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Die Erfindung betrifft einen elektronischen Auslöser eines in die
Versorgungsleitungen eines Lastkreises eingesetzten Schaltgeräts
zur automatischen Unterbrechung des Stroms in diesen Leitungen
bei Auftreten eines Fehlers, wobei der genannte elektronische
Auslöser eine elektronische Schaltung zur Verarbeitung eines von einer
Fehlerstrom-Meßeinrichtung zur Bewirkung der Abschaltung des
genannten Schaltgeräts im Fehlerfall ausgesandten Fehlersignals
sowie eine mindestens an zwei der genannten Versorgungsleitungen
angeschlossene Hilfsenergiequelle für die genannte elektronische
Schaltung umfaßt.
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Für den Betrieb des Elektronikteils von elektronischen Auslösern
ist eine bestimmte Energie erforderlich, und man unterscheidet in
diesem Zusammenhang Auslöser mit Eigenstromversorgung, bei
denen die Energie vom Fehlerstrom selbst abgenommen wird, und
hilfsenergieabhängige Systeme, bei denen die erforderliche Energie
von einer unabhängigen Spannungsquelle oder vom zu
überwachenden Netz geliefert wird. Bei direkter Abnahme der
Versorgungsenergie vom Netz ist keinerlei unabhängige Hilfsenergiequelle
erforderlich, und eine funktionale Trennung zwischen der
Fehlerstrommessung und der Spannungsversorgung des Auslösers ist
möglich. Die dauerhafte Verbindung zwischen Hilfsenergiequelle und
Netz bringt jedoch den Nachteil mit sich, daß die Hilfsenergiequelle
den elektrischen Bedingungen des Netzes unterliegt, insbesondere
bezüglich der dielektrischen Prüfspannungen, die sehr hohe Werte
erreichen und den einwandfreien Betrieb der Hilfsenergiequelle
beeinträchtigen können. Am Netz durchgeführte Messungen können
durch den dauerhaften Anschluß der Hilfsenergiequelle verfälscht
werden. Die Netze können unterschiedliche Spannungen aufweisen,
und die Hilfsenergiequelle muß an diese Spannungen angepaßt
werden, wodurch eine ganze Reihe von Auslösern erforderlich wird,
deren Herstellungs- und Lagerungskosten nicht unerheblich sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Trennung
der Hilfsenergiequelle vom Netz sowie eine Anpassung dieser
Hilfsenergiequelle an die Netzspannung bei Installation durch den
Anwender zu ermöglichen.
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Der erfindungsgemäße elektronische Auslöser ist dadurch
gekennzeichnet, daß in den Verbindungsstromkreis zwischen der
Hilfsenergiequelle und den beiden genannten Leitungen mindestens eine
Steckbuchse zur Aufnahme eines von mehreren Steckern integriert
ist, die zum einen dazu dienen, den genannten
Verbindungsstromkreis durch Entfernen sämtlicher Stecker zu unterbrechen, und zum
anderen den Verbindungsstromkreis in der eingesteckten Stellung
durch Zwischenschaltung eines elektrischen Widerstandes zu
schließen, dessen Wert durch Wahl des entsprechenden Steckers
bestimmt wird, um die Versorgungsspannung für die
Hilfsenergiequelle unabhängig von der Spannung in den genannten
Versorgungsleitungen annähernd konstant zu halten.
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Die Trennung der Hilfsenergiequelle kann durch einfaches
Herausziehen eines Steckers problemlos vom Betreiber vorgenommen
werden, wenn dieser Prüfungen oder Messungen an dem mit dem
Schaltgerät bestückten Netzabschnitt durchführen will. Der gleiche
elektronische Auslöser kann in Netzen unterschiedlicher Spannung
eingesetzt werden, wobei die Anpassung bei der Installation des
Schaltgeräts durch Wahl des entsprechenden Steckers erfolgt.
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Elektronik-Spannungsquellen weisen eine gewisse Toleranz
hinsichtlich der Eingangsspannung auf, und mit einer begrenzten
Anzahl von Steckern, z.B. zwei der drei, ist es möglich, sämtliche
normalerweise vorkommenden Spannungen in den verschiedenen
Netzen abzudecken. Die Hilfsenergiequelle ist bei Einsatz eines festen
Widerstandes mit entsprechendem Wert für die Mindestspannung
ausgelegt, und logischerweise enthält der Stecker bei Einsatz in
einem Netz mit der Mindestspannung einen Widerstand mit dem
Wert Null, der entsprechend erhöht wird, wenn die Netzspannung
über diesem Mindestwert liegt. Die Erfindung ist auf sämtliche
elektronischen Auslöser anwendbar, sie wird im folgenden jedoch
entsprechend der vorzugsweisen Anwendung der Erfindung für
einen mit einer Differenzstrom-Schutzeinrichtung kombinierten
elektronischen Auslöser beschrieben. Der Stecker muß
selbstverständlich leicht zugänglich sein, vorzugsweise ohne daß die
Demontage eines Schalterteils erforderlich wird, und bei Schaltern mit
Isolierstoffgehäuse wird der Stecker vorzugsweise an der Frontseite
oder zumindest an einer der Außenseiten eingesetzt.
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Die Hilfsenergiequelle wird an mindestens zwei Leiter des Netzes
angeschlossen, wobei ein einziger Stecker verwendet wird, durch
dessen Einsetzen oder Herausziehen ein Widerstand in den
Stromkreis geschaltet bzw. von diesem getrennt wird, allerdings ist es
vorteilhaft, die Hilfsenergiequelle an mehrere Leiter anzuschließen,
um bei Ausfall eines Netzleiters die Spannungsversorgung
aufrechtzuerhalten. Dazu sind mehrere Widerstände erforderlich, die jedoch
vorteilhafterweise auf einem gemeinsamen Träger angeordnet
werden können, der das Einsetzen und Entfernen erleichtert.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der beigefügten
Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung unter
Angabe weiterer Vorteile und Merkmale näher erläutert. Dabei
zeigen:
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- Figur 1 eine perspektivische schematische Darstellung eines mit
einem erfindungsgemäßen elektronischen Auslöser aus gerüsteten
elektrischen Schaltgerätes mit Isolierstoffgehäuse;
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- Figur 2 den Schaltplan eines zweipoligen Schaltgeräts gemäß
Figur 1;
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- Figur 3 ein dreipoliges Schaltgerät entsprechend Figur 2;
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Die Abbildungen zeigen ein elektrisches Schaltgerät 10 zum Schutz
gegen Fehlerströme, insbesondere einen Leistungsschalter oder
einen Differenzstrom-Schutzschalter, mit zwei aneindergebauten
Blöcken 12, 14, wobei der als Leistungsschalterblock bezeichnete
erste Block 12 die Stromunterbrechung gewährleistet und der als
Auslöseblock bezeichnete zweite Block 14 die Abschaltung des
Leistungsschalterblocks 12 bei Erfassung eines
Differenzfehlerstroms
steuert. Das Schaltgerät 10 kann selbstverständlich ein
einziges Gehäuse aufweisen, in dem sowohl der Leistungsschalter 14
als auch der Auslöser 12 angeordnet sind. Bei der Ausführung mit
getrennten Gehäusen gemäß Figur 1 können diese Gehäuse
entweder mit der Unterseite des Blocks 12 und der Oberseite des Blocks
14 oder auf jede andere geeignete Art und Weise aneinandergebaut
werden. Der Auslöseblock 14 kann die Abschaltung des
Leistungsschalters 10 bei Erfassung eines Differenz-Fehlerstroms und/oder
einer Überlast, eines Kurzschlusses oder jeder anderen Ursache, die
ein Unterbrechen des Stromes erfordert, steuern.
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Eine genauere Beschreibung von Figur 2 zeigt einen
Leistungsschalter 12 mit einem Kontaktpaar 16 zur Abschaltung von zwei
Leitern 18, 20, z.B. eines Phasenleiters und eines Neutralleiters
oder zweier Phasenleiter, über die eine nicht dargestellte Last
eingespeist wird. Die Kontakte 16 werden über ein Schaltmechanismus
22 betätigt, der über ein zum Auslöseblock 14 gehörendes Relais
oder Auslösesystem 24 angesteuert wird. Der Auslöseblock 14
umfaßt darüber hinaus einen Meßwandler mit einem um die beiden
Leiter 18, 20 gelegten Ringkern 26, der eine Sekundärwicklung 28
trägt, die mit einer elektronischen Signalverarbeitungsschaltung 30
verbunden ist, deren Ausgang an das Auslösesystem 24
angeschlossen ist. Die elektronische Signalverarbeitungsschaltung 30 ist so
ausgelegt, daß sie einen Auslösebefehl an das Auslösesystem 24
weiterleitet, wenn das von der Sekundärwicklung 28 gelieferte,
einen Differenz-Fehlerstrom abbildende Signal einen bestimmten
Schwellwert überschreitet. An die Signalverarbeitungsschaltung 30
ist ein Einstellblock 32 angeschlossen, um die Einstellung des bzw.
der Schwellwerte dieser Schaltung zu ermöglichen. Die
Stromversorgung der Elektronik der Signalverarbeitungsschaltung 30 erfolgt
über eine Hilfsenergiequelle 34, die über einen
Verbindungsstromkreis mit zwei Leitungen 38, 40 an die Leiter 18, 20 angeschlossen
ist. Solche Differenzstrom-Schutzeinrichtungen sind unter
Fachleuten gut bekannt, und es sei nur noch einmal darauf hingewiesen,
daß der Meßwandler 26 lediglich ein Steuersignal bereitstellt und
die Hilfsenergie für die Elektronik, in diesem Fall für die
elektronische Signalverarbeitungsschaltung 30 und/oder das Relais 24 von
den Leitern 18, 20 abgenommen wird. Eine in Figur 2 gestrichelt
dargestellte Verbindungsleitung 42 erlaubt eine direkte
Stromversorgung des Relais 24 über die Hilfsenergiequelle 34, wenn das
Relais für diesen Ansteuerungstyp ausgelegt ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Steckbuchse 44 in die
Leitung 38 des Zwischenstromkreises 36 eingesetzt. Diese
Steckbuchse 44 ist für die Aufnahme eines Steckers 46 ausgelegt, der in
Figur 2 in der herausgezogenen Stellung schematisch dargestellt ist,
wobei dieser Stecker 46 den Stromkreis der Leitung 38 bei
Einsetzen in die Steckbuchse 44 schließt und bei Abziehen aus der
Steckbuchse unterbricht. In den Stecker 46 ist ein Widerstand 48
integriert, wodurch der Verbindungsstromkreis 36 mit einem
Widerstand beschaltet werden kann, dessen Wert sich nach der Spannung
in den Leitern 18, 20 richtet. Eine Reihe von Steckern 46 mit
Widerständen 48 unterschiedlicher Größe erlaubt so die Anpassung
an verschiedene Netzspannungen. Der in Figur 2 dargestellte
Stekker 46 ist mit Kontaktstiften 50 versehen, die zur Einführung in die
Öffnungen 52 der Steckbuchse 44 dienen, es ist jedoch
selbstverständlich jede andere Verbindungsart, z.B. mit Klemmen oder
Kontakten möglich. Es sei besonders darauf hingewiesen, daß die
Steckbuchse 44 in die Leitung 40 eingesetzt oder daß jede Leitung
38, 40 mit einer Steckbuchse 44 versehen werden kann, wobei die
Steckbuchse 44 darüber hinaus als gemeinsame Buchse mit vier
Öffnungen zur Aufnahme eines gemeinsamen Steckers 46 mit vier
Kontaktstiften ausgeführt sein kann und so den Einsatz eines
Widerstands 48 in jede Leitung 38, 40 oder ggf. den Einsatz eines
Widerstand in nur eine der Leitungen 38, 40 und die Brückung der
anderen Leitung ermöglicht.
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Bei der Installation des Schaltgeräts 10 wählt der Installateur einen
Stecker 46 entsprechend der Spannung in den Netzleitern 18, 20
aus und setzt diesen Stecker 46 in die Steckbuchse 44 ein. Dieses
Einsetzen ist besonders einfach, wenn die Steckbuchse 44, wie es
erfindungsgemäß vorgesehen ist, an einer Außenseite des Gehäuse,
insbesondere an der Frontseite angebracht ist. Soll zur
Durchführung von Isolationsprüfungen eine hohe Spannung an die Leiter 18,
20 angelegt werden, kann der Betreiber das Schaltgerät 10 durch
Abziehen des Steckers 46 schützen.
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Figur 3 zeigt den Schaltplan eines dreipoligen Schaltgeräts, wobei
zur Bezeichnung analoger oder identischer Schaltungskomponenten
die gleichen Kennziffern verwendet wurden wie in Figur 2. Die
Hilfsenergiequelle 34 ist über einen Verbindungsstromkreis 36 mit
drei Leitungen 38, 40, 56 an drei Leiter 18, 20, 54, z.B. drei
Phasenleiter des Netzes angeschlossen. Eine Steckbuchse 58 mit vier
Kontaktöffnungen ist in die Leitungen 38, 56 eingesetzt, wobei
diese Steckbuchse 58 dazu dient, einen Stecker 60 mit vier
Kontaktstiften zum Schließen des Stromkreises der Leitungen 38, 56,
ggf. über einen Widerstand, aufzunehmen. Die Hilfsenergiequelle
34 umfaßt einen dreiphasigen Dioden-Brückengleichrichter (61),
mit zwei abwechselnd leitenden Dioden in jedem Strompfad, dessen
Anschlußpunkt über Festwertwiderstände 62 mit den Leitungen 38,
40, 56 verbunden ist. Die Stromversorgung der Elektronik der
Signalverarbeitungsschaltung 30 wird an den Ausgangsklemmen des
Brückengleichrichters 61 abgenommen, an den ein
Glättungskondensator 64 und eine Zenerdiode 66 angeschlossen werden können.
Die Funktionsweise entspricht der obigen Beschreibung bezüglich
Figur 2, wobei der Vorteil eines Verbindungsstromkreises 36 mit
drei Leitungen darin liegt, daß die Stromversorgung bei einem
Spannungsausfall in einer der Leitungen aufrechterhalten bleibt.
Wenn dieser Vorteil bei einem dreipoligen Schaltgerät nicht
angestrebt wird, kann entweder ein Verbindungsstromkreis mit zwei
Leitungen entsprechend Figur 2 oder ein Verbindungsstromkreis mit
zwei Leitungen entsprechend Figur 3 verwendet werden, bei dem
die Leitung 40 nicht angeschlossen wird. Der Festwert der
Widerstände 62 entspricht der Mindest-Netzspannung in dem Sinne, daß
bei Installation eines Schaltgerätes in einem Netz mit
Mindestspannung Stecker mit dem Widerstandswert Null verwendet werden.