DE2348881B2 - Fehlerstromschutzschalter - Google Patents

Fehlerstromschutzschalter

Info

Publication number
DE2348881B2
DE2348881B2 DE19732348881 DE2348881A DE2348881B2 DE 2348881 B2 DE2348881 B2 DE 2348881B2 DE 19732348881 DE19732348881 DE 19732348881 DE 2348881 A DE2348881 A DE 2348881A DE 2348881 B2 DE2348881 B2 DE 2348881B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
current
summation
circuit breaker
current transformer
secondary winding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19732348881
Other languages
English (en)
Other versions
DE2348881C3 (de
DE2348881A1 (de
Inventor
Helmut Ing.(Grad.) 8400 Regensburg Roesch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE19732348881 priority Critical patent/DE2348881C3/de
Priority to FR7429730A priority patent/FR2246097B1/fr
Priority to DK466974A priority patent/DK466974A/da
Priority to AT727674A priority patent/AT335554B/de
Priority to IT2757774A priority patent/IT1022206B/it
Priority to BE148893A priority patent/BE820339A/xx
Priority to CH1306374A priority patent/CH585475A5/xx
Priority to JP49112242A priority patent/JPS5061640A/ja
Priority to GB4240174A priority patent/GB1485968A/en
Publication of DE2348881A1 publication Critical patent/DE2348881A1/de
Publication of DE2348881B2 publication Critical patent/DE2348881B2/de
Priority to JP1980056345U priority patent/JPS55148320U/ja
Application granted granted Critical
Publication of DE2348881C3 publication Critical patent/DE2348881C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/26—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents
    • H02H3/32—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors
    • H02H3/33—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors using summation current transformers
    • H02H3/332—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors using summation current transformers with means responsive to dc component in the fault current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/26—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents
    • H02H3/32—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors
    • H02H3/34—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors of a three-phase system
    • H02H3/347—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors of a three-phase system using summation current transformers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen Fehlerstromschutzschalter, der eine Summenstromwandleranordnung mit mindestens zwei Primärwicklungen für einen zu
65 überwachenden Stromkreis aufweist und der mindestens eine Sekundärwicklung hat, die mit der Erregerwicklung eines Auslösemagneten für ein Schaltschloß verbunden ist, wobei in der Sekundärwicklung von einer äußeren Wechselstromquelle ein Ruhestrom zum Vormagnetisieren des Wandlerkerns eingespeist ist. Derartige, jedoch besonders zugeschnittene Schalter sind bekannt (DE-OS 20 43 007 und DE-OS 20 43 008). Ein solcher Fehlerstromschutzschalter kann zwar grundsätzlich beim Auftreten eines Fehlerstromes beliebiger Form auslösen, sein Ansprechwert bei glattem Gleichfehlerstrom ist jedoch vom Ansprechwert bei pulsierendem Gleichfehlerstrom und bei Wechselstrom prinzipiell verschieden. Bei mehrpoligen, insbesondere vierpoligen Geräten kommt noch hinzu, daß der Auslösewert selbst bei Wechselstrom noch davon abhängt, in welcher Phase der Fehlerstrom entsteht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fehlerstromschutzschalter zu entwickeln, der außer bei reinem Gleichfehlerstrom auch bei pulsierendem Gleichstrom sowie bei dem immer noch am häufigsten vorkommenden Wechselfehlerstrom in allen Betriebslagen immer bei etwa gleichem Bezugswert, beispielsweise dem Etfektivwert, auslösen kann. Es wurde gefunden, daß die beschriebenen, im wesentlichen für Gleichfehlerströme zugeschnittenen Schalter sich zu ecnt universellen Fehlerstromschutzschaltern weiterbilden lassen.
Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, daß zusätzlich eine weitere, gesonderte Summenstromwandleranordnung mit einer der ersten Summenstromwandleranordnung entsprechenden Anzahl von Primärwicklungen und mit einer auf das der ersten Summenstromwandleranordnung zugeordnete Schaltschloß einwirkenden Sekundärwicklung angeordnet ist, daß die zusätzliche Summenstromwandleranordnung in an sich bekannter Weise darauf abgestimmt ist, außer bei Wechselstrom auch bei pulsierendem Gleichstrom bei etwa gleichen Bezugswerten auszulösen, und daß auf diesen Wert annähernd das Auslöseverhalten bei Gleichstrom des ersten Summenstromwandlers abgestimmt ist.
Es sind zwar bereits viele auf Sonderaufgaben zugeschnittene Fehlerstromschutzschalter auf dem Markt, jedoch fehlte bisher ein echt universeller Fehlerstromschutzschalter, der ohne großen Aufwand nicht nur bei pulsierendem Gleichfehlerstrom und bei Wechselstrom auslöst, sondern gleichzeitig auch bei reinem Gleichfehlerstrom bei entsprechenden Bezugswerten, etwa bei gleichen Effektivwerten, auslösen kann.
Die Sekundärwicklung des zusätzlichen Summenstromwandlers kann auf das Schaltschloß dadurch einwirken, daß sie an einem eigener Auslösemagneten angeschlossen ist, der mit dem Schaltschloß gekoppelt ist. Die Sekundärwicklung kann auch direkt an eine zweite Wicklung der zum ersten Summenstromwandler zugeordneten Auslösemagneten angeschlossen sein. Nach einer günstigen Lösung ist die Wechselstromquel-Ie in Serie mit der Sekundärwicklung des ersten Summenstromwandlers und dessen Erregerwicklung des Auslösemagneten geschaltet.
Die Erregerwicklung des Auslösemagneten kann nach einer weiteren Lösung in einer Diagonale einer elektrischen Brückenschaltung liegen, in deren Zweigen einer Seite die Sekundärwicklungen zweier Summenstromwandler liegen, die an Stelle des ersten Summen-
Stromwandlers angeordnet sind. Die Sekundärwicklungen der beiden Wandler sind dann so geschaltet, daß die in den beiden Summenstromwandlern induzierten Spannungen entgegengerichtet sind. In der anderen Diagonale der Brücke liegt dann die Wechselstromquel-Ie.
Eine Weiterbildung dieser Fehlerstromschutzschalter besteht darin, daß der Magnetkern des zusätzlichen Summenstromwandlers einen Induktionshub hat, der so groß ist, daß die durch einen pulsierenden Gleichfehler- ι ο strom in einer Primärwicklung in der Sekundärwicklung induzierte spannung zum Betätigen des Auslösemagneten ausreicht. Nach diesem an sich bekannten Prinzip (DE-OS 20 44 302) läßt sich erzielen, daß bei Wechselstrom und pulsierendem Gleichstrom der Schalter bei etwa gleichen Effektivwerten auslöst Insbesondere eignet sich hierfür ein Magnetkern, der einen Induktionshub von mindestens 0,4 Tesla hat und eine relative Jmpulspermeabilität von mindestens 1000 aufweist. Hierzu eigw»* sich insbesondere ein Magnetkern, der als 'Schnittbandkern ausgebildet ist, der an sicn bekannt ist (DE-OS 20 62 694).
Der zusätzliche Summenstromwandler kann auf ■ gleiches Auslöseverhalten bei Wechselstrom und pulsierendem Gleichstrom nach einer Weiterbildung auch dadurch abgestimmt werden, daß in Serie oder parallel zu seiner Sekundärwicklung und der Erregerwicklung des zugeordneten Auslösemag.*eten ein Kondensator geschaltet ist, der mit Sekundärwicklung und Erregerwicklung einen Schwingkreis bildet, der auf jo die vom Fehlerstrom in der Sekundärwicklung erzeugte Frequenz zumindest annähernd resonant abgestimmt ist. Eine solche Schaltung ist für sich genommen bekannt (DE-OS 20 36 497). Als Resonanzfrequenz ist dabei diejenige Frequenz zu wählen, die bei Gleichrichtung im J5 Netzwechselstromkreis entstehende pulsierende Gleichfehlerströme in der Sekundärwicklung des Summenstromwandler induzierte Ströme aufweisen. Dadurch kann man die durch den vorgegebenen pulsierenden Gleichfehlerstrom an der Erregerwicklung w des Auslösemagneten erzeugte Spannung auf einen zum Auslosen des Fehlerstromschutzschalters geeigneten Wert anheben.
Auf das Auslöseverhalten bei pulsierendem Gleichstrom und bei Wechselstrom als Fehlerstrom kann der Fehlerstromschutzschalter in seinem Auslöseverhalten bei reinem Gleichstrom dann dadurch abgestimmt werden, daß der vorgegebene Strom zum Vormagnetisieren des Magnetkerns des ersten Summenstromwandlers entsprechend eingestellt wird.
Die Erfindung soll nun anhand von in der Zeichnung grob schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispielen weiter erläutert werden: In
F i g. 1 ist ein Fehlerstromschutzschalter dargestellt, dessen Wechselstromquelle zum Vormagnetisieren des Magnetkerns des ersten Summenstromwandlers und der Erregerwicklung des Auslösemagneten geschaltet ist, wobei der zusätzliche Summenstromwandler auf einen eigenen Auslösemagneten arbeitet; beide Auslösemagnete wirken auf ein gemeinsames Schaltschloß ein;in
F ί g. 2 ist ein Fehlerstromschutzschalter nach Art des in F ί g. 1 dargestellten wiedergegeben, bei dem jedoch der zusätzliche Summenstromwandler dadurch auf das Schaltschloß einwirkt, daß seine Sekundärwicklung mit einer weiteren im Auslösemagneten angeordneten Erregerwicklung verbunden ist; in
Fig.3 ist die Grundanordnung, also ohne zusätzlichen Summenstromwandler und zugeordnete Bauteile des Fehlerstromschutzschalters, bei einem anderen Aufbau als nach den F i g. 1 und 2 dargestellt; in
F i g. 4 ist eine Ausführungsform für die die Grundan-Ordnung ergänzende Einrichtung mit dem zusätzlichen Summenstromwandler für eine Phase und Nulleiter wiedergegeben; in den
Fig.5 und 6 sind Diagramme dargestellt, anhand deren die Wirkungsweise der Einrichtung nach F i g. 4 erläutert werden soll; in
F i g. 7 ist ein besonders ausgebildeter Summenstromwandler für die Einrichtung nach Fig.4 veranschaulicht: in
F i g. 8 ist ein anderer Aufbau einer Einrichtung nach Fig.4 dargestellt, die nach der Resonanzmethode arbeitet; die
F i g. 9, 10 und 11 geben Diagramme wieder, die zur Erläuterung der Wirkungsweise der Einrichtung nach F i g. 8 dienen.
Der Fehlerstromschulzschalter 1 nach Fig. ί besteht aus den Bauteilen der Grundanordnung 2a und der Zusatzeinrichtung 2b. Die Grundanordnung 2a kann im wesentlichen ein selbständiger Fehlerstromschutzschalter mit vormagnetisiertem Wandlerkern sein, an dem die Zusatzeinrichtung 2b nach dem Baukastenprinzip angesetzt wird. Andererseits kann auch die Zusatzeinrichtung, durch Schaltschloß und Schaltkontakte vervollständigt, als selbständiger Fehlerstromschutzschalter ausgebildet sein, an dem nach dem Baukastenprinzip die Bauteile einer entsprechend abgemagerten Grundanordnung angesetzt werden. Ein zusätzliches äußeres Gehäuse (bei 1) kann dann verständlicherweise entfallen. Die symbolisch wiedergegebenen Gehäuse bei 2a und 2b sind andererseits entbehrlich, wenn ein äußeres Gehäuse des Fehlerstromschutzschalters 1 verwandt wird. Die Umrandung der Grundanordnung 2a und der Zusatzeinrichtung 2b können dann als bloße Funktionsbereiche aufgefaßt werden.
