DE4220571C2 - Fehlerstromschutzschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Fehlerstromschutzschalter gemäß dem Oberbegriff des An­ spruches 1.

Fehlerstromschutzschalter besitzen in einem Gehäuse einen Stromwandler, dessen Primärwicklung durch die Netzleiter gebildet sind und dessen Sekundärwicklung netz­ spannungsabhängig oder netzspannungsunabhängig über eine Elektronikschaltung (Energiespeicherschaltung) oder direkt mit einem im Schaltschloß entklinkenden Aus­ löser verbunden ist. Über das Schaltschloß werden bei Auftreten von Fehlerströmen die in den Netzleitern befindliche Kontaktstellen geöffnet.

Ein derartiger Fehlerstromschutzschalter ist beispielsweise aus der DE-OS 30 29 453 bekannt geworden. Dort ist zur Vermeidung von Fehlauslösungen durch Überspannun­ gen, z. B. aufgrund von Blitzeinschlag, eine Ausschaltzeitverzögerung von 10 ms an­ gegeben, was bei einer Netzfrequenz von 50 Hz die gesamte Halbperiode darstellt. Normale, handelsübliche Fehlerstromschutzschalter weisen kürzere Ausschaltzeiten auf, so daß die Einhaltung einer Mindestausschaltzeit von 10 ms mit erhöhtem techni­ schem Aufwand verbunden ist.

Aus der AT-PS 387 675 ist ein Fehlerstromschutzschalter bekannt geworden, bei dem zusätzlich zu der Ausschaltzeitverzögerung von 10 ms bei 50 Hz noch maximale Aus­ schaltzeiten für einen Fehlerstrom, der das 1,5-fache des Nennwertes, und für einen Fehlerstrom, der das 5-fache des Nennwertes beträgt, angegeben sind. Diese maxi­ malen Ausschaltzeiten betragen bei den angegebenen Fehlerstromwerten von 45 mA bzw. 150 mA 150 ms bzw. 40 ms, wobei durch bestimmte Normen, z. B. in der Bundes­ republik Deutschland oder in der Schweiz bei 30 mA eine Ausschaltzeit von 200 ms und bei 150 mA eine Ausschaltzeit von 40 ms vorgeschrieben sind.

Aus der DE-Zeitschrift der elektromeister + deutsches elektrohandwerk, de 12/90, S. 899-905, ist ein Fehlerstromschutzschalter bekannt geworden, bei dem unabhängig vom Feh­ lerstrom die Auslösezeit 10 ms, beim doppelten Nennfehlerstrom 100 ms und beim fünffachen Nennfehlerstrom 45 ms betragen. Über den Verlauf der dabei erhaltenen Kurve ist allerdings nichts ausgesagt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Fehlerstromschutzschalter anzugeben, bei dem die Ausschaltzeitverzögerung sowie die maximalen Ausschaltzeiten günstiger gelegt sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des einzigen Patentanspruches.

Es hat sich bei Versuchen herausgestellt, daß die Ausschaltverzögerung von 8 ms bei 50 Hz bei Fehlerstromschutzschaltern leichter als die Ausschaltverzögerung von 10 ms gemäß der DE-OS 30 29 453 oder der AT-PS 387 675 erreicht werden kann. Der vergleichsweise willkürlich gewählte Wert von 10 ms bei 50 Hz ist insoweit nachteilig, als der Aufwand zur Erzielung der bestimmten Ausschaltzeitverzögerung verhältnis­ mäßig groß ist.

Es hat sich weiterhin auch ergeben, daß eine Ausschaltzeit von 150 ms beim 1,5-fachen des Nennfehlerstromes, wie in der AT-PS 387 675 angegeben, ein mehr oder weniger theoretischer Wert ist und daß tatsächlich und mit vernünftigen Aufwendungen herstellbare Fehlerstromschutzschalter eine höhere maximale Ausschaltzeit zwischen von 170 ms und 180 ms beim 2-fachen des Nennstromes aufweisen sollten. Das Erreichen von 40 ms beim 5-fachen des Nennfehlerstromes erfordert auch einen er­ höhten Aufwand; wenn die maximale Ausschaltzeit auf 50 ms heraufgesetzt wird, ergibt sich eine preisgünstigere Ausführungsform eines Fehlerstromschutzschalters.

Die Interpolationskurve wird dabei so gewählt, daß die Ableitung dt/dl der Kurve der maximalen Ausschaltzeit beim Nennfehlerstrom und beim fünffachen des Nennfehler­ stromes jeweils etwa Null beträgt und zwischen 90 bis 100 mA einen Maximalwert er­ reicht.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigen:

Fig. 1 zwei Kennlinien des erfindungsgemäßen Fehlerstromschutzschal­ ters und

Fig. 2 die Ableitung dt/dl einer der beiden Kennlinien des Fehlerstrom­ schutzschalters.

In das Schaubild Fig. 1 ist aufgetragen die Ausschaltzeit t in ms über dem Auslöse­ fehlerstrom I_{Δ N} in mA.

Man erkennt, daß bei einem Nennfehlerstrom I_{Δ N} = 30 mA die maximale Ausschaltzeit bei 200 ms liegt. Dieser Wert ist durch Vorschriften (siehe oben) vorgegeben. Beim 2- fachen des Nennwertes 2 × I_{Δ N} = 60 mA soll die maximale Ausschaltzeit zwischen 170 ms und 180 ms liegen und beim 5-fachen des Nennwertes 5 × I_{Δ N} = 150 mA beträgt die maximale Ausschaltzeit 50 ms. Zwischenwerte zwischen 30 mA und 60 mA bzw. zwischen 60 mA und 150 mA werden so interpoliert, daß je eine Kurve K₁ und K₂ durch den Punkt 60 mA/170 ms und 60 mA/180 ms verläuft, wobei ihre erste Ableitung dt/dl etwa zwischen 90 bis 100 mA ein Maximum aufweist. Dabei sollen die Ableitungen dt/dl beider Kurven K₁ und K₂ bei 30 mA und 150 mA Null sein, d. h. die Kurven K₁ und K₂ dort etwa horizontal verlaufen, siehe Fig. 2. Dadurch wird erreicht, daß die maximale Ausschaltzeit bei relativ niedrigen Fehlerströmen noch hoch sein kann und bei höheren Fehlerströmen schneller verringert wird. Dies bewirkt Vorteile in der Konstruktion und später im Betrieb.

Erreicht werden kann eine solche Ausschaltcharakteristik durch geeignete elektroni­ sche Komponenten, die das sekundärseitige Signal entsprechend verarbeiten.

Claims (1)

1. Fehlerstromschutzschalter mit wenigstens einer Kontaktstelle mit zugehörigem Schaltschloß, einem Summenstromwandler, einem Fehlerstromauslöser, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Mindetsauslösezeit unabhängig vom Fehlerstrom bei einer Netz­ frequenz von 50 Hz größer als 8 ms ist, daß die Gesamtausschaltzeiten des Fehler­ stromschutzschalters nach Überschreiten des Nennwertes des Auslösefehlerstromes von 30 mA bei einem Fehlerstrom, der größer ist als das zweifache des Nennstromes, also 60 mA, zwischen 0,17 bis 0,18 Sekunden, und bei einem Fehlerstrom, der das fünffache des Nennfehlerstromes, also 150 mA, beträgt, weniger als 50 ms betragen, und daß die Ableitung dt/dl der Kurve (K₁ und K₂) der maximalen Ausschaltzeit beim Nennfehlerstrom und beim fünffachen des Nennfehlerstromes jeweils etwa Null beträgt und zwischen 90 bis 100 mA einen Maximalwert erreicht.