DE2533299C3

DE2533299C3 - Device for ongoing line break monitoring of the protective earthing of electrical devices

Info

Publication number: DE2533299C3
Application number: DE19752533299
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Bückendorf, Josef, 5408 Nassau
Filing date: 1975-07-25
Publication date: 1977-12-22

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur laufenden Leitungsbruch-Überwachung der Schutzerdung elektrischer Geräte.The invention relates to a device for running Line break monitoring of the protective earthing of electrical devices.

Elektrische Geräte müssen mit allen denjenigen elektrisch leitenden Verkleidungs- und Gehäuseteilen, die während des Gebrauchs oder auch zufällig vom Menschen berührt werden können, elektrisch leitend mit einer Schutzerde verbunden sein. Ähnliche Situationen sind auch bei elektronischen Anlagen, insbesondere Elektronenrechnern vorhanden, bei denen zur Sicherung der mit niederspannungsarbertenden hochempfindlichen Speicher und Schaltkreise abschirmenden, Platinen, Geräteplatten u.dgl. durch Verbindung mit einer Schutzerde auf ein gemeinsames Nullpotential gebracht werden.Electrical devices must be equipped with all electrically conductive casing and housing parts that can be touched by humans during use or accidentally, electrically conductive be connected to a protective earth. Similar situations are also with electronic systems, in particular Electronic computers available, in which to secure the high-sensitivity with low-voltage arbertenden Memory and circuit shielding, circuit boards, device panels and the like by connection with a protective earth can be brought to a common zero potential.

Bei den normalen elektrischen Geräten beruht die Funktion der Schutzerde darauf, daß in dem Fall, in weichem spannungsführende Teile mit Gehäuseteilen od. dgl. in Berührung treten, eine unmittelbare Ableitung der Spannung — Netzspannung — zur Erde in Form eines Kurzschlusses stattfindet, bei welchem eine können jedoch infolge von Korrosion oder mechanischen Unterbrechungen der Schutzleiter durch Lösen von Verbindungen und anderen Ursachen Unterbrechungen der elektrischen Verbindung zwischen Gerätegehäuse und Schutzerde eintreten, die nicht bemerkt werden, im Gefahrenfalle jedoch Unfälle mit Todesfolge verursachen können.In normal electrical devices, the function of protective earth is based on the fact that in the case in soft live parts with housing parts or the like come into contact, a direct derivation of the voltage - mains voltage - to earth takes place in the form of a short circuit in which a However, as a result of corrosion or mechanical interruptions in the protective conductor due to loosening of connections and other causes Interruptions in the electrical connection between the device housing and protective earth occur that are not noticed, but in the event of danger, accidents with fatal consequences can cause.

Es ist ferner eine unter anderem zum Überwachen einer Unterbrechung des Schutzleiters eines Netzes dienende Leitungsüberwachungsvorrichtung bekannt, bei der zwei als Spannungsteiler in Reihe geschaltete Widerstände an einen mit dem Netz gekoppelten, geerdeten Brückengleichrichter angeschlossen sind. Die Widerstände bilden einen Zweig einer Brücke, in deren andeien Zweig an einer Seite der Brückendiagonalen der Schutzleiter über einen Widerstand sowie einen Überwachungsleiter (Leiterschleife) und an der anderen Seite der Brückendiagonalen ein Widerstand eingeschaltet sind. An die Brückendiagonale ist ein Auslöseglied angeschlossen, welches anspricht, wenn beispielsweise eine Unterbrechung des Schutzleiters und damit eine Brückenverstimmung auftreten. Diese Vorrichtung hat vor allem den Nachteil eines relativ großen Mehraufwandes wegen der für die Überwachung erforderlichen Leiterschleife. (Prospekt der Siemens-AG »Überwachung von Gummischlauchleitungen unter Tage« SSW 442/274,1954).It is also used, among other things, to monitor an interruption in the protective conductor of a network Serving line monitoring device known, in which two connected as a voltage divider in series Resistors are connected to a mains connected, earthed bridge rectifier. the Resistances form one branch of a bridge, in the other branch on one side of the bridge diagonal the protective conductor via a resistor as well as a monitoring conductor (conductor loop) and on the other Side of the bridge diagonal a resistor is switched on. There is a release link on the bridge diagonal connected, which responds if, for example, an interruption of the protective conductor and thus a bridge upset may occur. The main disadvantage of this device is that it is relatively large Additional work due to the conductor loop required for monitoring. (Prospectus of Siemens AG »Monitoring of rubber hose lines underground« SSW 442 / 274,1954).

