DE2943725C2 - Verfahren zur Prüfung einer Fehlerstromschutzeinrichtung mit einem Summenstromwandler und Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zur Prüfung einer Fehlerstromschutzeinrichtung mit einem Summenstromwandler und Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung einer Fehlerstromschutzeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens.
Gemäß § 12 der VDE-Vorschrift 0664/3.63 sollen Fehlerstromschutzschalter bis 500 Volt Wechselspannung und bis 63 Ampere mit einer Prüfeinrichtung versehen sein, die mit Hilfe der Netzspannung die Wirksamkeit des Schutzschalters zu prüfen gestattet Die bis jetzt bekannten Prüfeinrichtungen sind im wesentlichen so aufgebaut, daß ein Prüfstromkreis gebildet ist, dessen eines Ende an den Nulleiter vor dem Summenstromwandler und dessen anderes Ende an einen der Phasenleiter hinter dem Summenstromwandler geschaltet ist, wobei der Prüfstromkreis zur Erzielung eines geeigneten Prüfstromes einen Widerstand und zur Zuschaltung dieses Prüfstromes einen handbetätigten Schalter aufweist.
Derartige handbetätigte Schalter können beispielsweise so ausgebildet sein, wie in der DE-OS 26 18 295 dargestellt. Durch den Entwurf VDE 0664b/.. 79 sollen Fehlerstromschutzschalter nicht nur bei Wechselstrom-Fehlerströmen und Gleichstrom-Fehlerströmen überhaupt auslösen. Prüfeinrichtungen, mit denen solche Gleichstrom-Fehlerströme simuliert werden können, sind bis jetzt nicht bekanntgeworden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Prüfung von Fehlerstromschutzeinrichtungen der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem zusätzlich zu Wechselstrom-Fehlerströmen auch pulsierende Gleichstrom-Fehlerströme und glatte Gleichstrom-Fehlerströme simuliert werden können. Ferner sollen Einrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens geschaffen werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgcmiiß durch die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst
Die Einrichtung, mit der dieses Verfahren durchgeführt werden kann und bei der ein mittels einer Prüftaste zuschaltbarer Prüfstromkreis vorhanden ist, ist den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 2 zu entnehmen.
Mit dem Vorsehen einer Stromrichtereinrichtung in dem Prüfstromkreis können — bei geeigneter Auslegung dieser Stromrichtereinrichtung — sowohl Wechselstrom-Fehlerströme als auch Gleichstrom-Fehlerströme mit einer gewissen Restwelligkeit und pulsierende Gleichstrom-Fehlerströme simuliert werden. Zwar sind Einrichtungen zum Prüfen von Fehlerstromschutzschaltern bekannt, siehe z. B. die DE-OS 28 00 5G6 oder 27 56 012. Bei beiden handelt es sich aber nicht um in die Fehlerstromschutzschalter integrierte Einrichtungen. Mit der Einrichtung nach der DE-OS 28 00 566 wird ein gleichmäßig ansteigender Wechselstrom erzeugt, um den Auslösestrom eines Fehlerstromschutzschalters zu bestimmen. Das Gerät nach der DE-OS 27 56 012 soll entweder ortsfest installiert werden oder tragbar ausgebildet sein; gemessen werden soll, ob der Erdungswiderstand einer Installation mit der Maßnahme Fehlerstromschutzschaltung den zulässigen Wert überschreitet
In der Vergangenheit sind in der Hauptsache Fehlerstromschutzschalter bekanntgeworden, die bei Wechselfehlerströmen ansprechen. Durch den Entwurf der oben erwähnten VDE-Vorschrift sollen Fehlerstromschutzschalter geschaffen bzw. allgemein eingeführt werden, mit denen insbesondere pulsierende Gleichstrom-Fehlerströme erfaßt werden können. Aus diesem Grunde ist es notwendig, einen Prüfstromkreis zu schaffen, mit dem ein Prüfkreisstrom erzeugt wird, der einem pulsierenden Gleichstrom-Fehlerstrom entspricht Dies wird durch die Merkmale des Anspruches 3 erreicht. Benutzt man nun gemäß Anspruch 4 als Gleichrichter eine Diode, so können pulsierende, jeweils einer Halbwelle entsprechende Gleichstrom-Fcblerströme erfaßt werden bzw. simuliert werden, die bei Phasenanschnittsteuerungen entstehen können.
Anhand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbetspiele der Erfindung dargestellt sind, soll die Erfindung näher erläutert und beschrieben werden. Es zeigt
F i g. 1 eine erste Schaltungsanordnung mit einer Stromrichtereinrichtung,
Fig.2 eine weitere Schaltungsanordnung mit einer Diode, und
F i g. 3 eine der Anordnung nach F i g. 2 entsprechende Prüfeinrichtung mit einem Thyristor.
Es wird Bezug genommen auf die F i g. 1.
Ein Leitungsnetz besitzt drei Phasenleiter L\, L2, Ly, sowie einen Nulleiter N, die alle durch einen Summenstromwandler 10 hindurchgeführt werden, wobei die Phasenleiter zusammen mit dem neutralen Leiter eine sogenannte Primärwicklung bilden. Der Summenstromwandler 10 besitzt ferner eine Sekundärwicklung 12, in der eine Sekundärspannung erzeugt wird, die bei Auftreten eines Fehlerstromes ein Relais ansteuern, in dem ein Schaltschloß 14 zur öffnung von Kontakten 16 betätigt wird. Eine derartige Schaltungsanordnung, die nicht nur für Wechselstrom-Fehlerströme, sondern auch für Gleichstrom-Fehlerströme aller Arten ausgelegt ist, ist z. B. aus der DE-OS 25 55 221 bekanntgeworden.
Zur Erzeugung eines Prüf-Fehlerslromes bzw. zur Simulierung eines Fehlerstromes im Fehlerstromschutzschalter oder in der Fehlerstromschutzeinrichtiing ist ein Prüfstromkreis /'vorgesehen,dessen eines Ende bei
18 an den neutralen Leiter N und dessen anderes Ende bei 20 an den Phasenleiter L1 angeschlossen ist Beide Enden des Prüfstromkreises P sind der gleichen Seite des Summenstromwandler angeschlossen. Der Prüfstromkreis P besitzt ferner einen Wechselrichter bzw. Stromrichter 22, sowie eine Prüf taste 24 bzw. einen Prüfschalter 24 und einen Widerstand 26. Die wechselstromseitigen Anschlüsse des Stromrichters 22 sind direkt hinter den Kontakten 16 an das Netz angeschlossen. Am ausgangsseitigen Anschluß des Stromrichters, to d. h. an der Gleichrichterseite, ist eine Zusatzwicklung 28 angeschlossen, in der ein Widerstand 30 liegt
Die Wirkungsweise der Prüfeinrichtung ist nun die folgende:
Beim Schließen des Schalters 24 fließt durch die Stromrichtereinrichtung 22 ein durch den Widerstand bestimmter Prüfkreisstrom. Dieser Prüfkreisstrom wird in der Stromrichtereinrichtung 22 entweder in einen Wechselstrom-Fehlerstrom oder in einen pulsierenden Gleichstrom-Fehlerstrom oder in einen glatten Gleichstrom-Fehlerstrom umgewandelt Ober die Wicklung 28 wird dann eine dem entsprechenden stromrichterausgangsseitigen Strom entsprechende Durchflutung erzeugt, die in der Sekundärwicklung 12 eine Spannung erzeugt, die in oben beschriebener Weise die Kontakte öffnet Je nach Ansteuerung der Stromrichtereinrichtung 22 kann, wie oben erwähnt, eine gewünschte Durchflutung des Summenstromwandler bewirkt werden. Auf diese V/eise ist es möglich, einen Wechselstrom-Fehlerstrom, einen pulsierenden Gleichstrom-Fehlerstrom oder einen glatten Gleichstrom-Fehlerstrom zu simulieren. Der Widerstand 30 hat die Aufgabe, den in der Wicklung 28 fließenden Strom zu begrenzen, damit der Summenstromwandler 10 nicht in die Sättigung gefahren und damit unempfindlich wird.
Es sei nun Bezug genommen auf die F i g. 2. Man erkennt in der F i g. 2 einen Phasenleiter L sowie einen neutralen Leiter N, die mittels einer Kontakteinrichtung 30 getrennt werden können, welche Kontakteinrichtung von einem Schaltschloß 32 betätigt wird. Die Leiter Λ' und L sind als Primärwicklung durch einen Summenstromwandler 34 hindurchgeführt, wobei dem Summenstromwandler eine Sekundärwicklung 36 zugeordnet ist, an deren Ausgangsklemmen 38 ein Kondensator 40 und ein Auslöserelais 42 geschaltet sind, weiches Auslöserelais bei Auftreten eines Fehlerstromes das Schaltschloß auslöst. Eine derartige Schaltungsanordnung ist beispielsweise durch die DE-AS 20 36 497 bekanntgeworden, wobei dort anstatt einer Reihenschaltung von Kondensator und Auslöserelais eine Parallelschaltung beider vorgesehen ist. Der Prüfstromkreis P\ ist mit seinem einen Ende bei 44 an den N'illeiter bzw. an den Leiter N und mit seinem anderen Ende bei 46 an den Phasenleiter L angeschlossen. Der Prüfstromkreis P\ besitzt einen Widerstand 48 zur Begrenzung des Simulierprüfstromes, einen Prüftastenschalter 50 und eine ungesteuerts Halbleiterdiode 52. Zur Erzeugung eines simulierten Fehlerstromes wird der Prüftastenschalter 50 geschlossen und von dem Phasenleiter L fließt ein Strom in den neutralen Leiter N, wodurch aufgrund der Zuschaltung to der Diode 52 eine Durchflutung im Summenstromwandler erzeugt wird, die der Durchflutung entspricht, die von einem pulsierenden Gleichstrom-Fehlerstrom herrührt. Diese Durchflutung induziert in der Sekundärwicklung 36 eine Spannung, die das Relais 42 und damit das Schaltschloß 32 zur Öffnung der Kontakte 30 betätigt.