Die Grundanordnung 2a umfaßt einen Summenstromwandler 3a, der mindestens zwei Primärwicklungen 4 mit Anschlüssen für einen zu überwachenden Stromkreis aufweist. Im Ausführungsbeispiel sind viel Primärwicklungen 4 in die Leitungen R/U, S/V, T/W und Mp eingeschaltet. Der Magnetkern des Summen-Stromwandlers Ja ist mit 3 bezeichnet wiedergegeben. Die Sekundärwicklung 5 des Summenstromwandlers 3a ist mit der Erregerwicklung 7 eines Auslösemagneten 6 für ein Schaltschloß 8 verbunden. Der Auslösemagnet 6 wirkt auf das Schaltschloß 8 durch die mechanische Kopplung 20 ein. In Serie mit der Sekundärwicklung 5 und der Erregerwicklung 7 des Auslösemagneten 6 liegt eine Wechselstromquelle, die zwischen die Anschlüsse 10 geschaltet ist. Diese Wechselstromquelle ist im Ausführungsbeispiel der Ausgang 11 eines Spannungsteilers, dessen Eingang 14 zum Einspeisen von Wechselstrom dient. Um die Verlustleistung gering zu halten, ist der Spannungsteiler aus einem parallel zum Ausgang 11 geschalteten ohmschen Widerstand 12 und einem Kondensator 13 gebiidet. Der Eingang 14 des Spannungsteilers kann beispielsweise an das Lichtnetz oder an die zu überwachenden Leiter angeschlossen werden.
Das Schaltschloß 8 der Grundanordnung 2a v/irkt über das Gestänge 8a auf den Ausschalter 9 in den Leitern R/U, S/V, T/Wund Mp.
Der Wechselspannungsabfall am Widerstand 12 dient als Hilfsspannung, die durch geeignete Dimensionierung der Schaltung in gewünschter Weise so groß gewählt
wird, daß der über die Sekundärwicklung 5 geschickte Ruhestrom den Magnetkern 3 so weit vormagnetisiert, daß beim Auftreten eines Gleichfehlerstroms die Magnetisierung so weit in die Sättigung angehoben wird, daß der induktive Widerstand der Sekundärwicklung 5 abnimmt und über die Erregerwicklung 7 des Auslösemagneten 6 ein zum Auslösen ausreichender Strom fließt.
Zum ersten Summenstromwandler 3a des Fehlerstromschutzschalter 1 ist zusätzlich ein Summenstromwandler 21 mit einer dem ersten Summenstromwandler entsprechenden Anzahl von vier Primärwicklungen 22 und mit einer Sekundärwicklung 23 angeordnet. Mit 24 ist der Magnetkern des Summenstromwandler 21 bezeichnet. Die Sekundärwicklung 23 wirkt auf das Schaltschloß 8 des ersten Summenstromwandler mittels der Erregerwicklung 25 des Auslösemagneten 26 und der mechanischen Kopplung 27 ein.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig.2 wirkt die Sekundärwicklung 23 des Summenstromwandler 21 dadurch auf das Schaltschloß 8 ein, daß die Erregerwicklung 25 als zusätzliche Erregerwicklung des Auslösemagneten 6 angeordnet ist, wodurch das Schaltschloß 8 über die Kopplung 20 ausgelöst werden kann.
Bei der Grundanordnung 2a nach Fig.3 ist die Erregerwicklung 7 des Auslössmagneten 6 in einer Diagonale einer elektrischen Brückenschaltung eingeschaltet. In den Zweigen einer Seite der Brückenschaltung sind die Sekundärwicklungen 4a und 4b zweier Summenstromwandler 3aa und 3ab angeordnet. Die Sekundärwicklungen 5a und 5b sind so geschaltet, daß die in den beiden Summenstromwandlern induzierten Spannungen entgegengerichtet sind. In der anderen Diagonale der Brückenschaltung ist die Wechselstromquelle zwischen den Anschlüssen 10 angeordnet. Die Wechselstromquelle wird durch die ohmschen Widerstände 39 und 40 sowie den Kondensator 47 zum Ankoppeln einer zwischen den Klemmen 46 angelegten Wechselspannung gebildet. Die Widerstände 39 und 40 bilden dabei die den Sekundärwicklungen 5a und Sb gegenüberliegenden Zweige der Brücke. Wesentlich ist, daß die Primärwicklungen Ab oder die Sekundärwicklung Sb so gewickelt bzw. geschaltet ist, daß die in den Sekundärwicklungen 5« und 5b induzierten Spannungen U-7J und Ush einander entgegengerichtet sind.
