DE2651245A1

DE2651245A1 - Elektrische sicherheitsschaltung

Info

Publication number: DE2651245A1
Application number: DE19762651245
Authority: DE
Inventors: John David Britton; Patrick James Christian
Original assignee: Black and Decker Ltd
Current assignee: Black and Decker Ltd
Priority date: 1975-11-10
Filing date: 1976-11-10
Publication date: 1977-05-18
Also published as: IT1073771B; FR2331181A1; FR2331181B3

Description

Beschreibung zum Patentgesuch

der Firma Black & Decker, Cannon Lane, Maidenhead/ Berkshire, SL6 3PD, England

betreffend

" Elektrische Sicherheitsschaltung "

Die Erfindung betrifft eine elektrische Sicherheitsschaltung und hauptsächlich, wenn auch nicht ausschließlich ein Masseschlußabschaltgerät. Hier und im folgenden soll unter einem Masseschlußabschaltgerät ein Gerät verstanden werden, mittels dem ein Leckstrom infolge eines Fehlers von einem unter Spannung stehenden Teil eines Kreises nach Erde oder Masse erfaßt wird, und wenn dies der Fall ist, eine Abschätung dieses Schaltungsteils von dem Netz erfolgt,üblicherweise durch Betätigung eines Abschalters. Manchmal kann ein solcher Fehler von dem Kontakt des spannungführenden Schaltungsteils mit einer Person herrühren, z.B. einer Bedienungsperson, die mit Masse Verbindung hat.

Bekannte, konventionelle MasseaKschlußabschaltgeräte

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ORIGINAL INSPECTED

umfassen/ für die Erfassung des Leckstroms einen Sensor, der einen Ring aus ferroroagnetisehern Material, beispielsweise einen Ferritring umfaßt, durch den die strömführenden Leiter sich erstrecken. Ein solcher Sensor wird ausgelöst durch Erfassung eines Ungleichgewichts der Ströme, die durch die Leiter fließen, und dieses Ungleichgewicht tritt auf, wenn ein Masseschluß erfolgt. Bei zahlreichen konventionellen Sensoren liegen selbst in dem sogenannten Gleichgewichtszustand, ohne Masseleckströme, Ungleichgewichtsausgangsströme vor, weil es unmöglich war, eine vollständige Kompensation des Magnetflußes, erzeugt durch einen Strom, der von einem der Leiter geführt wird, durch den Magnetfluß zu bewirken, hervorgerufen durch einen Strom, der von dem jeweils anderen Leiter geführt wird.

Bei solchen konventionellen Abschaltgeräten kam es manchmal vor, daß eine relativ geringe Vergrößerung des durch die Leiter fließenden Stromes genügte, um eine Abschaltung des Schaltkreises von einer Stromversorgung zu bewirken, selbst in den Fällen, daß kein Leckstrom auftrat. Es wird angenommen, daß dieses Fehlverhalten auf einer Vergrößerung der Ungleichgewichtsströme beruht, die einen solchen Wert erreichte, daß die Abschaltung erfolgte.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung istes, ein Masseschlußabschaltgerät zu schaffen, das kostengünstig zu fertigen ist, jedoch empfindlich und zuverlässig arbeitet.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Patentansprüchen, insbesondere dem Hauptanspruch.

Ein Masseschlußabschaltgerät wird weiter unten im ein-

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zelnen als Beispiel beschrieben. Dieses Gerät umfaßt einen Ferritring, der mit einer toroidalen Sekundärwicklung, mit einer großen Anzahl von Windungen gewickelt ist. Ein spannungsführender und ein Rückleiter werden vom Netz durch den Ring geführt zu einer Schaltung eines zu schützenden Apparates, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß normalerweise, wenn kein Fehler vorliegt, kein Ungleichgewicht zwischen den Strömen in dem spannungsführenden und in dem Rückleiter herrscht und demgeäß keine oder höchstens sehr kleine Spannung über der Sekundärwicklung erscheint; sollte jedoch ein Masseschluß von dem spannungsführenden Leiter auftreten, hinter der Stelle, wo er durch den Ring geführt worden ist, so erscheint infolge des Ungleichgewichts der Ströme eine Spannung über der Sekundärwicklung.

