DE1176253B

DE1176253B - Circuit arrangement for testing residual current and residual voltage circuit breakers

Info

Publication number: DE1176253B
Application number: DESCH33058A
Authority: DE
Inventors: Arnulf Winkler
Original assignee: Schutzapp Ges Paris & Co M B H
Current assignee: Schutzapp Ges Paris & Co M B H
Priority date: 1963-04-02
Filing date: 1963-04-02
Publication date: 1964-08-20
Also published as: CH414818A; NL6403474A

Description

Schaltungsanordnung zur Prüfung von Fehlerstrom- und Fehlerspannungsschutzschaltem Zusatz zum Patent: 1137 115 Im Hauptpatent 1137115 wird eine Schaltungsanordnung zur Prüfung von Fehlerstrom- und Fehlerspannungsschutzschaltern sowie zur Messung des Erdungs- und Schleifenwiderstandes beschrieben, die ein als Spannungswächter ausgebildetes Relais aufweist, das die Meßanordnung bei anliegender Netzspannung einschaltet und bei Gefahr einer Spannungsverschleppung sofort ausschaltet.Circuit arrangement for testing residual current and residual voltage protection switches Addition to the patent: 1137 115 In the main patent 1137115 a circuit arrangement for testing residual current and residual voltage circuit breakers as well as for measurement of the earthing and loop resistance, which is used as a voltage monitor has formed relay, which the measuring arrangement when the mains voltage is applied switches on and switches off immediately if there is a risk of voltage being carried over.

In den VDE-Vorschriften 0100 und 22 N wird bekanntlich verlangt, daß vor Inbetriebnahme einer elektrischen Anlage die Wirksamkeit der Schutzmaßnahmen mit Schutzleiter zu prüfen ist. Zu diesen Schutzmaßnahmen gehört unter anderem der Einbau von Fehlerstrom- und Fehlerspannungsschutzschaltern. Die prinzipiellen Schaltungen zur Prüfung dieser Schutzmaßnahmen sind in Fig. 1 und 2 des Hauptpatentes ausführlich dargestellt. Zusammenfassend kann wiederholt werden, daß bei derartigen Prüfschaltungen über einen Prüfwiderstand ein künstlicher Fehler erzeugt wird, der an dem zu schützenden Gerät eine Fehlerspannung hervorruft. Bei der bekannten Messung mit einer Sonde kann diese Fehlerspannung an einem Voltmeter abgelesen werden. As is well known, the VDE regulations 0100 and 22 N require that the effectiveness of the protective measures before commissioning an electrical system must be checked with a protective conductor. These protective measures include the Installation of residual current and residual voltage circuit breakers. The basic circuits to examine these protective measures are detailed in Fig. 1 and 2 of the main patent shown. In summary, it can be repeated that in such test circuits An artificial fault is generated via a test resistor, which is connected to the Device causes an error voltage. With the known measurement with a probe this error voltage can be read on a voltmeter.

Da die Verwendung einer Meßsonde zur Prüfung in den meisten Fällen sehr viel Aufwand erfordert, wird in Netzen, deren Spannung gegen Erde festliegt, die an dem Prüfwiderstand selbst abfallende Spannung gemessen und angezeigt.Since the use of a measuring probe for testing in most cases requires a lot of effort, is used in networks whose voltage to earth is fixed, the voltage drop across the test resistor itself is measured and displayed.

Damit durch den Prüfvorgang selbst keine gefährlichen Berührungsspannungen erzeugt und in andere Anlageteile verschleppt werden können, muß der Prüfwiderstand beim Einschalten so groß sein, daß der entstehende Strom bei einer Reihenschaltung dieses Widerstandes mit dem menschlichen Körper so klein ist, daß im Körper keine gefährlichen Spannungsabfälle entstehen können. Derartige Spannungsabfälle treten grundsätzlich dann auf, wenn der Schutzleiter unterbrochen ist. There are no dangerous contact voltages due to the test process itself and can be carried over to other parts of the system, the test resistor must be so large when switched on that the resulting current in a series connection this resistance with the human body is so small that none in the body dangerous voltage drops can occur. Such voltage drops occur generally open when the protective conductor is interrupted.

Die Vorschriften besagen, daß der Schutzschalter bei einer Prüfung auslösen muß, bevor die an dem Prüfwiderstand gemessene Spannung um mehr als 65 bzw. 24 V gegenüber der Netzspannung abgesunken ist. Löst der Schutzschalter innerhalb dieses Bereiches nicht aus, so ist dies ein Zeichen dafür, daß die Schutzschaltung nicht in Ordnung ist. The regulations state that the circuit breaker should be tested must trigger before the voltage measured at the test resistor by more than 65 or 24 V has fallen compared to the mains voltage. Trips the circuit breaker inside this area is not enough, this is a sign that the protection circuit is not ok.

Die Schaltungsanordnung gemäß dem Hauptpatent stellt gegenüber den herkömmlichen Meßverfahren mit Voltmetern schon eine wesentliche Verbesserung dar, weil durch die automatische Abschaltung des als Spannungswächter ausgebildeten Relais eine Ja-Nein-Aussage bewirkt wird und darüber hinaus eine Spannungsverschleppung verhindert wird. The circuit arrangement according to the main patent is compared to the conventional measuring methods with voltmeters already represent a significant improvement, because the relay, which is designed as a voltage monitor, is automatically switched off a yes-no statement is brought about and, moreover, a voltage transfer is prevented.

Die vorliegende Erfindung besteht darin, daß bei einer solchen Schaltungsanordnung nach dem Hauptpatent dem Relais ein Prüfstromkreis parallel liegt, der mindestens einen Heißleiter aufweist, dessen stetig ansteigender Strom nach einer in derGrößenordnung von Sekunden liegenden Meßzeit entweder infolge zu großen Spannungsabfalles das Relais zum Abfallen bringt oder den Fehlerstrom- oder Fehlerspannungsschutzschalter auslöst oder bei dessen Versagen einen im Prüfstromkreis liegenden thermischen Auslöser betätigt. The present invention is that in such a circuit arrangement According to the main patent, the relay has a test circuit in parallel, which is at least has a thermistor, the steadily increasing current of which is of the order of magnitude measuring time of seconds either due to excessive voltage drop Relays to drop out or the residual current or residual voltage circuit breaker triggers or, if it fails, a thermal release in the test circuit actuated.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, den Prüfvorgang voll und ganz zu automatisieren, was unter anderem dadurch gelangt daß der gemäß dem Hauptpatent verwendete und von Hand einzuregulierende Prüfwiderstand durch einen an sich bekannten Heißleiter ersetzt wurde. Da der Heißleiter einen negativen Temperaturkoeffizienten besitzt, ist die Schaltung an sich instabil. Die Entstehung zu großer Ströme beim Versagen der Schutzschaltung wird im Rahmen der Erfindung durch den Einbau eines thermischen Auslösers verhindert. Es ist dann möglich, mit Hilfe von drei Spannungsanzeigeorganen unter Verzicht auf übliche Meßinstrumente eine Aussage über das ordnungsgemäße Arbeiten der Schutzschaltung und über die Art eventuell vorhandener Fehler zu erhalten. The invention was based on the task of fully and to fully automate, which is achieved, among other things, by the fact that according to the main patent used and manually regulated test resistor by a known per se NTC thermistor has been replaced. Because the thermistor has a negative temperature coefficient the circuit itself is unstable. The emergence of too large currents at Failure of the protective circuit is within the scope of the invention by installing a thermal release prevented. It is then possible with the help of three voltage indicators A statement about the proper work without using the usual measuring instruments the protective circuit and the type of faults that may be present.

