DE102004056976A1 - Residual-current device - Google Patents
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Abstract
Eine Stromversorgungsschaltung mit einer Konstantstromschaltung, welche einen von einem Hauptstromkreis zugeführten Wechselstrom in einen Gleichstrom umwandelt, um einer Fehlerstrom-Erfassungsschaltung einen konstanten Gleichstrom zuzuführen, wird als Stromversorgungsschaltung verwendet, um eine Fehlerstrom-Erfassungsschaltung des Fehlerstrom-Schutzschalters mit Strom zu versorgen. Der Stromkreis, der zur Verbindung des Hauptstromkreises mit einem Wechselspannungseingang dieser Konstantstromschaltung dient, beinhaltet ein in Serie geschaltetes Prüfwiderstandselement, und beide Enden dieses Widerstandselementes sind über einen Prüfschalter mit einer Prüfwicklung eines Nullphasen-Stromwandlers verbunden, wodurch der Fehlerstrom-Prüfkreis bereitgestellt wird.A power supply circuit having a constant current circuit which converts an AC power supplied from a main power circuit to a DC power so as to supply a constant DC power to a fault current detection circuit is used as a power supply circuit for supplying power to a fault current detection circuit of the residual current operated circuit breaker. The circuit used to connect the main circuit to an AC input of this constant current circuit includes a series connected test resistor element, and both ends of this resistor element are connected through a test switch to a test winding of a zero phase current transformer, thereby providing the residual current test circuit.
Description
Die Erfindung betrifft einen Fehlerstrom-Schutzschalter zum Erfassen von Erdschlüssen, die in mit einem Elektromotor und verschiedenen anderen Verbrauchern verbundenen Stromverteilungssystemen auftreten können, um damit in Zusammenhang stehende Unfälle zu vermeiden, und betrifft insbesondere eine Verbesserung des Prüfkreises.The The invention relates to a residual current circuit breaker for detecting from earth faults, in with an electric motor and various other consumers associated power distribution systems may occur in relation to it standing accidents to avoid, and in particular relates to an improvement of the test circuit.
Zur
genauen Durchführung
einer Funktionsprüfung
in einem Fehlerstrom-Schutzschalter wurden herkömmlicherweise verschiedene
Vorrichtungskonfigurationen für
einen Erdschluss-Prüfkreis
eines Fehlerstrom-Schutzschalters verwendet. Eine derartige Konfiguration
ist in der JP 2002-78187 A erläutert.
Der
in
Eine
Prüfkreis
Wenn
der Prüfstrom
im Prüfkreis
Der
Prüfkreis
Ein
von einem Nullphasen-Stromwandler erfasster Prüfstrom beträgt weniger als das Zweieinhalbfache
eines Nennansprechstroms bei Nennspannung. Für einen Schutzschalter mit
zwei oder mehr Nennspannungen oder einer Empfindlichkeitswahlfunktion
ist es erforderlich, dass der Prüfstrom weniger
als das Zweieinhalbfache des größten Nennansprechstroms
bei der niedrigsten Nennspannung beträgt. Wenn beispielsweise die
anlegbare Nennspannung 100 bis 400 V beträgt und der auswählbare Nennansprechstrom
100/200/500 mA beträgt,
sind die Anzahl der Windungen der Prüfwicklungen und der Wert des
Strombegrenzungswiderstandselements
Bei
einem Fehlerstrom-Schutzschalter, welcher den erstgenannten Prüfkreis beinhaltet,
kann, auch wenn die Nennspannung von 100 V auf 400 V verändert wird,
das entsprechende Widerstandselement basierend auf der Nennspannung
durch Bedienen des Auswahlschalters
Jedoch erfordert das zuvor beschriebene herkömmliche Gerät, dass die Anzahl der Strombegrenzungswiderstandselemente und der Wahlschalter dem Typ der zu verwendenden Nennspannung entspricht, wodurch Probleme wie beispielsweise ein erhöhter Platzbedarf des Prüfkreises und eine Erhöhung der Bauteilanzahl verursacht werden, was wiederum unter anderem erhöhte Fertigungskosten zur Folge hat.however For example, the conventional device described above requires the number of current limiting resistor elements and the selector switch corresponds to the type of nominal voltage to be used, whereby problems such as an increased space requirement of the test circuit and an increase The number of components caused, in turn, among other things increased Production costs result.
Ein weiteres Problem ist durch die Tatsache bedingt, dass bei geöffnetem Prüfschalter immer eine hohe Spannung zwischen den Kontaktpunkten anliegt (insbesondere wenn die Nennspannung hoch ist), was einen vergrößerten Abstand der Kontaktpunkte dieses Prüfschalters erforderlich macht, wodurch der Schalter vergrößert wird.One Another problem is due to the fact that when open test switch always a high voltage between the contact points is applied (in particular when the rated voltage is high), which increases the distance of the contact points this test switch required, whereby the switch is increased.
Bei einem Erdschluss-Schutzschalter, welcher den letztgenannten Prüfkreis aufweist, wird, wenn die Nennbetriebsspannung groß ist, die über dem Strombegrenzungswiderstandselement anliegende Spannung bei der Prüfoperation groß, wodurch der Stromverbrauch vergrößert wird.at a ground fault circuit breaker having the latter test circuit, when the rated operating voltage is high, that across the current limiting resistor element applied voltage during the test operation large, whereby the power consumption is increased.
Aus diesem Grund wird herkömmlicherweise ein einzelnes Strombegrenzungswiderstandselement mit großer Wattleistungskapazität verwendet, oder die elektrische Energieaufnahme wird durch eine Mehrzahl in Serie geschalteter Strombegrenzungswiderstände aufgeteilt.Out This reason conventionally becomes using single current limiting resistor element with large wattage capacity, or the electrical energy intake is by a majority in series split current limiting resistors divided.
Demzufolge ergibt sich das Problem, dass der zum Einbau eines Prüfkreises benötigte Raum größer wird, und bedingt durch die Erhöhung der Anzahl der Bauteile steigen die Fertigungskosten.As a result, the problem arises that of installing a test circuit needed Room gets bigger, and due to the increase The number of components increases the production costs.
Um diese Probleme zu lösen, ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen Fehlerstrom-Schutzschalter bereitzustellen, der einen kleinen Prüfkreis enthält, welcher weniger Platz benötigt und mit dem eine Fehlerstrom-Funktionsprüfung in genauer Weise erzielt werden kann.Around to solve these problems It is an object of the invention to provide a residual current circuit breaker to provide a small test circuit, which requires less space and with the achieved a residual current function test in a precise manner can be.
Die zuvor beschriebene Aufgabe kann mit einem Fehlerstrom-Schutzschalter gemäß den Patentansprüchen 1, 5 und 6 gelöst werden. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The The task described above can with a residual current circuit breaker according to claims 1, 5 and 6 solved become. Advantageous developments are the subject of the dependent claims.
Mit einem Aufbau des Fehlerstrom-Schutzschalters gemäß Patentanspruch 4 kann die Klemmenspannung des Prüfwiderstandselementes begrenzt werden.With a structure of the residual current circuit breaker according to claim 4, the Terminal voltage of the test resistor element be limited.
Die Stromversorgungsschaltung der Erfindung beinhaltet eine Konstantstromschaltung, und demzufolge fließt in einem Prüfwiderstandselement, das am Wechselspannungseingang der Stromversorgungsschaltung in Serie geschaltet eingefügt ist, unabhängig von der Größe der Nennspannung ein konstanter Strom. Somit ist die Spannung an beiden Enden konstant, und bei einer Funktionsprüfung wird, unabhängig von der Größe der Nennspannung, einer Prüfwicklung des Nullphasen-Stromwandlers von beiden Enden des Prüfwiderstandselementes her eine konstante Spannung zugeführt, und es wird ein konstanter Prüfstrom zugeführt. Auf diese Weise ermöglicht die Erfindung durch Verwendung eines einzigen Prüfwiderstandselementes, dass dem Nullphasen-Stromwandler unabhängig von der Größe der Nennspannung ein konstanter Prüfstrom zugeführt wird. Demzufolge kann eine Fehlerstrom-Schutzfunktionsprüfung in genauer Weise durchgeführt werden und die Verringerung der Anzahl der zu verwendenden Prüfwiderstandselemente liefert den Effekt, dass der Platzbedarf des Prüfkreises verringert wird. Die am Prüfwiderstandselement anliegende Spannung kann dadurch verringert werden, dass für das Prüfwiderstandselement ein Widerstandswert ausgewählt wird, der kleiner ist als die Innenimpedanz der Konstantstromschaltung, wodurch bei geöffnetem Prüfschalter die Spannung zwischen den Kontaktpunkten verringert wird, was eine Verringerung des Abstandes der Kontaktpunkte ermöglicht und den Effekt liefert, dass dieser Schalter verkleinert wird.The Power supply circuit of the invention includes a constant current circuit, and consequently flows in a test resistor element, the at the AC input of the power supply circuit in series switched inserted is, independent on the size of the rated voltage a constant stream. Thus, the voltage is constant at both ends, and at a functional test, independently of the size of the rated voltage, one test winding of the zero phase current transformer from both ends of the test resistor element supplied with a constant voltage, and it becomes a constant test current fed. Made possible in this way the invention by using a single Prüfwiderstandselementes that the zero-phase current transformer independently on the size of the rated voltage a constant test current supplied becomes. As a result, a residual current protection function check in carried out accurately and reducing the number of test resistor elements to be used the effect that the space requirement of the test circuit is reduced. The abutting the test resistor element Voltage can be reduced by providing a resistance value for the test resistor element selected which is smaller than the internal impedance of the constant current circuit, whereby when opened test switch the voltage between the contact points is reduced, which is a Reducing the distance of the contact points allows and provides the effect that this switch is downsized.
Wenn die Fehlerstrom-Erfassungsschaltung die Empfindlichkeitseinstellschaltung zur Einstellung der Erfassungsempfindlichkeit oder die Ansprech-Einstellschaltung zur Einstellung der Operations- oder Ansprechzeit beinhaltet, ist mittels einer Kopplung mit dem Prüfschalter eine Einrichtung vorgese hen, um unabhängig von der Einstellung der Empfindlichkeitseinstellschaltung oder der Ansprech-Einstellschaltung eine vorbestimmte Empfindlichkeit oder Ansprechzeit einzustellen. Dies ermöglicht, dass die Fehlerstrom-Erfassungsschaltung bei einer Fehlerstrom-Funktionsprüfung eine konstante Erfassungsempfindlichkeit oder Ansprechzeit aufweist, wodurch eine genaue und stabile Durchführung einer Funktionsprüfung ermöglicht wird.If the leakage current detection circuit the sensitivity adjustment circuit for setting the detection sensitivity or the response setting circuit for setting the operation or response time is by means of a coupling with the test switch means intended to be independent from the setting of the sensitivity setting circuit or the Response setting to set a predetermined sensitivity or response time. This makes possible, that the fault current detection circuit in a residual current function test a has constant detection sensitivity or response time, whereby an accurate and stable performance of a functional test is made possible.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:preferred embodiments The invention will be described below with reference to the accompanying drawings explained in more detail; it demonstrate:
Erstes AusführungsbeispielFirst embodiment
In
Die
Stromversorgungsschaltung
Gemäß
Außer dem
Strombegrenzungswiderstand r2 ist auch der
zweite Transistor Tr2 vorhanden, so dass ein
Strom
Wie
zuvor beschrieben, ändert
sich der Strom
Wie
zuvor beschrieben, zeigen die Ströme Ie und
Ib abhängig
von einer Änderung
der Eingangsspannung Vi eine komplementäre Änderung,
und demzufolge ist der Strom I, welcher der Fehler strom-Erfassungsschaltung
Wie
zuvor beschrieben, beinhaltet die Stromversorgungsschaltung
Wenn
der Prüfschalter
Bei
diesem Ausführungsbeispiel
kann, wenn der gewählte
Widerstandswert des Prüfwiderstandselementes
Außerdem besteht
die Fehlerstrom-Erfassungsschaltung
Zweites AusführungsbeispielSecond embodiment
Das
zweite Ausführungsbeispiel
hat die gleiche Struktur wie das erste Ausführungsbeispiel, abgesehen davon,
dass in die Phasen an der Wechselspannungseingangsseite der Gleichrichterschaltung
Wenn
in die Stromversorgungsschaltung, wie zuvor beschrieben, die Eingangswiderstände R1, R2 und R3 eingefügt
sind, bilden diese Widerstandselemente zusammen mit dem Glättungskondensator C1 in der Stromversorgungsschaltung
Drittes AusführungsbeispielThird embodiment
Im
dritten Ausführungsbeispiel
von
Viertes AusführungsbeispielFourth embodiment
In
Bezugszeichen
Wenn
der Prüfschalter
Die
Fehlerstrom-Erfassungsschaltung
Der
zuvor beschriebene Aufbau ermöglicht, dass,
wenn zur Durchführung
einer Fehlerstrom-Funktionsprüfung der
Prüfschalter
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: FUJI ELECTRIC FA COMPONENTS & SYSTEMS CO., LTD, JP |
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8131 | Rejection |