In Fig.4 ist eine Zusatzeinrichtung 2b zur Überwachung einer Phase R/U und des Nulleiters Mp veranschaulicht. Die Leiter wirken im dargestellten Ausführungsbeispiel im Bereich des Magnetkerns 24 als Primärwicklungen 22 mit jeweils einer Windung. Der Magnetkern 24 des zusätzlichen Summenstromwandler 21 hat einen Induktionshub, der so groß ist, daß die durch einen pulsierenden Gleichfehlerstrom in beispielsweise der Primärwicklung R/U in der Sekundärwicklung 23 induzierte Spannung zum Betätigen des Auslösemagneten 26 ausreicht Hierfür eignen sich besonders Magnetkerne, die einen Induktionshub von mindestens 0,4 Tesla aufweisen und/oder eine relative Impulspermeabilifät von mindestens iOOO haben. Die Wirkungsweise soll anhand der Fig.5 und 6 weiter erläutert werden:
Fig.5 zeigt eine Hystereseschleife 51 bei auf der Ordinate aufgetragenen Induktion B über der auf der Abszisse aufgetragenen Feldstärke H für einen Kern aus magnetischem Werkstoff mit großem Induktionshüb ΔΒ\. Eingezeichnet ist ferner eine Hystereseschleife 52 eines Kerns aus magnetischem Werkstoff mit kleinem Induktionshub ΔΒ2. Unter dem Induktionshub ist die Differenz zwischen der Sättigungsinduktion Bm und der Remanenzinduktion Br ι bzw. B^ zu verstehen. AH ist der Feldstärkehub bis zum Erreichen der Sättigungsinduktion. Der Quotient
IBl
1 /J JiQ
(μο = Induktionskonstante) wird als Impulspermeabilität bezeichnet.
Auf der Ordinate des Diagramms nach Fig.6 sind Fluß Φ bzw. die Zeit / und auf der Abszisse der Fehlerstrom Ir, der im zu überwachenden Stromkreis fließt, aufgetragen. Wenn ein Wechselfehlerstrom entsprechend der gestrichelten Kurve 62 in F i g. 6 durch
(5 den Summenstromwandler 21 fließt, wird der Magnetkern 24 entsprechend der Magnetkennlinie 63 magnetisiert. Bei entsprechender Stärke des Wechselstromes wird die gesamte Magnetkennlinie 63 während einer Periode des Wechselfehlerstromes durchlaufen, wodurch die Flußänderung ΑΦ sehr groß ist, so daß auch die in der Sekundärwicklung 23 des Summenstromwandler 21 induzierte Spannung nach dem Induktionsgesetz so groß ist, daß sie die Ansprechspannung des Auslösemagneten 26 übersteigt und der Fehlerstromschutzschalter auslöst.
Bei einem Fehlerstrom mit dem Charakter eines pulsierenden Gleichstromes nach der ausgezogenen Kurve 64 in Fig.6, wie er bei Einweggleichrichtung auftritt, wird bei der Magnetisierung des Magnetkerns 24 des Summenstromwandler 21 die Magnetkennlinie 63 nur bis zum Remanenzpunkt 65 durchlaufen. Dieser Induktionshub ist jedoch groß im Vergleich zu einem üblichen Magnetkern mit der Kennlinie 66 und dem Remanenzpunkt 67. Für die Auslösung des Fehlerstromschutzschalter ist die Höhe der in der Sekundärwicklung 23 induzierten Spannung einer Halbwelle maßgebend. Diese Spannungshöhe wiederum ist von der Steilheit der Flußkurve abhängig. Bei einem Material mit niedrigem Remanenzpunkt ist die Steilheit und somit das induzierte Spannungsmaximum während einer Stromhalbwelle annähernd gleich, ungeachtet dessen, ob der Strom ein Wechselstrom oder ein pulsierender Gleichstrom ist. Die Auslösung des Fehlersiromschützschalters wird also in beiden Fällen bei annähernd gleichem Stromwert erfolgen.
Ein großer magnetischer Hub, um bei Fehlerströmen aus pulsierendem Gleichstrom sowie bei Wechselfehlerströmen zu etwa gleichen Auslösewerten zu gelangen, läßt sich auch durch Verwendung eines als Schnittbandkern ausgebildeten Magnetkerns 24 an sich bekannter Art erzielen. Der Magnetkern 24 besteht aus zwei Hälften mit den Stirnflächen 28 und 29. die durch ein Spannband 30 zusammengehalten sind. Man benötigt dann keinen Magnetkern aus einer Eisen-Nickel-Legierung bestimmter Zusammensetzung, sondern es genügen einfachere und gängigere Materialien.
Eine Weiterbildung des Fehlerstromschutzschalter besteht darin, daß in Serie oder parallel zu der Sekundärwicklung 23 des zusätzlichen Summenstromwandler 21 und zu der Erregerwicklung 25 des zugeordneten Auslösemagneten 26 ein Kondensator 66 geschaltet ist. Wesentlich ist dabei, daß die Resonanzfrequenz des Schwingkreises aus Sekundärwicklung 23, Erregerwicklung 25 und Kondensator 66 auf die Frequenz in etwa eingestellt ist, die eine von den zu erwartenden Gleichfehlerströmen induzierte Spannung in der Sekundärwicklung 23 aufweist. Dadurch können auch Magnetkerne mit geringem Hub verwandt werden,
da ά:". von Fehlerströmen nach der Charakteristik pulsierender Gleichströme erzeugten verhältnismäßig kleinen Flußaussteuerungen ΔΦ1 nach Fig.9 in der Sekundärwicklung 23 zwar eine niedrige Spannung induzieren, die jedoch durch den in etwa auf Resonanz abgestimmten Schwingkreis sich ausreichend verstärken läßt. Dies ist in den F i g. 10 und 11 veranschaulicht.
In Fig. 10 ist das Oszillogramm 76 des zeitlichen Verlaufs des Fehlerstroms //· für einen pulsierenden Gleichstrom mit der Charakteristik der ausgezogenen Kurve 64 nach F i g. 9 wiedergegeben. Darüber ist das Oszillogramm 77 der in der Sekundärwicklung 23 ^induzierten Spannung bei einem nicht auf diese Frequenz abgestimmten Schwingkreis aufgezeichnet Wie ersichtlich ist, werden die Auslöselinien 78 und 79 nicht überschritten, so daß der Auslöser 26 nicht auslösen könnte. In Fig. 11 sind die Verhältnisse für 'einen auf die Frequenz der induzierten Spannung in der ,Sekundärwicklung 2ä abgestimmten Schwingkreis — ifür Fehlerströme, die in der Sekundärwicklung 23 eine Spannung mit einer solchen Frequenz induzieren — wiedergegeben. Die Auslöselinie 79 wird jetzt überschritten, so daß der Auslöser 26 auslösen kann und der Fehlerstromschutzschalter das gefährdende Netz abschaltet.
Den annähernd gleichen Ansprech wert bei pulsierendem Gleichstrom wie bei Wechselstrom erhält man in der Praxis durch mehr oder weniger genaues Abstimmen auf Resonanz, z. B. durch Wahl eines entsprechenden Kondensators oder durch Verändern der Windungszahl der Sekundärspule des Wandlers und der Erregerspule des Auslösemagneten. Als gemeinsamen Bezugswert können etwa gleiche Effektivwerte gewählt werden. Auf einen solchen vorgegebenen Auslösewert kann dann der Summenstromwandler 3a nach den Fig. 1, 2 und 3 für einen reinen Gleichstrom-Fehlerstrom dadurch abgestimmt werden, daß der in der Sekundärwicklung 5 durch die äußere Wechselstromquelle aufgeprägte Wechselstrom-Ruhestrom entsprechend eingestellt wird.
Wesentlich ist, daß beim Schalter nach der Erfindung bei Fehlerströmen mit der Charakteristik reiner Gleichströme der Summenstromwandler 3a zur Auslösung führt und bei pulsierenden Gleichströmen sowie Wechselströmen der Summenstromv/andler 21 zur Auslösung führt. Dadurch werden die Stärken bzw. Vorteile bekannter Fehlerstromschutzschalter kombiniert, ohne ihre Nachteile in Kauf nehmen zu müssen.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen IK 109/192

