DE3106960A1

DE3106960A1 - "fehlerstromschutzschalter"

Info

Publication number: DE3106960A1
Application number: DE19813106960
Authority: DE
Inventors: Helmut Ing.(Grad.) 3250 Hameln Heindorf
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1981-02-25
Filing date: 1981-02-25
Publication date: 1982-09-09
Also published as: IT1149680B; FR2500682B3; FR2500682A1; IT8219835A0

Description

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"Fehlerstromschutzschalter"

Die Erfindung betrifft einen Fehlerstromschutzschalter mit einem Wandler, dessen Primärwicklungen von hin- und rückfließendem Verbraucherstrom durchflossen werden und dessen Sekundärwicklung an einen Auslöser angeschlossen ist.

Es sind empfindliche Fehlerstromschutzschalter für Fehlerströme von 30 mA und auch solche für 10 mA bekannt. Der Unterschied in der Empfindlichkeit ist bedingt durch die Zahl der Windungen der Primärwicklungen des Wandlers und/oder durch das Wancilermaterial und/oder empfindlichere Auslöserelais. 30 mA-Fehlerstromschutzschalter sind manchen Anwendern nicht ausreichend empfindlich genug. Sie wünschen daher vielfach auch die empfindlicheren 10 mA-Fehlerstromschutzschalter. Aus Platzgründen sind eine Vergrößerung der Windungszahl der Primärwicklungen und/oder ein größerer Wandlerkern nicht immer möglich, so daß zur Erzielung der größeren Empfindlichkeit hochwertigeres und daher auch teueres Wandlermaterial eingesetzt werden muß. Eine höhere Empfindlichkeit läßt sich aber auch durch den Einsatz von empfindlichen Auslöserelais, die allerdings auch verhältnismäßig teuer sind, erreichen.

Es sind auch 30 mA- oder 10 mA-Fehlerstromschutzschalter mit elektronischer Verstärkung bekannt, die das Netz als Hilfsenergiequelle benötigen. Nachteilig ist bei diesen Schaltern, daß bei Ausfall der Hilfsenergie z. B. bei Unterbrechung des Neutralleiters vor dem Schalter trotz möglichen Fließens eines Fehlerstromes, keine Auslösung erfolgt. Weiterhin haben diese Schalter wie auch die eingangs erwähnten Fehlerstromschutzschalter nur einen festen Abschaltwert,

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der nicht immer optimal an den nachgeschalteten Verbraucher angepaßt ist. Bei zu empfindlichen Fehlerstromschutzschaltern tritt u. U. zu häufiges Abschalten ein, während bei unempfindlicheren Fehlerstromschutzschaltern u. U. kein ausreichender Schutz gewährleistet ist.

Die Erfindung bezweckt ,den eingangs erwähnten Fehlerstromschutzschalter so auszugestalten, daß seine Ansprechempfindlichkeit veränderbar ist. Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß Mittel zur wahlweisen Vormagnetisierung des Wandlers vorgesehen sind und der Vormagnetisierungsstrom von der Netzspannung abgeleitet ist. Bei einem Fehlerstromschutzschalter mit einem PrüfStromkreis, in dem mit Hilfe einer Prüftaste ein nachgeahmter den Auslöser des Schalters zum Ansprechen bringender Fehlerstrom einschaltbar ist, wird die Erfindung dadurch verwirklicht, daß parallel zum Prüftastenkontakt ein Widerstand einschaltbar ist. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 3 und 4 angegeben.

Anhand der Zeichnung sei die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen zweipoligen Fehlerstromschutzschalter mit zweistufiger Umschaltung der Ansprechempfindlichkeit, während in

Fig. 2 ein solcher mit mehrstufiger Umschaltung und verringertem Vormagnetisierungsstrom und somit verringerter Verlustleistung wiedergegeben ist. In

Fig. 3 ist eine Möglichkeit zur stufenlosen Verstellung der Ansprechempfindlichkeit eines Fehlerstromschutzschalters dargestellt.

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Bei der Anordnung nach Fig. 1 ist von einem herkömmlichen zweipoligen 30 mA-Fehlerstromschutzschalter ausgegangen, der einen Wandler 1 mit Primärwicklungen 2 und 3 und eine Sekundärwicklung 17 enthält. Die Primärwickl unno.n liocjon über Klommen 2¹ und 3¹ an der Phase L bzw. dem Neutral leiter N eines Netzes und stehen andererseits über Schaltkontakte 4 und b des Fehlerstromschutzschalters mit Klemmen 6, 7, an die ein nicht dargestellter Verbraucher anschließbar ist, in Verbindung. Die Kontakte 4, 5 werden von einem Schaltschloß 8 gesteuert, das gleichzeitig einen Schaltkontakt 9 für einen Prüfstromkreis betätigt. Der Prüfstromkreis führt von der Klemme 2¹, an die die Netzphase L anschließbar ist, über eine Prüftaste 10 einen Widerstand 11, den Schaltkontakt 9 zu dem mit dem Schaltkontakt 5 verbundenen Ende der am Neutralleiter liegenden Primärwicklung 3. Die Sekundärwicklung ist mit einem Auslöserelais 12 verbunden, das auf das Schaltschloß 8 einwirkt. Parallel zur PriifLa:.Le 10 ist. ο i π W i dors t.irnl \:\ vorgesehen, der mit Hilfe eines Schalters 14 eingeschaltet werden kann.

Bei geöffnetem Schalter 14 ist die Grundempfindlichkeit des Fehlerstromschutzschalters, bestimmt durch die Windungszahl der Primärwicklungen 2 und 3 und durch das verwendete Wandlermaterial am Auslöserelais eingestellt. Wird der Schalter 14 geschlossen, so erhält der Wandler im eingeschalteten Zustand bei dem auch der Kontakt 9 des PrüfStromkreises geschlossen ist, eine Vormagnetisierung. Der Vormaqnetisierungsstrom richtet sich nach der Größe des Widerstandes 13. Durch die Vormagnetisierung wird der Fehlerstromschutzschalter empfindlicher, da bei Auftreten eines lelilorstromes nur noch der Differenzstrom zwischen dem Vormagnetisierungsstrom und dem Auslösestrom zur Abschaltung des fehlerhaften Stromkreises erforderlich ist. Durch den rein ohmschen Vormagnetisierungsstrom ist der Schalter zwar bei rein kapazitiven oder

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induktiven Fehlerströmen weniger empfindlich als bei rein ohmschen, da für die Ansprechempfindlichkeit die geometrische Summe von Vormagnetisierungsstrom und Fehlerstrom maßgebend ist. Diese geringere Empfindlichkeit kann aber durchaus vorteilhaft sein, denn kapazitive Ableitströme z. B. durch lange Leituncjszüge können einen empfindlichen Schalter der herkömmlichen Art schon zur Auslösung bringen, ohne daß ein echter Fehlerstrom fließt.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist besonders vorteilhaft, weil schon allein die Tatsache der Umschaltbarkeit auf verschiedene Empfindlichkeiten dem Fehlerstromschutzschalter ein größeres Anwendungsgebiet erschließt. Der Schalter baut auf dem Grundgerät mit der niedrigsten Empfindlichkeit auf und läßt sich dadurch in preisgünstiger Ausführung erstellen. Der Aufwand für die Umschaltvorrichtung ist besonders einfach, da in seiner einfachsten Ausführung lediglich ein zusätzlicher Widerstand und ein Schaltkontakt erforderlich sind. Da die Umschaltung primärseitig erfolgt, und für die Einschaltung der höheren Empfindlichkeit die Netzspannung .ils Hi If sspannunq verwendet wird, ergeben sich keine Schwierigkeiten mit Kontaktübergangswiderständen, da der Stromkreis für den Vormagnetisierungsstrom verhältnismäßig hochohmig ist. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß der Schalter wenn auch nur mit seiner Grundempfindlichkeit im Fehlerfall auch dann immer noch funktioniert, wenn die für die hohe Empfindlichkeitsstufe erforderliche Hilfsenergie ausfällt. Der Fehlerstromschutzschalter läßt sich an beliebige Installationen bzw. für verschiedene Verwendungszwecke z.B. durch den Fachmann selbst anpassen. Das Gerät ist weniger von kapazitiven Ableitströmen abhängig, es behält aber seine hohe Empfindlichkeit z. B. bei direktem Berühren bei, da der Widerstand des menschlichen Körpers überwiegend olimsch ist.

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Bei dem Ausführunqsbei spiel nach Fig.. 2 ist parallel zu dom Widerstand 13 noch ein weiterer Widerstand 13' mit einem anderen Widerstandswert vorgesehen. In Reihe mit dem Widerstand 13 bzw. dem Widerstand 13' liegt eine auf den Wandler aufgebrachte Wicklung 15, durch die eine eventuell zu hohe Verlustleistung reduziert werden kann. Für die Wicklung 15 genügen wenige Windungen aus dünnem Draht. Der Schalter 14* ist als Umschalter mit Mittelstellung ausgebildet, so daß der Stromkreis über die Widerstände 13, 13' wahlweise geöffnet oder für den einen oder anderen Widerstand geschlossen sein kann. Es wird dadurch erreicht, daß die Empfindlichkeit in drei Stufen einstellbar ist.

Bei der Ausführung nach Fig. 3 ist anstelle eines Widerstandes 13 ein Potentiometer 16 vorgesehen, das es erlaubt, die Empfindlichkeit des Fehlerstromschutzschalter stufenlos einzustellen. Das Potentiometer könnte bei entsprechender Auslegung auch gleichzeitig zum ungefähren Prüfen der Empfindlichkeit des FI-Schalters benutzt werden, vorausgesetzt, daß die Netzspannungsabweichung sich in Grenzen hält und vom Hersteller ein Auslösebereich angegeben wird, bei welcher Potentiometerstellung eine Auslösung erfolgen muß.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen kann der Ansprechwert des FI-Schalters nur in Richtung "empfindlich" bis zu einer eventuellen Auslösung verändert werden, unempfindlicher als die Grundeinstellung - Auslösung ohne Hi Ifsenerqie - kann der Auslösewert auch bei Versagen der getroffenen Maßnahmen oder beabsichtigter bzw. unbeabsichtigter Verstellung des Umschalters bzw. Potentiometers nicht werden.

7 Seiten Beschreibung.

4 Patentansprüche

1 Blatt Zeichnung mit 3 Fig.

1 Zusammenfassung

Leerseite

Claims

Licentia Patent-Verwaltungs-G.m.b.H. 6 Frankfurt/Main, Theodor-Stern-Kai 1
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4. Februar 1981

Patentansprüche:

( 1 ^Fehlerstromschutzschalter mit einem Wandler, dessen Primärwicklungen von hin- und rückfließendem Verbraucherstrom durchflossen werden und dessen Sekundärwicklung an einen Auslöser angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur wahlweisen Vormagnetisierung des Wandlers (1) vorgesehen sind und der Vormagnetisierungsstrom von der Netzspannung abgeleitet ist.

Fehlerstromschutzschalter mit einem PrüfStromkreis, in dem mit Hilfe einer Prüftaste ein nachgeahmter, den Auslöser des Schalters zum Ansprechen bringender Fehlerstrom einschaltbar ist nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des wahlweise einschaltbaren Vormagnetisierungsstromes parallel zum Prüftastenkontakt (10) ein Widerstand (13, 13', 16) einschaltbar ist.

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Fehlerstromschutzschaltor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vormagnetisierungsstrom in seiner Größe durch mehrere unterschiedlich große Widerstände (13, 13') oder mit Hilfe eines Potentiometers (16) wählbar ist.

Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reduzierung der Verlustleistung in dem Vormagnetisierungskreis eine zusätzliche Wandlerwicklung (15) und ein entsprechend höherer Widerstand eingeschaltet sind.