Die Anwendung von Thermoschaltern ist für Fehlerstromschutzschalter bekannt. Fehlerstromschutzschalter werden häufig mit Prüfanordnungen mit einem der künstlichen Erzeugung eines Fehlerstromes dienenden, von Hand willkürlich einschaltbaren, einen entsprechend bemessenen Prüfwiderstand enthaltenden Prüfstromkreis ausgestattet. In unmittelbarer Nähe des Prüfwiderstandes ist dann ein Thermoschalter angeordnet, der beim Überschreiten der für den Widerstand zulässigen Höchsttemperatur diesen abschaltet. The use of thermal switches is for residual current circuit breakers known. Residual current circuit breakers are often used with test arrangements with one of the artificial generation of a fault current, which can be switched on arbitrarily by hand, equipped with a test circuit containing a correspondingly dimensioned test resistor. A thermal switch is then in the immediate vicinity of the test resistor arranged, when the maximum temperature permissible for the resistor is exceeded this turns off.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispieles gemäß der Zeichnung erläutert. The invention is based on an embodiment according to Drawing explained.

Die Schaltungsanordnung besteht aus einem Relais A mit dem Selbsthaltekontakt a, dem Heißleiter W., mit dem Vorwiderstand Wt, der Drucktaste T mit dem Arbeitskontakt t1 und dem Ruhekontakt t2, dem thermischen Auslöser Th und den Spannungsanzeigeorganen L1, L2 und L3, die gemäß dem Ausführungsbeispiel als verschiedenfarbige Glimmlampen ausgebildet sind. Der eigentliche Prüfstromkreis weist außer dem Heißleiter W. und dem Vorwiderstand W1 den Ruhestromkontakt t2 der Drucktaste T und den thermischen Auslöser Th auf. The circuit arrangement consists of a relay A with the self-holding contact a, the NTC thermistor W., with the series resistor Wt, the push button T with the normally open contact t1 and the normally closed contact t2, the thermal release Th and the voltage indicators L1, L2 and L3, according to the exemplary embodiment, as different colored glow lamps are trained. In addition to the NTC thermistor, the actual test circuit has W. and the series resistor W1 the closed current contact t2 of the push button T and the thermal Trigger th on.

Die gesamte Schaltungsanordnung zur Prüfung von Fehlerstrom- und Fehlerspannungsschutzschaltern wird vorzugsweise mit Hilfe eines Schutzkontaktsteckers an den Phasenleiter, den Mittelpunktleiter und den Schutzleiter des geschützten Netzes angeschlossen. Zwischen Phasenleiter und Mittelpunktleiter liegt die Glimmlampe Lt, die vorzugsweise mit einer roten Abdeckung versehen ist. Die Glimm-]ampe L., ist in Reihe mit dem thermischen Auslöser Th zwischen Phasenleiter und Schutzleiter geschaltet. Sie weist vorzugsweise eine gelbe Abdeckkappe auf und brennt immer dann, wenn bei anliegender Netzspannung der thermische Auslöser geschlossen ist. Parallel zu der Reihenschaltung aus dem Heißleiter W2, dem Vorwiderstand W, und dem Ruhekontakt t ist die Glimmlampe L. geschaltet, die z. B. in weißer oder grüner Farbe aufleuchtet. The entire circuit arrangement for testing fault current and Fault voltage protection switches are preferably made with the help of a safety plug to the phase conductor, the neutral conductor and the protective conductor of the protected Connected to the network. The glow lamp is located between the phase conductor and the center conductor Lt, which is preferably provided with a red cover. The glow] lamp L., is in series with the thermal release Th between phase conductor and protective conductor switched. It preferably has a yellow cap and always burns if the thermal release is closed when the mains voltage is applied. Parallel to the series connection of the thermistor W2, the series resistor W, and the break contact t is the glow lamp L. switched, the z. B. lights up in white or green color.

Der Selbsthaltekontakt a des parallel zum Prüfstromkreis liegenden Relais ist so angeordnet, daß durch seine Öffnung außer dem Relaisstromkreis auch der Prüfstromkreis und der Stromkreis der Lampe unterbrochen wird. The self-holding contact a of the parallel to the test circuit Relay is arranged so that through its opening, in addition to the relay circuit, too the test circuit and the lamp circuit are interrupted.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Schaltungsanordnung ist folgende: Beim Anschluß des Gerätes an das zu prüfende Netz leuchten bei richtiger Polung die rote und die gelbe Lampe auf. The circuit arrangement described works as follows: When the device is connected to the network to be tested, the polarity lights up the red and yellow lamps come on.

Wird nun das Gerät mit falscher Polung an das Netz angeschlossen (Vertauschung des Phasenleiters mit dem Mittelpunktleiter), so kann nur die rote Lampe aufleuchten, weil die zwischen dem Mittelpunktleiter und dem Schutzleiter liegende gelbe Lampe kein Potential erhält. Leuchtet auch nach dem Umpolen nur die rote Lampe auf, so ist der Schutzleiter unterbrochen. If the device is now connected to the mains with the wrong polarity (Interchanging the phase conductor with the neutral conductor), only the red one can The lamp lights up because the one between the neutral conductor and the protective conductor lying yellow lamp has no potential. Only lights up after the polarity has been reversed If the red lamp lights up, the protective conductor is interrupted.

Wenn dagegen beim Anschluß des Gerätes lediglich die gelbe Lampe brennt, so wird damit angezeigt, daß in dem Netz der Schutzleiter und der Phasenleiter vertauscht sind. In diesem Falle besteht Lebensgefahr. If, on the other hand, only the yellow lamp is used when connecting the device burns, this indicates that the protective conductor and the phase conductor are in the network are swapped. In this case there is a mortal danger.

Hat man das Gerät in richtiger Polung so angeschlossen, daß die gelbe und die rote Lampe aufleuchten, so kann durch das Drücken der Taste T der Meßvorgang eingeleitet werden. Die Schaltung zeigt, daß durch das Schließen des Kontaktes t1 das Relais A an Spannung gelegt wird und seinen Selbsthaltekontakt a schließt. Solange die Taste T gedrückt bleibt. ist der Ruhekontakt t geöffnet und der Prüfstromkreis trotz geschlossenem Selbsthaltekontakt a stromlos. Die Einschaltung des Relais A wird durch das Aufleuchten der weißen Lampe L, angezeigt. Damit brennen alle drei Lampen gleichzeitig. Mit Beginn der Messung, d. h. nach dem Loslassen der Taste T. wird der HeißleiterW, aufgeheizt. wodurch der Strom im Prüfstromkreis nach einer e-Funktion ansteigt. Die Prüfung kann je nach Zustand der zu überwachenden Anlage zu einem der folgenden drei Ergebnisse führen: I Sobald nach einigen Sekunden der stetig ansteigende Prüfstrom den Auslösestrom des intakten Schutzschalters überschritten hat, löst der Schutzschalter aus und trennt die zu prüfende Anlage vom Netz. Dieses Ergebnis wird dadurch angezeigt, daß alle drei Lampen zugleich erlöschen. Has the device been connected with the correct polarity so that the yellow and the red lamp light up, the measuring process can be started by pressing the T key be initiated. The circuit shows that by closing the contact t1 the relay A is connected to voltage and its self-holding contact a closes. So long the T key remains pressed. the normally closed contact t is open and the test circuit de-energized despite the self-holding contact a being closed. Switching on relay A is indicated by the lighting up of the white lamp L. All three burn with it Lamps at the same time. With the beginning the measurement, d. H. after releasing the T. the thermistor W is heated up. whereby the current in the test circuit after a e function increases. The test can be performed depending on the condition of the system to be monitored lead to one of the following three results: I As soon as after a few seconds the steadily increasing test current exceeded the tripping current of the intact circuit breaker the circuit breaker trips and disconnects the system to be tested from the mains. This The result is indicated by the fact that all three lamps go out at the same time.