Claims (6)

  1. Patentansprüche:
  2. Fehlerstromschutzschalter, der eine Summen-,«romwandleranordnung mit mindestens zwei Primärwicklungen für einen zu überwachenden Stromkreis aufweist und der mindestens eine Sekundärwicklung hat, die mit der Erregerwicklung eines Auslösemagneten für ein Schaltschloß verbunden ist, wobei in der Sekundärwicklung von einer äußeren Wechselstromquelle ein Ruhestrom zum Vormagnetisieren des Wandlerkerns eingespeist ist, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine weitere, gesonderte Summenstromwandleranordnung (21) mit einer der ersten Summenstromwandleranordnung (3a) entsprechenden Anzahl von Primärwicklungen (22) und mit einer auf das der ersten Summenstromwant'leranordnung (3a; 3aa, 3ab) zugeordnete Schaltschloß (8) einwirkenden Sekundärwicklung (23) angeordnet ist, daß die zusätzliche Summenstromwandleranordnung (21) in an sich bekannter Weise darauf abgestimmt ist, außer bei Wechselstrom auch bei pulsierendem 'Gleichstrom bei etwa gleichen Bezugswerten auszulösen, und daß auf diesen Wert annähernd das Auslöseverhalten bei Gleichstrom des ersten Sumfnenstromwandlers (3a) abgestimmt ist.
    , 2. Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselstromquelle (zwischen 10) in Serie mit der Sekundärwicklung (5) des ersten Wandlers und der Erregerwicklung (7) des Auslösemagneten (6) liegt.
  3. 3. Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklung (7) des Auslösemagneten (6) in einer Diagonale einer elektrischen Brückenschaltung liegt, in deren Zweigen einer Seite die Sekundärwicklungen (4a, 4b) »zweier Summenstromwandler (3aa und 3aöj liegen, die an Stelle des ersten Summenstromwandlers (3a) 'angeordnet sind, und daß die Sekundärwicklungen (5a, 5b) so geschaltet sind, daß die in den beiden Summenstromwandlern (3aa, 3ab) induzierten Spannungen (U^ ίΛt) entgegengerichtet sind, und daß in der anderen Diagonale die Wechselstromquelle (zwischen 10) liegt.
  4. 4. Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern (24) des zusätzlichen Summenstromwandlers (21) einen Induktionshub hat, der so groß ist, daß die durch einen pulsierenden Gleichfehlerstrom in einer Primärwicklung in der Sekundärwicklung induzierte Spannung zum Betätigen des Auslösemagneten ausreicht.
  5. 5. Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern (24) des zusätzlichen Summenstromwandlers (21) ein Schnittbandkern ist (F i g. 7).
  6. 6. Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Serie oder parallel zu der Sekundärwicklung (23) des zusätzlichen Summenstromwandlers (21) und zu der &o Erregerwicklung (25) des zugeordneten Auslösemagneten (26) ein Kondensator (66) geschaltet ist.
DE19732348881 1973-09-28 1973-09-28 Fehlerstromschutzschalter Expired DE2348881C3 (de)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19732348881 DE2348881C3 (de) 1973-09-28 1973-09-28 Fehlerstromschutzschalter
FR7429730A FR2246097B1 (de) 1973-09-28 1974-08-30
DK466974A DK466974A (de) 1973-09-28 1974-09-04
AT727674A AT335554B (de) 1973-09-28 1974-09-10 Fehlerstromschutzschalter
IT2757774A IT1022206B (it) 1973-09-28 1974-09-23 Interruttore elettrico di protezione a corrente differenziale
BE148893A BE820339A (fr) 1973-09-28 1974-09-25 Disjoncteur de protection a courant de defaut
CH1306374A CH585475A5 (de) 1973-09-28 1974-09-27
JP49112242A JPS5061640A (de) 1973-09-28 1974-09-28
GB4240174A GB1485968A (en) 1973-09-28 1974-09-30 Fault current protective device
JP1980056345U JPS55148320U (de) 1973-09-28 1980-04-24

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19732348881 DE2348881C3 (de) 1973-09-28 1973-09-28 Fehlerstromschutzschalter

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2348881A1 DE2348881A1 (de) 1975-04-10
DE2348881B2 true DE2348881B2 (de) 1980-02-28
DE2348881C3 DE2348881C3 (de) 1980-10-16

Family

ID=5894010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19732348881 Expired DE2348881C3 (de) 1973-09-28 1973-09-28 Fehlerstromschutzschalter

Country Status (9)

Country Link
JP (2) JPS5061640A (de)
AT (1) AT335554B (de)
BE (1) BE820339A (de)
CH (1) CH585475A5 (de)
DE (1) DE2348881C3 (de)
DK (1) DK466974A (de)
FR (1) FR2246097B1 (de)
GB (1) GB1485968A (de)
IT (1) IT1022206B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0044999A1 (de) * 1980-07-28 1982-02-03 Siemens Aktiengesellschaft Fehlerstromschutzschalter, der auf Fehlerströme mit Gleichstromkomponenten anspricht

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LU79681A1 (de) * 1978-05-22 1979-12-06 N Gath Fehlerstromschutzschalter
LU79817A1 (de) * 1978-06-15 1980-01-22 N Gath Fehlerstromschutzschalter
FR2520164A1 (fr) * 1982-01-19 1983-07-22 Merlin Gerin Dispositif de declenchement differentiel a propre courant
AT383906B (de) * 1985-04-16 1987-09-10 Cti Ges Zur Pruefung Elektrote Fehlerstromschutzschalter fuer fehlerwechselund fehlergleichstroeme
AU5774586A (en) * 1985-05-02 1986-11-18 Brown Boveri & Cie Aktiengesellschaft Fault-current protection switch for a.c. and d.c. fault currents without energy storage
US4685022A (en) * 1985-05-10 1987-08-04 Square D Company Ground fault circuit interrupter capable of deriving energy from ground fault current in order to achieve circuit interruption in the presence of a reduced supply voltage
DE3823099C2 (de) * 1988-07-07 1996-09-26 Siemens Ag Einrichtung zum Schutz vor Fehlerströmen
DE3823101A1 (de) * 1988-07-07 1990-01-11 Siemens Ag Redundante ausloeseeinrichtung
EP0349880A1 (de) * 1988-07-07 1990-01-10 Siemens Aktiengesellschaft Einrichtung zum Schutz vor Fehlerströmen
DE4215184C2 (de) * 1992-05-08 1996-07-11 Siemens Ag Verfahren und Einrichtungen zur Erfassung von Differenzströmen
EP0590435B1 (de) * 1992-10-01 1997-02-19 Siemens Aktiengesellschaft Allstromsensitive Fehlerstromerfassungseinrichtung mit von Gleichfehlerstrom unbeeinflussbarer Wechsel- und Pulsfehlerstromerfassungseinrichtung
AT406431B (de) * 1998-01-28 2000-05-25 Felten & Guilleaume Ag Oester Einrichtung zur analyse von in einer elektrischen anlage auftretenden erdfehlerströmen und von dieser angesteuertes schaltgerät
JP5817316B2 (ja) * 2011-08-11 2015-11-18 富士電機機器制御株式会社 漏電遮断器
CN104934931B (zh) * 2014-03-21 2019-01-04 上海电科电器科技有限公司 剩余电流保护装置
EP3985708A1 (de) * 2020-10-16 2022-04-20 ABB Schweiz AG Stromschutzschalter

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH532855A (de) * 1970-07-23 1973-01-15 Siemens Ag Fehlerstromschutzschalteinrichtung
CH529462A (de) * 1970-08-29 1972-10-15 Siemens Ag Fehlerstromschutzschalteinrichtung
DE2043007A1 (de) * 1970-08-29 1972-03-02 Siemens Ag Fehlerstromschutzschalter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0044999A1 (de) * 1980-07-28 1982-02-03 Siemens Aktiengesellschaft Fehlerstromschutzschalter, der auf Fehlerströme mit Gleichstromkomponenten anspricht

Also Published As

Publication number Publication date
JPS55148320U (de) 1980-10-25
FR2246097A1 (de) 1975-04-25
ATA727674A (de) 1976-07-15
IT1022206B (it) 1978-03-20
JPS5061640A (de) 1975-05-27
DE2348881C3 (de) 1980-10-16
AT335554B (de) 1977-03-25
CH585475A5 (de) 1977-02-28
DE2348881A1 (de) 1975-04-10
BE820339A (fr) 1975-01-16
FR2246097B1 (de) 1981-09-18
GB1485968A (en) 1977-09-14
DK466974A (de) 1975-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2348881B2 (de) Fehlerstromschutzschalter
DE2062694B2 (de) Fehlerstromschutzschalter
DE2555255C3 (de) Einrichtung zur Erfassung von Fehlerströmen
EP0044999B1 (de) Fehlerstromschutzschalter, der auf Fehlerströme mit Gleichstromkomponenten anspricht
CH666770A5 (de) Strombegrenzungsvorrichtung.
DE708777C (de) Einrichtung zum Umsteuern von Drehstrommotoren
DE3202320C2 (de)
EP0183015A1 (de) Strombegrenzungsvorrichtung
DE2704820A1 (de) Ueberlastschutzschaltung fuer elektrische motoren
EP0012812B1 (de) Magnetische Betätigungsvorrichtung mit Flussmodulation
DE4019810A1 (de) Verfahren zum nachweis eines wechselstromes oder gleichstromes
DE2607267C3 (de) elektromagnetisches Relais
AT247466B (de) Magnetverstärker, insbesondere Kleinstmagnetverstärker
DE2043007A1 (de) Fehlerstromschutzschalter
EP0248159B1 (de) Stromgrenzwertgeber für elektrische Schützlinge
DE598208C (de) Einrichtung an Schalt- und Steuerorganen
DE1950696C (de)
DE1172754B (de) Steuergeraet fuer Synchronschalter
DE905401C (de) Relaiseinrichtung fuer Gleichstrom-Hochspannungsleitungen
DE908759C (de) Schaltanordnung zur zeitweiligen Herabsetzung der Leistung eines Verbrauchers
DE893375C (de) Als selbsthaltendes Relais wirkende kontaktlose Schaltung
EP0026357A1 (de) Fehlerstromschutzschalter mit vormagnetisiertem Kern
DE102005034645B4 (de) Fehlerstromschutzschalter für unterschiedliche Betriebsfrequenzen
DE1463586B2 (de)
DE2636029C2 (de) Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines mit zwei Erregerspulen versehenen bistabilen Schaltrelais

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee