DE2638927C2 - Vorrichtung zum Anschließen von mit einem Schutzleiter versehenen elektrischen Verbrauchern an geerdete Wechselstromnetze - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher bezeichneten Art. Eine derartige Vorrichtung ist allgemein bekannt.

Der Anschluß von elektrischen Betriebsgeräten der Rundfunk- und Fernsehtechnik z. B. im Reportagedienst an fremde Netze, insbesondere im Ausland, ist für die Benutzer und Dritte nur dann mit einem minimalen Gefahrenrisiko verbunden, wenn entweder nur schutzisolierte, elektrische Geräte verwendet werden oder sichergestellt ist daß die vorgefundenen Netzanschlüsse (Netzsteckdosen) richtig angeschlossen und abgesichert sind und die daran angeschlossenen Betriebsgeräte im Fehlerfalle durch die Netzschutzmaßnahme vorschriftsmäßig vom Netz getrennt bzw. abgeschaltet werden.

Da im Ausland für den fremden Benutzer eines Netzanschlusses keine Aussagen über die Größe und Art der Netzspannung sowie über die Art und die Qualität der Schutzmaßnahmen und der Absicherung vorliegen, muß bzw. müßte der Benutzung von fremden Netzanschlüssen immer eine Überprüfung durch einen Fachmann vorangehen. Derartige Überprüfungen behindern jedoch, z. B. bei Schnelleinsätzen im aktuellen Reportagedienst, den Aufnahmebetrieb stark und stellen jedoch andererseits, wenn sie nicht durchgeführt werden, eine nicht zu unterschätzende Gefahr dar. Die

Unfallverhütungsvorschriften sehen deshalb für den Rundfunk- und Fernsehdierist vor, daß bei Auslandseinsätzen von Ton- und Fernsehaufnahmegeräten entweder nur schutzisolierte Betriebsgeräte, z. B. Reportage- und Ladegeräte usw. verwendet werden oder bei nicht schutzisolierten Betriebsgeräten zusätzliche Maßnahmen getroffen werden, die einen gefahrlosen Betrieb dieser Geräte unabhängig von der Netzschutzmaßnahme erlauben.

Hier bietet sich die Fehlerstromschutzschaltung mit einer AuslösestromempFindlichkeit von 30 mA an. Die Anwendung bedingt ein direkt oder über Isolationsfehler oder Kapazitäten soweit geerdetes Netz, daß im Fehlerfalle der Auslösestrom von ca. 30 mA zum Fließen kommen kann. Der Aufbau, die Anwendung und Prüfung der Fehlerstromschutzschaltung als Schutzmaßnahme gegen indirektes Berühren sind in VDE 0100 § 13 und § 22 angegeben.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mittels welcher einerseits die Größe und Art der Netzspannung (Gleich- oder Wechselspannung) ermittelt und andererseits der Erdungswiderstand des über eine Erdungsleitung für die Fehlerstromschutzschaltung herangeführten Erdungspotentials soweit bestimmt werden kann, daß am Ausgang der Anschlußeinheit angeschlossene mit Schutzleiter versehene elektrische Verbraucher gefahrlos an nicht bekannten Wechselstromnetzen betrieben werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Vorrichtung nach F i g. 1 sind in den Ansprüchen 2 bis 7 gekennzeichnet

Die Erfindung wird mit ihren Vorteilen und weiteren Einzelheiten anhand der Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein elektrisches Schaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, und

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Das Schaltbild nach F i g. 1 zeigt einen zweipoligen Leitungsschutzschalter Sl für einen Nennstrom von 16 A, der in Serie mit einem zweipoligen Fehlerstromschutzschalter Sf mit einer Nenn-Au^Iösestromempfindlichkeit von 30 mA verbunden ist Für diese beiden Schalter kann auch ein kombiniertes Gerät für Überstrom-, Kurzschluß- und Fehlerstromschutz, verwendet werden, an dessen Eingangskontakten et und es ein flexibles, zweiadriges und z. B. mit einem nicht dargestellten Hetzstecker versehenes Netzeinspeisekabel K angeschlossen ist Das über eine nicht dargestellte Erdungsleitung an eine Erdungsbuchse B herangeführten Erdpotential ist über die interne Erdungsleitung L mit dem Schutzkontakt ei der den Ausgangskontakten a\ und a-i des Fehlerstromschutzschalter Sf nachgeschalteten Schutzkontaktsteckdose D verbunden, wodurch die über die Steckdose D anzuschließenden Betriebsgeräte bzw. elektrischen Verbraucher mittels ihrer Schutzleiter ebenfalls auf Erdpotential gelegt sind.

Den beiden Eingangskontakten ei und e? des Leitungsschutzschalters Ll ist parallel zum Netzeinspeisekabel K über eine Feinsicherung 5, ein für Spannungen 0 V bis 250 V ausgelegter Dreheisen-Spannungsmesser Vsowie die Reihenschaltung einer Glimmlampe Gt mit einem Kondenstor C zugeschaltet. Die Glimmlampe Ci bildet mit der Feinsicherung 5, eine Baueinheit Während der Spannungsmesser V die Größe der eingespeisten Netzspannung mißt, zeigt die Glimmlampe G\ die Art der Netzspannung dadurch an, daß sie nur bei Netzwechselspannungen, jedoch nicht > bei Netzgleichspannungen aufleuchtet

Den beiden Ausgangskontakten a\ und ai des Fehlerstromschutzschalters S_F ist eine Einrichtung zur Prüfung des Erdanschlusses und Erdwiderstandes des herangeführten Erdpotentials nachgeordnet Diese κι Einrichtung umfaßt im wesentlichen eine zweipolige, den Ausgangskontakten a\ und a₂ nachgeschaltete Vorprüftaste Ti, zwei parallel zu der Vorprüftaste Γι angeordnete ohmsche 1 : !-Spannungsteiler P\ und P2, eine ebenfalls parallel zu der Vorprüftaste Ti angeord-Ii nete Koppelschaltung KS aus zwei Dioden und Schutzwiderständen, sowie einen zweipoligen Umschalter Su. Der Umschalter Su ist mi': seiner ersten Schaltwurzel d\ über eine Glimmlampe Gi an die Erdungsleitung L und mit seiner zweiten Schaltwurzel dz über eine einpolige Hauptpnift?^:e Ti an den Mitteabgriff des zweiten Spannungsteilers Pz angeschlossen. Im Falle einer 220-V-Netzwechselspannung ist der Umschalter Su in seine erste Schaltstellung und im Falle einer 110-V-Netzwechselspannung in seine zweite Schaltstellung geschaltet Der Umschalter Sy verbindet in seiner ersten 220-V-SchaltsteIIung jeweils gleichzeitig und parallel einerseits den Mitteabgriff des ersten Spannungsteilers Pt über die Glimmlampe Gi mit der Erdungsleitung L und andererseits die Hauptprüfta-

jo ste Ti über einen ohmschen Widerstand R\ mit der Erdungsleitung L In seiner zweiten 110-V-Schaltstellung verbindet der Umschalter Su einerseits den Mitteabgriff der Koppelschaltung KS über die Glimmlampe G2 und andererseits die Hauptprüftaste Tj direkt mit der Erdungsleitung L

Der Spannungsteiler Pt und die Koppelschaltung KS, die bei 220 V — bzw. bei 110 V — Wechselspannung der Glimmlampe Gi über den Umschalter Sty zugeschaltet werden, sind so bemessen, daß bei Betätigung der

•to Vorprüftaste Ti in beiden Schaltstellungen des Umschalters ^u bei anliegendem Erdpotential die für die Glimmlampe Gi typische Zündspannung von ca. 70 V erreicht und ein Strom von ca. 0,5 mA n'cht überschritten wird.

Die Bemessung des Spannungsteilers Fi erfolg* so, daß der bei gleichzeitiger Betätigung von Vor- und Hauptprüftaste Ti bzw. Ti in beiden Stellungen des Umschalters Su zur Erde fließende Fehlerstrom bei einem angenommenen Erdungswiderstand von ca. 2100 Ohm (entsprechend dem sich aus den VED-Bestimmungen für die Fehlerstromschutzschaltung bei einer Auslösestromempfindlichkeit von 30 mA ergebenden Wert) etwa 20 mA beträgt und damit in der Regel den Fehlerstromschutzschalter Sf auslöst. Die Auslösers Stromempfindlichkeit von Fehlerstromschtitzsehaltern muß gemäß den VDE-Bestimmungen zwischen dem 0,5- und Ifachen Fehlernennstrom, in diesem Falle also zwischen 15 und 30 mA, liegen, so daß die angenommene Empfindlichkeit v^n 20 mA für den Anwender beim Prüfen eine genügend sichere Aussage über den Wert des Erdungswiderstandes ermöglicht Im vorliegenden Beispielsfall beträgt der Wert der Widerstände des Spannungsteilers Pi im Hauptprüfstromkreis je 1,5 KOhm und des Vorwiderstandes Λι 2,7 KOhm.

b^r, Die Funktion der FeYilerstromschutzschaltung wird mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung wie folgt geprüft.

Bei geerdeter Erdungsleitung L, d. h. an der Buchse B

anliegendem Erdpotential, das über eine 1 adrige Leitung von einer Wasserleitung, einem Heizungsrohr, einem Erdspieß od.ä. herangeführt wird, und bei einer über das 2adrige Anschlußkabel K zugeführten Netzwechselspannung zwischen ca. UO und ca. 220 V wird zuerst der Umschalter S;/ auf die vor der Einschaltung des Fehlerstrom- und Leitungsschutzschalters Sr und Si. mit Hilfe des Spannungsmessers V gemessene Größe der Netzwechselspannung (220 V oder 110 V) umgeschaltet. Wird dann die Vorprüftaste 71 gedrückt, leuchtet die Glimmlampe G₂ nur dann auf, wenn die Erdungsleitung L an Erde angeschlossen und über diese Erde eine Potentialverbindung zum Netz vorhanden ist. Die Glimmlampe G₂ leuchtet daher nicht auf. wenn keine Potentialverbindung der Erdungsleitung L über Erde mit dem Netz vorhanden ist.

Wenn die Glimmlampe G₂ das Vorhandensein einer Erdverbindung angezeigt hat, werden die Vor- und naupipruiiasicr; /ι dziv. I₁ gleichzeitig DC-.angi, »t<jdurch im Falle eines genügend kleinen Erdungswiderstandes der Erdverbindung zum Netz über den Spannungsteiler P₂ ein Fehlerstrom fließt, der die Abschaltung des Fehlerstromschutzschalters Sr auslöst. Löst jedoch der Fehlerstromschutzschalter Sr bei gleichzeitiger Betätigung beider Prüftasten Ti und T₂ nicht aus, dann ist der Erdungswiderstand der vorgefundenen Erde zu hoch und es muß eine niedcrohmigere Erde gesucht werden.

Die Hauptprüftaste T₂ darf jeweils nur kurzzeitig, z. B. eine Sekunde, gedruckt werden, da bei einer Nichtauslösung des Fehlerstromschutzschalters Sr über die Prüfschaltung 71, P₂, T₂. Si/ und die Erdung:sleitung L einc Spannungsverschleppung auf die dann zu hochohmige Erde erfolgen kann, die bis zur Höhe der halben Netzspannung betragen kann.

Dies ist jedoch insofern unkritisch, als die Prüfspannung hinter dem Fehlerstromschutzschalter Sr abgenommen wird und dieser aufgrund seiner hohen Empfindlichkeit einen ausreichenden Personenschutz bei Berührung der dann spannungsführenden, mit der Erdungsleitung L verbundenen Metallteile gewährleistet.

Die nicht dargestellten Betriebsgeräte bzw. elektrischen Verbraucher dürfen gemäß Betriebsanweisung und eindeutiger Beschriftung an der Steckdose D erst nach beendeter Prüfung angeschlossen werden, so daß diese bei zu hochohmiger Erde nicht mit gefährlicher Berührungsspannung beaufschlagt werden.

Die Funktion der das Vorhandensein einer Potentialverbindung über Erde mit dem Netz anzeigenden Glimmlampe G₂ k.r.n von Zeit zu Zeit überprüft werden, indem bei 220 V Netzspannung ohne angeschlossene Erde und Verbraucher der Umschalter Su auf Stellung 110 V geschaltet und die Vor- und Hauptprüftasten Ti bzw. T₂ gleichzeitig betätigt werden. Bei intaktem Zustand muß daraufhin die Glimmlampe G₂ aufleuchten.

Der Leitungsschutzschalter 5;. schützt die angeschlossenen Betriebsgeräte bzw. Verbraucher und die Verbindungskabel bei Überlastung oder bei Kurzschluß zwischen spannungsführenden aktiven Teilen (z. B. Kurzschluß zwischen zwei Außenleitern) vor unzulässig hoher Erwärmung und damit Zerstörung.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht insbesondere darin, daß durch die Aufteilung der Prüfung in eine Vorprüfung mit einem Prüfstrom von nur ca. 0,5 mA und in eine Hauptprüfung mit dem Auslösestrom des Fehlerstromschutzschalters 5/ für die Bedienungsperson und für Dritte ein ausreichendes Maß an Sicherheit gegeben ist und die Bedienungsperson lediglich in der Handhabung theoretisch und praktisch unterwiesen werden muß.

Das aus F i g. 2 ersichtliche, quaderförmige Montugegehäuse M besitzt einen aufklappbaren Deckel Fund ucSicni Vöi /.üg.SWciäc äü5 rvünSisiuff in sCi'tüi/.isuilCI icl Ausführung. Auf der einen Stirnseite des Montagegehäuses Mist neben dem Netzeinspeisekabel Kdie nicht sichtbare Erdanschlußbuchse B der im Inneren des Gehäuses M verlegten Erdungsleitung L für die Fehlerstromschut/.schalUing montiert. Zweckmäßig ist es, auf dieser Stirn· -'te ferner einen Griff A zum Tragen des Gehäuses /to anzubringen. Auf der anderen, vorzugsweise vertieft angebrachten Stirnwand des Gehäuses v.'sind zwei parallel zu dem Ausgang des im Gehäuseinneren montierten Leitungs- und Fehlerstromschutzschalters Si. bzw. Sr angeordnete, gestrichelt eingezeichnete Schutzkontaktj'.eckdosen D\ und Di montiert, die es ermöglichen, mti der erfindungsgemäßen Vorrichtung gleichzeitig zwei Geräte oder Gerätegruppen an das Netz anzuschließen.

Im Inneren des Gehäuses M ist dicht unterhalb des aufklappbaren Deckels Feine abnehmbare Zwischenwand ^befestigt, die mit einem Ausschnitt für den auf dem Boden des Gehäuses M an einer Profilschiene (Schnappbefestigung) befestigten Leitungs- und Fehlerstromschutzschalters St., Sr versehen ist. Auf der Zwischenwand Wsind der Spannungsmesser Kmit der zugeordneten Feinsicherung S, und der Glimmlampe G\ und die Vor- und Hauptprüftaste Ti bzw. T2 mit der zugeordneten Glimmlampe G₂ montiert, indem diese Teile durch die Zwischenwand IVhindurchgeführt sind.

Es ist günstig, die Hauptprüftaste T₂ blau umrahmt zu kennzeichnen, um eine Zuordnung zu dem blauen Schalthebel des Fehlerstromschutzschalters Sf zu schaffen. Die Glimmlampe G₂ kann in der Hauptprüftaste T₂ eingebaut sein, um der Bedienungsperson noch eindeutiger klarzumachen, daß die Hauptprüftaste T₂ erst nach dem Aufleuchten der Glimmlampe G₂ betätigt werden darf. Weiter ist es zweckmäßig, die beiden Schutzkontaktsteckdosen D\ und Di mit einem aufklappbaren Deckel zu versehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Anschließen von mit einem Schutzleiter versehenen elektrischen Verbrauchern an geerdete Wechselstromnetze, mit einem Leitungsschutzschalter und einem Fehlerstromschutzschalter als Schutzelemente gegen Oberstrom, Kurzschluß und indirektes Berühren, mit einem eingangsseitig fest angeschlossenen Netzspeisekabei, einer Erdanschlußbuchse und mindestens einer ausgangsseitigen Schutzkontaktsteckdose, über deren Schutzkontakt die über die Erdungsbuchse getrennt herangeführte Erde auf die nachgeschalteten elektrischen Verbraucher geschaltet wird, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

(a) eine aus einem parallel zum Netzeinspeisekabel (k) angeordneten Spannungsmesser (V) und einer in Reihe mit einem Kondensator (C) angeordneten Glimmlampe (G_x) bestehende Einrichtung zur Messung der Größe und Art der Netzspannung, und

(b) eine Schaltungsanordnung zur Prüfung des Erdungswiderstandes des an die Erdungsbuchse ^angelegten Erdpotentials, die

(aa) aus zwei über eine Vorprüftaste parallel zum Ausgang des Fehlerstromschutzschalters (Sf) angeordneten ohmschen Spannungsteilern CPi und /ytnit einem Teilerverhältnis von 1 :1,

(bb) einer in gleicher Weise angeordneten Koppelschaltung (KS),

(cc) einem Umschalter (Su),

(dd) einer mit einer internen Lidungsleitung (L) verbundenen und mittels des Umschalters (Su) auf den Mittelabgriff des erst« . Spannungsteilers (P_x)schaltbaren Glimmlampe (Gi), und

(ee) einer dem Mittelabgriff des zweiten Spannungsteilers (P₂) nachgeordneten und über dem Umschalter (Su) mit der internen Erdungsleitung (L) verbundenen Hauptprüftaste (Ti) besteht und hinsichtlich ihrer Widerstandswerte derart bemessen ist, daß bei Betätigung der Vorprüftaste (T₁) die Glimmlampe (Gi) hell aufleuchtet, wenn die Erdungsleitung (L)übzr Erde mit dem Netz verbunden ist und bei gleichzeitiger Betätigung von Vor- und Hauptprüftaste (Ti bzw. Ti) die Abschaltung des Fehlerstromschutzschalters ausgelöst wird, wenn der Erdungswiderstand des an die Erdbuchse (B) herangeführten Erdpotentials genügend klein ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Nenn-Ansprechempfindlichkeit des Fehlerstomschutzschalters von 0,03 A die Widerstände des Spannungsteilers (P\))e 33 KOhm, die dss Spannungsteilers (Ty je 13 KOhm betragen, der Wert des Widerstandes (R_x) 2,7 KOhm beträgt, die Dioden der Koppelschaltung (K_s) mindestens eine periodische Spitzensperrspannung von 400 V haben und mit Schutzwiderständen versehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glimmlampe (Gi) im Falle eines 220-V-Wechselstromnetzes über einen Spannungsteiler mit einem Teilerverhältnis von I : 1 mit beiden Halbwellen der Netzwechselspannung und im Falle eines 110-V-Wechselstromnetzes über eine Dioden-Koppelschaltung mit nur einer Halbwelle der Netzwechselspannung beaufschlagbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Überprüfung der Funktion der Glimmlampe (G₂) bei gleichzeitiger Betätigung der Vor- und Hauptprüftaste (T_x bzw. T₂), und zwar im Falle eines 220-V-Wechselstromnetzes ohne angeschlossenes Erdpotential an der Erdungsbuchse (B) und im Falle eines 110-V-Wechselstromnetzes ohne angeschlossene Verbraucher.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glimmlampe (G₂) in der Hauptprüftaste angeordnet ist

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Kombination der Funktionen des Leitungüschutzschalters (S_L)und des Fehlerschutischalters (SFJ'tn einem einzigen Gerät

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein quaderförmiges schutzisoliertes Montagegehäuse (M) aus Kunststoff, das folgende Merkmale aufweist:

(a) ein aufklappbarer Deckel (F), in dem die Betriebsanweisung eingebracht ist,

(b) eine unterhalb des Deckels (F) angeordnete Zwischenwand (W), welche mit einer Aussparung für den auf dem Boden des Montagegehäuses (M) befestigten Fehlerstrom- und Leitungsschutzschalter (Su) und (Sf) versehen ist und welche vor dem Spannungsmesser (V), der Sicherungslampe (Si und G_x), dem Umschalter (Su), der Vor- und Hauptprüftaste (T_x und T₂) und der Glimmlampe (G₂) unter gleichzeitiger Befestigung durchsetzt ist,

(c) einer Stirnwand, an der zwei parallel zu dem Ausgang des Fehlerstromschutzschalters (Sf) angeordnete Schutzkontaktsteckdosen befestigt sind, und

(d) einer weiteren Stirnwand, weiche mit einer öffnung zur Durchführung des Netzeinspeisekabels (K) versehen ist und die Erdanschlußbuchse (B) trägt.