DE1083411B

DE1083411B - Device for recording fault currents

Info

Publication number: DE1083411B
Application number: DES60902A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Otto Mueller; Karl-Heinz Scheibel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1958-12-10
Filing date: 1958-12-10
Publication date: 1960-06-15

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erfassung von Fehlerströmen unter Verwendung eines Summenstromwandlers und eines elektromagnetischen Kraftspeichers, insbesondere eines Sperrmagneten. The invention relates to a device for detecting fault currents using a summation current transformer and an electromagnetic one Energy storage device, in particular a blocking magnet.

Zur Erfassung von Fehlerströmen ist es bekannt, hochempfindliche Relaisschaltungen vorzugsweise unter Verwendung von Verstärkereinheiten aufzubauen. Sämtliche zur Erfassung der Fehlerströme notwendigen Elemente einschließlich einem kontaktgebenden Element, z. B. einem polarisierten Relais, sind bei den bekannten Ausführungsformen in einem auch für andere Zwecke vorgesehenen und geeigneten Gehäuse eingebaut.For the detection of fault currents, it is known, highly sensitive relay circuits are preferred using amplifier units. All for recording the fault currents necessary elements including a contact-making element, e.g. B. a polarized relay, are also provided and suitable for other purposes in the known embodiments Housing built in.

Um die Nachteile der bekannten, meist auf Fremdstrom angewiesenen Fehlerstromschutzeinrichtungen zu vermeiden, hat man bereits vorgeschlagen, eine Fehlerstromschutzeinrichtung aus einem Summenstromwandler in Verbindung mit einem hochempfindlichen elektromagnetischen Kraftspeicher, insbesondere einem Sperrmagneten, aufzubauen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Erfassung von Fehlerströmen aufzubauen, die für verschiedene Zwecke ohne großen Montageaufwand einsetzbar ist. Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß der elektromagnetische Kraftspeicher und der Summenstromwandler derart zu einer Baueinheit zusammengefaßt sind, daß sie als Auslöser an einen Selbstschalter angesetzt oder mit einem Kontakte enthaltenden Anbau zu einem Relais zusammengesetzt werden können. Besonders vorteilhaft ist es, in diese Baueinheit eine Prüfeinrichtung einzusetzen, die im wesentlichen aus einem zwischen zwei Phasen unter Umgehung des Summenstromwandlers durch einen ebenfalls eingebauten Schalter eiiischaltbaren Widerstand besteht. Durch die Einschaltung des Widerstandes wird ein künstlicher Fehlerstrom erzeugt, der zweckmäßig so bemessen ist, daß er der unteren Ansprechgrenze der Fehlerstrom-Überwachungseinrichtung entspricht. Bei Verwendung eines Sperrmagneten ist es vorteilhaft, diesen mit einem federbelasteten Schlaganker auszurüsten, der so angeordnet ist, daß er, einerseits mit der Auslöseklinke eines Selbstschalters und andererseits mit einem vorzugsweise schnappenden Kontaktsystem in Eingriff gebracht werden kann.About the disadvantages of the well-known residual current protective devices, which are mostly dependent on external current To avoid it, it has already been proposed to use a residual current device from a summation current transformer in connection with a highly sensitive electromagnetic energy store, in particular a blocking magnet. The invention is based on the object of a device to record fault currents, which can be used for various purposes without major assembly work can be used. According to the invention the object is achieved in that the electromagnetic Energy storage and the summation current transformer are combined in such a way that they are used as Trigger attached to an automatic switch or with an attachment containing contacts to a relay can be put together. It is particularly advantageous to have a test device in this structural unit use which essentially consists of a between two phases bypassing the summation current transformer there is also a built-in switch that can be switched on and off. By switching on of the resistor, an artificial fault current is generated, which is expediently dimensioned in such a way that that it corresponds to the lower response limit of the residual current monitoring device. Using of a locking magnet, it is advantageous to equip it with a spring-loaded impact armature, the so is arranged that he, on the one hand with the release pawl of a self-switch and on the other hand with a preferably snap contact system can be brought into engagement.

Vorteilhaft ist die Baueinheit in ihren äußeren Abmessungen und in der Zuordnung der Anschlußklemmen so aufgebaut, daß sie unmittelbar dem zugehörigen Selbstschalter angepaßt sind.The structural unit is advantageous in its external dimensions and in the assignment of the terminals constructed in such a way that they are directly adapted to the associated circuit breaker.

An Hand der Zeichnung wird ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Baueinheit beschrieben und die Wirkungsweise erläutert. With reference to the drawing, a particularly advantageous embodiment of the invention Unit described and the mode of operation explained.

