DE2231432A1 - FAULT CIRCUIT BREAKER - Google Patents
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Description
Fehlerstromschutzschalter Die Priorität vom 30. Juni 1971 der entsprechenden Patentanmeldung Serial No. 158 337 in den USA wird in Anspruch genommen.Residual current circuit breaker The priority of June 30, 1971 of the corresponding Patent application serial no. 158,337 in the US is called.
Die Erfindung betrifft einen Schutzschalter, insbesondere Fehlerstromschutzschalter, mit einem Summenstromwandler, der zwischen eine Stromquelle und eine Last schaltbare Primärwicklungen aufweist.The invention relates to a circuit breaker, in particular a residual current circuit breaker, with a summation current transformer that can be switched between a current source and a load Has primary windings.
Ist die Stromquelle ein Netz mit geerdetem Null-Leiter, so besteht die Gefahr, daß ein Fehlerstromschutzschalter nicht auslöst, wenn auf seiner Lastseite kein Verbraucher angeschlossen ist, jedoch auf der Lastseite sowohl an einem Phasenleiter als auch am Null-Leiter Erdschlüsse bestehen. Die Gefahr des Nichtauslösens ist uin so größer, je niederohmiger der Erdschluß am Null-Leiter ist.If the power source is a network with an earthed neutral conductor, then there is the risk that a residual current circuit breaker will not trip if on its load side no consumer is connected, but on the load side on both a phase conductor and earth faults exist on the neutral conductor. The danger of not triggering is uin, the greater the lower the resistance to earth at the neutral conductor.
Der erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schutzschalter, insbesondere Fehlerstromschutzschalter, zu schaffen, der auch bei Anschluß an ein Netz mit geerdetem Null-Leiter sicher auslöst, wenn keine Last an ihm liegt und Erdschlüsse an einem Phasen- und am Null-Leiter auftreten.The invention is therefore based on the task of providing a circuit breaker, In particular, residual current circuit breaker to create that even when connected to a A network with an earthed neutral conductor is reliably triggered when there is no load on it and Earth faults occur on a phase and neutral conductor.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Fehlerstromschutzschalter der eingangs erwähnten Art -erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Lastanschluß einer Hauptprimärwicklung und dem Lastanschluß mindestens einer der anderen Primärwicklungen eine Impedanz, vorzugsweise ein Kondensator, geschaltet ist.To solve this problem, a residual current circuit breaker is the initially mentioned type -invention characterized in that between the load connection a main primary winding and the load terminal of at least one of the other primary windings an impedance, preferably a capacitor, is connected.
Die Hauptprimärwicklung ist dem geerdeten Null-Leiter des Versorgungsnetees und die anderen Primärwicklungen sind den Phasenleitern des Versorgungsnetzes zugeordnet. Insbesondere ein niederohmiger Erdschluß des Null-Leiters auf der Lastseite des Fehlerstromschutzschalters schließt dessen Hauptprimärwicklung kurz, so daß in dieser bei fehlender Last nur ein durch einen Fehlerstrom in einer einem Phasenleiter zugeordneten Primärwicklung hervorgerufener Strom fließt, der so groß und so gerichtet ist, daß er die magnetische Erregung weitgehend oder gar ganz kompensiert, die von der vom Fehlerstrom durchflossenen Primärwicklung ausgeht. Deshalb wird in einer Sekundärwicklung des Summenstromwandlers eine zu kleine oder gar keine Auslösespannung induziert. Eine t.B. aus einem Kondensator bestehende, zwischen die LastanschlUsse der Hauptprimärwicklung und einer anderen vom Fehlerstrom durchflossenen Primärwicklung geschaltete Impedanz simuliert eine am Ausgang des Fehlerstromschutzschalters liegende Last und bewirkt, daß in der Sekundärwicklung des Summenstromwandlers eine ausreichende Auslösespannung induziert wird.The main primary winding is the earthed neutral conductor of the supply network and the other primary windings are assigned to the phase conductors of the supply network. In particular a low-resistance earth fault of the neutral conductor on the The load side of the residual current circuit breaker short-circuits its main primary winding, so that in this with no load only one by a fault current in one Phase conductor associated primary winding caused current flows that is so large and is directed in such a way that it largely or completely compensates for the magnetic excitation, which originates from the primary winding through which the fault current flows. Therefore will in a secondary winding of the summation current transformer, one that is too small or none at all Trigger voltage induced. A t.B. consisting of a capacitor, between the load connections of the main primary winding and another through which the fault current flowed Primary winding-switched impedance simulates an impedance at the output of the residual current circuit breaker lying load and causes in the secondary winding of the summation current transformer a sufficient trigger voltage is induced.
Günstigerweise kann eine Drossel mit ungesättigtem Magnetkern in Serie mit der Hauptprimärwicklung geschaltet sein.A choke with an unsaturated magnetic core can advantageously be used in series be connected to the main primary winding.
Die Erfindung und ihre Vorteile seien anhand der Zeichnung näher erläutert: In der Zeichnung ist schematisch einPehlerstromschutzschalter 20 mit einem Summenstromwandler 10 dargestellt. Dieser Summenstromwandler 10 kann ein Ringkern 12 aus magnetisch gut leitendem Werkstoff sein, der einen Phasenleiter L und einen Null-Leiter N umschließt. Der Phasenleiter L verbindet die Eingangsklemme 21 und die Lastklemme 23 und der Null-Leiter N die Eingangsklemme 22 und die Lastklemma 24 des Fehlerstromschutzschalters 20. Der Null-Leiter N stellt gleichzeitig die Hauptprimärwicklung und der Phasenleiter L eine weitere Primärwicklung des durch den Ringkern 12 gebildeten Summenstromwandlers dar. An der Eingangsklemme 22 ist angedeutet, daß der Null-Leiter des Versorgungsnetzes geerdet Ist.The invention and its advantages are explained in more detail with reference to the drawing: In the drawing there is schematically a residual current circuit breaker 20 with a summation current transformer 10 shown. This summation current transformer 10 can be a toroidal core 12 made of magnetic be a highly conductive material that encloses a phase conductor L and a neutral conductor N. The phase conductor L connects the input terminal 21 and the load terminal 23 and the Neutral conductor N the input terminal 22 and the load terminal 24 of the residual current circuit breaker 20. The neutral conductor N represents the main primary winding and the phase conductor at the same time L a further primary winding of the summation current transformer formed by the toroidal core 12 At the input terminal 22 it is indicated that the neutral conductor of the supply network Is grounded.
Auf dem Ringkern 12 sitzt eine mehrwindige Sekundärwicklung 14, in der beim Auftreten eines Fehlerstromes eine Auslösespannung induziert wird. Die Sekundärwicklung 14 ist an einen Auslösestromkreis 16 angeschlossen, welcher bei einer bestimmten Spannungshöhe an der Sekundärwicklung 14 auf einen im Phasenleiter L liegenden Unterbrechermechanismus 18 einwirkt und diesen Phasenleiter L bei einer bestimmten Stromstärke des Pehlerstromes unterbricht. Der Stromkreis 16 kann auch auf einen Haltemagneten einwirken, der ein Schaltschloß auslösen kann. An den Ausgangsklemmen 23 und 24 kann eine Last 32 angeschlossen sein, während die Eingangsklemmen 21 und 22 an einem Versorgungsnetz liegen.A multi-turn secondary winding 14, in which induces a tripping voltage when a fault current occurs. the Secondary winding 14 is on a Trip circuit 16 connected, which at a certain voltage level on the secondary winding 14 to a In the phase conductor L lying interrupter mechanism 18 acts and this phase conductor L interrupts at a certain amperage of the Pehlerstrom. The circuit 16 can also act on a holding magnet that can trigger a switch lock. A load 32 can be connected to the output terminals 23 and 24, while the Input terminals 21 and 22 are connected to a supply network.
Tritt auf der Lastseite des Fehlerstromschutzschalters 20 ein Erdschluß am Phasenleiter L auf, so löst der Fehlerstromschutzschalter aus. Ist die Last 32 am Fehlerstromschutzschalter angeschlossen und tritt am Null-Leiter'N ein Erdschluß auf, so löst der Fehlerstromschutzschalter 20 ebenfalls aus.If a ground fault occurs on the load side of the residual current circuit breaker 20 on phase conductor L, the residual current circuit breaker trips. Is the load 32 connected to the residual current circuit breaker and an earth fault occurs at the neutral conductor on, the residual current circuit breaker 20 also trips.
Durch den am Null-Leiter N und am Phasenleiter L im Fehlerstromschutzschalter 20 angeschlossenen Kondensator 28 ist gewährleistet, daß der Fehlerstromschutzschalter 20 auch dann auslöst, wenn keine Last am Fehlerstromschutzschalter 20 liegt und ein Erdschluß sowohl am Null-Leiter N als auch am Phasenleiter L auf der IIastseite des Fehlerstromschutzschalters 20 auftritt. Der Erdschluß des Null-Leiters N auf der Lastseite des Fehlerstromschutzschalters 20 ist durch den Strompfad 26 symbolisiert. Eine aus dem Kondensator 28 bestehende, zwischen dem Null-Leiter N und dem Phasenleiter X geschaltete Impedanz hat den Vorteil der geringsten Verlustleistung. Der innerhalb des Fehlerstromschutzschalters 20 am Null-Leiter N und am Phasenleiter L angeschlossene Kondensator 28 kann auch erheblich kleiner sein als ein innerhalb des Fehlerstromschutzschalters 20 mit dem Null-Leiter N in Serie geschalteter Kondensator. Der am Null-Leiter N und am Phasenleiter L angeschlossene Kondensator 28 bewirkt, daB sich der über ihn fließende Strom sowohl auf den Null-Leiter N als auch auf den Erdschluß am Null-Leiter (Strompfad 26) auf der Lastseite des Fehlerstromschutzschalters 20 aufteilt, so daß auch bei fehlender Last 32 und Erdschluß am Phasenleiter L die in den Primärwicklungen des Summenstromwandlers 12 fließenden Ströme eine Auslösespannung in der Sekundärwicklung 14 induzieren.Through the one on the neutral conductor N and on the phase conductor L in the residual current circuit breaker 20 connected capacitor 28 ensures that the residual current circuit breaker 20 triggers even if there is no load on the residual current circuit breaker 20 and a ground fault on both the neutral conductor N and on the phase conductor L on the load side of the residual current circuit breaker 20 occurs. The ground fault of the neutral conductor N on the load side of the residual current circuit breaker 20 is symbolized by the current path 26. One consisting of the capacitor 28, between the neutral conductor N and the phase conductor X switched impedance has the advantage of the lowest power dissipation. The inside of the residual current circuit breaker 20 connected to the neutral conductor N and to the phase conductor L. Capacitor 28 can also be considerably smaller than one within the residual current circuit breaker 20 capacitor connected in series with the neutral conductor N. The one on the neutral conductor N and the capacitor 28 connected to the phase conductor L has the effect that the over it current flowing both to the neutral conductor N and to the earth fault on the neutral conductor (Current path 26) on the load side of the residual current circuit breaker 20 so that even if there is no load 32 and a ground fault on the phase conductor L, those in the primary windings of the summation current transformer 12 currents flowing a trigger voltage in the secondary winding 14th induce.
Der Kondensator 28 kann verringerte Kapazität haben und billiger sein, wenn zwischen der Anschlußklemme 22 und dem Kondensator 28 eine Drossel mit ungesättigtem und daher sättigbarem Magnetkern in Serie mit der durch den Null-Leiter N gebildeten Hauptprimärwicklung des Summenstromwandlers 12 geschaltet ist. Diese Drossel kann beispielsweise durch einen hochpermeablen Stahlring 30 gebildet sein, der den den Null-Leiter N bildenden Draht an einer beliebigen Stelle zwischen der ingangsklemme 22 und der Anschlußstelle des Kondensators 28 an diesem den Null-Leiter N bildenden Draht umgibt. Dieser Stahlring 30 sperrt den Null-Leiter N im Fehlerstromschutzschalter 20 für kleine Ströme, da diese diesen Stahlring 30 nicht sättigen können. Große Lastströme sättigen diesen Ståhlkern jedoch und können daher ungehindert fließen.The capacitor 28 can have reduced capacitance and be cheaper, if between the terminal 22 and the capacitor 28 a choke with unsaturated and therefore a saturable magnetic core in series with that formed by the neutral conductor N. Main primary winding of the summation current transformer 12 is connected. This choke can be formed for example by a highly permeable steel ring 30, which the Neutral wire forming N at any point between the input terminal 22 and the connection point of the capacitor 28 on this forming the neutral conductor N. Wire surrounds. This steel ring 30 blocks the neutral conductor N in the residual current circuit breaker 20 for small currents, since these cannot saturate this steel ring 30. Size However, load currents saturate this steel core and can therefore flow unhindered.
Der den Null-Leiter N umschließende Ringkern 30 kann auch ohne Kondensator 28 verwendet werden. Er stellt dann eine Impedanz im Null-Leiter N dar und verhindert einen wirksamen Kurzschluß der durch den Null-Leiter N gebildeten Hauptprimärwicklung des Summenstromwandlers 10, wenn ein Erdschluß auf der Lastseite des Felilerstromschutzschalters 20 am Null-Leiter N auftritt. Der Ring 30, der bei fehlendem Kondensator 28 an jeder Stelle des Null-Leiters N zwischen den Anschlußklemmen 22 und 24 angeordnet sein kann, jedoch dem fehlenden Kondensator 28 entsprechend größere geometrische Abmessungen haben muß, gewährleistet also auch ohne Kondensator 28 ein Auslösen des Fehlerstromschutzschalters 20 bei fehlender Last 32, wenn im Phasenleiter L ein Fehlerstrom fließt.The toroidal core 30 surrounding the neutral conductor N can also be used without a capacitor 28 can be used. It then represents an impedance in the neutral conductor N and prevents an effective short circuit of the main primary winding formed by the neutral conductor N. of the summation current transformer 10 when a ground fault on the load side of the field current circuit breaker 20 occurs at the neutral conductor N. The ring 30, in the absence of a capacitor 28 on each Place of the neutral conductor N between the terminals 22 and 24 can be arranged can, but the missing capacitor 28 correspondingly larger geometric dimensions must have, so guarantees a trip of the residual current circuit breaker even without a capacitor 28 20 when there is no load 32 when a fault current flows in the phase conductor L.
Die Erfindung erstreckt sich mit Vorteil auch auf Fehlerstromschutzschalter für Mehrphasenverbraucher, z.B. für Drehstromverbraucher, die drei Phasenleiter und einen geerdeten Leiter haben können. Ferner eignet sich die Erfindung auch für kombinierte FelerstrompLeitungsschutzschalter, 4 Patentanstprüche 1 FigurThe invention advantageously also extends to residual current circuit breakers for multi-phase consumers, e.g. for three-phase consumers, the three phase conductors and can have a grounded conductor. Furthermore, the invention is also suitable for combined field current line circuit breaker, 4 patent claims 1 figure
Claims (4)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US15833771A | 1971-06-30 | 1971-06-30 |
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| DE2231432C2 DE2231432C2 (en) | 1982-09-09 |
Family
ID=22567662
Family Applications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0533972A1 (en) * | 1991-09-24 | 1993-03-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Protection device for protection measures against earth fault currents |
| US6454487B1 (en) * | 1998-03-27 | 2002-09-24 | Robert Bosch Gmbh | Device for securing elements to a wire grid |
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- 1972-06-27 DE DE2231432A patent/DE2231432C2/en not_active Expired
- 1972-06-29 CH CH973672A patent/CH543175A/en not_active IP Right Cessation
- 1972-06-30 AT AT566172A patent/AT311468B/en not_active IP Right Cessation
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| DE1588293A1 (en) * | 1967-04-14 | 1970-05-21 | Hubbell Inc Harvey | Protective device against earth fault |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Liste S202D der Fa. Schrack, Wien, April 1967 * |
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| US6454487B1 (en) * | 1998-03-27 | 2002-09-24 | Robert Bosch Gmbh | Device for securing elements to a wire grid |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CH543175A (en) | 1973-10-15 |
| CA968452A (en) | 1975-05-27 |
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| DE2231432C2 (en) | 1982-09-09 |
| ZA723226B (en) | 1973-03-28 |
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