Wie oben erwähnt, können mit der Anordnung gemäß Fig.2 lediglich papierende Gleichstrom-Fehlerströme simuliert werden, also Gleichstrom-Fehlerströme, bei denen lediglich eine Halbwelle pro Periode auftritt. In neuerer Zeit sind elektrische Geräte auf dem Markt erschienen, bei denen z. B. eine Drehzahlreglung mittels einer Phasenanschnittssteuerung erfolgt Gleichstrom-Fehlerströme, die auf eine derartige Phasenanschnittssteuerung zurückgehen, bzw. die bei einem Fehler in einem Gerät auftreten, das mit Phasenanschnittssteuerung angetrieben wird, können mit der An dnung gemäß F i g. 2 nicht simuliert werden. Aus diesi m Grund ersetzt man die Diode 52 durch einen Thyristor 54, der mittels einer geeigneten Ansteuerungseinrichtung 56 ansteuerbar bzw. in den entsprechenden Phasenwinkeln gezündet wird. Es ist festzuhalten, daß mit der Anordnung gemäß der F i g. 3 nicht nur ein phasenangeschnittener Gleichstrom-Fehlerstrom simuliert werden kann, sondern selbstverständlich auch ein phasenangeschnittener Wechselstrom. In diesem Falle wird anstatt eines Thyristors e:.n Triac vorgesehen (nicht dargestellt).
Mit der in den F i g. 2 und 3 darges.-.iJten Piüfeinrichtung wird im wesentlichen der Kondensator 40 überprüft Im Falle eines Kurzschlusses oder einer sonstigen Beschädigung des Kondensators (der dann als Leiter anzusehen ist) wird die Schaltungseinrichtung gemäß Fig.2 rVire Gleichstrom-Fehlerstrom-Empfindlichkeit verlieren, jedoch bei Wechselströmen weiterhin noch ansprechen. Aus diesem Grunde wird die erfindungsgemäße Prüfeinrichtung vorgesehen. Dabei ist darauf zu achten, daß die Durchlaßrichtung der Diode 52 immer so gewählt ist, daß bei reiner Wechselstromempfindlichkeit d. h. also bei zerstörtem Kondensator, eine Auslösung bei einem Prüfstrom nicht bewirkt wird, woraus man schließen kann, daß der Kondensator zerstört ist und die Einrichtung auf Gleichstrom-Fehlerströme nicht mehr anspricht. Wie die Polung der Diode oder des Thyristors zu erfolgen hat, hängt auch von der Polung des Auslösers 42 ab. Die Polung als solche kann daher im wesentlichen nur vom Hersteller des Schalters festgelegt werden. Das Gleiche gilt auch für die Anordnung gemäß der F i g. 3. Eine besondere Polung ist dann nicht erforderlich, wenn beispielweise anstatt des Thyristors ein Triac vorgesehen ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Prüfung einer Fehlerstromschutzeinrichtung mit einem Summenstromwandler für Wechselstrom-Fehlerströme, pulsierende Gleichstrom-Fehlerströme und Gleichstrom-Fehlerströme, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Summenstromwandler (10; 34) der Fehlerstromschutzeinrichtung eine magnetische Durchflutung erzeugt wird, die der Durchflutung entspricht, die bei im Netz auftretenden Wechselstrom-Fehlerströmen, pulsierenden Gleichstrom-Fehlerströmen und Gleichstrom-Fehlerströmen auftritt
2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem mit einer Prüf taste zuschaltbaren Prüfstromkreis, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfstromkreis (P) eine Stromrichtereinrichtung (2?) aufweist
3- EinrichtU2g zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines pulsierenden Gleichstrom-Fehlerprüfstromes im Prüfstromkreis (P1) ein Gleichrichter (52) eingeschaltet ist (F ig. 2).
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Gleichrichter eine Diode (52) vorgesehen ist (F i g. 2).
5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Gleichrichter ein gesteuertes Halbleiterventil (54.56) vorgesehen ist (F i g. 3).
DE2943725A 1979-10-30 1979-10-30 Verfahren zur Prüfung einer Fehlerstromschutzeinrichtung mit einem Summenstromwandler und Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens Expired DE2943725C2 (de)

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