DE19858601A1 - Earth leakage circuit breaker comprises current which can only be switched on by solenoid switch if mains voltage is applied and test circuit and current detector unit are supplied with sufficient current by voltage supply - Google Patents
Earth leakage circuit breaker comprises current which can only be switched on by solenoid switch if mains voltage is applied and test circuit and current detector unit are supplied with sufficient current by voltage supplyInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Fehlerstromschutzschalter mit einer Stromerfassungseinheit zum Messen der Ströme oder des Summenstroms in den zu überwachenden Stromkreisen, die verbunden ist mit einer Prüfschaltung zur Erfassung von Fehlerströmen, und mit einer elektromagnetischen Schaltvorrichtung für die zu überwachenden Stromkreise und einer aus dem Netz gespeisten Spannungsversorgung für die Prüfschaltung mit der Stromerfas sungseinheit.The invention relates to a residual current circuit breaker with a current detection unit for measuring the currents or the total current in the circuits to be monitored, which is connected to a test circuit for detecting fault currents, and to one electromagnetic switching device for the circuits to be monitored and one Power supply from the mains for the test circuit with the current detection unit.
Bekannt geworden ist aus der EP 0 220 408 ein Fehlerstromschutzschalter, der sich selbst überwacht, indem mittels einer zusätzlichen Wicklung am Summenstromwandler periodisch kurzzeitige Stromstöße eingespeist und ausgewertet werden.EP 0 220 408 has made known a residual current circuit breaker that switches itself monitored by periodically using an additional winding on the summation current transformer brief power surges can be fed in and evaluated.
Weiterhin ist aus der EP 0 655 820 B1 ein Fehlerstromschutzschalter mit einem Summen stromwandler bekannt, bei dem ein ständig fließender Fehlerstrom erzeugt wird mit dessen Hilfe die Elektronik des Fehlerstromschutzschalters überwacht wird.Furthermore, EP 0 655 820 B1 describes a residual current circuit breaker with a buzz current transformer known, in which a constantly flowing fault current is generated with the Help the electronics of the residual current circuit breaker is monitored.
Die bekannt gewordenen sich selbst überwachenden Fehlerstromschutzschalter schalten auch bei Netzspannungsunterbrechung ab. Nach einer Netzspannungsunterbrechung, selbst wenn sie nur kurzzeitig ist, schalten sie aber nicht selbsttätig wieder ein. Damit ist der Sicherheit Genüge getan, die Verfügbarkeit der Versorgung leidet aber in oft nicht zu ak zeptierendem Maße. Ein weiterer Nachteil ist, daß diese Fehlerstromschutzschalter sich bei nicht anliegender Netzspannung konstruktionsbedingt auch nicht einschalten lassen.Switch the self-monitoring residual current circuit breaker that has become known also in the event of a power failure. After a power failure, even if it is only for a short time, they do not switch on again automatically. So that's the Security done enough, but the availability of care often does not suffer too quickly accepting measure. Another disadvantage is that these residual current circuit breakers are due to the construction, do not allow mains voltage to be switched on.
Aufgabe der Erfindung ist, einen Fehlerstromschutzschalter so weiterzubilden, daß er auch bei Netzspannungsunterbrechung in einen die Sicherheit gewährleistenden Zustand über geht ohne die Verfügbarkeit der Versorgung unnötig zu beeinträchtigen.The object of the invention is to develop a residual current circuit breaker so that it also in the event of a mains voltage interruption into a state ensuring safety goes without unnecessarily affecting the availability of care.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspru ches 1 gelöst.This object is achieved by the characterizing part of the patent ches 1 solved.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Der erfindungsgemäße Fehlerstromschutzschalter wird anhand seiner Eigenschaften er läutet:The residual current circuit breaker according to the invention is based on its properties rings:
Abb. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau des erfindungsgemäßen Fehlerstromschutzschal ters. Fig. 1 shows the basic structure of the residual current circuit breaker according to the invention.
Abb. 2 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung des grundsätzlichen Aufbaus. Fig. 2 shows an advantageous embodiment of the basic structure.
Abb. 3 zeigt eine Variante des grundsätzlichen Aufbaus mit Spannungsprüfschaltung im dreiphasigen Netz. Fig. 3 shows a variant of the basic structure with a voltage test circuit in a three-phase network.
Erfindungsgemäß werden die Hauptkontakte des Fehlerstromschutzschalters nicht von Hand, sondern mit Hilfe der Netzspannung elektromagnetisch geschlossen (vorzugsweise werden sie durch Verklinkung geschlossen gehalten und nicht durch parasitären Stromfluß).According to the main contacts of the residual current circuit breaker are not Hand, but electromagnetically closed with the help of the mains voltage (preferably they are kept closed by latching and not by parasitic current flow).
Fehlt bei der Handeinschaltung die Netzspannung, werden die Hauptkontakte nicht ge schlossen. Der Schalter geht in Bereitschaftsstellung und wartet auf die Wiederkehr der Netzspannung. Die Bereitschaftsstellung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienteil in Einschaltstellung ist und die Verbindung der Spannungsversorgung im Fehlerstromschutz schalter zum Netz hergestellt ist, die Hauptkontakte aber aufgrund der fehlenden Netz spannung geöffnet sind.If the mains voltage is missing during manual switch-on, the main contacts are not ge closed. The switch goes into standby and waits for the return of the Mains voltage. The standby position is characterized in that the control panel in Switch-on position and the connection of the voltage supply in the residual current protection switch to the network is established, but the main contacts due to the lack of a network voltage are open.
Auch bei späterer Netzspannungsunterbrechung werden die Hauptkontakte geöffnet (z. B. entklinkt, wobei die zur Entklinkung erforderliche Energiereserve vorgehalten werden muß). Der Schalter geht in die Bereitschaftsstellung und wartet auf die Wiederkehr der Netzspan nung. Das Bedienteil am Fehlerstromschutzschalter bleibt in Einschaltstellung.The main contacts are also opened if the mains voltage is interrupted later (e.g. unlatched, the energy reserve required for unlatching must be kept). The switch goes into standby and waits for the mains voltage to return nung. The control unit on the residual current circuit breaker remains in the ON position.
Kehrt die Spannung später wieder und der Fehlerstromschutzschalter ist in Bereitschafts stellung, werden die Hauptkontakte elektromagnetisch geschlossen. Dadurch leidet die Verfügbarkeit nicht mehr, als durch die Spannungsunterbrechung selbst verursacht.The voltage returns later and the residual current circuit breaker is ready position, the main contacts are closed electromagnetically. This causes the Availability no more than caused by the voltage interruption itself.
In jedem Fall: Fehlt die Netzspannung für den Fehlerstromschutzschalter und damit die Fehlerstromerkennungsfunktion, wird Anlage spannungsfrei geschaltet und ein Fehlerstrom kann nicht mehr auftreten.In any case: the mains voltage for the residual current circuit breaker and thus the Residual current detection function, the system is switched off and a residual current can no longer occur.
Auch Neutralleiterunterbrechungen können erkannt werden und die Verbraucherseite kann vom Netz getrennt werden. Eine Verschiebung des Neutralleiterpotentials durch Span nungsverschleppung, die für Mensch und Anlage gefährliche Folgen haben kann, wird dann verhindert.Neutral conductor interruptions can also be recognized and the consumer side can be disconnected from the network. A shift in the neutral conductor potential due to span This will then lead to the procrastination of power, which can have dangerous consequences for people and the system prevented.
Ein zu großer Fehlerstrom führt immer zur Abschaltung. Das Bedienteil geht dabei in Aus schaltstellung, die Verbindung der Spannungsversorgung im Fehlerstromschutzschalter zum Netz wird getrennt und eine automatisches Schließen der Hauptkontakte ist nicht mehr möglich.Too large a fault current always leads to a shutdown. The control panel goes out switch position, the connection of the voltage supply in the residual current circuit breaker the network is disconnected and the main contacts are no longer closed automatically possible.
Handabschaltung ist zu jeder Zeit möglich. Auch hierbei wird die Verbindung der Span nungsversorgung im Fehlerstromschutzschalter zum Netz getrennt und eine automatisches Schließen der Hauptkontakte ist nicht mehr möglich. Manual shutdown is possible at any time. Again, the connection becomes the span Power supply in the residual current circuit breaker separated from the mains and an automatic It is no longer possible to close the main contacts.
Neutralleiterunterbrechungen werden an Potentialverschiebungen auf dem abgetrennten
Neutralleiter erkannt:
Neutral conductor interruptions are recognized by potential shifts on the separated neutral conductor:
-
a) Im einphasigen Abzweig mit zweipoligem Fehlerstromschutzschalter:
Eine Unterbrechung des Neutralleiters im Abzweig vor dem Fehlerstromschutzschalter wird in jedem Fall erkannt und führt zur Abschaltung, weil zwischen dem vom Netz getrennten Neutralleiter und dem Phasenleiter keine (oder, durch Ableit- oder Fehlerströme verursacht, nur eine sehr kleine) Spannung auftreten kann. Wird bei vorhandener Neutralleiterunterbre chung von Hand eingeschaltet, bleibt die Verbraucherseite spannungsfrei, weil die Haupt kontakte nicht geschlossen werden.a) In the single-phase feeder with two-pole residual current circuit breaker:
An interruption of the neutral conductor in the branch in front of the residual current circuit breaker is recognized in any case and leads to a shutdown because no voltage (or, due to leakage or fault currents, only a very small voltage) can occur between the neutral conductor and the phase conductor. If you switch on by hand when there is a neutral conductor interruption, the consumer side remains de-energized because the main contacts are not closed. -
b) Im dreiphasigen Vierleiternetz mit vierpoligem Fehlerstromschutzschalter:
Der vom Netz getrennte Neutralleiter kann gegebenenfalls noch mit eingeschalteten Ver brauchern an den drei Phasen verbunden sein. Solange die Belastung (einschließlich der kleinen Belastung durch die Spannungsversorgung für den Fehlerstromschutzschalter) gleichmäßig auf die Phasen verteilt ist, ergeben sich zwischen dem abgetrennten Neutral leiter und den Phasenleitern normale Spannungsverhältnisse. Die Trennung des Neutral leiters wird nicht bemerkt und der Fehlerstromschutzschalter arbeitet normal. Auftretende Fehlerströme würden erkannt und abgeschaltet. Eine Gefahr ist noch nicht gegeben. Sobald die Belastung der Phasen unsymmetrisch ist, verschiebt sich das Potential auf dem vom Netz getrennten Neutralleiter. Daraus erwächst die Gefahr, daß die Spannungsversor gung für den Fehlerstromschutzschalter nicht mehr ausreicht und Fehlerströme nicht mehr erkannt und abgeschaltet würden. Dem wird dadurch begegnet, daß der Fehlerstrom schutzschalter die Hauptkontakte allpolig abschaltet, sobald seine Spannungsversorgung ungenügend wird.b) In a three-phase four-wire network with a four-pole residual current circuit breaker:
The neutral conductor separated from the mains can, if necessary, still be connected to switched on consumers at the three phases. As long as the load (including the small load from the voltage supply for the residual current circuit breaker) is evenly distributed over the phases, normal voltage relationships result between the disconnected neutral conductor and the phase conductors. The disconnection of the neutral conductor is not noticed and the residual current circuit breaker works normally. Any fault currents that occur would be recognized and switched off. There is no danger yet. As soon as the load on the phases is asymmetrical, the potential shifts on the neutral conductor that is disconnected from the mains. From this arises the risk that the voltage supply for the residual current circuit breaker is no longer sufficient and residual currents will no longer be recognized and switched off. This is countered by the fact that the residual current circuit breaker switches off the main contacts as soon as its voltage supply becomes insufficient.
Aus der Potentialverschiebung ergeben sich über- und Unterspannungen die für die ange schlossenen Verbraucher gefährlich werden können. Dem kann man entgegenwirken wenn die Spannungen mittels einer Spannungsprüfschaltung überwacht werden und der Fehler stromschutzschalter nicht erst dann abschaltet, wenn die Spannungsversorgung für ihn selbst nicht mehr ausreicht, sondern auch dann, wenn die Potentialverschiebung ein zu tolerierendes Maß überschreitet.The potential shift results in overvoltages and undervoltages for the other closed consumers can be dangerous. You can counteract this if the voltages are monitored by means of a voltage test circuit and the error The circuit breaker does not only switch off when the voltage supply for it itself is no longer sufficient, but also when the potential shift increases tolerant measure.
Ausfall einzelner Phasen:
Damit beim Ausfall oder der netzseitigen gezielten Abschaltung einzelner Phasen nicht die
ungestörten Phasen abgeschaltet werden, muß die Spannungsversorgung für den Fehler
stromschutzschalter so gestaltet sein, daß sie in jedem Falle ausreicht, wenn nur eine oder
zwei beliebige Phasen verfügbar sind. Eine Gefahr geht von der Abschaltung einzelner
Phasen im Allgemeinen nicht aus.Failure of individual phases:
So that the undisturbed phases are not switched off in the event of failure or the targeted disconnection of individual phases, the voltage supply for the fault current circuit breaker must be designed in such a way that it is sufficient in any case if only one or two arbitrary phases are available. There is generally no danger from switching off individual phases.
Wird dagegen Phasenausfallschutz ausdrücklich gewünscht, muß der Ausfall einzelner Phasen zur Abschaltung führen. In der Regel wird dann auch kein automatisches Wieder einschalten bei Wiederkehr der ausgefallenen Phasenspannungen erwünscht sein!If, on the other hand, phase failure protection is expressly desired, the failure of individual Lead phases to shutdown. As a rule, there is no automatic re-activation switch on when the failed phase voltages return!
Atmosphärische Störungen und Schaltvorgänge können zu kurzzeitigen Spannungs schwankungen führen. Damit diese nicht jedesmal zu einer Abschaltung mit anschließender Wiedereinschaltung oder aufgrund kurzzeitig erhöhter Ableitströme gar zur endgültigen Ab schaltung führen, sollte der Schalter erst dann die Hauptkontakte öffnen oder endgültig ab schalten, wenn eine Störung (Spannungsschwankung oder Fehlerstrom) länger als eine festgelegte Zeitdauer (z. B. 10 ms) andauert.Atmospheric disturbances and switching operations can cause short-term voltage cause fluctuations. So that this does not always lead to a shutdown with subsequent Reactivation or, due to briefly increased leakage currents, even for final shutdown circuit, the switch should only then open the main contacts or finally shut off switch if a fault (voltage fluctuation or fault current) lasts longer than one specified duration (e.g. 10 ms) continues.
Claims (6)
- - Spannungsversorgung (3) unabhängig von den zu überwachenden Stromkreisen (1; 2) einschaltbar ist und die zu überwachenden Stromkreise (1; 2) durch die elektromagneti sche Schaftvorrichtung (6) nur dann eingeschaltet werden, wenn Netzspannung anliegt und die Prüfschaltung (4) sowie die Stromerfassungseinheit (5) durch die Spannungsver sorgung (3) ausreichend mit Strom versorgt sind,
- - zu überwachenden Stromkreise (1; 2), nicht jedoch die Spannungsversorgung (3), abge schaltet werden, sobald die Netzspannung unterbrochen wird oder auf Werte absinkt, welche die erforderliche Stromversorgung der Prüfschaltung (4) und der Stromerfas sungseinheit (5) nicht mehr gewährleisten,
- - zu überwachenden Stromkreise (1; 2) automatisch wieder eingeschaltet werden, wenn nach einer Unterbrechung oder Absenkung der Netzspannung die Netzspannung wieder kehrt und die Stromversorgung der Prüfschaltung (4) und der Stromerfassungseinheit (5) wiederhergestellt ist
- - Prüfschaltung (4) beim Auftreten eines Fehlerstromes die Abschaltung der Spannungs versorgung (3) und infolgedessen oder unabhängig davon auch die Abschaltung der zu überwachenden Stromkreise (1; 2) bewirkt, womit eine automatische Wiedereinschaltung der zu überwachenden Stromkreise (1; 2) wirksam verhindert ist.
- - The voltage supply ( 3 ) can be switched on independently of the circuits to be monitored ( 1 ; 2 ) and the circuits ( 1 ; 2 ) to be monitored can only be switched on by the electromagnetic shaft device ( 6 ) when mains voltage is present and the test circuit ( 4 ) and the current detection unit ( 5 ) are sufficiently supplied with current by the voltage supply ( 3 ),
- - Circuits to be monitored ( 1 ; 2 ), but not the power supply ( 3 ), are switched off as soon as the mains voltage is interrupted or drops to values which no longer require the required power supply to the test circuit ( 4 ) and the current detection unit ( 5 ) guarantee,
- - Circuits to be monitored ( 1 ; 2 ) are automatically switched on again when the mains voltage returns after an interruption or reduction in the mains voltage and the power supply to the test circuit ( 4 ) and the current detection unit ( 5 ) is restored
- - Test circuit ( 4 ) when a fault current occurs, the shutdown of the voltage supply ( 3 ) and, as a result or independently, the shutdown of the circuits to be monitored ( 1 ; 2 ), whereby an automatic reclosure of the circuits to be monitored ( 1 ; 2 ) is effective is prevented.
- - die Energie zum Auslösen der Haltevorrichtung (8) und Öffnen der zu überwachenden Stromkreise (1; 2) aus mindestens einem elektrischen oder mechanischen Energiespei cher (9) bereitgestellt wird
- - daß alle diese Energiespeicher (9) jeweils vor oder mit dem Schließen der zu überwa chenden Stromkreise (1; 2) mit der Energie aufgefüllt werden, die zum Auslösen der Hal tevorrichtung (8) und Öffnen der zu überwachenden Stromkreise (1; 2) erforderlich ist.
- - The energy for triggering the holding device ( 8 ) and opening the circuits to be monitored ( 1 ; 2 ) from at least one electrical or mechanical Energiespei cher ( 9 ) is provided
- - That all of these energy stores ( 9 ) each before or with the closing of the circuits to be supervised ( 1 ; 2 ) are filled with the energy required to trigger the holding device ( 8 ) and open the circuits to be monitored ( 1 ; 2 ) is required.
- - neben der oder integriert in die Fehlerstrom-Prüfschaltung (4) eine Spannungsprüfschal tung (10) vorhanden ist, die die Spannungen zwischen den Phasenleitern (2.1; 2.2; 2.3) und dem Neutralleiter (1) überwacht
- - die Spannungsprüfschaltung (10) die Abschaltung der zu überwachenden Stromkreise (1; 2.1; 2.2; 2.3), nicht jedoch die Abschaltung der Spannungsversorgung (3), bewirkt, wenn die Spannungswerte für eine festgelegte Zeit außerhalb einer festgelegten Tole ranz liegen
- - die zu überwachenden Stromkreise (1; 2) automatisch wieder eingeschaltet werden, wenn die Spannungswerte wieder innerhalb der festgelegten Toleranz liegen.
- - In addition to or integrated in the residual current test circuit ( 4 ), a voltage test circuit ( 10 ) is present, which monitors the voltages between the phase conductors ( 2.1 ; 2.2 ; 2.3 ) and the neutral conductor ( 1 )
- - The voltage test circuit ( 10 ) switches off the circuits to be monitored ( 1 ; 2.1 ; 2.2 ; 2.3 ), but not the switch-off of the voltage supply ( 3 ), if the voltage values are outside a specified tolerance for a specified time
- - The circuits to be monitored ( 1 ; 2 ) are automatically switched on again when the voltage values are again within the specified tolerance.
- - neben der oder integriert in die Fehlerstrom-Prüfschaltung (4) eine Spannungsprüfschal tung (10) vorhanden ist, die die Spannungen zwischen den Phasenleitern (2.1; 2.2; 2.3) und dem Neutralleiter (1) überwacht,
- - die Spannungsprüfschaltung (10) die Abschaltung der zu überwachenden Stromkreise (1; 2.1; 2.2; 2.3) und die Abschaltung der Spannungsversorgung (3), bewirkt, wenn die Spannungswerte für eine festgelegte Zeit außerhalb einer festgelegten Toleranz liegen.
- - In addition to or integrated in the residual current test circuit ( 4 ) there is a voltage test circuit ( 10 ) which monitors the voltages between the phase conductors ( 2.1 ; 2.2 ; 2.3 ) and the neutral conductor ( 1 ),
- - The voltage test circuit ( 10 ) switches off the circuits to be monitored ( 1 ; 2.1 ; 2.2 ; 2.3 ) and switches off the power supply ( 3 ) if the voltage values are outside a specified tolerance for a specified time.
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DE1998158601 DE19858601A1 (en) | 1998-12-18 | 1998-12-18 | Earth leakage circuit breaker comprises current which can only be switched on by solenoid switch if mains voltage is applied and test circuit and current detector unit are supplied with sufficient current by voltage supply |
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DE1998158601 Withdrawn DE19858601A1 (en) | 1998-12-18 | 1998-12-18 | Earth leakage circuit breaker comprises current which can only be switched on by solenoid switch if mains voltage is applied and test circuit and current detector unit are supplied with sufficient current by voltage supply |
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DE (1) | DE19858601A1 (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN100590944C (en) * | 2005-07-06 | 2010-02-17 | 菲尼克斯电气公司 | Method and electronic power supply device for supplying power to a low-voltage load protected by a protective device |
DE102013000846A1 (en) * | 2013-01-21 | 2014-08-14 | Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg | I / O device with a current flow monitoring unit and use of such |
-
1998
- 1998-12-18 DE DE1998158601 patent/DE19858601A1/en not_active Withdrawn
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