DE1538490B2 - Schutzschaltung fuer installtionsanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzschaltung für mit Fehlerstrom-Schutzschaltern mit einem Nennfehlerstrom kleiner als 50 mA ausgestattete, an geerdete Netze angeschlossene, verschiedene Geräte umfassende Installationsanlagen, die einen über den Fehlerstrom-Schutzschalter geführten Nulleiter enthalten.

Es sind verschiedene Schutzmaßnahmen in Installationsanlagen zur Abwehr von Gefahren für Mensch und Tier bekannt.

Hierzu gehört zunächst die sogenannte klassische Nullung, bei der kein besonderer Schutzleiter vorgesehen ist (Fig. 1). Hierbei werden die Kosten und die Garantie für die Erfüllung der Nullungsbedingungen vom EVU übernommen. Diese Schutzschaltung hat ohne Zweifel große wirtschaftliche Vorteile, da für Wechselstrombetrieb nur zwei Adern und für Drehstrombetrieb nur vier Adern verlegt zu werden brauchen und die erforderlichen Nullungsbrücken leicht und billig herzustellen sind. Ein weiterer Vorteil ist, daß ein Bruch des Nulleiters (Mp) relativ leicht bemerkt wird, da er gleichzeitig als Betriebsleiter dient. Diesen Vorteilen stehen aber auch beträchtliche Nachteile gegenüber. Da es zulässig ist, daß die Spannung des Nulleiters gegen Erde dauernd bis zu 52,5 Volt betragen kann, können somit metallische Gerätegehäuse diese Spannung gegen Erde annehmen. In der Landwirtschaft sind zum Schutz von Nutztieren jedoch nur 24VoIt zugelassen, so daß die Nullung allein als Schutzmaßnahme nicht ausreicht. Ein weiterer Nachteil ist, daß kein Abschalten der Anlage erfolgt, wenn ein Außenleiter bei gleichzeitiger Erdverbindung unbeabsichtigt von einem Menschen oder einem Tier berührt wird, oder wenn infolge eines Nulleiterbruchs die Geräte hinter der Bruchstelle volle Spannung gegen Erde angenommen haben. Es sei noch erwähnt, daß ein Brandschutz bei der klassischen Nullung nicht gewährt ist und daß darauf geachtet werden muß, daß in Versorgungsnetzen, in denen die Nullung zugelassen ist, kein Gerät schutzgeerdet werden darf, wenn nicht gleichzeitig eine Verbindung mit dem Nulleiter hergestellt wird.

Als weitere Schutzschaltung sei auf F i g. 2 verwiesen, bei der zusätzlich zum Nulleiter (Mp) noch ein besonderer Schutzleiter (5L) verlegt ist. Nulleiter

ίο und Schutzleiter sind dabei an einer Stelle, z. B. im Hausanschlußkasten, miteinander verbunden. Diese Schaltung hat den Vorteil, daß ein Bruch des Schutzleiters (5L) nicht unmittelbar die Ursache für ein Unter-Spannung-Setzen der Gehäuse der hinter der Bruchstelle angeschlossenen Geräte bildet. Auch ist die Gefahr eines Vertauschens des Schutzleiters mit einem Außenleiter gering; da der Schutzleiter nicht als Betriebsleiter dient. Die Durchführung dieser Schutzart ist teurer, da bei Wechselstrom drei Adern, bei Drehstrom fünf Adern benötigt werden. Weiterhin wird ein Bruch des Schutzleiters nicht rechtzeitig bemerkt, da der Betrieb störungsfrei weiterläuft.

Es sei noch auf die bisher übliche Fehlerstrom-Schutzschaltung eingegangen (F i g. 3). Sie verträgt sich mit jeder anderen Schutzmaßnahme und kann daher in allen Versorgungsnetzen verwendet werden. Wichtig ist, daß die Bedingungen für die Schutzmaßnahme nicht im Netz gefordert werden, sondern ihnen muß bei der Installation der Anlage Rechnung getragen werden. Man hat es also in der Hand, . bei Errichtung der Anlage durch entsprechende Auslegung des Erdausbreitungswiderstandes die Höhe der Spannung im Schutzleiter gegen Erde zu begrenzen, d. h. unter 52,5 Volt oder unter 24 Volt festzulegen. Vor allem wird bei Isolationsfehlern in den Installationsrohren abgeschaltet, also ist ein erhöhter Brandschutz gewährleistet. Nachteilig ist natürlich, daß bei Wechselstrombetrieb drei Adern benötigt werden und bei Drehstrombetrieb Leitungen mit fünf Adern erforderlich sind. Eine Umstellung vorhandener Anlagen auf die FI-Schutzschaltung ist nur möglich, wenn bereits ein besonderer Schutzleiter vorhanden ist, oder es muß der Schutzleiter nachträglich verlegt bzw. in die Installationsrohre eingezogen werden.

Es ist des weiteren eine Schaltungsanordnung zum Schutz elektrischer Anlagen (deutsche Auslegeschrift 1053 639) bekannt, bei der die Schutzschaltung außer dem Nulleiter keinen zusätzlichen Schutzleiter aufweist und bei der das zu schützende Gerät unmittelbar geerdet ist. Diese Schutzschaltung selbst arbeitet jedoch mit zwei Gleichspannungen, zu deren Erzeugung erhebliche Schaltmittel aufgewendet werden müssen.

Auch ist eine elektrische Sicherheitsschaltung (deutsche Auslegeschrift 1 093 466) bekannt, die mit einer besonderen Ableitstromspule innerhalb des Fehlerstrom-Schutzschalters ausgestattet ist. Hierzu ist allerdings außer dem Nulleiter ein zusätzlicher Schutzleiter erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schutzschaltung für Installationsanlagen zu schaffen, die im Aufbau einfach und von großer Betriebssicherheit ist, die erwähnten Nachteile der zuvor beschriebenen Schutzschaltungen vermeidet, die gleichermaßen den Einsatz ein und desselben Fehlerstrom-Schutzschalters für den Schutz von Geräten sowohl mit natürlicher Erde als auch mit Betriebs-

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erde ermöglicht und dabei ein Höchstmaß für den 52,5 Volt ansteigt, aber auch dann schaltet der

Schutz von Mensch und Tier gewährleistet. Schutzschalter im Gefahrenfall ab. Das gleiche tritt

Die Aufgabe wird bei der eingangs genannten ein, wenn ein Außenleiter bei der Installation irr-

Schutzschaltung erfindungsgemäß durch einen unter- tümlich mit dem Nulleiter vertauscht wird. Die

schiedlichen Anschluß der Geräte derart gelöst, daß 5 erfindungsgemäße Anordnung bietet auch einen

die gegen Gefährdung bei Berührung zu schützenden, Schutz bei unbeabsichtigtem Berühren eines Außen-

keine Betriebsströme führenden Teile aller derjenigen leiters bei gleichzeitiger Erdverbindung, weil der

Geräte, deren Erdungswiderstand größer ist als das Fehlerstrom-Schutzschalter die Spannung abschaltet.

Verhältnis von zulässiger Berührungsspannung zu Es sei noch darauf hingewiesen, daß in Versor--

Nennfehlerstrom des Fehlerstrom-Schutzschalters, an io gungsnetzen, in denen die Nullung zugelassen isi,

die Nulleiter der Anlage angeschlossen sind, daß die bei Anwendung der Erfindung in Installations-

gegen Gefährdung bei Berührung zu schützenden, anlagen schutzgeerdet werden kann, nur darf nicht

keine Betriebsströme führenden Teile aller derjenigen gleichzeitig eine Verbindung vom Gehäuse zum

Geräte, deren Erdungswiderstand kleiner als das Nulleiter vorhanden sein.

genannte Verhältnis ist, nur mit dieser ihrer natür- 15 In den in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Schalt-

lichen Erdung verbunden und gegen den Nulleiter skizzen, auf die bereits Bezug genommen wurde,

isoliert sind, und daß kein besonderer Schutzleiter sind in bekannter Weise die drei Außenleiter mit

durch die Installationsanlage geführt ist. R, S und T und der Nulleiter mit Mp bezeichnet.

Die erfindungsgemäße Schutzschaltung bietet den Der zusätzliche Schutzleiter in den F i g. 2 und 3

Vorteil, daß in Installationsanlagen mit Wechselstrom 20 trägt die Bezeichnung SL. Mit R_B ist der Erdaus-

nur zwei Adern und mit Drehstrom nur vier Adern breitungswiderstand der Betriebserde beim Erzeuger

benötigt werden, um einen voll wirksamen Schutz bzw. in der Installationsanlage angedeutet. In den

mit der erfindungsgemäßen Schutzschaltung zu F i g. 3 und 4 ist ein Fehlerstrom-Schutzschalter mit

erreichen. Somit kann bei bereits erstellten Anlagen Summenstromwandler FIS der Installationsanlage

mit »klassischer Nullung« der Fehlerstrom-Schutz- 25 vorgeschaltet. Für die in der Installationsanlage

schalter vorgeschaltet werden, ohne daß eine dritte angeschalteten Geräte oder Maschinen wurden die

bzw. eine fünfte Leitung nachgezogen werden muß. Buchstaben M für Motor, 5 für Steckdose, WP für

Ein Bruch des Nulleiters wird im allgemeinen eine Wasserpumpe und Ge bzw. Gd für ein beliebi-

bemerkt, weil er zu Störungen des Betriebes führt. ges einphasig bzw. dreiphasig angeschlossenes elek-

Aber auch in den Fällen, wo der Bruch des Null- 30 trisches Gerät gewählt. Der Hausanschlußkasten

leiters unbemerkt bleibt, ist die Anlage nicht schutz- trägt die Bezeichnung HA.

los wie bei der Nullung, sondern der hochempfind- In F i g. 4 sind gemäß der Erfindung die Gehäuse

liehe Fehlerstrom-Schutzschalter schaltet im Ge- des einphasig angeschlossenen Gerätes Ge und des

fahrenfall bei Fehlerströmen ab, die größer als der Motors M mit dem Nulleiter Mp verbunden, wogegen

Nennfehlerstrom des Schalters sind. 35 das Gehäuse der Wasserpumpe WP die natürliche

Ebenso ist es wie bei der Nullung zulässig, daß Erde R_E und keine Verbindung mit dem Nulleiter

die Spannung des Nulleiters gegen Erde bis zu besitzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schutzschaltung für mit Fehlerstrom-Schutzschaltern mit einem Nennfehlerstrom kleiner als 50 mA ausgestattete, an geerdete Netze angeschlossene, verschiedene Geräte umfassende Installationsanlagen, die einen über den Fehlerstrom-Schutzschalter geführten Nulleiter enthalten, gekennzeichnet durch einen unterschiedlichen Anschluß der Geräte derart, daß die gegen Gefährdung bei Berührung zu schützenden, keine Betriebsströme führenden Teile aller derjenigen Geräte, deren Erdungswiderstand größer ist als das Verhältnis von zulässiger Berührungsspannung zu Nennfehlerstrom des Fehlerstrom-Schutzschalters, an die Nulleiter der Anlage angeschlossen sind, daß die gegen Gefährdung bei Berührung zu schützenden, keine Betriebsströme führenden Teile aller derjenigen Geräte, deren Erdungswiderstand kleiner als das genannte Verhältnis ist, nur mit dieser ihrer natürlichen Erdung verbunden und gegen den Nulleiter isoliert sind, und daß kein besonderer Schutzleiter durch die Installationsanlage geführt ist.