Fehlerstromschutzschalter FI dient zur Unterbrechung mehrerer Phasen eines Drehstromnetzes im Falle des Vorliegens eines Fehlerstroms. Zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Fehlerstromschutzschalters FI wird nun ein Prüfgerät PG parallelgeschaltet. Dieses Prüfgerät PG hat ebenfalls die Funktionalität eines Fehlerstromschutzschalters. Dabei kann das Prüfgerät in der Art eines Differenzstromschutzschalters aufgebaut sein.
Durch die Parallelschaltung wird gewährleistet, dass das Prüfgerät während der Prüfung die Stromführung übernimmt. Durch die Funktionalität als Fehlerstromschutzschalter ist ferner gewährleistet, dass auch während der Überprüfung die Stromzufuhr im Fehlerfall unterbrochen werden kann.
Aus 2 wird die Montage des Prüfgeräts PG auf dem Fehlerschutzschalter FI für dessen Überprüfung deutlich. Die Unterseite eines Prüfgeräts PG und die Oberseite eines Fehlerstromschutzschalters FI besitzen einander entsprechende Konturen. Verriegelungshaken VH des Prüfgeräts PG greifen in Vertiefungen VT des Fehlerstromschutzschalters FI ein, so dass die beiden Geräteeinheiten aufeinander verriegelt werden können. Mit Federn F vorgespannte Kontaktstifte KS des Prüfgeräts PG kontaktieren in diesem verriegelten Zustand die Köpfe K der Klemmenschrauben des FI-Schutzschalters. Der Übersicht halber sind in der Zeichnung nur zwei Kontaktstellen eingezeichnet.
Das Prüfgerät ist entsprechend der Breite des Prüflings (z. B. 4TE oder 2TE) ausgelegt und kann nach dem Entfernen der Verteilerabdeckung von einer Elektrofachkraft auf dem Fehlerstromschutzschalter FI befestigt werden.
Im Inneren des Prüfgeräts PG befinden sich die Schaltmechanik und die Schaltkontakte sowie die Auslöseeinheit einschließlich eines Wandlers mit Haltemagnet eines üblichen Fehlerstromschutzschalters oder eines Differenzstromschutzschalters. Diese Elemente sind in der Zeichnung jedoch nicht wiederzufinden. Darüber hinaus ist das Prüfgerät PG optional so ausgestaltet, dass sein Fehlerstrombereich einstellbar ist.
Nachdem das Prüfgerät PG grundsätzlich die Funktionalität eines Fehlerstromschutzschalters besitzt, verfügt es gemäß 3 auch über eine Betätigungstaste BP und eine Prüftaste PP. Mit dem Betätigungshebel BP ist das Prüfgerät PG einschaltbar und mit der Prüftaste PP in der für Fehlerstromschutzschalter üblichen Weise prüfbar.
Für die Überprüfung des Fehlerstromschutzschalters FI muss aber auch dessen Betätigungsschalter BF und dessen Prüftaste PF zugänglich sein. Um dies zu gewährleisten, ist in dem Prüfgerät PG ein Betätigungsadapter BA und ein Prüfadapter PA vorgesehen, die einerseits mit dem Betätigungshebel BF und der Prüftaste PF des Fehlerstromschutzschalters FI in Verbindung stehen und andererseits an der Oberfläche des Prüfgeräts PG vom Bediener betätigbar sind. Im Falle des Betätigungsadapters BA handelt es sich vorzugsweise um ein Hebelsystem und im Falle des Prüfadapters um ein Tastsystem.
Nach dem Befestigen des Prüfgeräts PG und dem Überbrücken der Schaltkontakte des Prüflings FI durch das Einschalten des Prüfgeräts PG mit Hilfe des Hebels BA kann die Prüftaste PF des Prüflings FI betätigt werden. Ist der Prüfling in Ordnung, so schaltet er nach der Betätigung ab und öffnet seine Kontakte. In diesem Fall überbrückt nun das Prüfgerät PG durch seine geschlossenen Kontakte den Strompfad. Das Wiedereinschalten des Prüflings FI erfolgt durch den Betätigungsadapter BA im Prüfgerät PG, wodurch der Betätigungshebel PF des Fehlerstromschutzschalters bzw. Prüflings FI umgelegt wird.
Entsprechend der perspektivischen Darstellung von 4, in der wie in 2 das Prüfgerät PG auf dem Fehlerstromschutzschalter FI befestigt ist, können der Betätigungshebel BF und die Prüftaste PF des Fehlerstromschutzschalters FI auch durch eine Aussparung A im Prüfgerät PG direkt betätigbar sein. Eine derartige Aussparung A ist grundsätzlich zu bevorzugen, wenn dies die Platzverhältnisse im Prüfgerät PG zulassen.
Zur Befestigung des Prüfgeräts PG sind außer den in den 2 und 4 dargestellten Spannverschlüssen VH auch Excenter oder Schraubbefestigungen denkbar, sofern sie ein Anpressen der gefederten Kontaktstücke KS des Prüfgeräts PG an die jeweiligen Gegenkontakte des zu überprüfenden Fehlerstromschutzschalters FI ermöglichen.
Wie im Zusammenhang mit 2 erläutert, kann die Kontaktierung des FI-Prüflings an seinen Schraubenköpfen K erfolgen. Alternativ kann die Kontaktierung auch über Kontaktbolzen KB erfolgen, die in entsprechende Öffnungen Ö im Fehlerschutzschalter FI auf Kontakte KO entsprechend 5 federgestützt geführt werden. Je nach maximaler Strombelastung können die Kontaktstellen mit oder ohne Kontaktplättchen KP ausgeführt werden.
In 6 ist eine zu 5 alternative Ausführungsform der Kontaktierung wiedergegeben. Hier wird der Kontaktbolzen KB innerhalb des Fehlerstromschutzschalters FI durch einen Gegenhalt GH an den elektrischen Kontakt KO gedrückt. Weiterhin ist denkbar, dass der Fehlerstromschutzschalter FI über gefederte Kontaktelemente verfügt, die die Kontaktkraft zu ungefederten Kontaktelementen des Prüfgeräts PG aufbringen.
Mit Hilfe der oben geschilderten Prüfgeräte kann die Funktion eines Fehlerstromschutzschalters überprüft werden, ohne dass die Stromzufuhr unterbrochen wird. Dies erspart bei regelmäßigen Überprüfungen (z. B. in Industrieanlagen, Wohneinhei ten, Gewerbebetrieben) den Zusatzaufwand, der notwendig wird, wenn elektronische Verbraucher neu justiert oder eingestellt werden müssen.

Claims

Vorrichtung (PG) zur unterbrechungsfreien Überprüfung eines Fehlerstromschutzschalters (FI) mit – einer Fehlerstromschutzschaltereinrichtung zum Unterbrechen eines Strompfads im Falle einer Fehlerstromerfassung und – einer Anschlusseinrichtung (KS, KB, VH) zum Parallelschalten der Vorrichtung zu dem zu prüfenden Fehlerstromschutzschalter und zum mechanischen Verbinden der Vorrichtung (PG) mit dem zu prüfenden Fehlerstromschutzschalter.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Fehlerstromschutzschalteinrichtung einen Differenzstromschutzschalter aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, die eine Verriegelungseinrichtung (VH) zur mechanischen Verriegelung der Vorrichtung (PG) an dem Fehlerstromschutzschalter (FI) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die eine Einstelleinrichtung zum Einstellen eines Fehlerstrombereichs aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ein erstes Bedienelement (PA) zum Betätigen der Prüftaste (PF) des zu prüfenden Fehlerstromschutzschalters (FI) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ein zweites Bedienelement (BA) zum Wiedereinschalten des zu prüfenden Fehlerstromschutzschalters (FI) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei elektrische Kontakte (KB) der Anschlusseinrichtung Kontaktplättchen (KP) aufweisen.
Verfahren zum unterbrechungsfreien Überprüfen eines ersten Fehlerstromschutzschalters (FI) durch – Parallelschalten eines zweiten Fehlerstromschutzschalters (PG) zu dem ersten Fehlerstromschutzschalter (FI) und – Überprüfen des ersten Fehlerstromschutzschalters (FI).
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der zweite Fehlerstromschutzschalter (PG) ein Differenzstromschutzschalter ist.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei der zweite Fehlerstromschutzschalter (PG) auf dem ersten Fehlerstromschutzschalter (FI) zum Überprüfen mechanisch verriegelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei der Fehlerstrombereich des zweiten Fehlerstromschutzschalters (PG) im Wesentlichen auf den Fehlerstrombereich des ersten Fehlerstromschutzschalters (FI) eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei der ersten Fehlerstromschutzschalter (FI) indirekt über einen Prüftastenadapter (PA) des zweiten Fehlerstromschutzschalters (PG) zur Überprüfung betätigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei der erste Fehlerstromschutzschalter (FI) zum Wiedereinschalten durch ein Bedienelement (BA) des zweiten Fehlerstromschutzschalters (PG) betätigt wird.
Fehlerstromschutzschalter (FI) mit einer Kontakteinrichtung zum verriegelbaren Anschließen einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 14, der ein Gehäuse mit mindestens einer Öffnung (Ö) aufweist, in der Kontakte (KO) der Kontakteinrichtung versenkt angeordnet sind.