Ausgehend von diesem im Oberberbegriff des Anspruches 1 berücksichtigten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine einfache Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe die Funktionssicherheit der Schutzerdung — d. h. die Niederohmigkeit der Schutzleitei-veirbindung Gerät-Erde — entsprechend angeschlossener beliebiger elektrischer Geräte ständig überwacht werden kann.Based on this in the generic term des Claim 1 considered prior art, the present invention is based on the object of a to create a simple device with the help of which the functional reliability of the protective earth - d. H. the Low resistance of the protective conductor connection device-earth - Any electrical devices connected accordingly can be constantly monitored.

Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich die im Oberbegriff des Anspruches 1 genannte Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch, daß an die Verbindungsstelle dieser Widerstände drei weitere untereinander in Reihe geschaltete hochohmige Widerstände angeschlossen sind, deren letzter als Einstellwiderstand ausgebildeter Widerstand mit dem Schutzerdungsleiter verbindbar ist, und daß eine Glimmlampe mit einem Pol an das Gerätegehäuse und mit dem anderen Pol an die Verbindungsstelle zwischen dem ersten und zweiten der drei in Reihe geschalteten Widerstände angeschlossen ist.To solve this problem, the device mentioned in the preamble of claim 1 is characterized according to the invention in that at the junction of these resistors three more with one another in series switched high-resistance resistors are connected, the last of which is designed as a setting resistor Resistance can be connected to the protective earth conductor, and that a glow lamp with one pole to the Device housing and with the other pole to the junction between the first and second of the three resistors connected in series is connected.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung weist mit den ersten beiden in Reihe liegenden hochohmigen Widerständen einen Spannungsteiler auf, durch welchen bei Inbetriebnahme des Gerätes ein sehr schwacher Strom fließt, der über den beiden Widerständen zu einem Spannungsabfall führt Zwischen den beiden Widerständen wird eine Teüspannung abgegriffen, welche über zwei weitere Festwiderstände und einen Einstellwiderstand einen Strom zur Schutzerde fließenThe device designed according to the invention has, with the first two in series, high-resistance Resistors have a voltage divider, through which a very weak one when the device is started up Current flows, which leads to a voltage drop across the two resistors between the two Resistors, a partial voltage is tapped, which is via two further fixed resistors and one Setting resistor to flow a current to protective earth

läßt bzw. zum Anschluß der Vorrichtung der mit der Schutzerde in Verbindung steht. Fließt ein solcher Strom - Voraussetzung ist, daß eine Verbindung mit der Schutzerde besteht — dann tritt über den drei in Reihe liegenden Widerständen ein Spannungsabfall ein, wobei der letzte Einstellwiderstand die Möglichkeit schafft, diesen Spannungsabfall auf einen bestimmten Wert genau einzustellen. Zwischen dem ersten und zweiten dieser drei in Reihe geschalteten Widerständelets or to connect the device that is connected to the protective earth. Such flows Electricity - the prerequisite is that there is a connection to protective earth - then the three in A voltage drop occurs in the series of resistors, with the last setting resistor being the option manages to set this voltage drop precisely to a certain value. Between the first and second of these three resistors connected in series

a^WMPW ^rtscniuDpunkt mit dem GerätegehäuseTödex ' einem anderen menschlicher Berührung ausgesetzten Geräteteil leitend verbunden ist.a ^ WMPW ^ rtscniuDpunkt with the device housing Tödex ' is conductively connected to another device part exposed to human contact.

Nur dann, wenn die Schutzerdung als solche in Ordnung ist, kann von dem Spannungsteiler der ,₅ unmittelbar am Netz liegt, über die drei in Reihe liegenden Widerstände ein Strom zur Schutzerdung fließen und ein Arbeitspotential erzeugen, welches Voraussetzung dafür ist, daß die Glimmlampe zünden und aufleuchten kann. Die erste Funktion der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung besteht also darin, daß die Funktionsbereitschaft der Schutzerde geprüft wird. Der zweite Pol der Glimmlampe ist aber erfindungsgemäß nicht unmittelbar mit der Schutzerde sondern wie schon erwähnt, mit einem Gehäuseteil oder einem anderen Geräteteil verbunden, der der Berührung durch den Menschen ausgesetzt ist. Besteht zwischen diesem berührungsgefährdeten Geräteteil und der Schutzerde keine elektrisch leitende Verbindung, etwa weil diese durch mechanische Einwirkung oder durch Korrosion unterbrochen ist, dann vermag wiederum kein Strom über die Glimmlampe zur Schutzerde zu fließen und die Glimmlampe kann nicht zünden und aufleuchten. Nur dann, wenn die Schutzerde in Funktion ist, und wenn die vom Menschen berührten Geräte- oder Gehäuseteile mit der Schutzerde elektrische leitend verbunden sind, kann von den drei in Reihe geschalteten elektrischen Widerständen eine elektrische Potentialdifferenz geschaffen werden und über die Geräteteile ein Stromkreis zur Schutzerde geschlossen werden, der die Glimmlampe zum Aufleuchten bringt.Only when the protective earth as such is in order can _{a current flow from the voltage divider of the, 5} directly to the mains via the three resistors in series to the protective earth and generate a working potential, which is a prerequisite for the glow lamp to ignite and can light up. The first function of the device designed according to the invention is that the operational readiness of the protective earth is checked. However, according to the invention, the second pole of the glow lamp is not directly connected to protective earth, but rather, as already mentioned, to a housing part or another device part that is exposed to human contact. If there is no electrically conductive connection between this touch-endangered device part and the protective earth, for example because it has been interrupted by mechanical action or corrosion, then again no current can flow through the glow lamp to the protective earth and the glow lamp cannot ignite or light up. Only if the protective earth is in function and if the device or housing parts touched by people are electrically connected to the protective earth, an electrical potential difference can be created by the three electrical resistors connected in series and a circuit to the protective earth via the device parts be closed, which brings the glow lamp to light up.

Wenn die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung so angebracht wird, daß sie dem Benutzer unmittelbar ins Auge fällt, und wenn darauf hingewiesen wird, daß Geräte, bei denen die Glimmlampe nicht aufleuchtet, lebensgefährlich sind, können Unfälle mit Sicherheit ausgeschlossen werden.If the device designed according to the invention is attached so that it is the user directly catches the eye, and if it is pointed out that devices in which the glow lamp does not light up, are life-threatening, accidents can be ruled out with certainty.

Ein Vorteil der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung besteht darin, daß ihr eventuell eintretender Ausfall in Richtung auf Sicherheit wirkt, denn wenn die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung einen Schaden erleidet, dann leuchtet die Glimmlampe nicht auf, es wird also angezeigt, daß eine gefährliche Situation vorliegt und das betreffende elektrische Gerät nicht benutzbar ist.An advantage of the device designed according to the invention is that its possibly occurring Failure acts in the direction of safety, because if the device designed according to the invention one Suffers damage, then the glow lamp does not light up, so it is indicated that a dangerous one Situation exists and the electrical device in question cannot be used.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung kann bei normalen Wechselstromnetzen so geschaltet werden, daß die beiden an die Betriebsspannung zu schaltenden Anschlüsse entweder an den Mittelpunktsleiter oder den Nulleiter einerseits und an Phase andererseits geklemmt oder bei drei- und mehrphasigen Geräten je nach Schaltungsart zwischen geeignete Netzklemmen gelegt werden. Bei drei- und mehrphasigen Netzen empfiehlt es sich, drei oder mehr erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtungen zu benutzen, man hai auf diese Weise zugleich eine Konirolle darüber, ob auch alle Phasen Spannung führen, denn wenn eine der Phasen ausgefallen ist, fehlt die Betriebsspannung und die Glimmlampe der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung, die der betreffenden Phase zugeordnet ist, leuchtet nicht auf. Daraus ergibt sich, daß die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrich'ung bei mehrphasigen Geräten und Anlagen eine zusätzliche Betriebskontrollfunktion erfüllt, ohne daß besondere Maßnahmen erforderlich wären.The device designed according to the invention can be switched in normal alternating current networks in such a way that that the two connections to be switched to the operating voltage either to the neutral conductor or the neutral conductor on the one hand and to phase on the other hand, clamped or, in the case of three-phase and multi-phase devices, between suitable ones, depending on the type of circuit Mains terminals are placed. In the case of three-phase and multi-phase networks, it is advisable to use three or more To use devices designed according to the invention, one hai in this way at the same time a control role whether all phases are live, because if one of the phases has failed, it is missing Operating voltage and the glow lamp of the device designed according to the invention, that of the relevant Phase is assigned does not light up. It follows that the device designed according to the invention in the case of multi-phase devices and systems, an additional operational control function is fulfilled without any special Action would be required.

Es ist offensichtlich, daß bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung sehr hochohmige Wideriitändc-ßir den Spannungsteiler und für die drei in Reihe liegenden Widerstände verwendet werden müssen, damit die fließenden Ströme so klein wie nur irgend möglich gehalten werden. Es ist ferner offensichtlich, daß die Widerstände einerseits der jeweiligen Betriebsspannung des Gerätes angepaßt sein müssen und andererseits auch in ihrer gegenseitigen Abstufung an die erforderlichen Betriebsdaten der Glimmlampe angepaßt werden müssen.It is obvious that in the device designed according to the invention, very high-resistance resistances the voltage divider and the three resistors in series must be used, so that the flowing currents are kept as small as humanly possible. It is also evident that the resistors on the one hand must be adapted to the respective operating voltage of the device and on the other hand, also in their mutual gradation to the required operating data of the glow lamp need to be adjusted.

Bei einer für 220 Volt Wechselspannung vorgesehenen Ausführung des erfindungsgemäß ausgebildeten Gerätes können die beiden an die Betriebsspannung führenden Leiter anschließbaren Widerstände gleich groß sein und einen Widerstandswert von 50 kß während die drei Widerstände jeweils Widerstandswerte von 100, 50 und 50 k£2 aufweisen, wobei der hochohmige Widerstand an die Verbindungsstelle der beiden am Netz liegenden Widerstände und der einstellbare der beiden anderen Widerstände an den Schutzerdungsleiter angeschlossen sind.In the case of an embodiment of the one designed according to the invention, which is intended for 220 volts alternating voltage Device, the two resistors that can be connected to the operating voltage can be used in the same way be large and have a resistance of 50 kΩ while the three resistors each have resistance values of 100, 50 and 50 k £ 2, with the high resistance at the junction of the two resistors connected to the network and the adjustable one of the other two resistors to the Protective earth conductors are connected.

In großen Stückzahlen preiswert und insbesondere klein herstellbar ist die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung, wenn die Widerstände nach einem weiteren Merkmal der Erfindung an einer als gedruckte Schaltung ausgebildeten Platine befestigt sind, welche unmittelbar am elektrischen Gerät od. dgl. befestigbar ist.The one designed according to the invention can be produced inexpensively and in particular in small quantities in large numbers Device if the resistors according to a further feature of the invention on a than printed Circuit formed board are attached, which od directly to the electrical device. The like. Can be attached is.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Glimmlampe unmittelbar am Gerätegehäuse vorzugsweise in Nähe des Einschalters angeordnet.According to a further feature of the invention, the glow lamp is preferably located directly on the device housing arranged near the switch.

Alternativ dazu kann die Glimmlampe auf der Platine befestigt sein.Alternatively, the glow lamp can be attached to the circuit board.

In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Beispiel erläutert.The invention is explained using an example in the drawing.

Die Figur zeigt das elektrische Schaltbild der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung.The figure shows the electrical circuit diagram of the device designed according to the invention.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung zur laufenden Überwachung der Schutzerdung elektrischer Geräte weist zwei in Reihe geschaltete hochohmige Widerstände 1 und 2 auf, welche unmittelbar an die Netzklemmen 3, 4 des in der Figur nicht dargestellten elektrischen Gerätes angeschlossen sind. Diese beiden hochohmigen Widerstände 1 und 2, die im dargestellten Beispiel einen Wert von 50 kß haben, bilden einen Spannungsteiler. An der Mitte zwischen diesen beiden hochohmigen Widerständen 1 und 2 sind drei weitere untereinander in Reihe geschaltete Widerstände 5, 6 und 7 angeschlossen, von denen der erste am Spannungsteiler liegende Widerstand einen Wert von 100 kii, der nächstfolgende Widerstand 6 einen Wert von 50 kß und der letzte als einstellbarer Widerstand ausgebildete Widerstand 7, einen Nennwert von 50 kß aufweist und mit einem Schutzerdungsleiter 8 verbunden ist. In bekannter Weise ist dieser Schutzerdungsleiter, der zu einem besonderen Kontakt an dem Gerätestecker oder der Geräteklemme führt, mit der Gerätemasse 9 verbunden.The device designed according to the invention for the ongoing monitoring of the protective grounding of electrical devices has two series-connected high-value resistors 1 and 2 which are directly connected to the mains terminals 3, 4 of the electrical device, not shown in the figure. These two high-value resistors 1 and 2, which in the example shown have a value of 50 kΩ, form a voltage divider. In the middle between these two high-resistance resistors 1 and 2, three further resistors 5, 6 and 7 connected in series are connected, of which the first resistor on the voltage divider has a value of 100 kii, the next resistor 6 has a value of 50 kß and the last resistor 7, designed as an adjustable resistor, has a nominal value of 50 kΩ and is connected to a protective earth conductor 8. This protective grounding conductor, which leads to a special contact on the device plug or the device terminal, is connected to the device ground 9 in a known manner.

Bei den drei in Reihe geschalteten Widerständen 5,6 und 7 ist zwischen dem ersten und zweiten Widerstand 5In the case of the three resistors 5, 6 and 7 connected in series, there is 5 between the first and second resistors

und 6 eine Glimmlampe 10 angeschlossen, deren zweiter
Pol 11 getrennt von der Gerätemasse 9 mit dem
Gerätegehäuse 12 oder einem anderen der Berührung
durch den Menschen ausgesetzten Teil des Gerätes
verbunden ist. 5and 6 a glow lamp 10 connected, the second of which
Pole 11 separated from the device ground 9 with the
Device housing 12 or another of the touch
due to the human exposed part of the device
connected is. 5

Alle elektrischen Verbindungen zwischen den Widerständen können als gedruckte Schaltung auf einer
Platine 13 untergebracht sein, die u. U. flexibel
ausgebildet sein kann um sie jeder Geräteform
universell anpassen zu können. Die Widerstände 1,2,5, _I0 All electrical connections between the resistors can be printed on a circuit board
Board 13 be accommodated, which may be flexible
can be designed around any device shape
to be able to adapt universally. The resistors 1,2,5, _I0

6 und 7 können auf der Platine unmittelbar befestig bzw. aufgelötet oder mittels moderner Fertigungstech niken auch in die Platine integriert sein, wobei lediglicl der Einstellwiderstand 7 als getrennter Widerstand au der Platine befestigt werden muß. Die Glimmlampi kann entweder unmittelbar an der Platine, oder je nacl Lage der Platine, getrennt von ihr am Gera untergebracht werden und durch, in der Zeichnung nich im einzelnen dargestellte Leiter, mit der Platine verbunden sein.6 and 7 can be attached or soldered directly to the circuit board or by means of modern manufacturing technology Techniques can also be integrated into the circuit board, only the setting resistor 7 being used as a separate resistor the circuit board must be attached. The glow lamp can either be attached directly to the board, or depending on Location of the board, to be housed separately from it on the Gera and through, not in the drawing the conductor shown in detail, be connected to the board.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for ongoing line break monitoring the protective earthing of electrical devices, in which two high-value resistors connected in series as a voltage divider to the or to two conductors or terminals supplying the operating voltage of the device are connected, characterized in that to the connection point of these resistors (1,2) three more to each other high-value resistors (S, 6, 7) connected in series are connected, the last of which is used as a setting resistor trained resistor (7) with the protective earth conductor (8) can be connected, and that a Glow lamp (10) with one pole (ti) on the device housing (12) and with the other pole on the Connection point connected between the first and second of the three resistors connected in series is.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the two in series to the operating voltage leading conductors (3, 4) connectable resistors (1, 2) are the same size and one Have a resistance value of 50 kΩ and that the other three resistors (5, 6, 7) are each resistors of 100, 50 and 50 kΩ, with the higher resistance at the connection point of the two resistors connected to the network and the adjustable of the other two resistors to the Protective earth conductors (8) are connected.

3. Apparatus according to claim 1 and / or 2, characterized in that the resistors (1, 2, 5,6) are attached to or integrated into a printed circuit board (13), which can be attached to the device.

4. Device according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the Glow lamp (10) arranged directly on the device housing, preferably in the vicinity of the switch is.

5. Device according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the Glow lamp (10) is attached to the circuit board (13).

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