Einrichtung
zur Erfassung von FehlerströmenFacility
for the detection of fault currents

Anmelder:Applicant:

Siemens-SchuckertwerkeSiemens-Schuckertwerke

Aktienges ells chaf t,Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,Berlin and Erlangen,

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

Dipl.-Ing. Otto Müller und Karl-Heinz Scheibel,Dipl.-Ing. Otto Müller and Karl-Heinz Scheibel,

Amberg (Obpf.),
sind als Erfinder genannt wordenAmberg (Obpf.),
have been named as inventors

Fig. i bis 4 zeigen in Grund-, Auf- und zwei Seitenrissen die Baueinheit mit vorgesetztem Deckteil zum unmittelbaren Anbau an Selbstschaltereinheiten (Fig. 8);Fig. I to 4, the assembly with projecting cover part show in basic, upward and two side cracks for direct attachment to circuit breaker units (Fig. 8);

Fig. 5 bis 7 zeigen in verschiedenen Ansichten, zum Teil im Schnitt, die Zusammenstellung einer erfindungsgemäßen Baueinheit mit einem kontaktgebenden Element zu einem Fehlerstromrelais.5 to 7 show in different views, partly in section, the composition of a device according to the invention Unit with a contact-making element for a residual current relay.

Die Baueinheit besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 1, das einseitig balkonartige Ausnehmungen 2 zur Aufnahme der Anschlußklemmen 3 aufweist. Die den Klemmen gegenüberliegende Seite ist durch eine Abdeckplatte 4 abgeschlossen. Die Abdeckplatte 4 wird von den Verbindungsschrauben 5., einem Stößel 6, einem Sperrmagneten 7 und der Nulleiterklemme 8 durchdrungen. Im Inneren des Gehäuses 1 sind ferner ein Summenstromwandler 9 und ein Widerstand 10 angeordnet. Der Summenstromwandler 9 ist mit Sekundärwicklungen 11, die über Verbindungsleitungen 12 mit dem Sperrmagneten 7 verbunden sind, und von den als Primärwicklungen wirkenden Leitungen 13 durchsetzt. Der Übersichtlichkeit halber ist jeweils nur eine einzige Leitung 13 eingezeichnet. Diese Leitungen 13 sind mit einer den Klemmen 3 unterlegten Platte 14 einerseits und andererseits mit einer winkligen Verbindungsplatte 15 verbunden. Um die elektrische Verbindung von den Eingangsklemmen der Baueinheit zu einem nachgeschalteten Gerät, z. B. einer Selbstschaltereinheit (Fig. 8), herzustellen, sind die Verbindungsplatten 15 mit einer Verbindungsschraubelö ausgestattet, die mit nicht näher dargestellten Anschlußklemmen der Schaltereinheit oder mit Anschlußklemmen 24 der Relaiseinheit 25 (Fig. 5)The structural unit consists essentially of a housing 1, which has balcony-like recesses 2 on one side has for receiving the terminals 3. The side opposite the terminals is through a Cover plate 4 completed. The cover plate 4 is secured by the connecting screws 5., a plunger 6, a blocking magnet 7 and the neutral conductor 8 penetrated. Inside the housing 1 are also a summation current transformer 9 and a resistor 10 are arranged. The summation current transformer 9 is with Secondary windings 11, which are connected to the blocking magnet 7 via connecting lines 12, and penetrated by the lines 13 acting as primary windings. For the sake of clarity is only a single line 13 is shown in each case. These lines 13 are connected to one of the terminals 3 underlying plate 14 on the one hand and connected to an angled connecting plate 15 on the other. Around the electrical connection from the input terminals of the assembly to a downstream device, e.g. B. an automatic switch unit (Fig. 8), the connecting plates 15 are to be made with a connecting screw equipped with the terminals of the switch unit or not shown with terminals 24 of the relay unit 25 (Fig. 5)

009 530/426009 530/426

verschraubt werden. Um an die Schrauben 16 heranzukommen, sind in das Gehäuse 1 Öffnungen 17 eingeformt. be screwed. In order to get to the screws 16, openings 17 are formed in the housing 1.

Das Deckteil 4 ist am Gehäuse 1 durch Hohlniete 18 befestigt. Der Widerstand 10 gehört zu einer Prüfeinrichtung, die aus dem Druckknopf taster 19 und den Kontaktelementen 20 und 21 besteht. Durch die Prüfeinrichtung kann künstlich unter Überbrückung des Summenstromwandler ein Fehlerstrom erzeugt werden. Der Kontakt 20 besteht aus einer der Klemmanschlußplatte 14 unterlegten Blattfeder 22. Die Rückstellung des Druckknopf tasters .19 erfolgt durch die Feder 23.The cover part 4 is fastened to the housing 1 by means of hollow rivets 18. The resistor 10 belongs to a test device, which consists of the push button 19 and the contact elements 20 and 21. Through the testing facility a fault current can be generated artificially by bridging the summation current transformer. The contact 20 consists of a leaf spring 22 underneath the terminal connection plate 14. The reset of the push-button button 19 is carried out by the spring 23.

Die Wirkungsweise der Baueinheit ergibt sich wie folgt: Fließt in der überwachten Leitung ein Fehlerstrom vorgegebener Mindestgröße oder wird ein solcher durch Betätigung der Prüftaste 19 künstlich erzeugt, so wird der elektromagnetische Kraftspeicher, im Ausführungsbeispiel ein Sperrmagnet 7, ausgelöst und der Schlagbolzen 6 unter Federbelastung gegen den Auslöser einer Schaltereinheit oder ein kontaktgebendes Element gedrückt.The mode of operation of the unit is as follows: If a fault current of a predetermined minimum size flows in the monitored line or if such a fault is generated artificially by pressing the test button 19, the electromagnetic energy storage device, in the exemplary embodiment a blocking magnet 7, is triggered and the firing pin 6 counteracts under spring load the trigger of a switch unit or a contact-making element pressed.

Die Fig. 5, 6 und 7 zeigen in Auf-, Seiten- und Grundriß ein Fehlerstromrelais, das aus der schon beschriebenen, im Gehäuse 1 untergebrachten Baueinheit und einem angesetzten kontaktgebenden Teil 25 zusammengesetzt ist. Die Verbindung des kontaktgebenden Teils 25 mit der Baueinheit 1 erfolgt in genau der gleichen Weise wie bei einem nachgeschalteten Selbstschalter oder sonstigem Leistungsschaltgerät. Die Baueinheit 1 ist wie die in den Fig. 1 bis 4 beschriebene aufgebaut. Die Ausgangsklemmen 26 des Fehlerstromrelais sind mit den Verbindungsplatten 15 unter Verwendung der Schrauben 16 und den an die Klemmplatte 27 angeformten Teilen 28 verbunden. Eine Ausnahme hiervon macht lediglich die Anschlußklemme 29 für den Nulleiter. Hier erfolgt die Verbindung unmittelbar durch das in das Deckteil 4 eingelegte Verbindungselement 8. Das Teil 25 hat Klemmen 30, die mit den Festkontaktelementen 31, 32 und dem beweglichen Kontakt 33 verbunden sind. Der Kontakt 33 ist vorzugsweise auf einer vorgespannten Blattfeder befestigt. Die Festkontakte 31 und 32 sowie der bewegliche Kontakt 33 sind in einem Isolierblock 34 gehaltert. Die Betätigung des beweglichen Kontaktes 33 erfolgt durch zwei auf der Welle 35 drehbar gelagerte Hebelarme 36 und 37. Die beiden Hebelarme werden durch eine einem Verbindungsbolzen unterlegte Druckfeder 38 gegeneinandergepreßt und durch einen Abstandshalter 39 auf Distanz gehalten. 5, 6 and 7 show in top, side and ground plan a fault current relay, which from the already described structural unit accommodated in the housing 1 and an attached contact-making part 25 is composed. The contact-making part 25 is connected to the structural unit 1 in FIG in exactly the same way as with a downstream circuit breaker or other power switching device. The structural unit 1 is constructed like that described in FIGS. 1 to 4. The output terminals 26 of the Residual current relays are connected to the connecting plates 15 using the screws 16 and to the Clamping plate 27 molded parts 28 connected. The only exception to this is the connection terminal 29 for the neutral conductor. Here the connection takes place directly through the one inserted into the cover part 4 Connecting element 8. The part 25 has terminals 30, which with the fixed contact elements 31, 32 and the movable contact 33 are connected. The contact 33 is preferably on a preloaded Leaf spring attached. The fixed contacts 31 and 32 and the movable contact 33 are in an insulating block 34 supported. The movable contact 33 is actuated by two on the shaft 35 rotatably mounted lever arms 36 and 37. The two lever arms are connected by a connecting bolt underlying compression spring 38 pressed against each other and held at a distance by a spacer 39.

Wird der Sperrmagnet 7 ausgelöst, so schlägt sein Bolzen 6 auf den Hebel 36 und drückt zusammen mit diesen die den Kontakt 33 haltende Blattfeder gegen den Festkontakt 31. Da die Kraft der Blattfeder geringer ist als die Kraft der nicht gezeichneten Feder des Sperrmagneten 7, bleibt der Kontakt 31,33 geschlossen. If the locking magnet 7 is triggered, its bolt 6 strikes the lever 36 and presses together with it these the leaf spring holding the contact 33 against the fixed contact 31. Since the force of the leaf spring is lower is than the force of the spring, not shown, of the locking magnet 7, the contact 31,33 remains closed.

Um den Sperrmagneten 7 und damit auch das Relais in die Bereitschaftslage zurückzustellen, ist ein Schieber 40 vorgesehen, der durch eine Feder 41 in die gezeichnete Lage gedruckt wird. Bei Betätigung des Schiebers legt sich die Flanke 42 gegen das Ende 43 des Hebels 37 und blockiert damit die den Kontakt 33 tragende Blattfeder in der ausgelösten Lage. Bei weiterer Betätigung des Schiebers 40 legt sich dessen Ende 44 gegen das Ende 45 des Hebels 36 und drückt diesen um die Welle 35 drehend entgegen der Kraft der den Stößel 6 belasteten Feder in die gezeichnete, d. h. in die Bereitschaftslage zurück. Bei Freigabe des Schiebers-40 geht nunmehr auch der Hebel 37 in seine Lage zurück, der Kontakt 32, 33 wird, wie gezeichnet, wieder geschlossen.In order to reset the blocking magnet 7 and thus also the relay into the standby position, a Slider 40 is provided, which is pressed by a spring 41 in the position shown. When actuated of the slide, the flank 42 lies against the end 43 of the lever 37 and thus blocks the contact 33 supporting leaf spring in the released position. Upon further actuation of the slide 40, the latter ceases to exist End 44 against the end 45 of the lever 36 and presses it to rotate around the shaft 35 against the force the spring loaded the plunger 6 into the drawn, d. H. back to the standby position. When the Slide 40 now also the lever 37 goes back into its position, the contact 32, 33 is, as shown, closed again.

Die Fig. 8 zeigt den Zusammenbau einer Baueinheit 1 gemäß den Fig. 1 bis 4 mit einem Selbstschalter üblicher Bauart. Die Eingangsklemmen der Baueinheit sind hier mit 51, die Ausgangsklemmen mit 52 bezeichnet. Die Lichtbogenkammer des Selbstschalters trägt die Ziffer 53, der Knebelantrieb die Ziffer 54. Die Nulleiterklemme ist mit 55 bezeichnet.8 shows the assembly of a structural unit 1 according to FIGS. 1 to 4 with an automatic switch usual design. The input terminals of the unit are here with 51, the output terminals with 52 designated. The arc chamber of the circuit breaker bears the number 53, the knob drive the number 54. The neutral conductor terminal is labeled 55.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Device for the detection of fault currents using a summation current transformer and an electromagnetic energy store, in particular a blocking magnet, thereby characterized in that these elements are combined to form a structural unit that they as Trigger attached to a circuit breaker or with an attachment containing contacts to one Relays can be assembled.

2. Device according to claim 1, characterized in that the structural unit with a built-in Test facility is equipped.

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the testing device consists of one between two phases bypassing the summation current transformer by means of a built-in Switch connectable resistor for generating an artificial fault current exists.

4. Device according to claim 1 to 3, characterized by such a selection of the test resistor, that the fault current that can be achieved thereby corresponds to the lower response limit.

5. Device according to claim 1 to 4, characterized in that the locking magnet with a spring-loaded impact armature is equipped, on the one hand with the trigger of a self-switch and on the other hand are brought into engagement with a preferably snap-action contact system can.

6. Device according to claim 1 to 5, characterized by one with the contact-making Attachment of a connected reset device acting on the release gear of the blocking magnet, in particular a reset button.

7. Device according to claim 1 to 6, characterized by such a design that it is in Width and height is adapted to the structure of an associated circuit breaker.

8. Device according to claim 1 to 7, characterized in that the contact-making elements having cultivation containing base elements for mounting the unit.

9. Device according to claim 1 to 8, characterized by such a structure as a relay, that the connection elements, preferably clamp connections for the lines to be monitored, are arranged on the cover side so that optically continuous lines result.

Considered publications:
German interpretative document No. 1 065 517.

1 sheet of drawings

009 530/426 6.60