DE1513559C - Schaltungsanordnung zur Erhöhung der Ansprechempfindlichkeit eines Fehlerstromschutzschalters - Google Patents

Description

Bekanntlich werden seit geraumer Zeit in häuslichen und industriellen Anlagen eine sehr große Anzahl von Fehlerstromschutzschaltern mit einer Empfindlichkeit, die zwischen 0,3 und 3 A liegt, benutzt. Erst in den letzten Jahren ist eine Serienfabrikation von hochempfindlichen Fehlerstromschutzschaltern von z. B. 25 mA zu relativ niedrigem Preis gelungen, die einen vollkommenen Schutz gegen elektrischen Schläge, gegen Brand, ganz allgemein gegen Isolierschäden bieten. Inzwischen sind aber mehrere Hunderttausend von Fehlerstromschutzschaltern verschiedener Größe mit einer Empfindlichkeit, die zwischen 0,3 und 2 A schwankt, bei den Stromabnehmern installiert, aber der Preis dieser relativ komplizierten Apparate und die damit verbundene Kostenfrage macht ihren erwünschten Austausch durch neuere hochempfindliche Fehlerstromschutzschalter schwer möglich.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, die Ansprechempfindlichkeit eines vorhandenen Fehlerstromschutzschalters durch ein einfaches Zusatzgerät derart zu erhöhen, daß der vorhandene Fehlerstromschutzschalter auch strengeren Anforderungen genügt, so daß ein Austausch gegen einen neuen, hochempfindlichen und entsprechend aufwendigen Fehlerstromschutzschalter vermeidbar ist.

Bisher hat man eine Erhöhung der Ansprechemprindlichkeit durch indirekte Auslösungen erreicht, indem man der Sekundärwicklung des Summenstromwandler einen Leistungsverstärker nachschaltete. So schloß man an die Sekundärwicklung des Wandlers die Wicklung eines hochempfindlichen Hilfsrelais an, dessen Kontakte den Leistungsverstärker einschalten, an dem die Auslösespule des Fehlerstromschutzschalters liegt. An Stelle des Hilfsrelais kann man auch einen Transistorverstärker oder eine Kaltkathodenröhre verwenden. Weitere Möglichkeiten sind die Steuerung des Haltekreises eines Schalters mit Hilfe eines Relais und die Impulsauslösung. Derartige Lösungen sind aufwendig und insbesondere nachträglich nur schwer zu installieren.

Es ist bereits bekannt, mit einem Fehlerstromschutzrelais im Ansprechfall einen Überstrom zu erzeugen, der einen vorgeschalteten, stärkeren Schutzschalter auslöst (französische Patentschrift 1 320 791). Es ist ferner bekannt, mittels Temperatursicherungen oder Temperaturauslösern im Stromwandler eines installierten Fehlerstromschutzschalters oder innerhalb von nachgeschalteten Geräten einen künstlichen Fehlerstrom zu erzeugen und diesen zum Schütze von elektrischen Stromkreisen, Maschinen od. dgl. gegen eine unzulässige Erwärmung heranzuziehen (deutsche Patentschrift 907 318).

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Erhöhung der Ansprechempfindlichkeit eines Fehlerstromschutzschalters, der aus einem Leistungsschalter, einem Verriegelungsschloß, einem Auslöserelais und einem dieses Auslöserelais erregenden Stromwandler besteht. Diese Schaltungsanordnung ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch einen an die zu einem Verbraucherstromkreis führenden Ausgangsklemmen des Stromwandlers des Fehlerstromschutzschalters angeschlossenen weiteren Stromwandler mit einem an dessen Sekundärwicklung angeschlossenen, auf einen Fehlerstrom wesentlich kleinerer Größe als die Ansprechgröße des Auslöserelais des Fehlerstromschutzschalters ansprechenden Zusatzrelais, und durch einen vom Ausgang des zweiten Stromwandlers zum Eingang des Stromwandlers des Fehlerstromschutzschalters führenden, mit Hilfe einer Kontaktbrücke und den Kontakten des Zusatzrelais über einen Widerstand zu schließenden Stromkreis, der im Stromwandler des Fehlerstromschutzschalters in an sich bekannter Weise einen künstlichen Fehlerstrom erzeugt, der mindestens in der Größe des Ansprechstromes des Auslöserelais des Fehlerstromschutzschalters liegt.

