DE1046161B

DE1046161B - Schalter zur UEberwachung von Netzen gegen Fehlerstrom

Info

Publication number: DE1046161B
Application number: DES50271A
Authority: DE
Inventors: Otto Mueller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1956-09-07
Filing date: 1956-09-07
Publication date: 1958-12-11

Description

Es ist bekannt, elektrische Schalter, insbesondere Leistungsschalter mit zusätzlichen Organen zur Überwachung und Auslösung bei Überströmen, Kurzschlüssen, Spannungsrückgängen u. dgl. auszustatten. Die Beaufschlagung des Schalters durch diese Überwachungselemente kann entweder elektrisch, wie z. B. bei Schützen, oder auch mechanisch, wie z. B. bei Selbstschaltern, erfolgen.

Neben diesen beschriebenen Überwachungsorganen ist die Technik seit vielen Jahren bemüht, geeignete Geräte zu schaffen, um auch die bei elektrischen Maschinen gegebenenfalls auftretenden Fehlerströme zu überwachen und das überwachte Gerät im Falle eines Fehlerstromes durch den Leistungsschalter vom Netz zu trennen. Die bekannten Fehlerstromschutzgeräte bestehen meist aus einem Summenstromwandler, der über nachgeschaltete hochempfindliche Relais, Röhrenverstärker u. dgl. den Leistungsschalter beaufschlagt. In der Regel werden zum Betrieb dieser Verstärkerelemente Fremdspannungen benötigt, die aus dem Netz oder einer eigenen Stromquelle entnommen werden. Diese bekannten Fehlerstromschutzgeräte haben den Nachteil, daß sie dem rauhen Betrieb in der Industrie meist nur in sehr beschränktem Maße und unter erheblichem Wartungsaufwand gewachsen sind. Sie haben weiterhin den Nachteil, daß sie bei Ausfall der Hilfsspannungsquelle, z. B. beim Ausfall der gerade zur Einspeisung benutzten Phase des Netzes, selbst ausfallen, so daß ein sicherer Betrieb in Frage gestellt ist.

Weiterhin ist es bekannt, die Elemente für derartige Fehlerstromschutzschalter, also z. B. den Summenstromwandler, ein hochempfindliches Spezialrelais, Hilfsschalter usw. in einem Gehäuse gegebenenfalls zusammen mit dem Selbstschalter nach der Art gekapselter Verteileranlagen unterzubringen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fehlerstromschalter aufzubauen, der einerseits den bekannten Fehlerstromschaltern in bezug auf die Empfindlichkeit und die Robustheit im Betrieb überlegen ist, und der andererseits aus einzelnen Elementen ohne Verwendung eines Gehäuses zusammengestellt werden kann.

Der Schalter zur Überwachung von Netzen gegen Fehlerstrom und unsymmetrischer Belastung unter Verwendung eines Leistungsschalters, insbesondere eines Selbstschalters und eines Summenstromwandlers ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß als Auslöser für den Leistungsschalter ein als selbständiges Bauelement ausgebildeter Sperrmagnet mit magnetischem Nebenschluß zum Ein- oder Anbau an den Leistungsschalter vorgesehen ist, dessen die Auslösung bewirkenden Sperrwicklungen vom Summenstromwandler beaufschlagt werden. Besonders vorteilhaft Schalter zur Überwachung
von Netzen gegen Fehlerstrom

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke
ίο Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Otto Müller, Amberg (Obpf.j,
ist als Erfinder genannt worden

ist es, dem Bauelement eine solche Form zu geben, daß es an Stelle von Spannungsrückgangs- oder Arbeitsstromauslösern in Selbstschalter eingesetzt werden kann. Die Wicklungen des Sperrmagneten, der vorzugsweise durch einen Permanentmagneten erregt ist, sind mit einem Summenstromwandler verbunden, der vorzugsweise ebenfalls als Bauelement ausgebildet ist.

An Hand einer schematischen Zeichnung werden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben und die Wirkungsweise sowie die Ausgestaltungsmöglichkeiten erläutert. Die einzelnen Bauelemente sind, was ihren Umriß betrifft, mit dicken Linien ausgezogen, so daß der baukastenmäßige Charakter der gesamten Anordnung deutlich in Erscheinung tritt.

Der Leistungsschalter besteht aus einer Grundplatte 1, die das Schaltergetriebe samt den Kontakten aufnimmt und den Knebelantrieb 2 haltert. Im Bereich der Kontakte ist eine Schaltkammer 3 aufgesetzt. Die Stromzuführung vom Netz RST erfolgt über die Klemmen 4. An der Ausgangsseite des Schaltgerätes ist ein als Baueinheit ausgebildeter Überstromauslöser 5 angesetzt. Vor den Anschlußklemmen 6 des Überstromauslösers 5 ist ein als Baueinheit ausgebildeter Summenstromwandler 7 mit dem magnetischen Ringkern 8, den Primärwicklungen 9 einschließlieh Nulleiter 10 und der Sekundärwicklung 11 angesetzt. Ausgangsseitig sind die Klemmen 12 vorgesehen. Die Sekundärwicklung 11 des Summenstromwandlers 7 ist mit den Wicklungen 13 des Sperrmagneten 14 verbunden. Der Sperrmagnet 14 besteht

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aus einem Permanentmagneten 15, an den die Magnetschenkel 16 angesetzt sind. Die Magnetschenkel 16 bilden an der Stelle 17 eine magnetische Weiche. Die Jochteile 18 der Magnetschenkel 16 sind von einem Anker 19 überbrückt. Fließt auf Grund eines Fehlerstromes im Verbraucher in der Sekundärwicklung 11 des Summenstromwandlers ein Strom, so werden die magnetischen Kraftlinien von den Jochen 18 abgedrängt und schließen sich über den magnetischen Nebenschluß 17. Hierdurch wird der unter Belastung einer nicht gezeichneten Feder stehende Anker 19 in Richtung auf den Anschlag 20, der mit der Auslöseklinke des Selbstschalters gekoppelt ist, bewegt und damit eine Abschaltung des Gerätes bewirkt.

Besonders vorteilhaft ist, den Anker des Sperrmagneten mit dem Antrieb des Schalters derart zu koppeln, daß bei jeder Ausschaltbewegung der Sperrmagnet gespannt, d. h. in die gezeichnete Einschaltstellung gebracht wird. Zur Überwachung der Funktionsfähigkeit des Fehlerstromauslösers ist es vorteilhaft, den Antrieb in Richtung der Ausschaltbewegung mit einem Freilauf zu versehen, derart, daß bei jeder Auslösebewegung nicht die Entklinkung des Schalters durch den Antrieb erfolgt, sondern über einen Hilfskontakt und einem Hilfsstromkreis, der den Sperrmagneten im Sinne eines Fehlerstromes beaufschlagt. Um bei einem Ausführungsbeispiel der letztgenannten Art bei ausgefallener Netzspannung ein Abschalten zu ermöglichen, kann zusätzlich ein Handnotauslöser, z.B. eine Prüftaste mit Überstromauslöser, vorgesehen werden, mit der von Hand die Auslösung des Getriebes und damit ein Abwerfen des Schalters erfolgen kann. Selbstverständlich ist es auch möglich, den Handnotauslöser mit dem Knebelantrieb od. dgl. derart zu koppeln, daß nach Durchlaufen einer bestimmten Wegstrecke und erfolglosem Einschalten des Hilfsstromkreises das Getriebe entriegelt wird.

Ein besonders robuster und betriebssicherer Aufbau des Bauelementes gemäß der Erfindung ergibt sich, wenn der Sperrmagnet und gegebenenfalls auch der Summenstromwandler in an sich bekannter Weise in Gießharz eingebettet sind.

Wird der Nulleiter 10 nicht mit durch den Summenstromwandler geführt, so können mit dem Bauelement gemäß der Erfindung auch unsymmetrische Belastun-

gen von Netzen oder elektrischen Geräten überwacht werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Schalter zur Überwachung von Netzen gegen ■ Fehlerstrom und unsymmetrische Belastung unter Verwendung eines Leistungsschalters, insbesondere eines Selbstschalters und eines Summenstromwandlers, dadurch gekennzeichnet, daß als Auslöser für den Leistungsschalter ein als selbständiges Bauelement ausgebildeter Sperrmagnet mit magnetischem Nebenschluß zum Ein- oder Anbau an den Leistungsschalter vorgesehen ist, dessen die Auslösung bewirkenden Sperrwicklungen vom Summenstromwandler beaufschlagt werden.

2. Schalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine derartige Formgebung des Sperrmagneten, daß er an Stelle von Spannungsrückgangs- bzw. Arbeitsstromauslöser in Selbstschalter eingesetzt werden kann.

3. Schalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daiß der Sperrmagnet und gegebenenfalls auch der Summenstromwandler in an sich bekannter Weise in Gießharz eingebettet sind.

4. Schalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslöser mit dem Antrieb des Schalters gekoppelt ist, derart, daß bei jeder Abschaltbewegung der Sperrmagnet gespannt, d. h. in die Einschaltstellung gebracht wird.

5. Schalter nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Freilauf im Schalterantrieb derart, daß bei jeder Auelösebewegung über einen Hilfskontakt und einen Hilfsstromkreis der Sperrmagnet entregt wird und dieser die Abschaltung des Schaltgerätes auslöst.

6. Schalter nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Handnotauslöser, der unabhängig vom Antrieb des Schalters eine Abschaltung bei Ausfall der Spannung für den Sperrmagneten gestattet.

7. Schalter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Summenstromwandler als ein- oder anbaufähiges Element ausgebildet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
»Der Elektromeister«, 6. Jahrgang, 1953, S. 1 bis 4.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen