DE102011075456A1 - Core-balance current transformer for use in earth leakage circuit breaker e.g. relay, for detecting alternating current sensitive residual current in conductor circuit, has partitioning part with wall that is arranged in inner area of core - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Summenstromwandler für einen Fehlerstromschutzschalter zum Erfassen wechselstromsensitiver und/oder pulsstromsensitiver Fehlerströme in einem Leitungskreis, sowie einen Fehlerstromschutzschalter, welcher einen derartigen Summenstromwandler aufweist. The invention relates to a summation current transformer for a residual current circuit breaker for detecting alternating current sensitive and / or pulse current sensitive fault currents in a line circuit, and a residual current circuit breaker having such a summation current transformer.
In der Elektroinstallationstechnik werden zur Erfassung eines sogenannten Differenzstromes hierfür geeignete Geräte, wie Fehlerstromschutzschalter oder Differenzstromschutzschalter, eingesetzt, um Personen vor Gefahren zu schützen, die beim Berühren unter Spannung stehender Teile elektrische Anlagen entstehen können. Zum Schutz vor derartigen Gefahren werden Summenstromwandler verwendet, mit deren Hilfe der Differenzstrom erfasst werden kann. Differenzströme können auftreten, wenn beispielsweise über eine schadhafte Isolierung oder – im Falle einer Berührung – durch den menschlichen Körper ein Fehlerstrom gegen Erde fließt. Zur Erfassung eines derartigen Differenzstroms wird die Größe des Stroms in einer zu einem elektrischen Verbraucher hinführenden Leitung, beispielsweise einer Phasenleitung, mit der Größe des Stroms in einer vom elektrischen Verbraucher zurückführenden Leitung, beispielsweise eines Neutralleiters, verglichen. Im fehlerstromfreien Zustand ist die Summe der zu dem Verbraucher hinfließenden elektrischen Ströme gleich der Summe der zurückfließenden elektrischen Ströme. Werden die Ströme vektoriell, d.h. richtungsbezogen bzw. vorzeichenbehaftet, addiert, so folgt hieraus, dass die vorzeichenbehaftete Summe der elektrischen Ströme in den Hin- und Rückleitungen im fehlerstromfreien Zustand gleich Null ist. Umgekehrt ist im Falle eines Fehlerstromes, welcher gegen Erde abfließt, die im Summenstromwandler erfasste Summe der hin- beziehungsweise zurückfließenden Ströme ungleich Null. Die dabei entstehende Stromdifferenz führt zum Auslösen des Elektroinstallationsgeräts und infolge dessen zur Abschaltung des entsprechenden Stromkreises. In the field of electrical installation technology, suitable devices such as residual current circuit breakers or residual current circuit breakers are used to detect a so-called residual current, in order to protect persons from the dangers which may arise when touching live parts of electrical installations. To protect against such dangers summation current transformer are used, with the aid of the differential current can be detected. Residual currents can occur if, for example, faulty insulation or, in the case of contact, a fault current flows through the human body against earth. To detect such a differential current, the magnitude of the current in a line leading to an electrical consumer, for example a phase line, is compared with the magnitude of the current in a line, for example a neutral conductor, which is returned by the electrical consumer. In the fault-free state, the sum of the electrical currents flowing to the consumer is equal to the sum of the returning electrical currents. If the currents are vectorial, i. directional or signed, added, it follows that the signed sum of the electrical currents in the forward and return lines in the zero-fault state is equal to zero. Conversely, in the case of a fault current flowing to earth, the sum of the currents flowing back and forth in the summation current transformer is not equal to zero. The resulting current difference leads to the triggering of the electrical installation device and as a result to the shutdown of the corresponding circuit.
Ein Summenstromwandler besteht im Wesentlichen aus einem Magnetkern, der zumeist ring- oder zylinderförmig ausgebildet ist. Derartige Magnetkerne werden aus Bandmaterial zumeist aus kristallinem oder nanokristallinem weichmagnetischem Band gewickelt und daher auch als sogenannte „Ringbandkerne“ bezeichnet. Um die zur Auslösung des Elektroinstallationsgeräts notwendige Leistung zu erreichen, sind jedoch eine gewisse Größe sowie eine gewisse Masse des Magnetkerns erforderlich. Durch den Magnetkern sind die hin- und rückführenden Leiter des zu überwachenden Stromkreises, die sogenannten Primärleiter, hindurchgeführt. Fließt aus einem der Primärleiter ein Fehlerstrom gegen Erde ab, so ist die Summe von hin- und zurückfließenden Strömen im Summenstromwandler nicht mehr gleich Null. Dadurch wird ein Strom in einer um den Magnetkern herum gewickelten Sekundärwicklung induziert. Dieser induzierte Sekundärstrom löst eine Mechanik des Fehlerstromschutzschalters, beispielsweise ein Relais oder ein Schaltschloss aus, wodurch die Primärleitungen unterbrochen werden. A summation current transformer essentially consists of a magnetic core, which is usually ring-shaped or cylindrical. Such magnetic cores are wound from strip material usually made of crystalline or nanocrystalline soft magnetic tape and therefore also referred to as so-called "ring band cores". In order to achieve the necessary to trigger the electrical installation device power, however, a certain size and a certain mass of the magnetic core are required. Through the magnetic core, the leading and returning conductors of the circuit to be monitored, the so-called primary conductor, passed. If a fault current flows from one of the primary conductors towards earth, then the sum of currents flowing back and forth in the summation current transformer is no longer equal to zero. As a result, a current is induced in a secondary winding wound around the magnetic core. This induced secondary current triggers a mechanism of the residual current circuit breaker, such as a relay or a switch lock, whereby the primary lines are interrupted.
In der deutschen Normung werden die Begriffe "Fehlerstromschutzschalter" (FI) für netzspannungsunabhängige Geräte sowie „Differenzstromschutzschalter“ (DI) für netzspannungsabhängige Geräte verwendet. Eine derartige Unterscheidung in netzspannungsunabhängige und netzspannungsabhängige Elektroinstallationsgeräte wird in englischsprachigen Normen sowie auch in den heute gängigen IEC- und EN-Normen nicht mehr vorgenommen. In diesen neueren Bestimmungen für elektrische Anlagen werden Fehlerstromschutzschalter einheitlich unter dem übergeordneten Begriff "RCD" (Residual Current Device) geführt. Die Begriffe “Differenzstrom“ und „Fehlerstrom“ finden daher in der vorliegenden Beschreibung synonym Verwendung. In German standardization, the terms "Residual Current Circuit Breaker" (FI) are used for mains-voltage-independent devices and "residual current circuit breaker" (DI) for mains-voltage-dependent devices. Such a distinction in mains voltage-independent and mains voltage-dependent electrical installation equipment is no longer made in English-speaking standards and in today's standard IEC and EN standards. In these recent regulations for electrical installations, residual current circuit breakers are uniformly managed under the superordinate term "RCD" (Residual Current Device). The terms "differential current" and "fault current" are therefore used interchangeably in the present description.
Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl an Elektroinstallationsgeräten bekannt, welche einen Summenstromwandler zur Erfassung eines Differenz- beziehungsweise eines Fehlerstroms aufweisen. Der Summenstromwandler kann dabei röhrenförmig oder scheibenförmig ausgebildet sein. Jedoch ist zur Erfüllung der geforderten Auslöseleistung eine gewisse Baugröße des Summenstromwandlers erforderlich, was einen Einsatz in kleinen Elektroinstallationsgeräten, beispielsweise in Niederspannungs-Reiheneinbaugeräten, erschwert. Weiterhin wird aufgrund der für die Wärmeabfuhr und die Stromführung benötigten dicken Primärleiter der für den Summenstromwandler zur Verfügung stehende Bauraum extrem reduziert. Vor allem bei Fehlerstromschutzschaltern mit höheren Nennstromstärken, beispielsweise von 63 A, 80 A oder 125 A, herrscht im Gehäuse des Fehlerstromschutzschalters – insbesondere im Bereich des Summenstromwandlers – erhöhte Platznot. Wegen dieser engen Platzverhältnisse müssen die Primärleiterlitzen oftmals übermäßig eng gebogen werden, was die Gefahr einer Beschädigung der Litzen sowie deren Isolierung in sich birgt. From the prior art, a plurality of electrical installation devices is known, which have a summation current transformer for detecting a difference or a fault current. The summation current transformer can be tubular or disk-shaped. However, in order to meet the required tripping power, a certain size of the summation current transformer is required, making it difficult to use in small electrical installation devices, for example in low-voltage modular devices. Furthermore, the space available for the summation current converter space is extremely reduced due to the required for the heat dissipation and the current flow thick primary conductor. Especially in residual current circuit breakers with higher rated currents, for example of 63 A, 80 A or 125 A, prevails in the housing of the residual current circuit breaker - especially in the area of the summation current transformer - increased space. Because of these tight spaces, the primary conductor strands often have to be bent excessively narrow, which entails the risk of damaging the strands and their insulation.
Soll der Fehlerstromschutzschalter ferner nicht nur wechselstromsensitiv, sondern auch pulsstromsensitiv ausgebildet sein, so sind großvolumige Wandler sowie – wegen der hohen Anzahl der benötigten Sekundärleiterwindungen – sogenannte Lackdrahtsekundärleiter erforderlich. Dabei handelt es sich um einen mit einem isolierenden Lack überzogenen Leiterdraht, wobei die Dicke und das Gewicht der Lackisolation im Vergleich zu anderen, herkömmlich verwendeten Isolierstoffen mit gleicher Wirkung sehr gering sind. Die mit Lackdraht bewickelten Magnetkerne müssen beim Hindurchführen der Primärleiter, welche an ihren Enden abisoliert und pressgeschweißt und daher scharfkantig sind, unbedingt durch eine sogenannte Schottung geschützt werden, um eine Beschädigung des empfindlichen Sekundärleiters beim Hindurchführen der Primärleiterlitzen zu vermeiden. Summenstromwandler mit einer derartigen Schottung sind beispielsweise aus der
Aus dem Stand der Technik ist ferner die Verwendung starrer, massiver Primärleiter anstelle flexibler Litzen bekannt. Diese sind zwar weniger dick und können enger gebogen werden, jedoch ist hierfür ein erhöhter Fertigungsaufwand erforderlich. Weiterhin können mit einem massiven Primärleiter keine zueinander beweglichen Teile miteinander verbunden werden, da bei Verwendung eines massiven Primärleiters derartige Bewegungen nicht ausgeglichen werden können. Hierzu ist dann wieder eine zusätzliche Litze erforderlich, was die Teileanzahl sowie den Fertigungsaufwand weiter erhöht. The prior art also discloses the use of rigid, solid primary conductors rather than flexible strands. Although these are less thick and can be bent more closely, however, this requires an increased production cost. Furthermore, with a solid primary conductor no mutually movable parts can be connected to each other, as when using a solid primary conductor such movements can not be compensated. For this purpose, an additional strand is again required, which further increases the number of parts and the production cost.
Um Fehlauslösungen bei hohen Strömen aufgrund unsymmetrischer Wicklung zu vermeiden, muss der Summenstromwandler außerdem über den gesamten Toroid, d.h. über den gesamten Umfang des Magnetkerns, gleichmäßig verteilt mit Sekundärleiterdraht bewickelt sein. Eine Anhäufung der Sekundärleiterwicklungen auf einem kleinen Sektor, d. h. einem kleinen Toroidabschnitt des Summenstromwandlers, könnte wegen der räumlichen Nähe der Sekundärwicklungen zu nur einem oder zwei der Primärleiterlitzen bei erhöhten Nennströmen zur Induktion von Sekundärspannungen führen, obwohl gar kein Fehlerstromfall vorliegt, d. h. obwohl die Summe der in den durch den Summenstromwandler geführten Primärleitungen fließenden Ströme vorzeichenbehaftet addiert gleich Null ergibt. Um derartige Fehlauslösungen aufgrund einer asymmetrischen Sekundärleiterwicklung zu vermeiden, wird der Magnetkern des Summenstromwandlers über seinen gesamten Umfang gleichmäßig mit Sekundärleiterdraht bewickelt. In addition, to avoid false triggering at high currents due to unbalanced winding, the summation current transformer must pass over the entire toroid, i. over the entire circumference of the magnetic core, evenly distributed wound with secondary conductor wire. An accumulation of secondary conductor windings on a small sector, i. H. a small toroidal section of the summation current transformer, could lead to the induction of secondary voltages due to the proximity of the secondary windings to only one or two of the primary conductor strands at high rated currents, even though there is no fault current event, i. H. although the sum of the currents flowing in the primary lines passed through the summation current transformer added in signed form equal to zero. To avoid such false triggering due to an asymmetric secondary conductor winding, the magnetic core of the summation current transformer is uniformly wound over its entire circumference with secondary conductor wire.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Summenstromwandler zum Erfassen wechselstromsensitiver und/oder pulsstromsensitiver Fehlerströme sowie einen entsprechenden Fehlerstromschutzschalter mit einem derartigen Summenstromwandler bereitzustellen, welche einfach herstellbar sind und sich bei gleichem Bauvolumen durch eine höhere Auslöseleistung auszeichnen. It is the object of the present invention to provide a summation current transformer for detecting alternating current sensitive and / or pulse current sensitive fault currents and a corresponding residual current circuit breaker with such a summation current transformer, which are easy to manufacture and are characterized by a higher release capacity with the same volume.
Diese Aufgabe wird durch den Summenstromwandler sowie den Fehlerstromschutzschalter gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. This object is achieved by the summation current transformer and the residual current circuit breaker according to the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Der erfindungsgemäße Summenstromwandler für einen Fehlerstromschutzschalter, zum Erfassen wechselstromsensitiver und/oder pulsstromsensitiver Fehlerströme in einem Leitungskreis, weist einen zylinderförmigen Magnetkern auf, welcher mit einem Sekundärleiter umwickelt ist. Der Magnetkern weist einen inneren Bereich auf, welcher zum Durchführen mehrerer Primärleiter des Leitungskreises ausgebildet ist. Weiterhin weist der Summenstromwandler eine Schottung auf, welche den Sekundärleiter vor Beschädigungen beim Durchführen der Primärleiter im inneren Bereich des Magnetkerns schützt. Dabei ist die Schottung im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet und weist ausschließlich eine Zylinderwand auf, wobei die Zylinderwand im inneren Bereich des Magnetkerns angeordnet ist. The summation current transformer according to the invention for a fault current circuit breaker, for detecting alternating current sensitive and / or pulse current sensitive fault currents in a line circuit, has a cylindrical magnetic core, which is wrapped with a secondary conductor. The magnetic core has an inner region which is designed to pass through a plurality of primary conductors of the line circuit. Furthermore, the summation current transformer has a partition which protects the secondary conductor from damage during the passage of the primary conductors in the inner region of the magnet core. In this case, the partition is substantially cylindrical and has only one cylinder wall, wherein the cylinder wall is arranged in the inner region of the magnetic core.
Da die Schottung nicht den gesamten Magnetkern mit dem darum gewickelten Sekundärleiter umschließt, sondern lediglich in einem inneren Bereich des Magnetkerns – d.h. in der Öffnung des Summenstromwandlers – angeordnet ist, kann einerseits der empfindliche Sekundärleiter beim Durchführen der zum Teil scharfkantigen Primärleiterlitzen durch die Öffnung des Summenstromwandlers wirkungsvoll gegen Beschädigungen geschützt werden. Die empfindlichen Sekundärleiterwicklungen werden somit von den Primärleitern in der Öffnung des Summenstromwandlers räumlich isoliert. Andererseits kann der Summenstromwandler inklusive der Schottung vergleichsweise kompakt gehalten werden, da die Schottung lediglich in dem inneren Since the partition does not surround the entire magnetic core with the secondary conductor wound around it, but only in an inner area of the magnetic core - i. in the opening of the summation current transformer - is arranged, on the one hand, the sensitive secondary conductor when performing the sometimes sharp-edged primary conductor strands are effectively protected by the opening of the summation current transformer against damage. The sensitive secondary conductor windings are thus spatially isolated from the primary conductors in the opening of the summation current transformer. On the other hand, the summation current transformer including the partition can be kept comparatively compact, since the partition only in the inner
Bereich des Magnetkerns angeordnet ist, die äußere Mantelfläche des Summenstromwandlers, d.h. der äußere Bereich des umwickelten Magnetkerns, jedoch von der Schottung nicht überdeckt wird. Hierdurch wird der für den Summenstromwandler inklusive der Schottung benötigte Bauraum deutlich reduziert. Der auf diese Weise gewonnene Bauraum kann wiederum für einen Summenstromwandler mit einem größeren Wandlerkern genutzt werden. Hierdurch werden die Auslösegenauigkeit sowie die Auslöseleistung weiter verbessert. Ferner wird das Durchführen der Primärleiterlitzen deutlich vereinfacht. Area of the magnetic core is arranged, the outer circumferential surface of the summation current transformer, i. the outer region of the wound magnetic core, but is not covered by the partition. As a result, the space required for the summation current transformer including the bulkhead is significantly reduced. The space gained in this way can in turn be used for a summation current transformer with a larger transformer core. As a result, the tripping accuracy and the tripping performance are further improved. Furthermore, the implementation of the primary conductor strands is significantly simplified.
Die Schottung stellt somit kein Gehäuse dar, in dem der umwickelte Magnetkern vollständig aufgenommen ist, sondern lediglich einen Berührungsschutz im Inneren Bereich des Magnetkerns, um Beschädigungen an den empfindlichen Sekundärleiterwindungen beim sogenannten Wandlerwickeln – d.h. beim Durchführen der relativ steifen, dicken Primärleiterlitzen mit ihren abisolierten und scharfkantigen, da pressgeschweißten Enden – zu vermeiden. Bei den Abschnitten der Primärleiter, die außen am Summenstromwandler wieder zurückgeführt werden, ist, da das Wickeln außerhalb des Gerätegehäuses des Fehlerstrom-Schutzschalters erfolgt, genügend Platz vorhanden, um eine Gefährdung der Sekundärleiterwindungen im Bereich der äußeren Mantelfläche des Magnetkerns beim Wickeln zu vermeiden. Im Bereich der äußeren Mantelfläche des Summenstromwandlers, d.h. des umwickelten Magnetkerns, ist eine Gefährdung der Sekundärleiterwindungen durch die abisolierten, scharfkantigen Enden der Primärleiterlitzen daher nicht gegeben. Der isolierte Teil der Primärleiterlitzen kann somit problemlos direkt über die Sekundärleiterwindungen gelegt werden, ohne dass hierdurch Beschädigungen an den Sekundärleiterwindungen auftreten. The partition thus does not constitute a housing in which the wrapped magnetic core is completely accommodated, but merely a contact protection in the inner region of the magnetic core to damage the sensitive secondary conductor turns during so-called converter winding - ie when performing the relatively stiff, thick Primary conductor strands with their stripped and sharp-edged, since press-welded ends - to avoid. In the sections of the primary conductor, which are returned to the outside of the summation current transformer again, since the winding takes place outside of the device housing of the residual current circuit breaker, there is enough space to avoid endangering the secondary conductor windings in the region of the outer surface of the magnetic core during winding. In the region of the outer circumferential surface of the summation current transformer, ie the wound magnetic core, a danger to the secondary conductor windings is therefore not given by the stripped, sharp-edged ends of the Primärleiterlitzen. The isolated part of the primary conductor strands can thus be laid directly over the secondary conductor windings without any damage to the secondary conductor windings.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Summenstromwandlers weist die Schottung an einem ersten Ende ihrer axialen Längserstreckungsrichtung einen Kragen auf, welcher eine erste Stirnseite des ring- oder rohrförmigen Magnetkerns zumindest teilweise abdeckt. Mit Hilfe des Kragens ist es möglich, auch den stirnseitigen Bereich des umwickelten Magnetkerns zumindest an einer der Stirnseiten gegen Beschädigungen beim Einführen der scharfkantigen Primärleiterlitzen zu schützen. Als Stirnseite wird dabei der Teil des umwickelten Magnetkerns angesehen, welcher an den Rändern des ring- oder rohrförmigen Magnetkerns den inneren Bereich, d.h. die innere Mantelfläche des umwickelten Magnetkerns mit dem äußeren Bereich, d.h. mit der äußeren Mantelfläche des umwickelten Magnetkerns verbindet. In an advantageous development of the summation current transformer, the partition has a collar at a first end of its axial longitudinal direction which at least partially covers a first end side of the annular or tubular magnetic core. With the help of the collar, it is possible to protect the frontal region of the wound magnetic core at least on one of the end faces against damage during insertion of the sharp-edged primary conductor strands. The end face is considered to be that part of the wound magnetic core which, at the edges of the annular or tubular magnetic core, defines the inner region, i. the inner circumferential surface of the wound magnetic core with the outer region, i. connects to the outer surface of the wound magnetic core.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Summenstromwandlers weist die Schottung an einem zweiten Ende ihrer axialen Längserstreckungsrichtung mehrere Fortsätze auf, welche nach einem Einführen der Schottung in den ring- oder rohrförmigen Magnetkern in einer radialen Richtung nach außen umbiegbar sind. Die Fortsätze stellen Laschen dar, welche an dem zweiten Ende der Schottung in der Längserstreckungsrichtung an den zylindrischen Grundkörper der Schottung angeformt und nebeneinander liegend am Umfang des zylindrischen Grundkörpers angeordnet sind. Sie können nach dem Einführen der Schottung in den mit Sekundärleiter umwickelten Magnetkern radial nach außen umgebogen werden, so dass sie in radialer Richtung vom zylindrischen Grundkörper der Schottung abstehen. Vorteilhafter Weise werden die Laschen in großem Radius fächerförmig nach außen umgebogen. Auf diese Weise wird auch der zweite stirnseitige Bereich des umwickelten Magnetkerns zumindest teilweise durch die Schottung abgedeckt; die empfindlichen Sekundärleiterwicklungen werden somit auch im Bereich der zweiten Stirnseite des Summenstromwandlers vor Beschädigungen, beispielsweise aufgrund unachtsamer Handhabung, geschützt. In a further advantageous development of the summation current transformer, the partition has a plurality of extensions at a second end of its axial longitudinal extension direction, which extensions can be bent outward in a radial direction after insertion of the partition into the annular or tubular magnetic core. The extensions represent tabs, which are formed at the second end of the partition in the longitudinal direction of the cylindrical main body of the partition and juxtaposed lying on the circumference of the cylindrical base body. After the introduction of the barrier, they can be bent radially outward into the magnetic core wrapped with a secondary conductor, so that they protrude in the radial direction from the cylindrical base body of the partition. Advantageously, the tabs are bent fan-shaped in a large radius to the outside. In this way, the second end region of the wound magnetic core is at least partially covered by the partition; The sensitive secondary conductor windings are thus also protected in the region of the second end face of the summation current transformer from damage, for example due to careless handling.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Summenstromwandlers weist die Schottung in einem inneren Bereich ihres zylindrischen Grundkörpers zumindest ein Führungselement zur Führung der Primärleiter auf. Mit Hilfe des Führungselements können die Primärleiter nach der Durchführung durch die Öffnung des Summenstromwandlers in einer definierten Position gehalten werden. Hierdurch wird zum einen die Montage erleichtert; zum anderen wird die Auslösecharakteristik durch die exakten Lagepositionen der Primärleiterlitzen relativ zu den Sekundärleiterwicklungen verbessert. In a further advantageous development of the summation current transformer, the partition has at least one guide element for guiding the primary conductors in an inner region of its cylindrical base body. With the aid of the guide element, the primary conductors can be held in a defined position after being passed through the opening of the summation current transformer. As a result, on the one hand facilitates the assembly; On the other hand, the tripping characteristic is improved by the exact positional positions of the primary conductor strands relative to the secondary conductor windings.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Summenstromwandlers ist der Sekundärleiter gleichmäßig verteilt über eine gesamte Oberfläche des ring- oder rohrförmige Magnetkerns gewickelt. Durch die gleichmäßige Wicklung der Sekundärleiterwindungen über die gesamte Oberfläche des Magnetkerns können Fehlauslösungen aufgrund unsymmetrischer Wicklung vermieden werden. Die Symmetriefestigkeit und damit die Auslösegenauigkeit des Summenstromwandlers werden dadurch deutlich verbessert. In a further advantageous development of the summation current transformer, the secondary conductor is uniformly distributed over an entire surface of the annular or tubular magnetic core wound. Due to the uniform winding of the secondary conductor windings over the entire surface of the magnetic core false tripping due to asymmetrical winding can be avoided. The symmetrical strength and thus the tripping accuracy of the summation current transformer are thereby significantly improved.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Summenstromwandlers ist der Sekundärleiter als Lackdrahtsekundärleiter ausgebildet. Bei einem Lackdraht handelt es sich um einen mit einem isolierenden Lack überzogenen Leiterdraht, wobei Dicke und Gewicht der Lackisolation im Vergleich zu anderen, herkömmlich verwendeten Isolierstoffen mit gleicher Wirkung vergleichsweise klein sind. Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass der Summenstromwandler verhältnismäßig leicht, klein und damit kompakt gehalten werden kann. Dies ist insbesondere bei Fehlerstromschutzschaltern, die nicht nur wechselstromsensitiv, sondern auch pulsstromsensitiv ausgebildet sind von Vorteil, da die hierfür benötigten Wandler eine höhere Anzahl an Sekundärleiterwindungen erfordern. In a further advantageous development of the summation current transformer of the secondary conductor is designed as enamel wire secondary conductor. An enameled wire is a conductor wire coated with an insulating varnish, the thickness and weight of the varnish insulation being comparatively small compared with other, conventionally used insulating materials having the same effect. This results in the advantage that the summation current transformer can be kept relatively light, small and thus compact. This is particularly advantageous in residual current circuit breakers, which are not only AC sensitive, but also sensitive to pulse current, since the converters required for this purpose require a larger number of secondary conductor windings.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Summenstromwandlers ist die Schottung zwei- oder mehrteilig ausgebildet. Mehrteilige Schottungen sind in der Regel einfacher zu montieren, wodurch die Montagekosten reduziert werden können. In a further advantageous development of the summation current transformer, the partition is formed in two or more parts. Multi-part enclosures are generally easier to assemble, reducing assembly costs.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Summenstromwandlers sind die beiden Teile der Schottung im Bereich der Zylinderwand zusammensteckbar. Eine zweiteilige Schottung, deren beide Teile mittels einer Steckverbindung verbindbar sind, stellt eine einfach zu montierende Möglichkeit zum Schutz der Sekundärleiterwicklungen dar. Ist die Teilung der Schottung symmetrisch angeordnet, so kann die Schottung aus zwei einander identischen Teilen zusammengesteckt werden, was die Anzahl unterschiedlicher Teile reduziert. Die Beschaffungs- und Lagerhaltungskosten werden durch den vermehrten Einsatz von Gleichteilen deutlich reduziert. In a further advantageous development of the summation current transformer, the two parts of the partition can be plugged together in the region of the cylinder wall. A two-part partition, the two parts of which are connectable by means of a plug connection, provides an easy-to-install option for protecting the secondary conductor windings. If the partition of the partition is arranged symmetrically, the partition can be made up of two identical parts be plugged together, which reduces the number of different parts. The procurement and storage costs are significantly reduced by the increased use of identical parts.
Der erfindungsgemäße Fehlerstromschutzschalter ist zum Erfassen wechselstromsensitiver und/oder pulsstromsensitiver Fehlerströme in einem Leitungskreis mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Summenstromwandlers ausgebildet. Hinsichtlich der Vorteile des erfindungsgemäßen Fehlerstromschutzschalters mit einem derartigen Summenstromwandler wird zunächst auf die vorstehend gemachten Aussagen zu dem erfindungsgemäßen Summenstromwandler verwiesen. Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Summenstromwandlers in einem Fehlerstromschutzschalter kann dessen Gehäuse bei deutlich verbesserter Auslöseleistung klein und kompakt gehalten werden. The fault current circuit breaker according to the invention is designed to detect alternating current-sensitive and / or pulse current-sensitive fault currents in a line circuit with the aid of a summation current transformer according to the invention. With regard to the advantages of the residual current circuit breaker according to the invention with such a summation current transformer, reference is first made to the statements made above on the summation current transformer according to the invention. By using the summation current transformer according to the invention in a residual current circuit breaker whose housing can be kept small and compact with significantly improved triggering power.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Fehlerstromschutzschalters sind die Primärleiter des Leitungskreises als flexible Litzen ausgebildet, welche durch den Magnetkern des Summenstromwandlers geführt sind. Die Verwendung flexibler Primärleiterlitzen anstelle starrer Leiter hat den Vorteil, dass diese nicht erst entsprechend gebogen werden müssen und vergleichsweise umständlich zu montieren sind. Die Herstellkosten werden dadurch deutlich reduziert. Ferner ermöglicht die Verwendung flexibler Litzen einen Ausgleich von Relativbewegungen der mit Hilfe der betreffenden Litze verbundenen Teile; dies ist bei Verwendung starrer Leiter ebenfalls so nicht möglich. In a further advantageous development of the residual current circuit breaker, the primary conductors of the line circuit are formed as flexible strands, which are guided by the magnetic core of the summation current transformer. The use of flexible primary conductor strands instead of rigid conductors has the advantage that they do not have to be correspondingly bent and are relatively cumbersome to assemble. The manufacturing costs are thereby significantly reduced. Furthermore, the use of flexible strands allows a compensation of relative movements of the parts connected by means of the respective strand; this is also not possible when using rigid conductors.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Fehlerstromschutzschalters weisen die Primärleiter bereits vor dem Durchführen durch den Magnetkern abisolierte Enden auf. Werden die Primärleiterlitzen bereits vor der Montage, d.h. vor dem Durchstecken durch die Öffnung des Summenstromwandlers abisoliert, so kann dieser Arbeitsgang bereits vor der Montage automatisiert erfolgen. Weitere Arbeitsschritte an der bereits gewickelten Wandlerbaugruppe sind damit nicht mehr erforderlich. Die Herstellkosten werden dadurch weiter reduziert. Gleiches gilt für den Fall, dass die Primärleiterlitzen bereits vor der Montage an ihren Enden pressgeschweißt werden. In a further advantageous refinement of the residual current circuit breaker, the primary conductors already have stripped ends before being passed through the magnet core. If the primary conductor strands are already removed prior to assembly, i. stripped before passing through the opening of the summation current transformer, this operation can be done automatically before assembly. Further work steps on the already wound transducer module are therefore no longer required. The manufacturing costs are further reduced. The same applies to the case where the primary conductor strands are already press-welded at their ends prior to assembly.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Summenstromwandlers sowie des erfindungsgemäßen Fehlerstromschutzschalters unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert. In den Figuren sind: Embodiments of the summation current transformer according to the invention and of the residual current circuit breaker according to the invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying figures. In the figures are:
In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. Die Beschreibung gilt für alle Zeichnungsfiguren, in denen das entsprechende Teil ebenfalls zu erkennen ist. In the various figures of the drawing, like parts are always provided with the same reference numerals. The description applies to all drawing figures in which the corresponding part can also be recognized.
Da beim Durchführen der Primärleiter
Da die Schottung lediglich in einem inneren Bereich, d.h. im Bereich der Öffnung
In den
Die
In den
Die
In
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Fehlerstromschutzschalter Residual Current Device
- 2 2
- Gehäuse casing
- 3 3
- Primärleiter / Primärleiterlitze Primary conductor / primary conductor strand
- 4 4
- Ende The End
- 5 5
- Anschlussklemme terminal
- 6 6
- Führungsrippe guide rib
- 10 10
- Summenstromwandler Summation current transformer
- 11 11
- Magnetkern magnetic core
- 12 12
- Sekundärleiter / Sekundärleiterwicklung Secondary conductor / secondary conductor winding
- 13 13
- innerer Bereich / Öffnung inner area / opening
- 14 14
- erste Stirnseite first end face
- 15 15
- zweite Stirnseite second end face
- 20 20
- Schottung compartmentalization
- 21 21
- Zylinderwand / Grundkörper Cylinder wall / basic body
- 22 22
- erstes Ende first end
- 23 23
- zweites Ende second end
- 24 24
- Kragen collar
- 25 25
- Fortsätze / Laschen Extensions / tabs
- 26 26
- Führungselement guide element
- 27 27
- erstes Teil / erste Hälfte first part / first half
- 28 28
- zweites Teil / zweite Hälfte second part / second half
- 29 29
- Schnappverzahnung snap teeth
- 30 30
- Montageplatte mounting plate
- 50 50
- herkömmliche Schottung conventional containment
- 51 51
- Innenzylinder inner cylinder
- 52 52
- Außenzylinder outer cylinder
- 53 53
- Deckel cover
- A A
- Längserstreckungsrichtung Longitudinal extension
- R R
- radiale Richtung radial direction
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102005007334 A1 [0006] DE 102005007334 A1 [0006]
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2011
- 2011-05-06 DE DE102011075456.3A patent/DE102011075456B4/en not_active Expired - Fee Related
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DE102011075456B4 (en) | 2015-06-25 |
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