Der weitere Stromwandler und der von ihm gesteuerte zusätzliche Schaltkreis lassen sich so auslegen, daß beim Auftreten eines nur sehr schwachen Fehlerstromes, z. B. 25 bis 100 mA, eine ungleich höhere Stromstärke von z.B. 3 bis 4 A in der Primärwicklung des Stromwandlers des eigentlichen Fehlerstromschutzschalters veranlaßt wird. Das hochempfindliche Relais, das auch auf eine Fehlerspannung ansprechen kann, ruft im Fehlerstromschutzschalter geringerer Empfindlichkeit den gleichen Effekt wie eine an sich bekannte Prüfeinrichtung hervor. Es wird während einer sehr kurzen Zeit ein ohmscher oder induktiver Widerstand zwischen einer Phase am Eingang des Stromwandlers des Fehlerstromschutzschalters und einer anderen Phase am Ausgang des letzteren eingeschaltet.

Gemäß einer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens wird der künstlich erzeugte Fehlcrsirom zum selbsttätigen Wiedereinschalten des Zusatzrelais bcnutzt. Dies kann in der Weise geschehen, daß in dem vom Ausgang des zweiten Stromwandlers zum Fehlerstromschutzschalter führenden Stromkreis mit dem Widerstand eine Magnetspule in Reihe liegt, und daß die Kontaktbrücke des Zusatzrelais einen Tauchanker solcher Bemessung trägt, daß das Zusatzrelais nach Schließen des Stromkreises mit dem Widerstand in die Ausgangslage zurückgeführt wird. Man kann dabei einen Anzeiger, der durch die bewegliche Kontaktbrücke des Relais oder durch die automatische Rückstelleinrichtung betätigt wird und der in einem Fenster der Abdeckung für das Differentialrelais dessen Funktion anzeigt, verwenden.

Die anmeldungsgemäße Maßnahme ist insbesondere bei zweipoligen Schaltern anwendbar, denn selbst in dem Falle, daß eine der zwei in Frage stehenden Phasen unterbrochen ist, wird der schon vorhandene Fehlerstromschutzschalter auf einen Fehlerstrom, der die Schwelle seiner geringen Empfindlichkeit überschreitet, reagieren.

Die Erfindung behält ferner die Möglichkeit, an den Ausgang des Schutzschalters niedriger Ansprechempfindlichkeit auch weiterhin Stromverbraucher direkt anzuschließen.

Zum Verständnis der Erfindung sei diese an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 schematisch als Ausführungsbeispiel einen zweipoligen Fehlerstromschutzschalter geringer Empfindlichkeit, dem das Zusatzgerät hoher Empfindlichkeit nachgeschaltet ist, und

F i g. 2 schematisch das Prinzip zum selbsttätigen Wiedereinschalten des Zusatzgerätes hoher Empfindlichkeit.

Nach F i g. 1 ist ein schon installierter, weniger empfindlicher Fehlerstromschutzschalter A mit seinem Gehäuse mit einem zweiten kleinen Gehäuse B kombiniert, das das Zusatzrelais hoher Empfindlichkeit 4'. seine Kontaktbrücke 9, Kontakte 10, 11, einen

Vorschaltwiderstand R und seinen zweiten Stromwandler 2' enthält. Der Fehlerstromschutzschalter A in dem Gehäuse besitzt in bekannter Weise den Leistungsschalter 1, der im eingeschalteten Zustand durch das Schloß 3 verriegelt ist, auf welches das Auslöserelais 4 einwirkt, das vom Stromwandler 2 erregbar ist. Am Ausgang des Fehlerstromschutzschalters A kann man Stromverbraucher 12,13 anschließen. Diese werden gegenüber dem Verbraucher Mr, der selbst durch das hochempfindliche Zusatzrelais 4' geschützt ist, erst bei einem höheren Fehlerstrom gesichert. Das Zusatzrelais 4' ist mit dem zweiten Stromwandler 2' im Gehäuse B untergebracht, der das Zusatzrelais 4' erregt. Dieses ist mit der beweglichen Kontaktbrücke 9 mechanisch verbunden, die die festen Kontakte 10,11 kurzschließt. Der eine Kontakt 11 ist elektrisch mit der Ausgangsklemme 7' des Zusatzrelais 4' im Gehäuse B verbunden, der andere Kontakt 10 unter Zwischenschaltung des Vorschaltwiderstandes R und der Klemme

14 mit der Klemme 6 am Eingang des Schutzschalters.

Die F i g. 2 stellt schematisch im Prinzip die Anordnung zur automatischen Wiedereinschaltung des Zusatzrelais 4' dar.

Die bewegliche Kontaktbrücke 9, die durch das genannte Relais betätigt wird, ist mit dem Tauchanker 15 in der Magnetspule 16 fest verbunden. Sie wird durch den künstlich erzeugten Fehlerstrom erregt, der mit Hilfe des Vorschaltwiderstandes R erzeugt wird, der zwischen der Klemme 6 des Mittelpols Mp (der an Erde anzuschließen ist) und der Klemme T der Phase U hinter dem zweiten Stromwandler 2' angeschlossen ist, und zwar in dem Augenblick, in dem die bewegliche Kontaktbrücke 9 die Kontakte 10 und 11 kurzschließt. Der Tauchanker

15 in der Spule 16, der auf diese Weise angezogen wird, bringt das Zusatzrelais 4' wieder in die magnetisch verriegelte Arbeitsstellung.

Die Kombination der beiden beschriebenen Geräte A und B arbeitet wie folgt:

Wenn Fehlerströme in den Verbrauchern 12, 13 auftreten, die im Bereich der geringen Empfindlichkeit des Fehlerstromschutzschalters A liegen, wird der Schutzschalter A durch sein Auslöserelais 4 geringer Empfindlichkeit (z. B. von 0,3 oder 1 A) geöffnet. Wenn hingegen ein kleiner Fehlerstrom am Verbraucher Mr, der hinter dem hochempfindlichen Zusatzrelais 4' (z. B. für 25 mA) angeschlossen ist, auftritt, schließt die bewegliche Kontaktbrücke 9 des Zusatzrelais 4' die festen Kontakte 10,11, wodurch mittels des Vorschaltwiderstandes R ein kurzer Impuls eines künstlich erzeugten, zusätzlichen Fehlerstromes gegeben wird, der ausreicht, das Auslöserelais 4 des Schutzschalters A in Funktion zu setzen und den schon vorhandenen Fehlerstromschutzschalter A auszuschalten. Gleichzeitig bringt dabei die Spule 16 im Gehäuse B des Relais die bewegliche Kontaktbrücke 9 wieder in die Arbeitsstellung.

Wie aus der F i g. 1 erfolgt, sind das Gehäuse B für das Zusatzrelais hoher Empfindlichkeit, das den niedrigen Fehlerstrom überwacht und die Auslösung des wenig empfindlichen Fehlerstromschutzschalters A, an den es angeschlossen ist, veranlaßt, ohne mechanische Teile miteinander verbunden.

Es sei weiter bemerkt, daß es auch generell möglich ist, das Fehlerstromschutzrelais A durch ein Fehlerspannungsrelais zu ersetzen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Erhöhung der Ansprechempfindlichkeit eines Fehlerstromschutzschalters, der aus einem Leistungsschalter, einem Verriegelungsschloß, einem Auslöserelais und einem dieses Auslöserelais erregenden Stromwandler besteht, gekennzeichnet durch einen an die zu einem Verbraucherstromkreis führenden Ausgangsklemmen des Stromwandlers (2) des Fehlerstromschutzschalters (A) angeschlossenen weiteren Stromwandler (2') mit einem an dessen Sekundärwicklung angeschlossenen, auf einen Fehlerstrom wesentlich kleinerer Größe als die Ansprechgröße des Auslöserelais (4) des Fehlerstromschutzschalters (A) ansprechenden Zusatzrelais (4'), und durch einen vom Ausgang (T) des zweiten Stromwandlers (2') zum Eingang des Stromwandlers des Fehlerstromschutzschalters (A) führenden, mit Hilfe einer Kontaktbrücke (9) und den Kontakten (10,11) des Zusatzrelais (4') über einen Widerstand (R) zu schließenden Stromkreis, der im Stromwandler (2) des Fehlerstromschutzschalters (A) in an sich bekannter Weise einen künstlichen Fehlerstrom erzeugt, der mindestens in der Größe des Ansprechstromes des Auslöserelais (4) des Fehlerstromschutzschalters (A) liegt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der künstlich erzeugte Fehlerstrom zur selbsttätigen Wiedereinschaltung des Zusatzrelais (4') dient.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem vom Ausgang des zweiten Stromwandlers (2') zum Fehlerstromschutzschalter (A) führenden Stromkreis mit dem Widerstand (R) eine Magnetspule (16) in Reihe liegt, und daß die Kontaktbrücke (9) des Zusatzrelais (4') einen Tauchanker (15) solcher Bemessung trägt, daß das Zusatzrelais (4') nach Schließen des Stromkreises mit dem Widerstand (R) in die Ausgangslage zurückgeführt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen