DE2715468A1

DE2715468A1 - Faulty current protective circuit breaker - contains circuit rated for current value through operating conductor of summating current transformer

Info

Publication number: DE2715468A1
Application number: DE19772715468
Authority: DE
Inventors: Nicolas Gath
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-04-09
Filing date: 1977-04-06
Publication date: 1977-11-10

Abstract

The faulty current protective circuit breaker has a circuit actuating the current insulation, in order to protect persons against electric shocks. For this purpose at least one circuit conductor has to meet a specified relation of operating current values, related to capacitances, relevant for the current strength from the respective conductor to the protection. Magnitude between the protected conductor and the protection, as well as between the conductor and earth are relevant for the desired result. The relevant current values are those given by human conductivity during a given time period.

Description

Fehlerstromschutzschalter Residual current circuit breaker

Die Erfindung betrifft einen Fehlerstromschutzschalter, welcher auf Anderungen des Fehlerstromes oder eines daraus abgeleiteten Wertes anspricht. Der Vorteil eines solchen Fehlerstromschutzschalters besteht darin, dass er nicht notwendigerweise abschaltet, wenn ein relativ hoher, aber betriebsmUssig bedingter, einigermassen konstanter Fehlerstrom zur Erde abfliesst. Stellt sich aber ein Fehlerstrom ein, der über einen Menschen zur Erde zu fliessen beginnt, so bedeutet dies eine Änderung eines Widerstandes, respektiv dessen Kehrwertes, namlich des Leitwertes, sowie einer Kapazität, welche die Grösse des Fehlerstromes bestimmen. In einer Patentanmeldung beim Deutschen Patentamt in München vom 21. 9. 1976, Aktenzeichen P 26 22 430.o wird vorgeschlagen, die Abschaltung von der Änderung eines Leitwertes oder einer Kapazität abhängig zu machen, wobei gemäss der dort angeführten Gleichung (7.1) für den vom Aussenleiter una den vom Nulleiter zur Erde abfliessenden Fehlerstrom ein einziger Leitwert und eine einzige Kapazität zugrundegelegt wird, ebenso für den vom Nulleiter und Aussenleiter zum Schutzleiter abfliessenden Fehlerstrom.The invention relates to a residual current circuit breaker, which on Changes in the fault current or a value derived from it. Of the The advantage of such a residual current circuit breaker is that it does not necessarily turns off when a relatively high, but operationally conditional, to some extent constant fault current flows to earth. But if a fault current occurs, which begins to flow to earth through a person, this means a change a resistance or its reciprocal value, namely the conductance, as well as a Capacity, which determine the size of the fault current. In a patent application at the German Patent Office in Munich on September 21, 1976, file number P 26 22 430.o it is suggested to switch off from changing a conductance value or a To make capacity dependent, whereby according to the equation (7.1) given there for the fault current flowing from the outer conductor and the neutral conductor to earth a single conductance and a single capacitance is taken as a basis, also for the fault current flowing from the neutral conductor and outer conductor to the protective conductor.

Die darin beschriebenen Ausführungsfornem dürften in der Praxis nur dort befriedigen, wo die Nulleiterspannung durch häufige Erdung fast null ist, oder dort, wo die bei der Aufstellung der Gleichungen zur Berechnung des Fehlerstromleitwertes und der Fehlerstromkapazität gemachte Voraussetzung, dass GAE = GNE , CAE = 0NE GAS = GNS , GAS = CNS auch stimmt. Beides dürfte in einer grossen Zahl von Fällen nicht zutreffen. Daher wird in den Patentansprüchen : 1, 2 der vorliegenden Anmeldung und 3 die Aufgabe gestellt, die einzelnen ohmschen Leitwerte und die einzeln Kapazitäten zu berechnen. Dabei ergeben sich. zwei Möglichkeiten : Man kann den Leitwert oder die Kapazität eines einzelnen Leiters als einen Wert A im der Anmeldung vom 21.9.1976 Sinne des Anspruchs 8 ansehen und mit einem geeigneten Wert AS einen Wert Wg = f(A) berechnen. Man kann aber auch den Pehlerstrom selbst als Wert A ansehen und als Wert As einen hypothetischen Pehlerstrom verwenden, der rein rechnerisch aus vorher festgestellten Leitwerten und Kapazitäten der einzelnen Leiter abgeleitet ist. Wird die Verbraucheranlage über drei Phasen mit Energie versorgt, so gilt duRE duRS iF = GRE uRE + GRS uRS + CRE + CRS + dt dt duSE duSS GSE uSE + GSS uSS + CSE + CSS + dt dt duTE duTS GTE uTE + GTS uTS + CTE + CTS + dt dt duNE duNS GNE uNE + GNS uNS + CNE + CNS dt dt Hierin bedeutet der erste an G oder C oder u angehängte Index den Phasenleiter R, S oder T oder den Nulleiter, der zweite Index bedeutet die Erde E oder den Schutzleiter S.The execution forms described therein should in practice only Satisfy where the neutral voltage is almost zero due to frequent grounding, or where the equations for calculating the residual current conductance are set up and the fault current capacity that GAE = GNE, CAE = 0NE GAS = GNS, GAS = CNS is also true. Both are likely in a large number of cases not true. Therefore, in claims: 1, 2 of the present application and 3 set the task, the individual ohmic conductance values and the individual capacitances to calculate. This results. two possibilities: one can use the conductance or the capacity of a single conductor as a value A in the application dated 09/21/1976 View the meaning of claim 8 and with a suitable value AS a value Wg = f (A) to calculate. But you can also see the Pehlerstrom itself as the value A and as Value As use a hypothetical Pehlerstrom, which is purely mathematical from before determined conductance values and capacities of the individual leaders is derived. Will the consumer system is supplied with energy over three phases, then duRE duRS iF applies = GRE uRE + GRS uRS + CRE + CRS + dt dt duSE duSS GSE uSE + GSS uSS + CSE + CSS + dt dt duTE duTS GTE uTE + GTS uTS + CTE + CTS + dt dt duNE duNS GNE uNE + GNS uNS + CNE + CNS dt dt Herein means the first index attached to G or C or u the phase conductor R, S or T or the neutral conductor, the second index means the earth E or the protective conductor S.

Somit bedeutet uRS die Augenblicksspannung zwischen Phasenleiter R unJ Schutzleiter S.Thus uRS means the instantaneous voltage between phase conductor R. unJ protective conductor p.

Ist eine Verbraucheranlage dreiphasig an ein Versorgungsnetz mit vorgeschriebener Nullungsschutzmassnahme angeschlossen, so ist uNS = 0 und der 14. und der 16. Term in der Gleichung auf der vorhergehenden Seite fallen fort. Es bleiben noch 14 Unbekannte. Ist der Anschluss einphasig, 90 bleiben nur noch 6 Terme mit 6 zu suchenden Unbekannten bestehen. Bestehen in einem Gebäude die Umwandungen aus einem genügend elektrisch leitfähigen Material, so ist es möglich dieselben ständig auf Nulleiterspannung zu halten, wenn sämtliche Mauern auf mit dem Nulleiter verbundenen Fundamenterdern stehen, oder wenn eine horizontale Lage Maschendraht, die mit dem Nulleiter verbunden ist, im unteren Teil der Mauern eingelegt ist. Alsdann wird uNE = uNS = 0 , uRE = uRS uSE = uSS uTE uTE = uTS = = ( GRE + GRS ) URN + ( CRE + 0R5 ) dt + duSN ( GSE + GSS ) uSN + ( CSE + CSS ) + dt duTN ( GTE + GTS ) uTN + ( CTE + CTS ) dt bei dreiphasigem Anschluss an ein genulltes Netz. Als zu suchende Unbekannte betrachtet man hier die 6 Klammerausdrücke.Is a consumer system three-phase to a supply network with prescribed Zeroing protection measure connected, then uNS = 0 and the 14th and 16th term in the equation on the previous page are omitted. There are still 14 unknowns. If the connection is single-phase, 90 only 6 terms with 6 unknowns remain to be searched for exist. In a building the conversions consist of a sufficiently electrical conductive material, it is possible to have them constantly at neutral voltage to be held if all walls are grounded on the foundation earth connected to the neutral conductor stand, or if a horizontal layer of chicken wire connected to the neutral conductor is inlaid in the lower part of the walls. Then uNE = uNS = 0, uRE = uRS uSE = uSS uTE uTE = uTS = = (GRE + GRS) URN + (CRE + 0R5) dt + duSN ( GSE + GSS) uSN + (CSE + CSS) + dt duTN (GTE + GTS) uTN + (CTE + CTS) dt at three-phase connection to a neutralized network. Regarded as unknown to be searched for here are the 6 expressions in brackets.

Bei einphasigem Anschluss bleiben noch 2 Klammerausdrücke als zu suchende Unbekannte, (GRE + GRS)und (CRE + CRS).In the case of a single-phase connection, there are still 2 expressions in brackets to be searched for Unknowns, (GRE + GRS) and (CRE + CRS).

Ist eine Verbraucheranlage an ein Versorgungsnetz mit Schutzerdung angeschlossen, so ist uNE = uNS uRE = uRS uSE = uSS uTE = uTS Bei dreiphasigem Anschluss bleiben 8 Klammerausdrücke, bei einphasigem Anschluss 4 Klammerausdrücke als zu suchende Unbekannte. Die Zahl der zu suchenden Unbekannten lässt sich unter Umständen noch weiter herabsetzen, wenn die Nullleiterspannung oder die Kapazitäten so gering sind, dass sie vernachlässigt werden können.Is a consumer system connected to a supply network with protective earthing connected so is uNE = uNS uRE = uRS uSE = uSS uTE = uTS bei With a three-phase connection there are 8 expression in brackets, with a single-phase connection there are 4 expression in brackets as unknown to be searched for. The number of unknowns to be searched for can be omitted Reduce circumstances even further if the neutral conductor voltage or the capacitance are so small that they can be neglected.

Um die Unbekannten zu berechnen benötigt man soviele Gleichungen, wie Unbekannte vorliegen. Eine erste Gleichung erhält man, indem man die zu einem bestimmten Zeitpunkt auftretenden Werte u , uRE .., deren Ableitungen nach der Zeit und den auftretenden Fehlerstrom einsetzt. Weitere Gleichungen erhält man durch Einsetzen der Werte, welche zu anderen Zeitpunkten auftreten. Im Prinzip könnten sowohl Analog- wie Digitalrechner Verwendung finden. Es ist aber anzunehmen, dass letztere wegen der erforderlichen Umsetzer zu teuer würden. Wesentlich einfacher wird die Ermittlung der gesuchten Unbekannten, wenn sie im abgeschalteten Zustand des Fehlerstromschutzschalters unter Zugrundelegung des Fehlerstromes eines einzelnen Leiters erfolgt.To calculate the unknowns one needs as many equations as how unknowns exist. A first equation is obtained by adding the to a values u, uRE .. occurring at a certain point in time, their derivatives according to time and the fault current that occurs begins. Further equations are obtained through Insertion of values that occur at other times. In principle, could both analog and digital computers are used. But it can be assumed that the latter would be too expensive because of the converters required. Much easier will determine the unknown unknown when it is switched off of the residual current circuit breaker based on the residual current of an individual Head takes place.

Ist für ein Stromversorgungsnetz die Erdung als Schutzmassnahme vorgeschrieben, so kann bei einer areiphasig angeschlossenen Anlage die Feststellung der benötigten Werte durch eine Schaltung gemäss Figur 1 erfolgen. Ber Schutzschalter ist im abgeschalteten Zustand dargestellt, in welchem die zum Versorgungsnetz gehörenden Abschnitte der drei Aussenleiter (406, 407 und 408) und des Nulleiters (409) von den zugehörigen Leiterabschnitten (425, 426, 427 und 428) der Verbraucheranlage getrennt sind. In abgeschalteten Zustand des Schutzschalters ist die Primärspule (440) eines rlransformators zwischen dem Nulleiter (409) und aern Aussenleiter (40ö) angeschlossen. Die an den Ausgängen (442)und (443) der Sekundärspule (441) erzeugte Sp&iiiung soll so niedrig sein, dass sie fur Meschen ungefährlich ist. Der Ausgang (442) liegt über den Schutzleiter (429) am Erdpotential. Dagegen führen die Leiterabschnitte (425, 426, 427 und 428) die Spannung des Punktes (443) und es fliesst über sie ein Abgleitstrom zur Erde und zum Scnutzleiter ab. Die an den Anschlusspunkten (448) und (450) des Widerstandes (449) auf-Spannungsdifferenz tretende ist der Summe ist der beider. Ableitströme iFRE + iFRS proportional. Sie wird in der Rechenschaltung (482) zur Berechnung des Leitwertes GR(E+S) und der Kapazität CR(E+S) verwendet, welche zwischen dem Phasenleiter R (425) einerseite und der Erle und de@ Schutzleiter andere seits besteht. Beide Werte werden der Schaltung (507) übermittelt und dort gespeichert. In gleicher weise werden auch die Leitwerte und Kapazitäten der zwei anderen Phasenleiter (426 und 427) und des Nulleiters (428) berechnet und in den Schaltungen (483, 484 und 485) gespeichert. Wenn später der Schutzschalter in Qen eingeschalteten Zustand übergeht, berechnet jede der Schaltungen (507, 508, 509 und 510) einen hypothetischen Fehlerstrom eines bestimmten Leiters beispielsweise (507) den hypothetischen Fehlerstrom des Phasenleiters R (425) nach der Gleichung duRE iFR = GR(E+S) uRE + CR(E+S) dt Hierbei wird der Leitwert benutzt, der vorher gespeichert wurde, ebenso der vorher gespeicherte Wert der Kapazität. Es wird also von der Hypothese ausgegangen, dass diese Werte noch genau den gleichen Wert hätten wie vorher im abgeschalteten Zustand des Schutzschalters. Die Schaltung (515) addiert die 4 hypothetischen Fehlerströme und bewirkt, da über ihre Ausgänge (516 und 517) durch die Spule (530) ein Strom iph fliesst, der proportional ist der Summe dieser hypothetischen Fehlerströme. Die Windungszahl der Spule (530) ist so gewählt, das 6530 = - #3Ph+NL , sodass sich die beiden Durchflutungen gegen-8nötig aufheben, falls sich die Leitwerte und Kapazitäten, welche für den Fehlerstrom massgebend sind, gegenüber jenen, die vor her im abgeschalteten Zustand des Schutzschalters festgestellt wurden, nicht geändert haben. Dabei bedeutet #530 die vom Strom iph über die Spule (530) bewirkte Durchflutung, während #3Ph+NL die Durchflutung ist, welche von den Fehlerströmen der 3 Phasenleiter und des Nulleiters hervorgerufen wird. Lediglich die Durchflutung der Spule (519) bleibt noch wirksam.und ruft Im Kern (518) eine Vormagnetisierung Mv hervor. Diese Spule wird von einem konstanten Gleichstrom durchflossen. Haben sich aber die Leitwerte und Kapazitäten, welche für den Fehlerstrom massgebend sind, geändert, so ist normalerweise #530 6'- eaPh+NL und die beiden Durchflutungen heben sich nicht gegenseitig auf. Die Restdurchflutung wird jetzt von einem in der Spule (529) fliessenden Strom iKo kompensiert. Die Schaltung (525) stellt diesen Strom eo ein, dass die Industivitst der Spule (524) den Wert annimmt, welcher.If earthing is prescribed as a protective measure for a power supply network, In this way, with a system connected in phase, it is possible to determine the required Values are made by a circuit according to FIG. The circuit breaker is switched off State shown in which the sections belonging to the supply network three outer conductors (406, 407 and 408) and the neutral conductor (409) from the associated conductor sections (425, 426, 427 and 428) of the consumer system are separated. The primary coil is in the switched-off state of the circuit breaker (440) of a transformer between the neutral conductor (409) and the outer conductor (406) connected. The one generated at the outputs (442) and (443) of the secondary coil (441) Sp & iii should be so low that it is harmless to people. The exit (442) is connected to earth potential via the protective conductor (429). In contrast, the ladder sections lead (425, 426, 427 and 428) the tension of the point (443) and it flows in through them Leakage current to earth and to the protective conductor. The at the connection points (448) and (450) the resistor (449) on-voltage difference occurring is the sum that of both. Leakage currents iFRE + iFRS proportional. It is in the arithmetic circuit (482) used to calculate the conductance GR (E + S) and the capacitance CR (E + S), which between the phase conductor R (425) on one side and the alder and de @ protective conductor on the other hand. Both values are transmitted to the circuit (507) and there saved. In the same way, the conductance and capacities of the two other phase conductors (426 and 427) and the neutral conductor (428) calculated and in the Circuits (483, 484 and 485) are stored. If later the circuit breaker in Qen switched on state, each of the circuits (507, 508, 509 and 510) a hypothetical fault current of a particular conductor, for example (507) the hypothetical fault current of the phase conductor R (425) according to the equation duRE iFR = GR (E + S) uRE + CR (E + S) dt Here the conductance is used that was previously was saved, as was the previously saved capacity value. It will so assumed that these values still have exactly the same value as before when the circuit breaker was switched off. The circuit (515) adds the 4 hypothetical fault currents and, via their outputs (516 and 517) a current iph flows through the coil (530) which is proportional to the sum of these hypothetical fault currents. The number of turns of the coil (530) is selected so that the 6530 = - # 3Ph + NL, so that the two flows counter-8necessarily cancel each other out, if the conductance values and capacities, which are decisive for the fault current are compared to those that were previously in the switched-off state of the circuit breaker have not changed. # 530 means that from the current iph Flux caused by the coil (530), while # 3Ph + NL is the flux, caused by the fault currents of the 3 phase conductors and the neutral conductor will. Only the flow through the coil (519) remains effective and calls Im Core (518) produces a bias Mv. This coil is of a constant Direct current flowing through it. But have the guiding values and capacities, which are decisive for the fault current, it is normally # 530 6'- eaPh + NL and the two flows do not cancel each other out. The residual flow is now compensated by a current iKo flowing in the coil (529). The circuit (525) sets this current eo that the inductivity of the coil (524) the value assumes which.

der Induktion Mv entspricht. Steigt der für den Ableitstrom massgebende Leitwert etwa eines Aussenleiters, so steigt auch der Strom iKo , ebenso die Spannung am Widerstand (527) und an den Eingängen (531 und 532) der Schaltung(533). Letztere enthält einen Komparator , der feststellt , ob diese Spannung einen gewissen höchstwert übersteigt. Ist dies der Fall, so kann mit einer für Menschen gefährlichen Situation gerechnet werden. Der Schutzschalter soll darin während etwa 3 Sekunden abschalten, indem die Schaltung (533) über ihre Ausgabe (534 und 535) und die Punkte (5 und 6) ein Signal auf den Auslöser (556) bewirkt.corresponds to the induction Mv. If the decisive factor for the leakage current increases Conductance of an outer conductor, for example, the current iKo also increases, as does the voltage at the resistor (527) and at the inputs (531 and 532) of the circuit (533). Latter contains a comparator which determines whether this voltage has a certain maximum value exceeds. If this is the case, a for Dangerous people Situation to be expected. The circuit breaker should remain in it for about 3 seconds turn off the circuit (533) via its output (534 and 535) and the points (5 and 6) causes a signal to the trigger (556).

Während dieser 3 Sekunden gibt eine nicht eingezeichnete Schaltung kurze Spannungsimpulse vrn etwa 50 Volt und 0,2 Sekunden Dauer auf Qie drei Phasenleiter und den Nulleiter.During these 3 seconds there is a circuit that is not shown in the drawing short voltage pulses of about 50 volts and a duration of 0.2 seconds on the three phase conductors and the neutral.

Eine Person, welche mit einem dieser eiter und mit der Erde in leitenaer Verbinaung stellt, wird durch die unangenehmen aber ungefährlichen elektrischen Schläge veranlasst, sich in Sicherheit zu bringen. Zur weiteren erhöhung der Sicherheit automatische kann die nach 3 Sekunden fällige Wiedereinschaltung aavon abhängig gemacht werden, dass die während der 3 Sekunden festgestellten Leitwerte und Kapazität sich in diesen 3 Sekunden nicht geändert haben, das heisst, dass beispielsweise ein Leitwert GR(E+S) , der in der ersten Sekunde festgestellt wurde, noch den gleichen Wert hat, wie ein solcher, der in der dritten Sekunde festgestellt wird.A person who with one of these pus and with the earth in lead Connection is made by the unpleasant but harmless electrical Strikes cause you to get to safety. To further increase security automatic restart, which is due after 3 seconds, can depend on this that the conductance values and capacitance determined during the 3 seconds are made have not changed in these 3 seconds, that is, for example a conductance GR (E + S), which was determined in the first second, is still the same Has value such as one found in the third second.

Ist für ein Stromversorgungsnetz ale Nullung als Schutzmassnalime vorgeschrieben, so wird die Scnaltung der Figur 1,durch die punktiert eingezeichneten Bauteile und Leiter ergänzt.Is for a power supply network all zeroing as a protective measure prescribed, the circuit in FIG. 1 is indicated by the dotted lines Components and conductors added.

Der Leiter (486),der die Punkte (579 und 505) miteinander verbindet, fällt weg. Das Schaltglied (431) soll, wenn der Schutzschalter abgeschaltet ist, die Verbindung des zur Verbraucheranlage gehörenden Schutzleiterabschnittes (433) mit dem Schutzleiterabschnitt (429) unterbrechen, aber nur während sehr kurzer Zeit, etwa während o,2 Sekunden. ährend dieser kurzen Zeit soll das Schaltglied (543) den Punkt (544) mit dem Punkt (542) verbinden. Damit liegt der Punkt (442) der Sekundärspule (441) an der Spannung des Ausgangs (541) einer Schaltung (553), welche im Nachfolgenden mit Idealerde bezeichnet wird. Beim Vorliegen dieser Verbindungen fliesst von jedem der Abschnitte der 3 Aussenleiter und des Nulleiters ein Ableitstrom sowohl direkt wie auch über den Schutzleiter zur Erde. Der von der Schaltung (482) errechnete Leitwert ist daher die Summe GR(ES) = GRE + GRS , also die Summe des Leitwertes GRE des Phasenleiters R gegen Erde und des Leitwertes GRS dieses Phasenleiters gegen den Schutzleiter. Ebenso ist die von dieser Schaltung errechnete Kapazität die Summe CR(E+S) von 2 Kapazitäten CRE und CR5 . Diese Werte werden an die Schaltung (507) weitergeleitet und dort gespeichert. Auf gleiche Weise werden in den Schaltungen (508, 509 und 510) die respektiven Werte GR(E+S) , GT(E+S) , CS(E+S) , CT(E+S) gespeichert. Danach wird das Schaltglied (447) umgestellt, sodass es (444) mit (446) verbindet. Jetzt liegt am Schutzleiterabschnitt (433) die gleiche Spannung wie an den Abschnitten (425, 426, 427 und 428) der 3 Phasenleiter una des Nulleiters, sodass von diesen Abschnitten ein Ableitstrom nur noch zur Erde direkt abfliesst. Die von den Schaltungen (482) bis (485) jetzt errechneten Werte stellen somit GRE , GSE , GTE und GNE dar. Auch diese Werte werden an die Schaltungen (507) bis (510) weitergeleitet und dort gespeichert. Jetzt unterbricht das Schaltglied (543) die Verbindung des Punktes (544) mit dem Punkt (542), und das Schaltglied (431) stellt die Verbindung zwischen den Punkten(430) und (432) wieder her, während das Schaltglied (447) den Punkt(444) wieder mit dem Punkt (445) verbindet. Die Schaltung (507) errechnet GR(E+S) - GRE , erhält so den Wert GXs und speichert ihn. In gleicher Weise errechnet und speichert sie den Wert 0R5 Erfolgt nun etwas später die automatische Wiedereinschaltung, so berechnet die Schaltung(507) für den Phasenleiter R folgende Teilfehlerströme gemäss den beiden Gleichungen duRE iFRE = GRE uRE + CREdt duRS iFRS = GRS uRS + CRS dt Die für die Berechnung benötigte Spannung des Phasenleiters R wird der Schaltung über den Eingang (489) zugeführt, die des Schutzleiters (429) über den Eingang (490), die der Erde vom Ausgang (541) der Schaltung (553) über den Eingang (491).The conductor (486) that connects points (579 and 505) together, falls away. The switching element (431) should, when the circuit breaker is switched off, the connection of the protective conductor section belonging to the consumer system (433) interrupt with the protective conductor section (429), but only for a very short time, for about 0.2 seconds. During this short time, the switching element (543) connect point (544) to point (542). This means that point (442) of the secondary coil is located (441) at the voltage of the output (541) of a circuit (553), which is described below is referred to as ideal earth. In the presence of these connections, flows from each the sections of the 3 outer conductors and the neutral conductor a leakage current both directly as well as via the protective conductor to earth. The one calculated by the circuit (482) The conductance is therefore the sum GR (ES) = GRE + GRS, i.e. the sum of the conductance GRE of the phase conductor R to earth and the conductance GRS of this phase conductor to the protective conductor. The capacity calculated by this circuit is also the sum CR (E + S) of 2 capacities CRE and CR5. These values are sent to the circuit (507) forwarded and saved there. The same way are used in the circuits (508, 509 and 510) the respective values GR (E + S), GT (E + S), CS (E + S), CT (E + S) are stored. The switching element (447) is then switched over so that it connects (444) with (446). The same voltage is now applied to the protective conductor section (433) as to the sections (425, 426, 427 and 428) of the 3 phase conductors and the neutral conductor, so that of these Sections, a leakage current only flows directly to earth. The ones from the circuits (482) to (485) now calculated values represent GRE, GSE, GTE and GNE. These values are also forwarded to the circuits (507) to (510) and there saved. Now the switching element (543) interrupts the connection of the point (544) with the point (542), and the switching element (431) provides the connection between the points (430) and (432), while the switching element (447) the point (444) connects again to point (445). The circuit (507) calculates GR (E + S) - GRE , thus receives the value GXs and saves it. Calculates and saves in the same way it has the value 0R5. If the automatic restart takes place a little later, so the circuit (507) calculates the following for the phase conductor R. Partial fault currents according to the two equations duRE iFRE = GRE uRE + CREdt duRS iFRS = GRS uRS + CRS dt The voltage of the phase conductor R required for the calculation is used in the circuit via the input (489), that of the protective conductor (429) via the input (490), that of the earth from the output (541) of the circuit (553) via the input (491).

Die Ideal-Erde-Schaltung (553) besteht aus einem Operationsverstärker (548) mit Differenzeingang, dessen Ausgang (549) mit dem Nulleiter (409) und über den Widerstand (551) mit dem nicht invertierenden Eingang (546), dem sogenannten P-Eingang verbunden ist. Der invertierende sogenannte N-Eingang(547) ist mit einer 11Erde" verbunden, welche die mittlere Spannung der Umwandungen, der Decken und der Fussböden , welche die e angeschlossenen Elektrogeräte umgeben, möglichst getreu widergibt. Einen niedrigen Erdungswiderstand braucht diese Erde nicht aufzuweisen. Unter Umständen könnte hierfür ein Setallfast körper ausreichen, der sogar auf einemisolierenden Ständer montiert sein könnte, und aus einem kurzen Metallrohr bestünde. Hierbei bildet der metallisch leitende Körper die eine Elektrode, die umgebende Luft das Dielektricum, die Umwan-(550) dungen die andere Elektrode eines Kondensators, der zwischen (552) N-Eingang und dem Erdboden angeschlossen ist. Der P-Eingang ist ####### mit dem Mittelpunkt der beiden Stromquellen verbunden, welche den Operationsverstärker speisen. Diese Verbindung ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Am P-Eingang sind auch die zu erdenden Leiter angeschlossen (538, 539, 540).The ideal ground circuit (553) consists of an operational amplifier (548) with differential input, its output (549) with the neutral conductor (409) and above the resistor (551) with the non-inverting input (546), the so-called P input is connected. The inverting so-called N input (547) has a 11Earth "connected, which is the mean tension of the conversions, the ceilings and as closely as possible to the floors surrounding the connected electrical appliances reflects. This earth does not need to have a low earthing resistance. Under certain circumstances, a set-all fast body could be sufficient for this, even on an insulating Stand could be mounted and consist of a short metal tube. Here the metallic conductive body forms one electrode, the surrounding air that Dielektricum, the Umwand- (550) connections the other electrode of a capacitor, the connected between (552) N input and the ground. The P input is ####### connected to the midpoint of the two power sources that make up the operational amplifier Food. This connection is not shown in the drawing. At the P input are also connected the conductors to be earthed (538, 539, 540).

Der Operationsverstärker ist durch die Verbindung seines Ausgangs über den Widerstand (551) mit seinem P-Eingang gegengekoppelt und sorgt dafür, dass die Spannungsdifferenz zwischen N- und P- Eingang praktisch null ist.The op amp is by connecting its output above the resistor (551) is fed back with its P input and ensures that the Voltage difference between N and P input is practically zero.

Zur Berechnung der Leitwerte oder Kapazitäten etwa des Phasenleiters R gegen Erde und Schutzleiter im abgeschalteten Zustand des Schutzschalters legt man die Gleichung zugrunde, welche den Ableitetrom bestimmt du443/442 iAR = GR(E+S) U4431442 + CR(EsS) dt Hierin bedeutet u443/442 die Spannungsdifferenz an den Ausgängen (443) und (442) der Sekundärspule (441). Wenn nun die Schaltung (482) zu 2 verschiedenen Zeitpunkten die Werte von iAR und U443/442 feststellt, so ist die Errechnung von GR(E+S) und CR(B+S) möglich. Wählt die Schaltung einmal den Zeitpunkt, in dem U443/442 gerade durch null geht, so wird die Berechnung besonders einfach. Sie braucht dann den auftretenden Ableitstrom iAR nur durch die Ableitung du443/442 zu dividieren, um CR(E+S) zu finden. Wählt sie dt sodann noch den Zeitpunkt, in dem duR(E+S) durch null geht, so braucht sie den dann auftretendt den Ableitstrom nur durch U443/442 zu dividieren und findet den Leitwert GR(E+S) Bei manchen elektrischen Geräten wird die Leistung durch Schwingungepaketsteuerung reguliert. Die Geräte arbeiten während einer oder mehrerer Perioden abwechselnd unter Vollast und im Leerlauf. Hierbei ändert auch unter Umständen der für den Fehlerstrom massgebende Leitwert una die Kapazität im gleichen Rhythmus. Um auch in solchen Fällen dauernde Abschaltungen des Schutzschalters zu vermeiden, soll die Schaltung eo aufgebaut sein, dass beim Einschalten eines solchen Gerätes höchstens eine einmalige Abschaltung stattfindet, dass danach sowohl die dem Vollast- wie die dem Leerlauf- Zustand der Steuerung entsprechenden Leitwerte und Kapazitäten auftreten dürfen, ohne dass eine Abschaltung erfolgt. Zu diesem Zweck kann an den Punkten (470, 471 und 472) parallel zur Schaltung (482) eine Schaltung (482') angeschlossen sein. Die Eingänge einer Schaltung (5o72) sollen an den Ausgängen der Schaltung (482<) und an den Punkten (489, 490 und 491) angeschlossen sein. In gleicher Weise sollen zu den Schaltungen (483, 484, 485, 508, 509 und 510) entsprechende Schaltungen (483' , 484' , 485' 508' , 509' und 510') parallelgeschaltet sein. Die Eingänge einer Schaltung (515') sollen an den Ausgängen.der Schaltungen angeschlossen sein (507' , 508' , 509' und 510'). Aufbau und Arbeitsweise von (482) bis (485) und von (507) bis (510) sollen gleich sein wie bei (482') bis (485') und bei (507') bis (51o'), mit dem Unterschied jedoch, dass die Schaltungen deren Bezugszahl keinen Strich (') aufweist, die Leitwerte und Kapazitäten verarbeiten, welche bei der zuletzt aufgetretenen Abschaltung aufgetreten sind, während die Bezugszahlen mit Strich Schaltungen bezeichnen, welche Leitwerte und Kapazitäten verarbeiten, die bei der vorletzten Abschaltung aufgetreten sind. An den Ausgängen der u515 Schaltung (515) soll eine Spannung auftreten, welche die Summe der hypothetischen Fehlerströme dargestellt, die sich aus den Leitwerten und Kapazitäten der letzten Abschaltung ergeben, während die Spannung u515, an den Ausgängen der Schaltung (515') sich in entsprechender Weise auf die vorletzte Abschaltung bezieht. Die Spule (530) soll fortfallen. Infolgedessen kompensiert der in der Spule (529) fliessende Strom jetzt den ganzen Fehlerstrom. Letzterer wird durch die Spannung u527 zwischen den Anschlüssen (526 und 528) des Widerstandes (527) repräsentiert. Stimmt u527 entweder mit u515 oder mit u515, tberein, so soll keine Abschaltung erfolgen. Es sind also zwei verschiedene Fehlerstromwerte erlaubt. Der eine entspricht dem Vollastzustand, der andere dem Leerlaufzustand der Steuerung.For calculating the conductance values or capacities of the phase conductor, for example R connects to earth and protective conductor when the circuit breaker is switched off one is based on the equation that determines the discharge current du443 / 442 iAR = GR (E + S) U4431442 + CR (EsS) dt Here u443 / 442 means the voltage difference at the outputs (443) and (442) of the secondary coil (441). If now the circuit (482) to 2 different If the values of iAR and U443 / 442 are determined in time, the calculation of GR (E + S) and CR (B + S) possible. If the circuit selects the point in time when the U443 / 442 just goes through zero, the calculation becomes particularly easy. She needs then to divide the occurring leakage current iAR only by the derivative du443 / 442, to find CR (E + S). She then chooses the point in time when you (E + S) through goes to zero, it only needs the leakage current that occurs through U443 / 442 to divide and find the conductance GR (E + S) In some electrical devices, the power is regulated by vibration packet control. The devices work during one or more periods alternately under full load and idle. Here Under certain circumstances, the conductivity value and the decisive factor for the fault current may also change Capacity in the same rhythm. To ensure permanent shutdowns even in such cases of To avoid circuit breaker, the circuit should be constructed that when switched on such a device is switched off at most once, that afterwards both the full load and the idle state of the controller Conductance values and capacities may occur without being switched off. For this purpose, points (470, 471 and 472) can be used in parallel with circuit (482) a circuit (482 ') must be connected. The inputs of a circuit (5o72) should connected to the outputs of the circuit (482 <) and to points (489, 490 and 491) be. In the same way, for the circuits (483, 484, 485, 508, 509 and 510) corresponding circuits (483 ', 484', 485 '508', 509 'and 510') are connected in parallel be. The inputs of a circuit (515 ') should be connected to the outputs of the circuits connected (507 ', 508', 509 'and 510'). Structure and mode of operation of (482) to (485) and from (507) to (510) should be the same as for (482 ') to (485') and at (507 ') to (51o'), with the difference, however, that the circuits have their reference numbers does not have a dash (') that process conductance values and capacitances that are used in the most recent shutdown occurred while the reference numbers with a dash denote circuits which process conductance values and capacities, which occurred during the last but one shutdown. At the outputs of the u515 circuit (515) should a voltage occur which is the sum of the hypothetical fault currents which result from the conductance values and capacities of the last shutdown result, while the voltage u515 at the outputs of the circuit (515 ') is in correspondingly refers to the penultimate shutdown. The coil (530) should fall away. As a result, the current flowing in the coil (529) now compensates the entire fault current. The latter is determined by the voltage u527 between the terminals (526 and 528) of the resistor (527). Is correct u527 either with u515 or with u515, together, no shutdown should take place. So two different fault current values are allowed. One corresponds to that Full load state, the other the idle state of the controller.

Im abgeschalteten Zustand des Schutzschalters unterbricht das Schaltglied (431) den Schutzleiter für sehr kurze Zeit zwecks Feststellung der Leitwerte und Kapazitäten. Wo dies den bestehenden Vorschriften widerspricht, wird vorgeschlagen, die Punkte (430) und (432) über einen spannungsabhängigen Widerstand miteinander zu verbinden, dessen Charakteristik so ist, dass er bei kleiner ungefährlicher Spannung einen hohen ohmschen, bei hoher Spannung einen niedrigen ohmschen Widerstand hat.When the circuit breaker is switched off, the switching element interrupts (431) the protective conductor for a very short time in order to determine the conductance values and Capacities. Where this contradicts the existing regulations, it is proposed that points (430) and (432) to one another via a voltage-dependent resistor to connect, the characteristics of which are such that they can be operated with a small, harmless voltage has a high ohmic resistance, and at high voltage a low ohmic resistance.

Die Neukonstruktion von automatischwiedereinschaltenden Fehlerstromschutzschaltern dürfte wohl längere Zeit in Anaspruch nehmen. Daher wird vorgeschlagen, für eine gewisse Ubergangszeit eine Kombination von Fehlerstromschutzschalter mit Leistungsschütz zu verwenden. Ein solcher Schutzschalter wird sicherlich wesentlich teurer als ein konventioneller FI-Schutzachalter, bringt aber auch auf einigen Anwendungsgebieten entsprechenae Vorteile. Im Baugewerbe könnten viele Fehlabschaltungen mit langer Stromausfallzeit vermieden werden, welche eventuell grosse finanzielle Verluste verursachen.The redesign of automatically reclosing residual current circuit breakers should probably take a long time. Therefore it is suggested for one certain transition time a combination of residual current circuit breaker with power contactor to use. Such a circuit breaker will certainly be much more expensive than one conventional RCD protection age, but also brings in some areas of application corresponding advantages. In the construction industry, many false shutdowns could result in long Power downtime can be avoided, which may cause major financial losses cause.

An stillstehenden Warmwasserheizungen können durch Frost folgenschwere Beschädigungen auftreten und in Gefriertruhen können wertvolle Lebensmittel reserven verderben, wenn in zeitweise unbewohnten Wohnungen und Wochenendhäusern eine etwa durch ein Gewitter oder einen Nachbarschaftskurzschluss ausgelöste Abschaltung unbemerkt bleibt, es sei denn man verwendet automatischwiedereinschaltende Schutzschalter. Alsdann kann man an vielen Baustellen statt lärmender Benzinmotoren die umweltfreunalicheren Elektromotoren verwenden, ohne häufige Strompannen befürchten zu müssen. Ein Schutzschalter, welcher im abgeschalteten Zustand die Leitwerte und Kapazitäten feststellt, könnte für das Baugewerbe 80 konstruiert sein, dass er bei Fehlerströmen bis etwa 100 mA keine Dauerabschaltung vornimmt, dass aber eine Kurzabschaltung eintritt, wenn 100 mA> (iF - iFh) 10 mA wobei die Wiedereinschaltung an eine Bedingung (wie angegeben auf Seite 7, Zeile 13 bis 18) geknüpft sein kann, dass eine Kurzunterbrechung von etwa 0,2 sec eintritt, wenn 10 mA> (iF - iph) > 5 mA Die vorgenannten Stromwerte, auch der Ausdruck (iF - iFh) stellen Scheitelwerte dar.If the hot water heating system is not running, frost can have serious consequences Damage occurs and in freezers can be valuable Food reserves spoil when in temporarily unoccupied apartments and weekend houses a shutdown caused by a thunderstorm or a short circuit in the neighborhood goes unnoticed unless you use automatic reclosing circuit breakers. Then you can use environmentally friendly instead of noisy petrol engines at many construction sites Use electric motors without worrying about frequent power failures. A circuit breaker, which determines the conductance values and capacities when switched off, could be designed for the construction industry 80 that it can with fault currents up to about 100 mA does not perform a permanent shutdown, but a short shutdown occurs if 100 mA> (iF - iFh) 10 mA whereby the restart is dependent on a condition (as specified on page 7, lines 13 to 18) that a short break from about 0.2 sec occurs when 10 mA> (iF - iph)> 5 mA The aforementioned current values, The expression (iF - iFh) also represents peak values.

Die von den Aussenleitern und dem Nulleiter im Stromsummenwandler hervorgerufene Durchflutung kann bei Gewitterentladungen extrem steil ansteigen und in den Spulen (524, 529 und 530) Spannungen hervorrufen, welche die Schaltungen (525 und 533) zerstören können. Daher soll auf dem Kern (518) eine weitere Spule (522) mit höherer Windungszahl angebracht sein, deren Enden an einen spannungsabhängigen Wiaerstand (523) angeschlossen sind. Dieser Widerstand soll bei hoher Spannung einen niedrigen Widerstand darstellen, sodass die Spule (522) wie eine kurzgeschlossene Spule wirkt und den Induktiontflus 3 hcrabet't.The ones from the outer conductors and the neutral conductor in the current summation converter The resulting flooding can rise extremely steeply during thunderstorm discharges and create voltages in the coils (524, 529 and 530) which cause the circuits (525 and 533) can destroy. Therefore, another coil should be placed on the core (518) (522) with a higher number of turns, the ends of which are attached to a voltage-dependent Wiaerstand (523) are connected. This resistance is said to be one at high voltage represent low resistance, making the coil (522) like a shorted Kitchen sink acts and the induction flow 3 hcrabet't.

In einem Versorgungsnetz mitNullung ist der Schutzleiter vor dem Fehlerstromschutzachalter direkt mit aem Nulleiter verbunden. Stattdessen kann man den Schutzleiter über einen spannungsabhängigen Widerstand z D mit dem Nulleiter verbinden, das heisst man verbindet den einen Anschlussdraht des Widerstandes w D mit dem Ende des Schutzleiters und den andern Anschlussdraht dieses Widerstandes mit demjenigen Teil des Nulleiters, welcher, vom Schutzschalter aus gesehen, auf der Seite des Versorungsnetzes liegt. Die Charakteristik dieses Widerstandes soll so sein, dass bei geringer Spannungsdifferenz zwischen Nulleiter und Schutzleiter der Widerstand zwischen beiden gross, bei grosser Spannungsdifferenz dagegen klein ist. Der Schutzleiter wird dann mit einer Iaeal-Erde-Schaltung verbunden. Die Dimensionierung der Bauteile soll so sein, dass bei kleiner ungefährlicher Nulleiterspannung die Spannung des Schutzleiters durch die Ideal-Erde-Schaltung auf Erdspannung geregelt wird. Auf diese Weise kann man auch in einem genullten Netz die Zahl der zu berechnenden Unbekannten auf jene Zahl senken, die bei Schutzerdung nötig ist.In a supply network with zero, the protective conductor is in front of the residual current circuit breaker connected directly to a neutral conductor. Instead, you can use the protective conductor via a Connect the voltage-dependent resistance z D with the neutral conductor, that is to say one connects the one connection wire of the resistor w D to the end of the protective conductor and the other connection wire of this resistor with that part of the neutral conductor, which, seen from the circuit breaker, is on the side of the supply network. The characteristic of this resistance should be such that with a small voltage difference between the neutral conductor and the protective conductor, the resistance between the two is high, if the resistance is high On the other hand, the voltage difference is small. The protective conductor is then connected to an iaeal-earth circuit tied together. The dimensioning of the components should be such that it is less dangerous Neutral conductor voltage the voltage of the protective conductor through the ideal earth connection is regulated to earth voltage. This way you can also be in a zeroed Network, reduce the number of unknowns to be calculated to the number that would occur with protective earth is necessary.

Man könnte sogar daran denken, den Schutzleiter durch den oder die Summenstromwandler zu führen, genau wie die andern Leiter, also den Nulleiter und den oder die Aussenleiter. Der über den Schutzleiter fliessende Ableitstrom wäre damit unwirksam auf die Abschaltung. Dieses Ziel wurde bereits in einer Patentschrift 1 o93 466 durch eine ähnliche Anordnung angestrebt. Auch eine Schaltung gemäss Patentschrift 1 538 490 hätte diesen Effekt erreicht. Der erste Grund, dass diese Vorschläge keine Anwendung fanden, war wohl das Auftreten unerwünschter Abschaltungen, wenn die Nulleiterspannung höhere Werte erreicht und einen Strom über zwangsgeerdete Geräte zur Erde hervorruft.One could even think of the protective conductor through the or the To lead summation current transformer, just like the other conductors, i.e. the neutral conductor and the outer conductor (s). The leakage current flowing through the protective conductor would be thus ineffective on the shutdown. This goal has already been mentioned in a patent specification 1 o93 466 sought by a similar arrangement. Also a circuit according to the patent specification 1,538,490 would have achieved this effect. The first reason that these suggestions are no Found application, was probably the occurrence of undesired shutdowns when the neutral voltage Reaches higher values and creates a current to earth via forcibly earthed devices.

Man könnte nun annehmen, dieser Nachteil trete bei Schaltungen, deren Schutzleiter an eine Ideal-Erde-Schaltung angeschlossen ist, nicht auf, da ja aer Schutzleiter hier keine Spannung gegen Erde fuhre. Das ist aber noch keineswegs sicher, weil am Standort eines geeraeten Gerätes eine andere Erdspannung herrschen kann als an dem Ort, wo die Bezugserde installiert ist, welche am N-Eingang des Operationsverstärkers der Ideal-Erde-Schaltung angeschlossen ist. Unter Umständen müsste man davon absehen, zwangsgeerdete Geräte an den Schutzleiter anzuschliessen oder man müsste sie an einen zweiten Schutzleiter anschliessen, welcher an dem (oder aen) S'unmenstromwandlern vorbeigeführt ist. Der zweite Nachteil der Schaltungen gemäss den Patentschriften 1 093 466 und 1 538 490 ist der Umstand, dass keine Abschaltung erfolgt, wenn ein Strom vom Aussenleiter über einen Menschen zum Schutzleiter fliesst. Dieser Nachteil könnte bei einem Fehlerstromschutzschalter gemäss der vorliegenden Anmeldung behoben werden, indem man den Schalter hochempfindlich gegen Xnderungen der einem einzelnen zwischentAussenleiter und Erde wirksamen Kapazität macht.One could now assume that this disadvantage occurs in circuits whose Protective conductor is connected to an ideal earth circuit, not on, as yes aer Protective conductor does not carry any voltage to earth here. But that is by no means safe because there is a different earth voltage at the location of an eroded device can than at the place where the reference earth is installed, which is connected to the N input of the Operational amplifier is connected to the ideal earth circuit. In certain circumstances you would have to refrain from connecting forcibly grounded devices to the protective conductor or you would have to connect them to a second protective conductor, which is connected to the (or aen) S'unmencurrent transformers is passed. The second disadvantage of the circuits according to patents 1 093 466 and 1 538 490 is the fact that no shutdown occurs when a current flows from the outer conductor via a person to the protective conductor. This disadvantage could be with a residual current circuit breaker according to the present Registration can be fixed by making the switch highly sensitive to changes which makes an individual between the outer conductor and earth effective capacity.

Fliesst nämlich über einen Menschen ein Fehlerstrom zur Erde oder auch zum Schutzleiter, so entsteht auf dem über seinen Körper verlaufenden Stromweg ein relativ hoher Spannungsabfall, sodass einzelne Körperteile hohe Spannung gegen Erde führen. Infolgedessen fliesst von diesem ein kapazitiver Fehlerstrom zur Erae. Wird der Schutzschalter so gebaut, dass er auf die bei einer Berührung auftreteneines einzelnen Leiters den KapazitätsänderungenYanspricht, so bietet er nicht nur Schutz bei einer Berührung eines Menschen mit dem Aussenleiter und einem geerdeten Geräteteil, sondern sogar bei einer Berührung mit dem Aussenleiter und dem Nulleiter, auch dann, wenn der Mensch gegen Erde isoliert ist, etwa durch isolierenden Fussboden.If a fault current flows through a person to earth or also to the protective conductor, so arises on the current path running through his body a relatively high voltage drop, so that individual body parts face high voltage Lead earth. As a result, a capacitive fault current flows from it to the Erae. If the circuit breaker is built in such a way that it reacts to the occurrence of a contact individual conductor addresses the changes in capacitance, it not only offers protection when someone touches the Outer conductor and one grounded device part, but even in the event of contact with the outer conductor and the neutral conductor, even when the person is isolated from the earth, for example by isolating Floor.

Bezüglich Figur 1 ist noch klarzustellen, das die Schaltung (410) den Summenstromwandler eines konventionellen Fehlerstromschutzschalters und der Kern (518) den Wandlerkern der vorgeschlagenen Zusatzschaltung darstellt. Die auf Seite 11 genannten Schaltungen, deren Bezugszeichen einen Strich (') aufweist, sind in Figur 1 der Ubersichtlichkeit wegen nicht dargestellt.With regard to FIG. 1, it should still be made clear that the circuit (410) the summation current transformer of a conventional residual current circuit breaker and the Core (518) represents the converter core of the proposed additional circuit. The on The circuits mentioned on page 11, the reference numerals of which have a prime (') not shown in FIG. 1 for the sake of clarity.

Pigur 2 zeigt einen Fehlerstromschutzschalter ohne komplizierte Rechenschaltung. Die Enden (5) und (6) der Sekundärspule (608) des Summenstromwandlers sind wie bei den üblichen Schutzschaltern mit dem Auslöser verbunden.Pigur 2 shows a residual current circuit breaker without a complicated arithmetic circuit. The ends (5) and (6) of the secondary coil (608) of the summation current transformer are as in the usual circuit breakers connected to the release.

Letzterer ist jeaoch in der Figur nicht dargestellt. Die Punkte (5) und (6) sind ausserdem mit den Kontaktzungen eines Reed-Relais (610) verbunden, so zwar, dass diese Spule kurzgeschlossen ist, wenn sich die Kontaktzungen berUhren. Der Kern (623) eines separaten Summenstromwandlers wird über die Spule (606) mit konstantem Gleichstrom vormagnetisiert. Aus dieser Vormagnetisierung ergibt sich für die Spule (604) eine ganz bestimmte Induktivität. Die Schaltung (600) stellt mit den Bauteilen (604, 605 und 602) eine Regelschaltung dar, welche die vom Fehlerstrom verursachte Durchflutung kompensiert und die Induktivität der Spule (604) auf einen konstanten Wert hält. Als zu überwachende Grösse A wird hier der Augenblickswert des Fehlerstromes gemäss Patentanspruch 7 der vorliegenden Anmeldung benutzt. An den Punkten (601) und (603) tritt eine diesem Augenblickswert proportionale Spannungsdiffe renz auf, die eine sich sinusförmig ändernde Wechselspannung UiF darstellt. Die Schaltung (625) stellt den Phasenverschiebungswinkel #F dieser Spannung, also auch des Fehlerstromes iF gegenüber der Spannung uR des Phasenleiters R fest, und am Ausgang (626) tritt eine diesen Winkel repräsentierende Spannung u+F auf. Die Schaltung (628) ruft an ihrem Ausgang (630) eine Spannung UiFSch hervor, welche gleich ist dem Scheitelwert der Spannung uiF der letzten aufgetretenen positiven Halbwelle des Fehlerstromes ip . Die Schaltung (644) soll eine Schaltung sein, welche an ihrem Ausgang (646) eine sich sinusförmig ändernde Wechselspannung UiFS von gleicher Frequenz wie die Netzfrequenz erzeugt. Dabei soll diese Spannung uiFS gegenüber der Spannung uR des Aussenleiters R einen Phasenverschiebungswinkel Le FS aufweisen, der dem Winkel gleich ist, der von der Spannung u5 am Eingang (642) repräsentiert wird. Der Scheitelwert der erzeugten Spannung uiFS 9011 gleich sein der am Eingang (643) wirksamen Spannung UiFSchS . Die Spannung ufFS gleicht sich bei einer plötzlichen Anderung von u nur langsam an dessen neuen Wert an. Auch UiFSchS gleicht sich nur langsam an einen neuen Wert von UiFSch an. Daher hat nach einer plötzlichen Änderung des Fehlerstromes die erzeugte Spannung uiFS zu Beginn die Phasenverschiebung und den Scheitelwert, der dem vorher gewesenen Fehlerstrom entspricht.Die Schaltung (648) bildet die Differenz zwischen dieser Spannung und der Spannung u1F,welche den neuen Fehlerstrom repräsentiert, also uiF - dies . Falls dieser gerbt null ist oder nahe bei null liegt, so gibt der Komparator (654) ein Signal ab, das die Kontaktzungen des Reedrelais (610) zusammenschlagen lässt. Ubersteigt der Scheiteluert von uiF - uiFS einen gewissen Wert Wgzh wie er auftritt, wenn ein gefährlich etarker Strom über einen Menschen fliesst, so ändert sich das vom Komparator (654) ausgegebene Signal und die Kontaktzungen des Reedrelais gehen auseinander. Der Schutzschalter kann nun auf die konventionelle Art, das heisst durch die vom Fehlerstrom in der Spule (608) induzierte Spannung auf den nicht eingezeichneten Auslöser einwirken und abschalten.However, the latter is not shown in the figure. The Points (5) and (6) are also connected to the contact blades of a reed relay (610), so that this coil is short-circuited when the contact tongues touch. The core (623) of a separate summation current transformer is connected to the coil (606) constant direct current premagnetized. This premagnetization results a very specific inductance for the coil (604). The circuit (600) provides with the components (604, 605 and 602) represent a control circuit, which the fault current caused the flow and the inductance of the coil (604) to one holds constant value. As to monitored variable A is here Instantaneous value of the fault current according to claim 7 of the present application used. At points (601) and (603) a value proportional to this instantaneous value occurs Voltage difference, which is a sinusoidally changing alternating voltage UiF represents. The circuit (625) sets the phase shift angle #F of this voltage, thus also the fault current iF is fixed in relation to the voltage uR of the phase conductor R, and a voltage u + F representing this angle occurs at the output (626). The circuit (628) produces a voltage UiFSch at its output (630), which is equal to the peak value of the voltage uiF of the last positive one that occurred Half-wave of the fault current ip. The circuit (644) shall be a circuit which a sinusoidally changing alternating voltage UiFS of the same at its output (646) Frequency generated like the mains frequency. This voltage should be compared to uiFS the voltage uR of the outer conductor R have a phase shift angle Le FS, which is equal to the angle represented by the voltage u5 at the input (642) will. The peak value of the generated voltage uiFS 9011 must be the same as that at the input (643) effective voltage UiFSchS. The tension ufFS is equal in the case of a sudden one Change of u slowly to its new value. UiFSchS is also just the same slowly to a new value of UiFSch. Therefore, after a sudden change of the fault current the generated voltage uiFS at the beginning the phase shift and the peak value, which corresponds to the previous fault current. The circuit (648) forms the difference between this voltage and the voltage u1F, which represents the new fault current, so uiF - this. If this If tanned is zero or is close to zero, the comparator (654) outputs a signal which makes the contact tongues of the reed relay (610) strike together. Exceeds the vertex of uiF - uiFS gives a certain value Wgzh as it occurs when a If a dangerous high current flows over a person, the comparator changes that (654) and the reed relay contact blades diverge. The circuit breaker can now be operated in the conventional way, i.e. by the from Fault current in the coil (608) induced voltage on the not shown Activate trigger and switch off.

Man kann auch auf die Erzeugung der Spannung uiFS verzichten. Die Schaltungen (644) und (648) fallen fort una werden durch eine Rechenschaltung ersetzt, welche in Figur 2 durch die Schaltung (654) dargestellt sein soll. Dieselbe soll 4 Eingänge haben, welche mit je einem der Ausgänge (626, 630, 640 und 641) verbunden sein soll. Bei der Darstellung im Zeigerdiagramm ist der gesuchte Zeiger von uiF - uiFS die dritte Seite eines Dreiecks, in welchem die zwei anderen Seiten durch die Zeiger uiF und uiFS gegeben sind, und zwar ist uiF durch u<F im Punkt (626) und UiFSch im Punkt (630) bestimmt, während uiFS durch u+Fs im Punkt (640) und durch UiFschS im Punkt (641) gegeben ist. Die als Rechenschaltung angenommene Schaltung (654) kann daraus nach den Regeln der Trigonometrie die Länge des Zeigers berechnen der uip - uiFS repräsentiert. Bei der Darstellung im Zeigerdiagramm ist der für den Pehlerstrom erlaubte Bereich durch die Fläche eines lLreises gegeben, dessen Zentrum mit der Spitze des Zeigers zusammenfällt, welcherden Bezugswert iFS repräsentiert, und dessen Radius durch den Wert Wgzh gegeben ist.The generation of the voltage uiFS can also be dispensed with. the Circuits (644) and (648) are omitted and are replaced by a computing circuit, which is to be shown in Figure 2 by the circuit (654). The same should Have 4 inputs, each of which is connected to one of the outputs (626, 630, 640 and 641) should be. In the representation in the phasor diagram, the pointer you are looking for is from uiF - uiFS the third side of a triangle in which the other two sides go through the pointers uiF and uiFS are given, namely uiF by u <F at point (626) and UiFSch at point (630) while uiFS is determined by u + Fs at point (640) and by UiFschS is given in point (641). The circuit assumed as the computing circuit (654) can use the rules of trigonometry to calculate the length of the pointer the uip - uiFS represents. In the representation in the phasor diagram, the for the Pehlerstrom allowed area given by the area of a circle whose Center with the tip of the pointer coincides, which is the reference value iFS, and the radius of which is given by the value Wgzh.

Zur Erzeugung einer Wechselspannung mit vorgeschriebenem Phasenverschiebungswinkel soll die Schaltung (644) der Figur 2 eine Phasenbrücke enthalten, wie sie zur Horizontalsteuerung von Tyristoren verwendet wird. Dieselbe kann statt des Kondensators eine Induktionsspule mit Eisenkern enthalten. Durch Verändern der Vormagnetisierung mit einer zusätzlichen Spule lässt sich die Induktivität der ersten Spule kontinuierlich verändern. Dabei ändert sich auch der Phasenverschiebungswinkel. Durch eine Regelschaltung wird die Vormagnetisierung solange geändert, bis der Phasenverschiebungswinkel mit dem vorgeschriebenen Sollwert tbereinstimmt.For generating an alternating voltage with a prescribed phase shift angle the circuit (644) of Figure 2 should contain a phase bridge, as used for horizontal control used by thyristors. Instead of the capacitor, it can be an induction coil with iron core included. By changing the premagnetization with an additional Coil, the inductance of the first coil can be changed continuously. Included the phase shift angle also changes. The Bias changed until the phase shift angle with the prescribed Setpoint t is the same.

Die Feststellung des Phasenverschiebungswinkels ÇF durch die Schaltung (625) sollte mit hierfür bekannten Schaltungen keine Scbwierigkeit darstellen. Man kann uR nach der Zeit differenzieren. Dort, wo der Differentialquotient von positiven in negative Werte überwechselt, hat uR ein Maximum. In gleicher Weise differenziert die Schaltung uiF nach der Zeit und findet das Maximum von uiF . Die Zeitspanne T O zwischen den Null durchgängen der Differentialquotienten ist ein Mass für die Phasenverschiebung.The determination of the phase shift angle ÇF by the circuit (625) should not be a problem with circuits known for this purpose. Man can differentiate uR according to time. Where the differential quotient of positive changes to negative values, uR has a maximum. Differentiated in the same way the circuit uiF according to the time and finds the maximum of uiF. The timespan T O between the zero crossings of the differential quotient is a measure of the Phase shift.

Um T O in analoger Form zu erfassen, kann man während der Zeit, wo der eine Differentialquotient positiv, der andere negativ ist, einen Kondensator mittels einer Konstanstromquelle aufladen.In order to capture T O in analog form, one can during the time where one differential quotient is positive, the other negative, a capacitor charge using a constant current source.

Die Schaltung (625) soll ein Abtast-Halte-Glied, auch TS-Einheit genannt, enthalten, ebenso die Schaltung (628). Wenn sich der Schutzschalter im eingeschalteten Zustand befindet, 8011 am Steuereingang der betreffenden TS-Einheit ein Signal liegen, das bewirkt, dass ein am Signaleingang ankommendes Signal zum Ausgang weitergeleitet wird. Ändert sich das Signal am Steuereingang, so geht die TS-Einheit auf Speicherfunktion über. Dann erscheint am Ausgang (626) nicht mehr sondern UfFvorAbsch 2 also der vor der Abschaltung gewesene Wert von UtF. Am Ausgang (630) erscheint nicht mehr der Wert UiFSch S sondern der vor der Abschaltung gewesene Wert. Infolgedessen gleicht sich die Spannung im Punkt (640) auch im abgeschalteten Zustand des Schutzschalters langsam an zu FvorAbsch an. Auch die Spannung in (641) gleicht sich dem vor der Abschaltung gelesenen Wert UiFSchvorAbsch an.The circuit (625) should be a sample-and-hold element, also called a TS unit, included, as well as the circuit (628). If the circuit breaker is switched on 8011 there is a signal at the control input of the TS unit concerned, this causes a signal arriving at the signal input to be forwarded to the output will. If the signal at the control input changes, the TS unit switches to the memory function above. Then UfFvorAbsch 2 no longer appears at the output (626), i.e. the value of UtF before shutdown. No longer appears at the output (630) the value UiFSch S but the value before the switch-off. As a result, equals the voltage in point (640) even when the circuit breaker is switched off slowly on to FvorAbsch on. The tension in (641) is also the same as before Shutdown read value UiFSchvorAbsch on.

Je nachdem wie die Zeitkonstante der Serienschaltung von (632) und (634), respektiv von (636) und (638) gewählt wurde und wie gross die Änderung des Fehlerstromes war, welche die Abschaltung bewirkt hat, kann es sein, dass mehrere weitere Abschaltungen nötig sind, bevor eine ausreichende Angleichung erreicht ist. Soll eine wiederholte Abschaltung auf jeaen Fall vermieden werden, so kann man die Schaltung durch die punktiert eingezeichneten Bauteile ergänzen. Im eingeschalteten Zustand des Schutzschalters verbindet das Schaltglied (633) den Punkt (626) mit (627) und das Schaltglied (629) den Punkt (630) mit (631). Im ausgeschalteten Zustand des Schutzschalters ist (626) mit (635) und (630) mit (637) verbunden.Depending on how the time constant of the series connection of (632) and (634), respectively from (636) and (638), and how big the change in the Fault current that caused the shutdown, it may be that several further shutdowns are necessary before sufficient alignment is achieved. If a repeated shutdown is to be avoided in any case, the Complete the circuit with the components shown in dotted lines. Im switched on In the state of the circuit breaker, the switching element (633) connects the point (626) with (627) and the switching element (629) the point (630) with (631). When switched off of the circuit breaker (626) is connected to (635) and (630) to (637).

Die bisher vorgeschlagenen Fehlerstromschutzschalter bestehen aus einem konventioneller ~enlers-tromschutzschalter FSkonv und einer Zusatzschaltung ZS . Man kann für FSkonv eine hochempfindliche Ausführung benützen. Durch die Zusatzschaltung wird die Empfindlichkeit wieder reduziert, indem der Bereich der für den Fehlerstrom erlaubten Werte erweitert wird. Man kann aber auch für FSkonv eine Ausführung von geringer Empfindlichkeit wählen. Die Zusatzschaltung ZS soll dann den Bereicn der verbotenen Werte erweitern, so z;,ar, dass nur sehr niedrige Fehlerstromwerte erlaubt sind und solche, die kurz vor einer Abschaltung aufgetreten sind.The residual current circuit breakers proposed so far exist the end a conventional power circuit breaker FSkonv and an additional circuit ZS. A highly sensitive version can be used for FSkonv. Through the additional circuit the sensitivity is reduced again by increasing the range of the fault current allowed values is expanded. But you can also use a version of select low sensitivity. The additional circuit ZS should then the area Extend forbidden values, so z;, ar that only allowed very low residual current values and those that occurred shortly before a shutdown.

figur 3 zeigt einen solchen Schutzschalter, bei welchem die Funktion des Teiles FSkonv nicht verandert wird, sodass ein solcher Schutzschalter mit bestehenden Vorschriften im gleichen Masse wie bisher vereinbar bleibt. Es ist bekannt, dass an Baustellen Fehlerstromschutzschalter mit einer Nenn-Abschalt-Fehlerstromstärke von 300 mA verwendet werden.Figure 3 shows such a circuit breaker, in which the function of the part FSkonv is not changed, so that such a circuit breaker with existing Regulations remain compatible to the same extent as before. It is known that On construction sites residual current circuit breakers with a nominal disconnection residual current strength of 300 mA can be used.

Trotz des ungenügenden Schutzes wird dies geduldet, weil mit empfindlicheren Schutzschaltern allzu häufige Fehlabschaltungen eintreten wurden Man kann nun einen solchen Schutzschalter mit einem in Serie liegenden Schütz (770) verwenden. Die Zusatzschaltung soll nur die Einschaltung und Abschaltung des Schützes nicht mehr die des konventionellen Fehlerstromschutzschalters FSkonv als Bauteil steuern. Die bauteile mit den Bezugszahlen (700, 702, 704, 705, 706, 725, 728, 732, 736, 734 und 738) haben genau die gleiche Funktion wie die Bauteile der Figur 2 deren Bezugszahl um 100 niedriger liegt. Die Schaltung (760) verwendet gemäss Patentanspruch 7 zwei verschiedene Werte Wg die aus zwei verschiedenen Grössen A gebildet werden. Die eine dieser Grössen ist der Phasenverschiebungswinkel 9 des Fehlerstromes gegen eine sinusförmige Bezugsspannung, beispielsweise uR . Die zweite Grösse,die für A verwendet wird, ist der Scheitelwert des Fehlerstromes. Die Schaltung (760) bildet die Differenz u - u#FS und die Differenz UiFSch - UiFSchS , welche wie in Anspruch 8 der Anmeldung vom 21. 09. 1976, Aktenzeichen P 26 42 430.6, angegeben je einen Wert #A darstellen, die mit bAf und #AiFSch bezeichnet werden. Als Funktion Wg = f(#A) wurde hier einfach Wg =#A gewählt, also Wg = u#F - u#FS und WgiFSch - uiFSch - uiFSchS . Ist einer dieser Werte, also Wg# oder WgiFSch , grösser als ein festgelegter zulässiger Höchstwert Wg#zh respektiv WgiFSchzh, so soll die Schaltung (760) ein Signal abgeben, welches das Schütz (770) abschaltet. Die. zulässigen Höchstwerte sollen jene Werte Wg sein, welche sich bilden, wenn über einen Menschen ein gefährlicher Strom fliessen würde.Despite the inadequate protection, this is tolerated because it is more sensitive Circuit breakers were too frequent false shutdowns. You can now get one use such a circuit breaker with a series contactor (770). the Additional circuit should only switch the contactor on and off no longer control those of the conventional residual current circuit breaker FSkonv as a component. the components with the reference numbers (700, 702, 704, 705, 706, 725, 728, 732, 736, 734 and 738) have exactly the same function as the components in FIG. 2, their reference numbers is 100 lower. The circuit (760) is used according to claim 7 two different values Wg which are formed from two different quantities A. One of these variables is the phase shift angle θ of the fault current against a sinusoidal reference voltage, for example uR. The second size for A is used, is the peak value of the fault current. The circuit (760) forms the difference u - u # FS and the difference UiFSch - UiFSchS, which as in claim 8 of the application dated September 21, 1976, file number P 26 42 430.6, indicated one each Represent value #A, which are denoted by bAf and #AiFSch. As a function Wg = f (#A) was simply chosen Wg = # A, i.e. Wg = u # F - u # FS and WgiFSch - uiFSch - uiFSchS. If one of these values, i.e. Wg # or WgiFSch, is greater than a specified one permissible maximum value Wg # zh or WgiFSchzh, the circuit (760) should be on Emit a signal that switches off the contactor (770). The. permissible maximum values should those values be Wg, which are formed when a dangerous one about a person Electricity would flow.

Bei Verwendung in einer dreiphasig angeschlossenen Verbraucheranlage hat die Schaltung einen Nachteil. Fliesst nämlich seit etwa einer Minute ein sehr geringer konstanter Fehlerstrom von 1 mA und tritt alsdann eine sehr geringe Anderung des Fehlerstromes von beispielsweise 2 mA ein, so kann sich der Phasenverschiebungswinkel stark ändern, je nachdem von welchem der 3 Phasenleiter dieser zusätzliche Fehlerstrom von 2 mA abfliesst, und es kann zu einer Abschaltung kommen. Ein so geringer Fehlerstrom stellt aber keine Gefahr für einen menschen dar, und die Abschaltung ist daher unerwünscht. Sie lässt sich vermeiden, wenn die Schaltung (760) 80 gebaut ist, dass sie Wgl = iFsch sin (t - #FS ) berechnet und wenn der von ihr erlaubte Höchstwert Wgzhl 5 mA ist. Bezeichnot man t it mit A2 und iFSch mit Al so sieht man, dass Wg = A1 sin ( ßA2) , dass also hier eine Funktion von zwei verschiedenen Werten A verwendet wird. Die Schaltung reagiert auch auf das Auftreten von einem Fehlerstrom, der aus Gleichstrom besteht, da sich hierbei der gewählte Scheitelwert entweder vergrössert oder verringert. Dies ist nicht mehr der Fall, wenn man die Schaltung vereinfacht, inden man die Bauteile (700, 702, 704, und 705) weglässt und die Punkte (7o1 und 703) mit den Enden der Spule (706) verbindet. Diese ist dann nicht mehr an eine Gleichstromquelle angeschlossen. Da die Schaltung (728) von der an der Spule (706) wirksamen Sekundärspannung nur den Scheitelwert USekSch benützt, unter Ausschluss von deren anderen Werten, wirkt es sich nicht aus, wenn der Kern (705) bei einem Fehlerstrom von hohem Effektivwert ins Sättigungsgebiet gelangt. In dem Augenblick, wo sich USekSch bildet, befindet sich der Wert der Induktion des Kernes (705) in der Nähe von null und der Scheitelwert USekSch ist daher auch bei einem Fehlerstrom von hohem Effektivwert noch diesem proportional. When used in a three-phase connected consumer system the circuit has a disadvantage. It has been flowing a lot for about a minute low constant fault current of 1 mA and then there is a very small change of the fault current of, for example, 2 mA, the phase shift angle can change change significantly, depending on which of the 3 phase conductors this additional fault current of 2 mA flows off, and a shutdown can occur. Such a low fault current represents but poses no danger to a person, and the shutdown is therefore undesirable. It can be avoided if the circuit (760) 80 is built so that it Wgl = iFsch sin (t - #FS) is calculated and if the maximum value allowed by it Wgzhl 5 mA is. If one denotes t it with A2 and iFSch with Al, one sees that Wg = A1 sin (ßA2), that a function of two different values A is used here will. The circuit also reacts to the occurrence of a fault current that comes from There is a direct current, as the selected peak value either increases or decreased. This is no longer the case if one simplifies the circuit, in that the components (700, 702, 704, and 705) are omitted and the points (7o1 and 703) connects to the ends of the coil (706). This is then no longer to one DC power source connected. Since the circuit (728) is different from the one on the coil (706) effective secondary voltage only uses the peak value USekSch, to the exclusion of their other values, it has no effect if the core (705) is at a Residual current of high RMS value reaches the saturation area. At this moment, where USekSch is formed, the value of the induction of the kernel (705) is in is close to zero and the peak value USekSch is therefore also in the case of a fault current of high rms value is still proportional to this.

Will man, wie auf Seite 10 unten und Seite 11 dargelegt, ständige Fehlabschaltungen vermeiden, welche bei tyristorgesteuerten Schwingungspaketschaltungen auftreten können, so kann man in Figur 2 zu der durch die Punkte (626), (630), (640) und (641) abgegrenzten Schaltung S eine zweite parallelgeschaltete Schaltung S' hinzufügen. Für die Teile der Schaltung S' sollen die gleichen Bezugszeichen verwendet werden, wie für die korrespondierenden Teile der Schaltung S jedoch mit dem Strich (') als zusätzliches Kennzeichen.If, as explained on page 10 below and page 11, you want to constant Avoid false shutdowns, which is the case with thyristor-controlled oscillation packet circuits can occur, then one can in Figure 2 to the point (626), (630), (640) and (641) delimited circuit S a second parallel connected circuit S ' Add. The same reference symbols are used for the parts of the circuit S ' are, as for the corresponding parts of the circuit S, but with the dash (') as an additional identifier.

An jedem der 4 Punkte (626, 630, 640 und 641) sollen 2 elektronische Schalter eingefügt werden, welche bewirken, dass immer nur eine der beiden Schaltungen arbeitet, wobei die leitenden Verbindungen zu der andern Schaltung unterbrochen sind. Die abgetrennte Schaltung, etwa S',soll lediglich die in ihren Kondensatoren (634' und 638') gespeicherten Werte weiter speichern, ohne dass eine Spannung auf die Widerstände (632' und 636') einwirkt und die Werte verändert. Die angeschlossene Schaltung, im angenommenen Fall also S, arbeitet in normaler Weise. Tritt nun eine Xnderung von ip ein, welche gemäss den Bezugswerten der angeschlossenen Schaltung S nicht erlaubt ist, 80 soll durch die 4 Schalter S abgetrennt und S' angeschlossen werden. Die Schaltung stellt nun fest, ob der neu aufgetretene Wert des Fehlerstromes auch für S' ein unerlaubter Wert ist. Ist dies von Anfang an gleich der Fall, so soll der Schutzschalter abschalten. Während der Dauer des abgeschalteten Zustandes des Schutzschalters sollen die von S' in den Kondensatoren (634' und 638') gespeicherten Bezugswerte verändert werden, so zwar, dass nach der Wiedereinschaltung derjenige Wert des Fehlerstromes, der vorher die Abschaltung bewirkt hat, ein erlaubter ert ist.At each of the 4 points (626, 630, 640 and 641) 2 electronic Switches are inserted, which cause only one of the two circuits works, the conductive connections to the other circuit being interrupted are. The separated circuit, such as S ', should only contain those in its capacitors (634 'and 638') continue to store saved values without applying a voltage the resistors (632 'and 636') acts and changes the values. The connected Circuit, in the assumed case S, works in the normal way. Now kick a Change in ip according to the reference values of the connected circuit S is not allowed, 80 should be disconnected by the 4 switches S and connected to S ' will. The circuit now determines whether the newly occurred value of the fault current is also an impermissible value for S '. If this is the case right from the start, then so should the circuit breaker switch off. For the duration of the switched-off state of the circuit breaker should be those stored by S 'in the capacitors (634' and 638 ') Reference values are changed in such a way that after restarting the Value of the fault current that was previously caused the shutdown, a permitted one is.

Ändert sich der Fehlerstrom aber so, dass sein Wert abwechselnd in den erlaubten Bereich der einen oder oder andern Schaltung, S oder S' fällt, so erfolgt keine Abschaltung.However, if the fault current changes in such a way that its value alternates in the permitted range of one or the other circuit, S or S 'falls, so there is no shutdown.

Man nehme an, eine an 3 Phasen angeschlossene Verbraucheranlage sei durch 1 Fehlerstromschutzschalter Konventioneller Bauart geschätzt, der abschaltet wenn ein Fehlerstrom fliesst, der grösser ist als 26 mA. Dann kar£n es vorkommen, dass ein betriebsnässig bedingter Fenlerstrom von 25 mA fliesst, der Keine Abschaltung bewirkt, und dass ein Mensch einen Aussenleiter berührt, wobei der über seinen Körper fliessende Strom eine Phasenverschiebung von 180 Grad gegenüber dem Fehlerstrom von 26 mA aufweist. Eine Abschaltung erfolgt erst, wenn der über den nschen fliessende Strom einen ert von mehr als 51 mA erreicht. Ist aber die Phasenverschiebung null, so kann schon ein über den Menschen fliessender Strom von 1 mA die Abschaltung bewirken. Der Nachteil einer so ungleichen Empfindlichkeit wird bei den vorgeschlagenen verbesserten Schutzschaltern vermieden.Assume that there is a consumer system connected to 3 phases estimated by 1 residual current circuit breaker of conventional design that switches off if a fault current flows that is greater than 26 mA. Then it may happen that a normal operational Fenler current of 25 mA flows, the No shutdown causes, and that a person touches an outer conductor, which is about his body flowing current has a phase shift of 180 degrees compared to the fault current of 26 mA. A shutdown only takes place when the flowing over the nschen Current reaches a value of more than 51 mA. But if the phase shift is zero, a current of 1 mA flowing through the human being can cause the shutdown. The disadvantage of such uneven sensitivity is improved in the proposed ones Circuit breakers avoided.

Man kann einen beliebigen Fehlerstromschutzschalter mit einer Ideal-Erde-Schaltung, wie beschrieben auf Sete 51 versehen, und die an seinem Ausgang auftretende Spannung mittels eines Komparators mit der Schutzleiterspannung vergleichen.You can use any residual current circuit breaker with an ideal earth circuit, provided as described on page 51, and the voltage appearing at its output compare with the protective conductor voltage using a comparator.

Ist die Differenz der beiden S?&nnungen gefährlich hoch, so soll der Komparator eine Abschaltung des Schutzschalters bewirken, et durch ein Signal auf die Sekundärspule des Summenstromwandlers des konventionellen Teiles. Ohne Verlegung einer besonderen Erdleitung hat man damit gleichzeitig einen Fehlerspannungsschultzschalter.If the difference between the two sizes is dangerously high, it should the comparator cause the circuit breaker to switch off, et by a signal on the secondary coil of the summation current transformer of the conventional part. Without laying With a special earth line you have a fault voltage protection switch at the same time.

Auf Seite 34 der Patentanmeldung -çm 21. 9. 76 ist angegeben, dass die Schaltung (9) der Figur 1 eine Konstantstromquelle von erhöhter Frequenz ist, und dass die an der Spule (13) auftretende Spannungsdifferenz den Istwert der Induktivität repräsentiert. Hierzu ist noch zu bemerken, dass diese Stromquelle nicht notwendigerweise einen Strom von erhöhter Frequenz erzeugen muss. Auch braucht der Strom kei sinusförmiger Wechselstrom zu sein. Die Schaltung (9) soil lediglich in der Spule (13) einen Strom, und an den Spulenenden eine ;psnnung bewirken, so zwar, dass aus einer diesen Grössen (oder eventuell aus bis gleichzeitig) die Induktivität der Spule (13) ermittelt werden kann. Die Schaltung (9) kann etwa ein Impulsgenerator für Dreieckstrom sein, dessen Stromstärke von einem ausseren Widerstand unabhangig ist.On page 34 of the patent application -çm 21. 9. 76 it is stated that the circuit (9) of Figure 1 is a constant current source of increased frequency, and that the voltage difference occurring on the coil (13) represents the actual value of the inductance represents. It should also be noted that this power source is not necessarily must generate a current of increased frequency. The current does not need a sinusoidal one either To be alternating current. The circuit (9) should only generate a current in the coil (13), and cause a tension at the coil ends in such a way that one of these quantities (or possibly from to simultaneously) the inductance of the coil (13) is determined can be. The circuit (9) can be a pulse generator for triangular current, whose current strength is independent of an external resistance.

Während der Zeit wo ein solcher Strom linear steigt, ist die Spannung an den Enden der Spule (13) konstant und hat einen gegebenen Wert etwa v1,falls sich die Induktion noch im linearen Bereich bewegt. Der Induktionshub darf daher nicht zu gross werden. ITach einer gewis@en Zeit nimmt der Strom zeitlich linear ab una zwar so, das die an Qen Enden der Spule (13) entstehende Spannung v den gleicnen Absolutwert hat wie vorhin, jedoch umgekehrtes Vorzeichen. ändert sic nun infolge eines starken Fehlerstromes die Induktion im Wandlerkern, so ändert sich aucn Die Permeabilität (griechischer Buchstabe mü), und der Absolutwert der Spannung (von vl oder v2) hat nicht mehr den gleichen Wert wie vorhin.During the time when such a current increases linearly, the voltage is constant at the ends of the coil (13) and has a given value about v1, if induction is still in the linear range. The induction stroke is therefore allowed don't get too big. After a certain amount of time, the current increases linearly over time from una in such a way that the voltage v den arising at the ends of the coil (13) is the same As before, the absolute value has the opposite sign. sic changes now as a result a strong fault current induction in the transformer core, then the also changes Permeability (Greek letter mü), and the absolute value of stress (from vl or v2) no longer has the same value as before.

Die Regel schaltung schickt nun einen Strom von solcher Richtung uns Grösse durch die Spule dass die InduItion und damit auch die Permeabilitat dieser ihren vorherigen Wert annimmt. Alsdann hat auch die Induktivität der Spule (13) ihren sollwert.The control circuit now sends us a current from that direction Size due to the coil that induction and thus also the permeability this assumes its previous value. Then the inductance of the coil also has (13) your set point.

Für den Aufbau des Reglers wird am besten entsprechend dem heutigen Stand der Technick ein Operationsverstärker benutzt.(Halbleiter Technik, U. Tietze-Ch. Schenk, Springer Verlag, dritte Auflage, Seite 246). Ferner ist auf Seite 34 in Zeile 14-i7 angegeben, dass die Regeleinrichtung eine gewisse Trägheit haben soll, damit nicht die Induktionsänderungen, welche von dem Hochfrequenzstrom hervorgerufen werden, ebenfalls ausgeregelt weraen. Vendet man den beschriebenen Impulsgenerator mit niedriger Frequenz an, so ergeben sich Schwierigkeiten. Diesen kann man ausweichen, indem man den (780) in Fig.4 Kern des Wandlers in Form eines zylindrischen Hohlkörpers als eine aus dünnem Eisenblech gewichelte Rolle ausfiihrt. Mit Ausnahme der Spule (13) werden alle spulen gewickelt, indem der betreffende Draht durch das Loch er wolle durcngeführt wird. In der Mitte des Zylinders sol in radialer Richtung ein Loch L gebohrt sein . Die Spule (13) ist so ausgeführt, aass der Draht zuerst durcii dieses Loch L, dann in Richtung der Zylinaerachse nach der einen Seite aus dem Zylinder herausgefiinrt wird, ein weiteres @ al in das Loch 5 eingeführt una wieder zu der gleichen Seite aus dem Zylinder herausgeführt wird, bis man die gewünschte Viindungszahl hat.For the structure of the controller it is best to use the current one State of the art an operational amplifier is used (semiconductor technology, U. Tietze-Ch. Schenk, Springer Verlag, third edition, page 246). Furthermore, on page 34 in Line 14-i7 stated that the control device should have a certain inertia, thus not the induction changes caused by the high-frequency current are also compensated. If you use the described pulse generator at a low frequency, difficulties arise. You can avoid them, by placing the (780) in Fig.4 core of the transducer in the form of a cylindrical hollow body as a roll wound from thin sheet iron. Except for the coil (13) All the coils are wound by pulling the wire in question through the hole want to be carried out. In the center of the cylinder sol in the radial direction Hole L must be drilled. The coil (13) is designed in such a way that the wire goes through first this hole L, then in the direction of the cylinder axis to one side out of the cylinder is out, another @ al is inserted into the hole 5 and back to the the same side out of the cylinder until you get the desired number of turns Has.

Alsdann wird der Draht ebensooft durch das Loch L und in Richtung uer Zylinderachse nach er ancieren Seite aus dem Zylinder herausgeführt. Auf dem Kern soll sich eine zusätz-(706) liche, in normaler Weise gewickelte Spule befinden, die im ganzen Kern eine gewi@se Vormagnetisierung bewirkt. Dadurch ergibt sich für die Spule (13) eine ganz bestimmte Induktivität. Ändert sich diese durch einen eintretenden Fehlerstrom, so wird sie durch einen von der Regeleinrichtung in der Spule (705) hervorgerafenen Kompensationsstrom zurückgeregelt. Der in der Spule (13) fliessende Strom (etwa Dreieckstrom) verursacht dann in dem einen Teil des Wandlers etwa eine @rhöhung, in eine dem andern entsprechende Ernie@rigung der Permeabilitat.Bei nicht zu grossem Induktionshub verändert dann der in der Spule (13) fliessende Storm die Induktivität der eigenen Spule nur sehr wenig. Der Kern (720) trü@t aus@erd @ die Korpensationsspule (705).Then the wire is just as often through the hole L and in the direction of on the outside of the cylinder axis after the incline side out of the Cylinder led out. There should be an additional (706) liche coil wound in the normal way on the core which causes a certain premagnetization in the whole core. This results in a very specific inductance for the coil (13). This changes through an occurring fault current, it is controlled by one of the control equipment The compensation current generated in the coil (705) is regulated back. The Indian Coil (13) then causes flowing current (approximately triangular current) in one part of the converter, for example, an increase in a corresponding decrease in the Permeability. If the induction stroke is not too large, the one in the coil changes (13) current flowing the inductance of its own coil very little. The core (720) trü @ t from @ erd @ the compensation coil (705).

Claims

Claims 1. Residual current circuit breaker, characterized in that that it contains a circuit which for at least one of the through the summation current transformer guided operating current conductor calculates a value Wg and which the disconnection to protect people from electric shock effects if for at least one this ladder fulfills the condition Wg> Wgzh, where Wg is a function of # aA or the voltage uLE or uLS or occurring in the relevant conductor of time t, i.e. Wg = f (hA), or Wg = f (#A, uLE, uLS, t) where A is either a conductance GLS or GLE or one of the capacities LS or CljE or one of the admittance values YLS or YLE, where GLS means the conductance that is required for the amperage of the current flowing away from the conductor in question to the protective conductor is decisive, while CLS means the decisive capacity for this fault current and and CLE the corresponding Values for the current flowing to earth mean, with YLS and YLE the corresponding Admittance values mean, with the appended index LS one between the relevant conductor and the Scilutzleiter, the index LE one between the relevant conductor and the earth existing quantity, whereby the difference between two values of this quantity, i.e. #A = Am - AS, where Am is the currently occurring value of A is, where AS is a suitable value obtained from previously occurring values A. where Wgzh is a value of Wg that is formed when a person enters Current flows from the point in time tm-T3 to the point in time tm The course has that the stress caused by this is the highest permissible for this person is considered to have been reached, where T3 is the time ~~ - which is a normal reacting person needed to avoid the action of a current flowing through his body to free, where tm is the time of the current moment.

2. Residual current protection switch characterized in that it has a Contains circuit which for each of the outer conductors led through the summation current transformer and the neutral conductor or the central conductor, the guide values GLS and GLE as well as possibly the capacities LS and CLE are calculated, whereby GLS means the conductance that is required for the Amperage of the current flowing from the relevant conductor to the protective conductor is decisive, while 0LS is the decisive capacity for this filer flow means and GLE and OLE mean the corresponding values for the current flowing to earth, further characterized by a circuit which one for each individual conductor hypothetical fault current iFhL is calculated by dividing the occurring in this conductor Voltage and suitable values GSLS, GSLE and possibly also CSLE and CSLS are used These conductance values and capacities are derived from previously occurring values GLS w GLE w CLS and CLE are obtained, for example GSLS being the lowest in the value of GLS that occurred in the last 2 seconds, as well as GSLE CSLS and CSLE the lowest value of the corresponding size, further indicated by a Circuit showing the sum EiShL of these hypothetical error tones from the im Summation current transformer subtracts effective fault current, further characterized in that the difference iF-Fh = iF - #iFhL as value #A according to claim 8 of the patent application dated 09/21/1976, file number P 26 42 430.6, to control a possible shutdown is recycled.

3. Residual current circuit breaker characterized by a circuit, which at the time ab in the switched-off state of the circuit breaker for each the outer conductor passed through the core of the summation current transformer and the neutral conductor respectively central conductor one (GL (E + S)) or two (GLE and GLS) conductance values and one (CL (E + S)) or two (CLE and CLS) capacities notices and stores, furthermore characterized in that the circuit for the fault current iF w that will occur later when the circuit breaker is switched on, a hypothetical value iFh is calculated, which is correct if the stated guide values and capacities when the circuit breaker is switched on are still the same Values have, as before at the point in time tabg, with possibly the respectively the terms with the size C (capacity) are omitted for lower demands than negligible can, further characterized in that the difference iF - iFh as value # A according to claim 8 of the application 09/21/1976, file number P 26 42 430.6 for Control of a possible disconnection is used, where GL (E + S) denotes Conductance means that between the section of the the relevant conductor on the one hand and the earth and the protective conductor on the other hand, where GLE means the conductance between this conductor section and earth exists alone, whereby GLS means the conductance between this head department and the protective conductor, where CL (E + S), CLE and 0LS are the corresponding capacities mean.

4. Residual current circuit breaker genäss claim 2, characterized in that that when calculating iFh for part of the conductance values ouer the capacities those values are used which are in the switched-off state of the circuit breaker were found, so that the number of unknowns, which are still in the switched on Condition to look for are diminished and building up the Calculation circuit simplified.

5 ## fault current protection switch according to claim 2, 3 or 4, characterized by a coil (530) attached to the summation current transformer (518) in Figure 1, through which a current iph flows when the circuit breaker is switched on, which is set by a special circuit is that iFh is proportional to the sum #iFhL of the fault currents iFhL of the neutral conductor and the outer conductor passed through the Miandler core, whereby for a supply network with protective earth, dULE iFhL = GL (E + S) ULE t CL (E + 9) dt where for a supply network with zeroing protection measure applies where the or the terms with the quantity C (capacitance) can be omitted as negligible in the case of lower claims, where GL (E + S) is the ohmic conductance, CL (E + S) is the capacitance between the section AvL belonging to the consumer system of one of the through the summation current transformer (518) on the one hand and the earth and aem protective conductor on the other hand, where GLE mean the ohmic conductance, CLE the capacitance, between AvL on the one hand and earth on the other hand, GLS the ohmic conductance, CLS the capacitance, between NL on the one hand and the protective conductor on the other hand, where u is the voltage at the instant tm between the relevant conductor section and earth, where uL5 is the voltage at the same time tm between the relevant conductor section and the protective conductor, where in the 2 equations for the conductance values G and the capacities C those values are to be used, which during the last or one vorau The previous disconnection determined Y s den, further characterized in that the flow caused by the coil (530) compensates that of the fault current iF if the underlying conductance values and capacitances are the same as those present at the moment tm.

6. Residual current circuit breaker according to claim 5, characterized by a coil (529) attached to the summation current transformer core (518) and a Circuit (525), which generates a current in the coil (529), the induction keeps constant in the converter core (518) even if the caused by the coil (530) Flooding is different from that of the fault current iF.

7. Residual current circuit breaker according to one or more of the claims present patent application or that of September 21, 76, file number P 26 42 430.6, characterized in that in addition to or instead of the previously proposed for A. one or more other variables A are determined to be monitored, that from it Values Wg = f (hAl) or Wg = f (hAl, Via2) formed or calculated and that the disconnection of the circuit breaker by an or multiple values Wg is made dependent, with as another variable for example the instantaneous value of the fault current or its last peak value, or the real or the imaginary component of the complex fault current of a the outer conductor or a phase shift angle of the fault current of one of the Outer conductor against the voltage of one of the outer conductors can be used.

8. Residual current circuit breaker according to one or more claims of the present patent application or that of September 21, 1976, file number P 26 42 430.6, characterized in that after a shutdown has occurred Reference value AS1 is introduced so that certain values of the to be monitored Size which are close to the reference value Asi and which are before the switch-off were not allowed without a shutdown would have occurred, now occur may without this being done.

9. Fault current circuit breaker according to claim 8, characterized in that that while maintaining the range of permitted values according to claim 8 according to a or several other shutdowns one or more other areas allowed Values are introduced.

10. Residual current circuit breaker according to claim 8 or 9 through this indicated that the reference value (s) introduced after shutdowns are such Values of A are which either shortly before the start of the shutdown process or during the duration of the switched-off state or after the restart process has been completed appeared.

11. Residual current circuit breaker for automatic restart characterized by a circuit which, before switching on again, all or a part of the sections belonging to the consumer system of the ladder L below sets a voltage to earth that is harmless to humans, L being those Denotes conductors that have passed through the core of the summation current transformer, and which represent either one or more outer conductors or the neutral conductor, wherein the between this, respectively these conductor sections on the one hand and the Earth, on the other hand, the existing voltage difference should be eo large that a you exposed person feels compelled to free himself from their influence.

12. Residual current circuit breaker according to claim 11 characterized by a circuit which, before switching on again, also between the different Conductor sections 4 L generates a voltage difference, which in an expedient manner Can be changeable, for example, from an impulse from 0.04 seconds duration, which is repeated every 0.4 seconds, so although, that there is no disruptive effect on electrical devices that are switched on.

13. Residual current circuit breaker according to one or more of the claims of the present patent application or that dated September 21, 1976, file number P 26 42 430.6, characterized by a delay circuit which causes the automatic restart only takes place if after one has occurred Shutdown a time TB has elapsed, which for a normally reacting person is sufficient to keep yourself safe from the risk of electric shock.

14. Residual current circuit breaker according to one of the claims of the present Patent application or that of September 21.

1976, file number P 26 42 450.6, characterized in that he at the same time the features of one or more other claims of these applications owns.