II Nach einer gewissen Meßzeit fällt das Relais A ab, weil entweder der Erdungswiderstand des Schutzleiters zu hoch ist oder der Auslösestrom des Schutzschalters so hoch eingestellt ist, daß die Abfallspannung am Relais unterschritten wird. Dieser Fehler wird durch das Erlöschen der weißen Lampe LJ infolge Öffnung des Kontaktes a angezeigt. II After a certain measuring time, the relay A drops out, because either the earthing resistance of the protective conductor is too high or the tripping current of the circuit breaker is set so high that the drop-out voltage on the relay is not reached. This The fault is indicated by the extinguishing of the white LJ lamp when the contact is opened a is displayed.

III Nach einigen Sekunden Prüfzeit schaltet der thermische Auslöser sowohl den Prüfstromkreis als auch die weiße und die gelbe Lampe ab, so daß lediglich die rote Lampe brennen bleibt. III After a test time of a few seconds, the thermal release switches from both the test circuit and the white and yellow lamps, so that only the red lamp stays on.

Das Ansprechen des thermischen Auslösers zeigt bei Fehlerstromschutzschaltungen entweder eine Vertauschung des Mittelpunktleiters mit dem Schutzleiter oder einen Kurzschluß zwischen diesen beiden Leitern an. The response of the thermal release shows with residual current protection circuits either an exchange of the center conductor with the protective conductor or a Short circuit between these two conductors.

Bei Fehlerspannungsschutzschaltern ist dieses Prüfungsergebnis ein Zeichen dafür, daß der Schutzleiter eine niederohmige Nebenerde hat. In the case of fault voltage circuit breakers, this test result is a A sign that the protective conductor has a low-resistance secondary earth.

Hat die Prüfung ergeben, daß die Schutzschaltung gemäß I in Ordnung ist oder ein Fehler nach II vorliegt, so kann die Schaltungsanordnung nach einigen Sekunden Wartezeit zur Abkühlung des Heißleiterwiderstandes zu einer erneuten Messung benutzt werden. Die Widerstände W1 und W.2 werden so dimensioniert, daß die Wartezeit bis zur nächsten Messung in den genannten Fällen vorzugsweise nicht größer als etwa 10 Sekunden ist. Liegt dagegen ein Fehler nach III vor, so ist die Wartezeit bis zur nächsten Messung länger, da der thermische Auslöser zu seiner Abkühlung und Wiedereinschaltung etwa 1 Minute benötigt. Has the test shown that the protective circuit according to I is OK is or there is an error according to II, the circuit arrangement can after some Seconds waiting time for the thermistor resistance to cool down before a new measurement to be used. The resistors W1 and W.2 are dimensioned so that the waiting time until the next measurement in the cases mentioned, preferably no greater than about 10 seconds is. If, on the other hand, there is an error according to III, the waiting time is until to the next measurement longer because the thermal release to cool down and Restarting takes about 1 minute.

Wird die beschriebene Schaltungsanordnung zur automatischen Prüfung von Fehlerstrom- und Fehlerspannungsschutzschaltern vor einer ausreichenden Abkühlung erneut in Betrieb genommen, so werden gefährliche Spannungsverschleppungen dadurch vermieden, daß bei geschlossenem Thermoauslöser und zu niedrigem Heißleiterwiderstand durch das Drükken der Taste T infolge der Öffnung des Kontaktes t2 der Prüfstromkreis unterbrochen wird und das Relais nach dem Loslassen der Taste T sofort erneut abschaltet. Bei noch offenem Thermoauslöser kann bei der in der Schaltung angegebenen Lage dieses Auslösers kein Prüfstrom entstehen, so daß ebenfalls keine Spannungsverschleppung hervorgerufen werden kann. If the circuit arrangement described is used for automatic testing of residual current and residual voltage circuit breakers before they have cooled down sufficiently put into operation again, this will cause dangerous voltage transfers avoided that when the thermal release is closed and the thermistor resistance is too low by pressing the T button as a result of the opening of contact t2, the test circuit is interrupted and the relay switches off again immediately after releasing the T button. If the thermal release is still open, this can occur in the position specified in the circuit Trigger no test current arise, so that no voltage carryover can be evoked.

Die Schaltungsanordnung zur automatischen Prüfung von Fehlerstrom- und Fehlerspannungsschutzschaltern besitzt dadurch entscheidende Vorteile gegenüber den bisher bekanntgewordenen Schaltungen auf diesem Gebiet. Da die Abkühlungszeit und damit die Zeit bis zum Wiedereinschalten des Thermoauslösers wesentlich größer ist als die Abkühlungszeit des Heißleiterwiderstandes, wird eine Ober lastung des Heißleiters mit Sicherheit vermieden. The circuit arrangement for the automatic testing of residual current and residual voltage circuit breakers has decisive advantages over this the previously known circuits in this field. Because the cool down time and thus the time until the thermal release is switched on again essential is greater than the cooling time of the thermistor resistor, an upper load of the thermistor avoided with certainty.

Durch die Automatisierung ergab sich der weitere große Vorteil der Unabhängigkeit von Bedienungs-und Ablesefehlern. Ein entscheidender Fortschritt ist auch darin zu sehen, daß Fehler in der Schutzschaltung nicht nur grundsätzlich angezeigt, sondern durch verschiedene Lampensignale auch so genau gekennzeichnet werden, daß weitere Hilfsmittel zur genauen Feststellung der Fehlerart überflüssig sind.The automation resulted in another great advantage of the Independence from operating and reading errors. A decisive step forward can also be seen in the fact that faults in the protective circuit are not just fundamental displayed, but also precisely identified by various lamp signals that further aids for the exact determination of the type of error are superfluous are.

Gegenüber den früher üblichen Prüfschaltungen mit einem oder mehreren Voltmetern und Einstellwiderständen zeichnet sich der Gegenstand der Erfindung durch kleine Abmessungen, geringes Gewicht, niedrigen Preis und Unempfindlichkeit gegen Erschütterungen aus. Es ist nicht möglich, das Gerät durch unsachgemäße Bedienung zu zerstören. Da alle Aussagen des Gerätes in Form von Ja-Nein-Entscheidungen geliefert werden, kann die Prüfung auch von ungeübtem Hilfspersonal durchgeführt werden.Compared to the previously common test circuits with one or more The subject of the invention is characterized by voltmeters and setting resistors small dimensions, light weight, low price and insensitivity to Vibrations. It is not possible to use the device improperly to destroy. Since all statements of the device are delivered in the form of yes-no decisions the test can also be carried out by inexperienced support staff.

Claims

Claims: 1. Circuit arrangement for testing Feblerstrom- and residual voltage circuit breakers as well as for measuring the earthing and loop resistance with a relay (A) designed as a voltage monitor, which the measuring arrangement in connected mains voltage switches on and if there is a risk of voltage spread switches off immediately, according to patent 1137115, noting that the relay (A) has a test circuit in parallel with at least one NTC thermistor (W2), whose steadily increasing current is in the order of magnitude measuring time of seconds either due to excessive voltage drop Relay (A) to Falling brings or the residual current or residual voltage circuit breaker triggers and, if it fails, a thermal release in the test circuit (Th) actuated.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that at least three voltage indicators are provided, of which the first (lot) the phase-neutral conductor voltage, the second (L2) the phase-protective conductor voltage when the thermal release is closed and the third (L3) activates the Relay when the thermal release is closed.

3. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that Different colored glow lamps serve as voltage indicators.

4. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the push button (T) apart from the switch-on contact for the relay circuit (tal) Interrupter contact (t2) in series with the thermistor (W2), so that the actual The test process does not begin to run until the test button is released.

5. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the thermal release (Th) switches itself on again after actuation.

6. Circuit arrangement according to claim 5, characterized by a such setting of the thermal release that its tripping current is greater than the normal tripping current of the fault voltage and residual current circuit breaker.

7. Circuit arrangement according to claim 5, characterized in that the cooling time constant of the thermal release is greater than that of the thermistor is.

Documents considered: German Auslegeschrift No. 1067 928.