Es sind zwei I.C. (integrierte)Verstärker in Kaskade vorgesehen, um die Spannung über der Sekundärwicklung zu verstärken, sowie ein Detektor für das Gleichrichten der verstärkten Spannung. Die gleichgerichtete Spannung wird zum Gatter eines Thyristors geführt, und schaltet den letzteren durch. In dem Anoderiareis des Thyristors liegt ein Relais, das daraufhin erregt wird. Durch die Erregung des Relais wird der spannungsführende Leiter vom Netz getrennt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Geiäzs hat der spannungsführende Leiter, wo er durch den Ring ver-Euft die Form von drei getrennten isolierten spannungsführenden Leiterabschnitten und der Rückleiter hat in demselben Bereich die Form von drei getrennten isolierten Rückleiterabschnitten, und diese sechs getrennten Leiterabschnitte sind in den sechs Ecken ejies regel-

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mäßigen Hexagons angeordnet, mit den spannungsführenden Leiterabschnitten an jeder zweiten Ecke und den Rückleiterabschnitten in den verbleibenden, jeden ; zweiten Eckenabschnitten. Mit dieser Anordnung wird jeder spannungsführende Leiterabschnitt von zwei Rückleiterabschnitten flankiert, und ebenso umgekehrt jeder Rückleiterabschnitt von zwei spannungsführenden Leiterabschnitten.

Die Leiterabschnitte sind nahe der Innenperipherie des Ringes und dicht aneinander angeordnet, wobei der Innendurchmesser des Ringes und die Leiterabschnittdurchmesser entsprechend bemessen sind. Der zentrale Zwischenraum innerhalb des Ringes aus Leiterabschnitten wird von einem nichtmetallischen Material ausgefüllt. Alternativ können die Leiterabschnitte in einer Halterung positioniert sein, mittels der sie in vorgegebener Lage in der beschriebenen Orientierung positioniert werden. Die Struktur kann die Form einer Hülse aus entsprechendem Kunststoffmaterial haben, mit Oberflächen, Nuten oder Schlitzen zur Aufnahme der Leiterabschnitte.

Eine größere oder kleinere Anzahl von Leiterabschnitten als drei kann für jeden Leiter benutzt werden. Wo zwei oder mehr Leiterabschnitte für jeden leiter vorgesehen sind, werden sie nahe der Innenperipherie des Ringes angeordnet, und zwar derart, daß jeder spannungsführende Leiterabschnitt von zwei Rückleiterabschnitten flankiert ist und umgekehrt.

Wenn zwei oder mehr Leiterabschnitte für jeden Leiter vorgesehen werden, ist es wichtig, daß der Strom durch die Leiterabschnitte gleich ist. Dies kann man in konventioneller Weise erreichen, so daß eine detaillierte Beschreibung hierfür nicht erforderlich ist, beispiels-

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weise kann man gleiche Längen von Leitern mit gleichem elektrischen Widerstand verwenden.

Wenn nur ein Leiterabschnitt für jeden Leiter verwendet wird, ist dieser,wo er sich durch den Ring erstreckt so konturiert, daß seine Außenfläche der der Innenperipherie des Ringes folgt, d.h., daß jeder Leiter halbzylindrisch geformt ist, wo er durch den Ring ragt, so daß die Leiter gemeinsam das gesamte Loch im Ring oder dessen größten Teil zumindest einnehmen. Alternativ können die beiden Leiter einen c-förmigen Querschnitt haben und gemeinsam einen Ring definieren, der in das Ringloch paßt.

Mit der vorbeschriebenen Anordnung der Leiter ist es, wie sich herausgestellt hat möglich, eine wirksamere Kompensation des Magnetflußes zu erzielen, der von dem Strom durch den spannungsführenden Leiter oder die spannungsführenden Leiterabschnitte hervorgerufen wird, durch den Strom durch den Rückleiter oder die Rückleiterabschnitte, wenn zu Vergleich die bisher bekannten Anordnungen herangezogen werden. Daraus folgt, daß die in der Sekundärwicklung induzierten Spannungen sehr klein sind, wenn keine Leckströme vorliegen. Infolgedessen ist eine sehr große Zunahme des Stromflußes durch die Leiter erforderlich, bevor ein Abschaltvorgang ausgelöst wird, wenn keine Leckströme vorliegen.

In jedem Falle wird dafür gesorgt, daß weitgehend jeder Leiter in gleichen Maße zu dem Magnetfluß beiträgt, der in dem Ring erzeugt wird, und daß vorzugsweise diese Anteile maximal gemacht werden. Auf diese Weise ist die Flußkompensation am wirksamsten.

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Wenn die spannungführenden und Rückleiter unterteilt werden, wie oben beschrieben, ist die Spannung über der Sekundärwicklung des Ringes, wenn die Ströme durch den spannungsführenden und den Rückleiter gleich sind, und kein Ungleichgewicht vorliegt, Null oder sehr klein und im wesentlichen unabhängig von der genauen Relativlage dieser Leiterabschnitte, so daß die als Beispiel angegebene Abschalteinheit ohne weiteres so ausgelegt werden kann, daß sie empfindlich und verläßlich ist, jedoch preisgünstig in der Fertigung.

Mit der Schaltung gemäß der Erfindung erhält man ein Masseschlußabschaltgerät, daß umfaßt: (a) einen Ferdtring, der mit einer toroidalen Sekundärwicklung einer großen Anzahl von Windungen bewickelt ist, und durch den sich ein spannungsführender und ein Rückleiter erstrecken, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß normalerwa.se kein Ungleichgewicht zwischen den Strömen in dem spannungführenden und in dem Bückleiter ergibt, und demgemäß keine oder höchstens sehr kleine Spannung über der Sekundärwicklung induziert wird; sollte jedoch ein Leckstrom von dem spannungsführenden Leiter hinter seiner Durchführung durch den Ring auftreten, so wird eine Spannung über der Sekundärwicklung erscheinen, (b) ein Verstärkersystem für die Verstärkung einer solchen Spannung, (c) einen Detektor, der für das Gleichrichten der verstärkten Spannung ausgebildet ist und eine Spannung liefert, zum Durchschalten eines Thyristors oder eines equ^ivalenten Festkörperschaltkreises z.B. eines Triac, sowie (d) ein Relais, das von dem Thyristorstrom betätigt wird und damit den spannungsführenden Leiter vom Netz abtrennt (und, falls erwünscht auch den Rückleiter), wenn der Thyristor oder das equj£ivalente Bauelement durchgeschaltet hat.

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Das Gerät kann einen Stecker umfassen, der in eine konventionelle 3-Leiter Steckdose einführbar ist, und auch seinerseits mit einer 3-Leiter Steckdose versehen ist, in die dann in einen zu schützenden Apparat ein Stecker eingeführt werden kann. Durch Verwendung von integrierten Verstärkern und zugeordneten Festkörperschaltkreiskomponenten kann man die Einheit sehr klein bauen. Darüberhinaus kann das Relais erregt bleiben, bis der Stecker der Einheit aus der Netzsteckdose gezogen wird, wonach der Fehler des Apparates behoben werden kann; das Abschaltgerät ist dann wieder betriebsbereit, wenn es in die Netzsteckdose eingeführt wird. Ein getrennter Rückstellknopf für das Relais ist demgemäß nicht erforderlich, kann aber natürlich vorgesehen werden.

Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen soll die Erfindung nachstehend näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt ein Schaltbild eines Teiles einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 ist das Schaltbild eines weiteren

Teiles einer ersten Ausführungsform zur Verbindung mit dem Teil nach Fig.l;

Fig. 3 zeigt einen weiteren Abschnitt einer weiteren Ausführungsform zur Verbindung mit dem Teil nach Fig. 2;

Fig. 4 ist ein Schaltungsdiagramm der Versorgungseinheit für das erste Ausführungsbeispiel;

Fig. 5 zeigt in vergrößertem Maßstab einen

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Ferritring eines Geräts gemäß der Erfindung mit den zugeordneten Verdrahtungen; und

Fig. 6 ist das Schaltungsdiagramm einer zweiten Ausfuhrungsform.

Zunächst wird auf Fig. 3 Bezug genommen. Das Gerät besitzt einen (nicht dargestellten) Stecker mit dem es in eine konventionelle Netzsteckdose mit drei Leitern einführbar ist, wobei die Klemme L auf den spannungsführenden Leiter und die Klemme N auf den Rückleiter gelegt werden. Mit L¹ und N¹ sind zwei Ausgangsstecker angedeutet, die wenn die Einheit in die Netzsteckdose eingeführt ist, normalerweise über die Leiter SL, SN und über die Kontakte RLl und RLS eines Relais RL mit den Klemmen L bzw. N durchverbunden sind.

Fig. 5 zeigt einen Ferritring T, der mit einer toroidalen Sekundärwicklung W, bestehend aus einer großen Anzahl von Windungen feinen Drahtes gewickelt ist. Die Leiter SL und SN erstrecken sich durch das Loch H des Ringes T, wobei der Leiter SL dort, wo er sich durch den Ring T erstreckt die Form von drei getrennten ähnlichen, voneinander isolierten Leiterabschnitten CLl, CL2 und CL3 parallel zueinander umfaßt, welche Leiter gleichen Widerstandes besitzen und der Leiter SN, wo er durch den Ring T geführt ist, in Form von drei ähnlichen, getrennten, isolierten Rückleiterabschnitten CNl, CN2 und CN3 parallel zueinander ausgelegt, welche Leiterabschnitte ebenfalls gleiche Widerstände aufweisen. Die in Fig. 5 erkennbaren sechs Leiterabschnitte liegen an den sechs Ecken eines regelmäßigen Hexagons mit den spannungsführenden Leiterabschnitten CLl, CL2 und CL3 an alternierenden Ecken und den Rückleiterabschnitten CNl, CN2 und CN3 an den verbleibenden alternierenden Ecken. Die Leiterabschnitte

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werden an Ort und Stelle gehalten, durch ein zentrales textiles Füllstück P, so daß das Loch H durch den Ring T im wesentlichen ausgefüllt ist. Mit dieser Anordnung wird der spannungsführende Leiterabschnitt CLl flankiert von zwei neutralen Leiterabschnitten nämlich CNl und CN2, und der Rückleiterabschnitt CN2 wird flankiert von zwei spannungsführenden Leiterabschnitten nämlich CL2 und CLl usw. für jeden spannungsführenden und Rück-Mterabschnitt.

Das Füllstück P erhält die Leiter sicher in der beschriebenen Orientierung im Ring T, und auf diese Weise wird eine Veränderung des Magnetfeldes hervorgerufen durch die Leiterabschnitte infolge von sonst im Gebrauch auftretenden Positionsverlagerungen relativ zueinander und zu dem Ring minimal gemacht. Auf diese Weise erzielt man eine größere Empfindlichkeit im Vergleich mit bekannten Einrichtungen, d.h. man kann viel kleinere Ungleichgewichtsströme erfasen, als bisher üblich war.

Andere Verfahren zum Positionieren der Leiterabschnitte und um sicherzustellen, daß keine Veränderung ihrer Positionen erfolgt, wenn sie einmal festgelegt worden ist, können verwendet werden. Beispielsweise können die Leiterabschnitte in eine Hülse aus entsprechendem Kunststoffmaterial eingegossen werden. Die Hülse hält die Leiterabschnitte sicher an Ort und Stelle und paßt ihrerseits genau in den Ring T oder kann alternativ auch an den Ring angegossen werden. Diese Alternative verleiht dem Aufbau aus Leiterabschnitten und Ring eine größere mechanische Stabilität.

In jedem Falle ist die Anordnung der Leiter so gewählt, daß jeder in gleichem Maße zi dem Magnetfluß, der in dem Ring induziert wird. Es ist nicht wesentlich, daß

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die Leiterabschnitte die Innenperipherie des Ringes berühren, doch je dichter sie an ihr sitzen, desto größer ist der Fluß in dem Ring. Wenn die Leiterabschnitte von der Innenperipherie des Ringes entfernt liegen, dann muß die Baugruppe weitestgehend koaxial im Ring liegen, weil es anders nicht möglich ist sicherzustellen, daß jeder Leiter in gleichem Maße zu dem im Ring fließenden Magnetfluß beiträgt.

Die Wicklung W besitzt Ausgangsklemmen X,Y und normalerweise, wenn kein Fehler in dem an die Klemmen L¹, N¹ angeschlossenen Apparat vorliegt, ist der Stromfluß durch die Leiter SL, SN derselbe. Unter diesen Umständen erscheint keine oder nur sehr kleine Wechselspannung über den Klemmen X,Y, welche Spannung im wesentlichen unabhängig ist von der genauen Positionierung der Leiterabschnitte CLl, CL2, CL3, CN2, CNl, CN3, wo sie durch den Ring T verlaufen. Wenn jedoch ein Fehler bei dem Gerät auftritt, ist der Strom durch die Leiter SL, SN nicht gleich und entsprechend erscheint eine Wechselspannung über den Klemmen X,Y.

Gemäß Fig. 1 wird diese Wechselspannung über ein Tiefpaßfilter aus den drei Widerständen Rl, R2, R3 (je 1K-Ohm) und zwei Kondensatoren Cl, C2 ( jeder 15 nF) einem Eingang eines IC Operationsverstärkers Al zugeführt, beispielsweise vom Typ Mikroverstärker 776, während die andere Eingangsklemme des Verstärkers auf einer stetigen - loV Spannung gehalten wird (bezogen auf die Klemme N) mittels eines Widerstandes R4 und einer Zejiinerdiode Zl.

Der Verstärker Al erhält seine Betriebsleitung von einer Versorungseinheit gemäß Fig. 4, die mit den linken Ende der Fig. 4 über die Klemmen L und N (Fig.3) mittels Anschlüssen F und G gelegt ist. Die Klemme F ist über ein Tiefpaßfilter aus zwei Widerständen R5

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und R6 feder 18K-Ohm) und zwei Kondensatoren C3 und C4 ( 1,5 nF) mit einer Gleichrichterdiode Dl verbunden, und danach über Glättungskomponenten, Widerstände R7 und R8 mit Kondensatoren C5, C6, C7 hohen Wertes mit einer 25V Zenerdiode Z2. Die Spannung von 25 V über der Diode Z2 fällt über einen weiteren 2oV Zenerdiode Z3 und Widerstand R9 ab, und mit einem Glättungskondensator C8, erhält man eine Gleichspannung von - 2oV (bezogen auf Masse) an der Klemme J. über dem Verstärker Al liegt eine.Rückkopplungsschleife aus Widerstand Rio (33o K-Ohm) und Kondensator C9 (47o pF).

Der Ausgang des Verstärkers Al wird über Leitung K an einen Eingang eines zweiten IC Operationsverstärkers A2 geführt (Fig. 2), ebenfalls vom Typ Mikroamplifeier 776, und der andere Eingang des letzteren wird auf einem entsprechenden Festpotential gehalten, mittels dreier Widerstände RIl, Rl2 und Rl3 (12o K-Ohm, 12o Ohm bzw. 12o K-Ohm) sowie einem Kondensator CIo (o,22 nF). Ein Widerstand R17 (2o K-Ohm) und Kondensator C14 (lonF) liegen in der Rückkoppelung. Der Ausgang vom Verstärker A2 gelangt über Leitung M und Kondensator CIl (o,15yaF) Fig. 3 zu einem Detektor Fig. 3, umfassend zwei Gleichrichterdioden D2, D3, Widerstände Rl4, Rl5 (beide 3,3 K-Ohm) und Kondensator C12 (2,2 Αχ,Έ) und die Anordnung ist so getroffen, daß mit einer Wechselspannung über der Wicklung W an X,Y das Gatter eines Thyristors Q auf einen positiven Wert gelangt, und der Thyristor Q durchschaltet in den leitfähigen Zustand.

Die Wicklung des Relais RL ist in Serie mit einem Widerstand R16 zwischen die Ano^de des Thyristors Q und die Klemme L geschaltet, während parallel zum Widerstand R16 und der Wicklung des Relais RL eine Diode D4 liegt. Ein Kondensator C 13 (loo pf) ist zwischen die Anode des Thyristors Q und die Klemme N gelegt.

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Die Anordnung ist so getroffen, daß, wenn das dargestellte Gerät in eine Netzsteckdose eingestöpselt wird das Relais RL nicht erregt wird, und die Kontakte RLl, RL2 sich in der oberen Position (Fig. 3) befinden, wodurch die Klemme L zu der Steckdosenklemme L¹ durchverbunden wird (Überleitung SL) und die Klemme N zur Steckdosenklemme N¹ mittels Leitung SN. Der zu schützende Apparat kann nun in die Steckdose mit den Steckdosensockeln L¹, N¹ eingestöpselt werden und arbeiten.

Wenn in dem Apparat jedoch ein Fehler auftritt, wodurch die Klemme L¹ über einen niedrigen Widerstand an Masse oder Erde gelegt wird, sind die Ströme in den Leitungen SL, SN im Ungleichgewicht und der Thyristor Q schaltet durch und wird leitend, womit das Relais RL erregt wird. Die Kontakte RLl, RL2 bewegen sich nun in ihren unteren Positionen, trennen die Klemme L von der Dosenklemme L¹ ab, und die Klemme N von der Dpsenklemme N¹. Gleichzeitig wird die Diode D5 über Kontakt RL2g zwischen die Anode des Thyristors Q und die Klemme N geschaltet, und diese letztere schaltet den Thyristor kurz. Das Relais bleibt erregt, bis der Stecker des Geräts aus der Netzsteckdose gezogen wird. Der Fehler kann nun behoben werden und das Gerät gelangt in seinen Normalzustand zurück, sobald es wieder in die Netzsteckdose eingeführt wird. Es ist demgemäß kein getrennter Rücksetzknopf für das RelaisRL erforderlich.

Mit der beschriebenen Anordnung ist die Spannung über den Klemmen X,Y, wenn kein Fehler des angeschlossenen Apparates, der mit der Steckdose L¹, N' verbunden ist vorliegt, null oder sehr klein und im wesentlichen unabhängig von der genauen Relativlage der Leiterabschnitte CLl, CL2, CL3, CNi, CN2, CN3. Demgemäß besteht kein Bedarf für eine kostspielige genaue Positionierung der Relativlage dieser drei Leiterabschnitte und darüber-

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hinaus wird die Empfindlichkeit des Geräts nicht beeinträchtigt und damit seine Zuverlässigkeit erhöht, wenn der Ring rauh behandelt wird, und damit die RelsfcLvposition etwas beeinträchtigt wird.

Während das in so weit beschriebene Ausführungsbeispiel mit den Leitern SL und SN die Form von jeweils drei getrennten Leiterabschnitten parallel zueinander hatte, kann eine andere Anzahl als drei z.B. zwei ( mit den Leiterabschnitten CL und CN an den alternierenden Ecken eines Quadrates) oder vier (mit den Leiterabschnitten CL und CN an alternierenden Ecken eines Octagons) verwendet werden.

Es ist auch möglich, einen einzigen Leiterabschnitt für jeden Leiter vorzusehen, unter der Voraussetzung, daß diese so relativ zu dem Ring angeordnet sind, daß jeder in gleichem Maße zu dem im Ring fließenden Magnetfluß beiträgt. In bequemer Weise kann man das beispielsweise erreichen, in dem man Leiterabschnitte halbzylindrischer Form verwendet, wo sie durch den Ring verlaufen, wobei die Abmessungen dieser halbzylindrischen Leiter so gewählt sind, daß sie gemeinsam vollständig oder im wesentlichen das Loch durch den Ring füllen. Alternativ kann jeder Leiter die Querschnittsform eines C haben,wo er durch den Ring verläuft, wobei die Abmessungen jedes C-Querschnitts so gewählt sind, daß die Leiterabschnitte gemeinsam einen Ring definieren, der im wesentlichen dicht durch das Ringloch paßt.

Falls erwünscht, kann das AbschaLgerät, das in so weit beschrieben wurde, mit einem Prüfknopf, (nicht dargestellt) versehen werden, durch desen Niederdrücken die Betriebsbereitschaft des Geräts getestet werden kann. Für diesen Zweck ist ein Ende eines Prüfwiderstandes

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(22 K-Ohm) an den Leiter SN an einem Punkt angeschlossen, bevor er durch den Ring T verläuft, während das andere Ende des Prüfwiderstandes über einen normalerweise offenen Testknopf mit einem Punkt des Leiters SL verbunden ist, wo er hinter dem Ring T herauskommt. Wenn der Testknopf niedergedrückt wird, fließen etwa Io ma Strom durch den Ring T über Leitung SL, doch diese Io ma fließen nicht zurück durchden Ring T, längs Leitung SN, sondern über den Widerstand und den Testknopf. Die Ströme in den Leitungen SL und SN sind demgemäß im Ungleichgewicht und der Thyristor Q schaltet durch und das Relais RL wird erregt, um den Steckdosenkontakt L¹ von der Klemme L und den Steckdosenkontakt N¹ von der Klemme N zu trennen.

Fig. 6 zeigt das Schaltbild einer zweiten Ausführungsform. Diese ist in großen Teilen ähnlich der oben beschriebenen mit einer Sensoreinheit SU, mit einem Ferrit ring durch den sich die Leiter, wie oben beschrieben erstrecken. Die Leiter werden mit Leistung versorgt von Eingangsklemmen L, N und übertragen die Leistung über Kontakt RLCl und RLC2 an die Ausgangsklemmen L¹, bzw. N' an die im Betrieb ein Apparat angeschlossen werden kann, der von dem Gerät geschützt werden soll. Die Leüungs übertragung an die Ausgangsklemmen wird durch einen Neonanzeiger Ni kenntlich gemacht.

Die Sensoreinheit besitzt eine Ausgangswicklung W, deren Ausgang über einen Widerstand R69 an den Eingang eines Operatioistranskonduktansverstärker ICI gelegt wird, dessen Ausgang verwendet wird, um einen Thyristor THl durchzuschalten, womit die Relaiswicklung RL/2 exregt wird. Der Verstärker ICI wird mit Leistung versorgt von den Eingangsklemmen L, N über Widerstand R61 und Gleichrichterdiode D 61 und ein

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(normalerweise geschlossener) Rücksetzknopf ist gezeigt.

Die Schaltung nach Fig. 6 arbeitet in ähnlicher Weise wie die Ausführungsform nach Fig. 1 bis 5. Ein Haltekreis für den Thyristor THl ist vorgesehen vom Rücksetzknopf über Widerstand R 65 und Diode D63, die, nachdem der Thyristor vom Ausgang des Verstärkers ICI getriggert worden ist, den Thyristor in durchgeschaltetem Zustand hält, bis der Rücksetzknopf betätigt wird, um die Haltespannung zu unterbrechen.

Ein Testknopf "TEST" ist ebenfalls in der Schaltung nach Fig. 6 vorgesehen, und ermöglicht, wenn er betätigt wird, einen kleinen Strom durch den spannungsführenden Leiter oder die spannungführenden Leiter in die Sensoreinheit SU, um so einen üngleichgewichts stromhervOrzurufen.

Die Komponenten der Schaltung nach Fig. 6 haben die folgenden Werte und Typen:

R61	15o K-Ohm 5% Kohle
R 62	loo K-Ohm 5 % Kohle
R63	3M Ohm lo% Kohle
R64	1 K-Ohm 5% Kohle
R65	33 K-Ohm 5% Kohle
R66	3K3 Ohm 5% Kohle
R67	loK Ohm 5% Kohle
R68	loK Ohm 5% Kohle
R69	15o Ohm 5% Kohle
C61	47 F 35V Elektrolyt
C62	looo pF Polyester
C63	o,o22 F Polyester
C64	o,l F Polyester
D61,D62	IN 4oo6
D63,D64	IN 914
D65	709820/0350
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THl Clo6 Thyristor ICI RCA CA 3o94 AT Operationstransduktans

verstärker

Patentansprüche:

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Claims

PATENTANSPRÜCHE :

1.J Elektrische Sicherheitsschaltung, gekennzeichnet durch einen Sensor, der einen Ring aus magnetischem Material umfaßt, durch den mindestens zwei so angeordnete Leiter hindurchgeführt sind, daß jeder von Ihnen in gleichem Maße, jedoch in entgegengesetzter Richtung zu dem in dem Ring durch gleiche in den Leitern fließende Ströme erzeugten Magnetfluß beiträgt, durch eine Ausgangswicklung auf dem Ring und durch einen an die Ausgangswicklung angeschlossenen und auf eh Ausgangssignal in ihr ansprechenden Ausgangsschaltkreis zur Anzeige eines Ungleichgewichts in den in den Leitern fließenden Strömen.

2. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Sätze von Leitern mit jeweils gleicher Zahl von Leitern vorgesehen sind, wobei jeder Satz mindestens zwei parallel geschaltete Leiter umfaßt und daß die Leiter innerhalb des Ringes so angeordnet sind, daß ein Leiter jedes Satzes sich zwischen zwei Leitern des anderen Satzes befindet.

3. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Leiter gleichen Abstand von jedem der beiden benachbarten Leiter des anderen Satzes hat.

4. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter in gleichem Abstand um einen zentralen koaxial in dem Ring sitzenden Kern angeordnet sind.

5. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 2 oder 3,

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dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter Kontakt mit der Innenfläche des Ringes haben.

6. Sicherheitsschaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter in einer Halterung montiert sind.

7. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,daß der Ring auf der Halterung montiert ist.

8. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Leiter im Bereich des Ringes von halbzylindrischer Form vorgesehen sind.

9. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius jedes halbzylindrischen Leiters gleich der Hälfte des Innendurchmessers des Ringes ist.

10. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Leiter von jeveLls halbrunder oder C-Form vorgesehen sind, an der Stelle, wo sie durch den Ring aus magentisehern Material sich erstrecken.

11. Sicherheitsschaltung nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenradius der Krümmung jedes halbkreisförmigen querschnittsaufweisenden Leiters gleich der Hälfte des Innendurchmessers des Ringes aus magentischem Material ist.

12. Sicherheitsschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das Aus-

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gangssignal der Ausgangswicklung ansprechende Schaltungsanordnung Verstärkerkreise umfaßt, für die Verstärkung des Ausgangssignals/ sowie eine Relaisanordnung, die von den Verstärkerkreisen betätigbar ist zur Unterbrechung der Zufuhr elektrischer Leistung zu den Leitern., in dem Fall, daß ein Ungleichgewicht angezeigt wird.

13. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Relaisanordnung von den Verstärkerkreisen mittels eines Schalters betätigbar ist.

14. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter ein Thyristorschalter ist, der für die Betätigung der Relaisanordnung durchgeschaltet wird.

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