DE4317270A1 - Fehlerstrom-Schutzschalter - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich generell auf einen Fehlerstrom-
Schutzschalter (FI-Schalter) und insbesondere auf einen
Fehlerstrom-Schutzschalter, der über einen weiten Bereich
von Betriebsbedingungen effektiv zu arbeiten imstande ist,
und zwar sowohl im Inland als auch international.
Fehlerstrom-Schutzschalter schützen vor unerwünschten Strom
wegen nach Erde, die gefährliche Zustände hervorrufen
können. Eine übliche Form eines derartigen Fehlerstrom-
Schutzschalters umfaßt einen Differenzverstärker mit einem
Kern, der gegenläufige Primärwicklungen umfaßt, wobei eine
Primärwicklung vom Strom der Netzleitung durchflossen wird,
während die andere Primärwicklung der Rückflußstrom vom
Nulleiter durchfließt. Diese Primärwicklungen erzeugen
im Kern Magnetflüsse, die von entgegengesetzten Richtungen
sind, was als "Kompensation" bekannt ist. Falls der gesamte
Netzleitungsstrom, der die Last durchfließt, über den Null
leiter zurückkehrt, sind die Flüsse gleich und heben sich
einander auf. Falls jedoch der betreffende Laststrom über
einen unerwünschten Zweig nach Erde abgeleitet wird, heben
sich die Kompensationsflüsse nicht auf, und im Kern wird
eine resultierende Durchflutung vorhanden sein.
Auf dem Magnetkern ist außerdem eine Sekundärwicklung unter
gebracht. Die bei Auftreten eines Ungleichgewichts in den
die Primärwicklungen durchfließenden Strömen auftretende
Durchflutung induziert in der Sekundärwicklung ein Signal.
Das in der betreffenden Sekundärwicklung induzierte Signal
wird zur Steuerschaltung des Fehlerstrom-Schutzschalters
über die Netzleitung hingeleitet, womit die Ausbildung
eines gefährlichen Zustands vermieden ist.
Dieser Typ von Fehlerstrom-Schutzschalter ist seit einiger
Zeit in Gebrauch, und verschiedene Modifikationen und Ver
besserungen sind von Zeit zu Zeit vorgenommen worden, um
besondere Anforderungen zu erfüllen.
So ist in der
US-PS 4 598 331 eine Anordnung angegeben worden, bei der
die Netzleitung unterbrochen bzw. geöffnet wird, falls
eine unterbrochene oder geöffnete Null- oder Erdleitung
ermittelt wird. Es gibt jedoch andere Situationen, in denen
es bevorzugt wäre, den Schutz durch den Fehlerstrom-Schutz
schalter auch dann aufrechtzuerhalten, wenn der Nulleiter
unterbrochen ist.
Überall schließen die Anwendungen bezüglich Fehlerstrom-
Schutzschalter eine Vielzahl von Bedingungen ein. So ist
beispielsweise in den Vereinigten Staaten von Amerika ent
schieden worden, daß für einen sicheren Personenschutz
ein Erdfehlerstrom über 6 mA nicht zugelassen werden kann.
In anderen Ländern kann der zulässige Erdfehlerstrom eine
Höhe von 30 mA aufweisen. Demgemäß muß ein Fehlerstrom-
Schutzschalter für den Einsatz in sämtlichen internationalen
Anwendungsfällen imstande sein, einen Schutz gegenüber
Erdfehlerströmen im Bereich von 6 bis 30 mA zu liefern.
Außerdem wird nicht in allen Ländern Netzwechselstrom mit
einer Frequenz von 60 Hz verwendet, wie dies in den Ver
einigten Staaten von Amerika der Fall ist. Deshalb muß
ein Fehlerstrom-Schutzschalter für internationale Anwen
dungen imstande sein, einen Schutz für einen Frequenzbe
reich von 50 bis 60 Hz zu liefern. Darüber hinaus sollte
der Fehlerstrom-Schutzschalter hinsichtlich maximaler Flexi
bilität in der Anwendung imstande sein, sowohl Einphasen-
als auch Mehrphasen-Eingangsleistungen zu verarbeiten,
und zwar sowohl bei ausgeglichener als auch bei nicht aus
geglichener Phasenbelastung, wobei die Eingangsleitungs
spannungen gegenüber Null im Bereich von 70 bis 264 Volt
Wechselspannung reichen. Alle diese Merkmale sollten bei
Laststromfähigkeiten bis zu 100 A oder darüber erzielbar
sein.
In einigen Situationen muß der Magnetkreis des Fehlerstrom-
Schutzschalters imstande sein, auf pulsierende Gleich
spannungsanforderungen anzusprechen. Bisher bekannte Fehler
strom-Schutzschalter erfüllen diese Anforderung derzeit
nicht in zufriedenstellender Art und Weise.
Ein weiteres auftretendes Problem ist die Verbindung mit
einer Mehrzahl von Fehlerstrom-Schutzschaltern, die an
einer Netzleitung angeschlossen sind. Falls ein Fehler
strom-Schutzschalter dadurch getestet wird, daß ein Erd
schluß für den betreffenden Fehlerstrom-Schutzschalter
simuliert wird, können die anderen Fehlerstrom-Schutzschal
ter in der betreffenden Reihe von Schutzschaltern den Erd
schluß feststellen und daraufhin ausgelöst werden. Eine
ähnliche Situation kann dann auftreten, wenn ein Fehler
strom-Schutzschalter, der einen anderen Leiter nach Erde
aufweist, ausgelöst wird und eine Lichtbogenbildung bei
dem den Nulleiter öffnenden Kontakt den Stromfluß über
den Nulleiter bis nach Fließen des Stroms in den anderen
Weg zum Erdleiter hin aufrechterhält. Dies wird ebenfalls
durch die anderen Fehlerstrom-Schutzschalter als Störung
durch Erdschluß ermittelt, und die betreffenden Schutzschal
ter können in unerwünschter Weise betätigt werden.
In noch weiteren Situationen kann es erwünscht sein, eine
Wahl zwischen einem Schaltungsunterbrecher und einem Schalt
schütz zu haben, um den oder die Netzleiter zu öffnen.
Die bisher bekannten Einrichtungen weisen ein derartiges
Merkmal nicht auf.
Die vorliegende Erfindung schafft einen Fehlerstrom-Schutz
schalter, der die Forderung erfüllt, in einem weiten Bereich
von Betriebsbedingungen funktionieren zu können, um das
Auftreten von gefährlichen Erdfehlerströmen zu vermeiden.
grundsätzliche Arbeitsweise des Fehlerstrom-Schutzschalters
ist jene, die in Verbindung mit den bisher bekannten Ein
richtungen angegeben worden ist, wobei eine Anzahl von
zusätzlichen Merkmalen vorhanden ist.
Im Hinblick darauf, einen Schutz durch einen Fehlerstrom-
Schutzschalter auch dann weiterhin bereitstellen zu können,
wenn ein Nulleiter unterbrochen bzw. offen ist, werden
Steuereinrichtungen in Form von einen Strom in einer Rich
tung durchlassenden Einrichtungen, wie Dioden, dazu ver
wendet, den den Fehlerstrom-Schutzschalter auslösenden
Strom nach Erde zu leiten, wenn der Nulleiter offen ist.
Beim Normalbetrieb schließen Codeanforderungen einen
Stromrückflußweg nach Erde aus. Im Falle eines offenen
Nulleiters kann jedoch ein sehr kurzer Stromimpuls nach
Erde hin dazu herangezogen werden, den Fehlerstrom-Schutz
schalter ohne Erzeugung von gefährlichen oder gefahrvollen
Zuständen auszulösen. Ein bedeutender Aspekt der Steuerein
richtung liegt darin, daß die einen Stromfluß nach Erde
hin ermöglichenden Dioden einen höheren Spannungsabfall
in Durchlaßrichtung aufweisen als die Dioden, die einen
Stromfluß zum Nulleiter hin ermöglichen. Dies ist notwendig,
um einen Stromfluß nach Erde hin während des Normalbetriebs
auszuschließen.
Diese Lösung kann entweder bei einer Einphasen- oder bei
einer Mehrphasenanordnung angewandt werden, wie dies bei
den hier angegebenen bevorzugten Ausführungsformen veran
schaulicht wird. Bei einer der bevorzugten Ausführungsformen
sind Vorkehrungen getroffen, um die Anwendung des Fehler
strom-Schutzschalters entweder in einem Einphasen- oder
in einem Mehrphasen-System ohne Modifikation oder Einstel
lung der Einrichtung zu ermöglichen.
Um dem Magnetkreis des Differential-Transformators zu er
möglichen, auf Anforderungen bezüglich pulsierender Gleich
spannung anzusprechen, werden Einrichtungen benutzt, um
einen kapazitiven Leistungsfaktor für die Schaltung bereit
zustellen. Eine bevorzugte Ausführungsform zur Erzielung
dieses kapazitiven Leistungsfaktors besteht darin, einen
geeigneten Kondensator an der Sekundärwicklung des Dif
ferential-Transformators anzuschließen. Eine Begrenzung
der Spitzenspannung an der Sekundärwicklung kann dadurch
erzielt werden, daß ein Paar von Klemmdioden mit entgegen
gesetzter Polungsrichtung mit der Wicklung parallel zum
Kondensator für den voreilenden Leistungsfaktor verbunden
wird.
Um andere bzw. weitere Fehlerstrom-Schutzschalter davor
zu schützen, unnötigerweise ausgelöst zu werden, wird eine
Zeitverzögerungseinrichtung dazu herangezogen, einen Strom
fluß zum Erdleiter hin solange zu verhindern, bis der Strom
fluß im Nulleiter unterbrochen ist. Die Zeitverzögerungs
schaltung liefert eine hinreichend lange Verzögerungszeit,
um die Unterbrechung der Lichtbogenbildung bei Öffnen bzw.
Unterbrechung des Nulleiters zu ermöglichen, bevor ein
Stromfluß zum Erdleiter hin ermöglicht ist. Die Zeitver
zögerungsschaltung ist außerdem dazu von Nutzen, eine un
erwünschte Auslösung anderer Fehlerstromschutzschalter
zu vermeiden, wenn eine Testschaltung dazu herangezogen
wird, einen simulierten Erdfehler für einen der Fehlerstrom-
Schutzschalter hervorzurufen.
Diese Testschaltung kann dadurch gebildet werden, daß eine
zusätzliche Sekundärwicklung auf dem Kern des Differential-
Transformators untergebracht wird. Wenn die Testschaltung
geschlossen ist, wie durch einen manuell betätigten Schal
ter, wird ein Stromfluß durch die zusätzliche Sekundär
wicklung eine Durchflutung hervorrufen, welche die Existenz
eines Erdfehlerstroms simuliert. Die Speisung bzw. Erregung
der Testschaltung kann entweder direkt von der Netzleitung
oder von einem stabilisierten bzw. regulierten Ausgangs
signal der Steuerschaltung des Fehlerstrom-Schutzschalters
erzielt werden. Um diese Fehlerstrom-Schutzschalter auf
die verschiedenen Pegel zugelassener Erdfehlerströme an
sprechen zu lassen, die in den verschiedenen Ländern fest
gelegt sind, kann eine Einstelleinrichtung dazu herangezogen
werden, den Auslösepegel des Erdfehlerstroms festzulegen.
Derzeit wären Auslösepegel von 6,10 bzw. 30 mA ausreichend,
obwohl höhere oder niedrige Werte als gefordert oder er
wünscht vorgesehen sein können. Die Einstelleinrichtung
kann durch einen auswechselbaren oder veränderbaren bzw.
einstellbaren Widerstand in der Steuerschaltung des
Fehlerstrom-Schutzschalters bereitgestellt sein.
Durch Verwendung einer Regler- bzw. Konstantreglerschaltung
kann der Fehlerstrom-Schutzschalter imstande sein, über
einen weiten Bereich von Eingangsspannungen, wie von 70
bis 264 Volt Wechselspannung zwischen Netzleitung und Null
leiter zu arbeiten. Der Spannungsregler kann ein Regler
vom Kaskadetyp sein mit einem Paar von Schalteinrichtungen,
die gezwungen sind, sich den Spannungsabfall über den ge
wünschten Bereich von Eingangsspannungen zu teilen.
Verschiedene Schaltungsöffnungs- bzw. Schaltungsunter
brechungseinrichtungen können benutzt werden, wie beispiels
weise ein Schaltungsunterbrecher oder ein Netzschütz. Nor
malerweise geschlossene Schaltungsunterbrecherkontakte in
der Netzleitung und dem Nulleiter können betätigt werden,
um die Netzleitungs- und Nulleiter zu öffnen. Erreicht
wird dies durch Abgabe von Leistung an eine Spanungsaus
löserspule. Wenn es demgegenüber erwünscht ist, einen nor
malerweise gespeisten bzw. erregten Netzschütz zu benutzen,
können Schaltungsanordnungen vorgesehen sein, um die Leitung
zur Magnetspule des Schützes hin zu öffnen, womit den Kon
takten ermöglicht ist, in die normalerweise geöffnete
Stellung zurückzukehren.
Auf diese Weise kann ein Fehlerstrom-Schutzschalter bereit
gestellt werden, der effektiv unter einer großen Anzahl
unterschiedlicher Betriebsbedingungen arbeitet, während
außerdem eine Vielzahl von unterschiedlichen Merkmalen
bereitgestellt ist. So sollte einzusehen sein, daß nicht
sämtliche Merkmale oder die hier angegebene Vielseitigkeit
der Betriebsbedingungen in jeder Situation benutzt werden
muß. In vielen Fällen können weniger als sämtliche Merk
male und Vorteile genügen. Demgemäß kann jedes der bean
spruchten Merkmale unabhängig von den anderen Merkmalen
von Bedeutung sein.
Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung mit ihren Merk
malen und Vorteilen nachstehend beispielsweise näher
erläutert.
Fig. 1 zeigt in einem vereinfachten schematischen
Schaltungsdiagramm eine erste bevorzugte Aus
führungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 zeigt in einem vereinfachten schematischen
Schaltungsdiagramm eine zweite bevorzugte Aus
führungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 zeigt in einem vereinfachten schematischen
Schaltungsdiagramm eine dritte bevorzugte Aus
führungsform der vorliegenden Erfindung.
Nunmehr wird die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
detailliert beschrieben.
Fig. 1 veranschaulicht einen Fehlerstrom-Schutzschalter
mit einem Netzleitungsleiter 11, einem Nulleiter 13 und
einem Erdleiter 15. In dem Netzleitungsleiter 11 liegt
ein Schaltungsunterbrechungskontakt 17, während ein ent
sprechender Schaltungsunterbrechungskontakt 19 im Null
leiter 13 liegt. Metalloxid-Varistoren 21 und 22 sind
zwischen dem Netzleitungsleiter 11 und den Null- bzw. Erd
leitern 13 bzw. 15 vorgesehen, um einen Ausgleichs- bzw.
Stoßspannungsschutz zu liefern.
Der Fehlerstrom-Schutzschalter weist einen Differential
transformator 23 auf. Der Differentialtransformator 23
umfaßt einen Magnetkern 25, wobei Teile 27 und 29 der Lei
ter 11 bzw. 13 durch den Kern 25 hindurchlaufen und die
Primärwicklungen des betreffenden Differentialtransforma
tors bilden. Die Primärwicklungen 27 und 29 sind miteinan
der verbunden, um entgegengesetzte oder "kompensierende"
Flüsse zu erzeugen. Falls der gesamte Laststrom über den
Nulleiter zurückfließt, heben sich demgemäß die Flüsse
der Primärwicklungen einander auf.
Auf den Transformatorkern 25 ist außerdem eine Sekundär
wicklung 31 aufgebracht. Falls ein eine bestimmte Höhe
(z. B. 6 mA) übersteigender Erdstrom auftritt, werden die
durch die Primärwicklungen 27 und 29 erzeugten Flüsse sich
nicht aufheben; es wird vielmehr zu einer in dem Kern 25
auftretenden resultierenden Durchflutung kommen. Diese
Durchflutung wird ein Signal in der Sekundärwicklung 31
hervorrufen, welches dann zur Steuerschaltung des Fehler
strom-Schutzschalters hin geleitet wird, um die Netzlei
tungs- und Nulleiter zu öffnen.
Da der magnetische Kreis des Differentialtransformators 23
imstande sein muß, auf gewisse Anforderungen hinsichtlich
pulsierender Gleichspannung anzusprechen, ist ein Kondensa
tor 33 über die bzw. der Sekundärwicklung 31 angeschlossen.
Der Kondensator 33 liefert einen kapazitiven Leistungsfak
tor, der dem magnetischen Kreis ermöglicht, auf seine An
forderungen bezüglich pulsierender Gleichspannung anzu
sprechen. Um die Amplitude von Spannungsspitzen an der
Sekundärwicklung 31 zu begrenzen, sind Klemmdioden 35 und
37 mit zueinander entgegengesetzter Polungsrichtung an
der Sekundärwicklung 31 angeschlossen, und zwar parallel
zu dem Kondensator 33.
Das in der Sekundärwicklung 31 induzierte Signal wird zu
den Anschlüssen 1 und 3 einer linearen integrierten Schal
tung hingeleitet, die das Signal verstärkt und ein stabiles
Ausgangs-Steuersignal unter sich ändernden Bedingungen
abgibt. Ein Phasen-Einstellwiderstand 39 sowie ein Gleich
spannung sperrender Kondensator 41 sind in Reihe liegend
von der Sekundärwicklung 31 mit dem Anschluß 1 der inte
grierten Schaltung 43 verbunden. Ein Dämpfungswiderstand 45
verbindet eine Seite der Sekundärwicklung 31 mit dem An
schluß 6 der integrierten Schaltung 43.
Die Widerstände 47 und 49 liegen in der Rückkopplungs
schleife vom Anschluß 7 der integrierten Schaltung 43 zu
deren Anschluß 1 hin. Der Widerstand 47 wird dazu benutzt,
die Asymmetrie in den Potentialsignalen der verschiedenen
Polaritäten zu begrenzen. Der Widerstand 49 bewirkt die
Rückkopplungs-Verstärkungssteuerung, wobei dieser Wider
stand verändert werden kann, um den Erdstrom-Auslösepegel
für den Fehlerstrom-Schutzschalter einzustellen. Erreicht
werden kann dies dadurch, daß der Widerstand 49 austausch
bar ausgebildet wird, so daß Widerstände unterschiedlicher
Größe selektiv eingesetzt werden oder daß alternativ dazu
ein einstellbarer Widerstand mit auswählbaren diskreten
Einstellungen verwendet wird. Derzeit sind Einstellungen
für Auslösepegel von 6 mA, 10 mA und 30 mA als die benötig
ten Auslösepegel anzunehmen, wobei jedoch die Anzahl dis
kreter Einstellungen bei Bedarf oder Forderung geändert
werden kann. Ein Transistor 51, ein Widerstand 53, eine
Zener-Diode 55, ein Widerstand 55, eine Diode 59 und ein
Kondensator 61 bilden eine Spannungsstabilisierungs- bzw.
Spannungsregulierschaltung, die dem Fehlerstrom-Schutz
schalter ermöglicht, über einen weiten Bereich von Ein
gangsspannungen von 70 bis 264 Volt Wechselspannung von
Netzleitung zum Nulleiter hin zu arbeiten. Darüber hinaus
bildet die Schaltung im wesentlichen eine Konstantstromein
richtung, die die Verlustleistung reduziert.
Ein mit dem Anschluß 6 der integrierten Schaltung 43 ver
bundener Widerstand 63 bildet ebenfalls einen Teil dieser
Spannungsstabilisatorschaltung. Das Ausgangssignal der
integrierten Schaltung vom Anschluß 5 wird zur Gate-Elek
trode eines Thyristors 67 hingeleitet, um diesen in den
leitenden Zustand zu triggern. Wenn der Thyristor 67 leitet,
öffnet ein das Magnetrelais 65 durchfließender Strom die
Kontakte 17 und 19, um den Leistungsfluß zur Last hin zu
unterbrechen. Ein Kondensator 69 ist dem Thyristor 67
parallelgeschaltet; er dient dazu, Ausgleichsspannungen
zu unterdrücken, während ein Kondensator 71 für eine Zeit
konstante sorgt, um eine Fehlauslösung auszuschließen.
Eine Testschaltung umfaßt einen Test-Schalter 73, der einen
Schaltkreis über eine zusätzliche Sekundärwicklung 75 ver
vollständigt, die auf dem Kern 25 des Differentialtransfor
mators 23 untergebracht ist. Ein Strombegrenzungswider
stand 77 ist in der Testschaltung untergebracht. Die Be
tätigung des Test-Schalters 73 zur Vervollständigung des
Schaltkreises über die zusätzliche Sekundärwicklung simu
liert den Effekt eines Fehlerstromkreises, so daß die
Arbeitsweise des Fehlerstrom-Schutzschalters getestet werden
kann.
Wie ersichtlich, stellt die Ausführungsform gemäß Fig. 1
eine Einphasen-Wechselstromschaltung dar. Die Dioden 72, 74
und 76 bilden eine Halbwellen-Stromversorgungseinrichtung
für die Steuerschaltung des Fehlerstrom-Schutzschalters.
Eine Diode 79 verbindet den Erdleiter mit der Ausgangsseite
der Steuerschaltung für den Fehlerstrom-Schutzschalter.
Die Diode 79 schafft einen anderen bzw. alternativen Weg
nach Erde hin in dem Fall, daß der Nulleiter offen bzw.
aufgetrennt sein sollte. Um sicherzustellen, daß kein
Stromfluß nach Erde hin auftritt, wenn der Nulleiter intakt
ist (während des normalen Betriebs), ist die Diode 79 so
ausgewählt, daß sie einen höheren Spannungsabfall in Durch
laßrichtung aufweist als die Diode 76. Somit kann im Unter
schied zum automatischen Öffnen der Kontakte 17 und 19
in dem Fall, daß ein offener bzw. unterbrochener Nulleiter
ermittelt wird, wie dies in der US-PS 4 598 331 angegeben
ist, der Fehlerstrom-Schutzschalter auch im Falle eines
offenen bzw. unterbrochenen Nulleiters ausgelöst werden.
Außerdem ist der Stromfluß im Erdleiter zur Auslösung des
Fehlerstrom-Schutzschalters von hinreichend kurzer Dauer,
die keinerlei Gesundheitsgefährdungen hervorruft.
Zu der Diode 79 ist eine Zeitschaltung in Reihe geschaltet,
die durch einen Thyristor 81, einen Kondensator 83 und
einen Widerstand 85 gebildet ist. Im Falle eines offenen
bzw. unterbrochenen Nulleiters wird die Gleichspannungs-
Tastung für den Thyristor 81 über die Diode 79 erzielt.
Während des Öffnens des Kontakts 19 tritt eine gewisse
Lichtbogenbildung in der Anfangs-Öffnungsphase auf. Diese
Lichtbogenbildung führt zu einer solchen Impedanz, daß der
Durchlaßspannungsabfall an der Diode 76 und dem Kontakt 19
größer werden kann als der Durchlaßspannungsabfall an der
Diode 79. Jeglicher Stromfluß durch die Diode 79 nach Erde
hin würde als Erdfehler für andere vor dem betreffenden
Fehlerstrom-Schutzschalter liegenden Fehlerstrom-Schutz
schaltern erscheinen. Das Ergebnis wäre die Auslösung eines
derartigen Fehlerstrom-Schutzschalters.
Die Zeitschaltung, bestehend aus dem Thyristor 81, dem
Kondensator 83 und dem Widerstand 85 ist so ausgelegt,
daß in den Durchlaßstromfluß durch die Diode 79 eine Zeit
verzögerung eingeführt ist, welche hinreichend lang ist,
um der Lichtbogenbildung am Kontakt 19 zu ermöglichen,
sich vollständig aufzuheben. Auf diese Weise wird solange
kein Stromfluß durch die Diode 79 auftreten, bis ein tat
sächlicher Erdfehlerzustand auftritt, bei dem Energie an
die Last über den Netzleitungsleiter 11 abgegeben wird.
Diese Zeitschaltung verhindert außerdem eine unbeabsichtigte
Auslösung anderer Fehlerstrom-Schutzschalter, wenn die
Testschaltung durch Schließen des Schalters 73 ausgelöst
bzw. betätigt wird.
Eine Mehrphasenanordnung, die der Anordnung gemäß der Aus
führungsform nach Fig. 1 ähnlich ist, und zwar mit einigen
zusätzlichen veranschaulichten Merkmalen, ist durch die
in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform gegeben. Zum Zwecke
der einfachen Bezugnahme sind die Komponenten gemäß Fig. 2,
welche dieselben sind wie in Fig. 1, mit denselben Bezugs
zeichen markiert und zusätzlich mit einem Apostroph ver
sehen.
Bei dieser Mehrphasen-Ausführungsform sind drei Netzlei
tungsleiter 87, 89 und 91 vorhanden. Da dieser Fehlerstrom-
Schutzschalter so angeordnet bzw. ausgelegt ist, daß er
entweder mit einer Mehrphasen- oder einer Einphasen-Quelle
verbunden ist, würde der Netzleitungsleiter 91 dem Netz
leitungsleiter 11 bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1
entsprechen, falls eine Einphasen-Quelle verwendet wäre.
Bei dieser Mehrphasen-Schaltung wird ein Vollwellen- bzw.
Vollwegnetzgerät anstelle des bei der Ausführungsform gemäß
Fig. 1 eingesetzten Halbwellen-Netzgeräts benutzt. Die
gleichgerichtete Vollwellen-Versorgungsspannung wird über
Dioden 93, 95, 97, 99, 101, 103, 105 und 107 erhalten.
In der Funktion entsprechen diese Dioden den Dioden 72,
74 und 76 bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1. Als Beispiel
kann ersehen werden, daß für die positiven Halbwellen bezüg
lich der auf dem Leiter 87 auftretenden Versorgungsspannung
der Stromweg über die Diode 73 zur Steuerschaltung des
Fehlerstrom-Schutzschalters hin und über die Diode 107
zu dem Nulleiter zurück verläuft. Für die negativen Halbwel
len verläuft der Stromweg für den Stromfluß über die Dio
de 95 zur Steuerschaltung des Fehlerstrom-Schutzschalters
und zurück über die Diode 105 zum Nulleiter. Jeder der
übrigen Netzleitungsleiter verläuft über ein zugehöriges
Diodenpaar 97, 99 bzw. 101, 103.
Die Dioden 108 und 110 sorgen für einen anderen bzw. alter
nativen Weg nach Erde, und zwar entsprechend der Funktion
der Diode 79 bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1. Demgemäß
wird der Fehlerstrom-Schutzschalter noch bei Vorhandensein
eines offenen bzw. unterbrochenen Nulleiters 15′ funktionie
ren. Eine Reihen- bzw. Kaskade-Spannungsstabilisierungs
schaltung ist durch Durchbruchs-Einrichtungen 113 und 115
(die hier als Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransisto
ren - MOSFETs - dargestellt sind, obwohl auch irgendwelche
anderen geeigneten Einrichtungen verwendet werden könnten),
Zener-Dioden 117, 119 und 121, Widerstände 123, 125, 127
und 63′ und einen Kondensator 61′ geschaffen. Mit Hilfe
dieser Anordnung regelt bzw. stabilisiert der MOSFET 113
die Spannung von etwa 50 V bis etwa die Hälfte der maximalen
Gleichspannung von 650 V. Der MOSFET 115 führt die Regulie
rung bzw. Stabilisierung bis zur maximalen Spannung fort.
Da diese Ausführungsform eine modulare Lösung anwendet,
um die Nutzung unterschiedlicher Schaltungsunterbrecher
zu ermöglichen sowie weitere Optionen zuläßt, wie den
Einsatz eines Fern-Moduls zum Testen und Zurücksetzen,
sind die Leitungen 87, 89, 91, 13′ und 15′ als in einer
Anschlußplatte 129 endend dargestellt. In entsprechender
Weise sind verschiedene Verbindungen von der Steuerschaltung
des Fehlerstrom-Schutzschalters zur Anschlußplatte 131
vorgenommen. Alternative Schaltungsunterbrecher sind als
Schaltungsunterbrecher 133 oder als Versorgungsspannungs-
Schaltschütze 135 dargestellt. Falls die Schaltungsunter
brecher-Option genutzt wird, wären die Netzleitungsleiter
87, 89 und 91, wie dargestellt, in der Einrichtung 133
angeschlossen, während die normalerweise geschlossenen
Kontakte 137, 139 und 141 durch die Nebenschluß-Auslösespu
le 143 gesteuert würden. Es kann ersehen werden, daß das
Magnetrelais 65′, welches bei der Ausführungsform gemäß
Fig. 1 das Öffnen der normalerweise geschlossenen Schalter
bzw. Kontakte 17 und 19 steuern würde, die Kontakte 145
und 147 sowie den Kontakt 149 für die Nebenschluß-Auslöse
spule 143 steuern würde. Auf eine Erregung des Magnetrelais
65′ hin würde der Kontakt 149 geschlossen werden, so daß
die Nebenschluß-Auslösespule 143 über die Anschlüsse 5
und 7 der Anschlußplatte 131 erregt werden kann. Die Er
regung der Nebenschluß-Auslösespule 143 öffnet die Kontak
te 137, 139 und 141 (sowie den Nulleiter-Kontakt 19′, was
nicht dargestellt ist).
Falls der Netzspannungs-Schaltschütz 135 mit der Anschluß
platte 139 verbunden ist, wird die Magnetrelaisspule 150
vom Netzleitungsleiter 91 her über den normalerweise ge
schlossenen Kontakt 147 erregt. Im Falle der Erregung des
Magnetrelais 65′ ist der Kontakt 147 geöffnet, wodurch
die Spule 150 aberregt ist. Die Aberregung der Magnetrelais
spule 150 ermöglicht den normalerweise geschlossenen Kon
takten 151, 1543 und 155 in den Leitern 87, 89 bzw. 91,
in die normalerweise geöffnete Stellung zurückzukehren.
Mit der Anschlußplatte 131 kann, wie dargestellt, ein Fern-
Modul 157 verbunden sein. Dabei könnten verschiedene unter
schiedliche Merkmale, wie erwünscht, eingeschlossen sein.
Im vorliegenden Fall ist eine Leuchtdiode (LED) 159 vorge
sehen, die auf die Erzeugung eines Fehlerstrom-Schutzschal
ter-Auslösesignals hin gespeist würde, um eine sichtbare
Anzeige bezüglich der Auslösung zu liefern. Ein weiteres
Merkmal, das in dieses Fern-Modul 157 einbezogen ist, ist
eine Rückstelltaste zum Rückstellen des Fehlerstrom-Schutz
schalters nach Auslösung aufgrund des Vorhandenseins eines
Erdfehlerstroms. Ein hier dargestelltes letztes Merkmal
liegt in der Unterbringung eines Test-Schalters 73′ in
dem Fern-Modul, anstatt diesen in dem Fehlerstrom-Schutz
schalter selbst vorzusehen.
Fig. 3 zeigt eine vereinfachte Ausführungsform des Fehler
strom-Schutzschalters gemäß Fig. 1, wobei das Merkmal des
Schutzes der offenen bzw. unterbrochenen Nulleitung wegge
lassen worden ist. Für gewisse Anwendungen genügt diese
vereinfachte Version ohne den Schutz des offenen bzw. unter
brochenen Nulleiters, um den notwendigen Schutz bei deut
lich niedrigeren Kosten zu liefern.
Zur einfachen Bezugnahme sind die Schaltungskomponenten
bei der in Fig. 3 dargestellten Schaltungs-Ausführungsform
durch Verwendung derselben Bezugszeichen wie bei der in
Fig. 1 gezeigten Ausführungsform gekennzeichnet, wobei
jedoch im einzelnen ein Anführungszeichen angehängt ist.
Es kann ersehen werden, daß diese Ausführungsform ein
Vollweggleichrichter-Netzteil mit Dioden 163, 165, 167
und 169 verwendet anstatt ein Halbwellengleichrichter
Netzteil wie es bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 vor
gesehen ist. Abgesehen davon ist die grundsätzliche Ar
beitsweise dieser Schaltungsanordnung weitgehend dieselbe
wie jene der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform, allerdings
ohne die Merkmale des Schutzes des offenen bzw. unterbroche
nen Nulleiters, der zugehörigen Zeitschaltung und des be
sonderen Spannungsstabilisators bei der Ausführungsform
gemäß Fig. 1.
Claims (29)
1. Fehlerstrom-Schutzschalter (FI-Schalter) für die Ver
wendung in einem System mit einem Nulleiter, einem Erdlei
ter und zumindest einem Netzleitungsleiter zwischen einer
Energiequelle und einer Last,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Differentialtransformator (23) mit einem Kern (25), mit gegenläufigen Primärwicklungen (27, 29), die entgegen gerichtete Flüsse hervorrufen, welche kennzeichnend sind für einen Stromfluß zur Last hin bzw. für einen Stromfluß von der Last her, und eine Sekundärwicklung (31) vorge sehen ist,
daß eine Schaltungsöffnungseinrichtung (17) vorgesehen ist, welche den Netzleitungsleiter (11) auf ein Auslöse signal hin öffnet, das in der betreffenden Sekundärwick lung (31) in dem Fall erzeugt wird, daß eine Störung durch einen Erdschluß auftritt,
und daß eine Steuereinrichtung (43, 65, 67) vorgesehen ist, welche die Leistung zur Betätigung der genannten Schal tungsöffnungseinrichtung im Falle einer Störung durch Erd schluß jeweils dann bereitstellt, wenn irgendwelche zwei Leiter zwischen der Spannungsquelle und der Last intakt bleiben und eine ein bestimmtes Minimalpotential über schreitende Spannung zwischen den beiden intakten Leitungen existiert.
daß ein Differentialtransformator (23) mit einem Kern (25), mit gegenläufigen Primärwicklungen (27, 29), die entgegen gerichtete Flüsse hervorrufen, welche kennzeichnend sind für einen Stromfluß zur Last hin bzw. für einen Stromfluß von der Last her, und eine Sekundärwicklung (31) vorge sehen ist,
daß eine Schaltungsöffnungseinrichtung (17) vorgesehen ist, welche den Netzleitungsleiter (11) auf ein Auslöse signal hin öffnet, das in der betreffenden Sekundärwick lung (31) in dem Fall erzeugt wird, daß eine Störung durch einen Erdschluß auftritt,
und daß eine Steuereinrichtung (43, 65, 67) vorgesehen ist, welche die Leistung zur Betätigung der genannten Schal tungsöffnungseinrichtung im Falle einer Störung durch Erd schluß jeweils dann bereitstellt, wenn irgendwelche zwei Leiter zwischen der Spannungsquelle und der Last intakt bleiben und eine ein bestimmtes Minimalpotential über schreitende Spannung zwischen den beiden intakten Leitungen existiert.
2. Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß eine
Stabilisierungseinrichtung (55) vorgesehen ist, welche
eine im wesentlichen konstante Arbeitsspannung für die
Schaltungsöffnungseinrichtung über einen Eingangswechsel
spannungsbereich von der Netzleitung zu Null hin von 70
bis 264 Volt liefert.
3. Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß eine
Einstelleinrichtung (49) vorgesehen ist, durch die der
Fehlerstrom-Schutzschalter so einstellbar ist, daß er auf
einen Erdschlußstrom im Bereich von 6 bis 30 mA anspricht.
4. Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß eine
Einstelleinrichtung (49) vorgesehen ist, durch die der
Fehlerstrom-Schutzschalter derart einstellbar ist, daß
er auf einen Erdschlußstrom im Bereich von 6 bis 30 mA
anspricht.
5. Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Differentialtransformator (23) eine zusätzliche Sekun därwicklung (27) aufweist,
daß eine Schalteinrichtung (73) eine Schaltung mit der zusätzlichen Sekundärwicklung (27) zur Simulation des Auftretens einer Störung durch einen Erdschluß für einen Test des Fehlerstrom-Schutzschalters verbindet
und daß eine Zeitverzögerungseinrichtung (81, 83, 85) vorge sehen ist, die einen Stromfluß zum Erdleiter hin verhindert, bis die Schaltungsöffnungseinrichtung durch einen Stromfluß zum Nulleiter hin ausgelöst ist, derart, daß die Ermittlung einer Störung durch Erdschluß durch andere Fehlerstrom- Schutzschalter im Netzsystem verhindert ist.
daß der Differentialtransformator (23) eine zusätzliche Sekun därwicklung (27) aufweist,
daß eine Schalteinrichtung (73) eine Schaltung mit der zusätzlichen Sekundärwicklung (27) zur Simulation des Auftretens einer Störung durch einen Erdschluß für einen Test des Fehlerstrom-Schutzschalters verbindet
und daß eine Zeitverzögerungseinrichtung (81, 83, 85) vorge sehen ist, die einen Stromfluß zum Erdleiter hin verhindert, bis die Schaltungsöffnungseinrichtung durch einen Stromfluß zum Nulleiter hin ausgelöst ist, derart, daß die Ermittlung einer Störung durch Erdschluß durch andere Fehlerstrom- Schutzschalter im Netzsystem verhindert ist.
6. Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß eine
Einstelleinrichtung (49) vorgesehen ist, durch die der
Fehlerstrom-Schutzschalter derart einstellbar ist, daß
er auf einen Erdschlußstrom im Bereich von 6 bis 30 mA
anspricht.
7. Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß eine
Stabilisierungseinrichtung (55) vorgesehen ist, die eine
im wesentlichen konstante Arbeitsspannung für die Schal
tungsöffnungseinrichtung über einen Bereich von Eingangs
wechselspannungen zwischen Netzleitung und Null von 70
bis 264 Volt bereitstellt.
8. Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß eine
Einstelleinrichtung (49) vorgesehen ist, durch die der
Fehlerstrom-Schutzschalter derart einstellbar ist, daß
er auf einen Erdschlußstrom im Bereich von 6 bis 30 mA
anspricht.
9. Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schaltungsöffnungseinrichtung (17) einen Schaltungsunter brecher umfaßt, der so geschaltet ist, daß er auf Speisung bzw. Erregung hin sämtliche Netzleitungsleiter öffnet,
daß ein Schaltschütz auf Aberregung hin sämtliche Netz leitungsleiter öffnet,
daß eine Verbindungseinrichtung entweder den Schaltungs unterbrecher oder den Schaltschütz mit einer eine stabi lisierte Spannung bereitstellenden Spannungsversorgungs einrichtung in dem Fehlerstrom-Schutzschalter verbindet
und daß eine Schalteinrichtung vorgesehen ist, die auf ein Auslösesignal anspricht, welches in der genannten Se kundärwicklung in dem Fall erzeugt wird, daß eine Störung durch Erdschluß auftritt, wobei die betreffende Schaltein richtung entweder den mit dem Fehlerstrom-Schutzschalter verbundenen Schaltungsunterbrecher erregt oder den mit dem betreffenden Fehlerstrom-Schutzschalter verbundenen Schaltschütz aberregt.
daß die Schaltungsöffnungseinrichtung (17) einen Schaltungsunter brecher umfaßt, der so geschaltet ist, daß er auf Speisung bzw. Erregung hin sämtliche Netzleitungsleiter öffnet,
daß ein Schaltschütz auf Aberregung hin sämtliche Netz leitungsleiter öffnet,
daß eine Verbindungseinrichtung entweder den Schaltungs unterbrecher oder den Schaltschütz mit einer eine stabi lisierte Spannung bereitstellenden Spannungsversorgungs einrichtung in dem Fehlerstrom-Schutzschalter verbindet
und daß eine Schalteinrichtung vorgesehen ist, die auf ein Auslösesignal anspricht, welches in der genannten Se kundärwicklung in dem Fall erzeugt wird, daß eine Störung durch Erdschluß auftritt, wobei die betreffende Schaltein richtung entweder den mit dem Fehlerstrom-Schutzschalter verbundenen Schaltungsunterbrecher erregt oder den mit dem betreffenden Fehlerstrom-Schutzschalter verbundenen Schaltschütz aberregt.
10. Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß eine
Stabilisierungseinrichtung (55) vorgesehen ist, die eine
im wesentlichen konstante Arbeitsspannung für die Schal
tungsöffnungseinrichtung über einen Bereich von Eingangs
wechselspannungen zwischen Netzleitung und Null von 70
bis 264 V bereitstellt.
11. Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß eine
Einstelleinrichtung (49) vorgesehen ist, durch die der
Fehlerstrom-Schutzschalter derart einstellbar ist, daß
er auf einen Erdschlußstrom im Bereich von 6 bis 30 mA
anspricht.
12. Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß eine
Einstelleinrichtung (49) vorgesehen ist, durch die der
Fehlerstrom-Schutzschalter derart einstellbar ist, daß
er auf einen Erdschlußstrom im Bereich von 6 bis 30 mA
anspricht.
13. Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Differentialtransformator (23) eine zusätzliche Sekun därspule (27) aufweist,
daß eine Schalteinrichtung (73) eine Schaltung mit der zusätzlichen Sekundärwicklung zur Simulation des Auftretens einer Störung durch einen Erdschluß für einen Test des Fehlerstrom-Schutzschalters verbindet
und daß eine Zeitverzögerungseinrichtung (81, 83, 85) vorgesehen ist, die einen Stromfluß zum Erdleiter hin verhindert, bis die Schaltungsöffnungseinrichtung durch einen Stromfluß zum Nulleiter hin ausgelöst ist, derart, daß die Ermittlung einer Störung durch Erdschluß durch andere Fehlerstrom-Schutzschalter im Netzsystem verhindert ist.
daß der Differentialtransformator (23) eine zusätzliche Sekun därspule (27) aufweist,
daß eine Schalteinrichtung (73) eine Schaltung mit der zusätzlichen Sekundärwicklung zur Simulation des Auftretens einer Störung durch einen Erdschluß für einen Test des Fehlerstrom-Schutzschalters verbindet
und daß eine Zeitverzögerungseinrichtung (81, 83, 85) vorgesehen ist, die einen Stromfluß zum Erdleiter hin verhindert, bis die Schaltungsöffnungseinrichtung durch einen Stromfluß zum Nulleiter hin ausgelöst ist, derart, daß die Ermittlung einer Störung durch Erdschluß durch andere Fehlerstrom-Schutzschalter im Netzsystem verhindert ist.
14. Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß eine
Einstelleinrichtung (49) vorgesehen ist, durch die der
Fehlerstrom-Schutzschalter derart einstellbar ist, daß
er auf einen Erdschlußstrom im Bereich von 6 bis 30 mA
anspricht.
15. Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß eine
Stabilisierungseinrichtung (55) vorgesehen ist, die eine
im wesentlichen konstante Arbeitsspannung für die Schal
tungsöffnungseinrichtung über einen Bereich von Eingangs
wechselspannungen zwischen Netzleitung und Null von 70
bis 264 V bereitstellt.
16. Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, daß eine
Einstelleinrichtung (49) vorgesehen ist, durch die der
Fehlerstrom-Schutzschalter derart einstellbar ist, daß
er auf einen Erdschlußstrom im Bereich von 6 bis 30 mA
anspricht.
17. Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinrichtung einen Gleichrichter umfaßt, der eine Gleichspannung von jedem der Netzleiter für die Steuer schaltung des Fehlerstrom-Schutzschalters bereitstellt,
daß eine einen Strom in einer Richtung führende erste Stromführungseinrichtung (76) die Steuerschaltung des Fehlerstrom-Schutzschalters mit dem Nulleiter (13) ver bindet,
daß eine zweite, in einer Richtung wirkende Stromeinrich tung (79) von der Steuerschaltung des Fehlerstrom-Schutz schalters nach Erde hin vorgesehen ist,
und daß die zweite in einer Richtung wirkende Stromein richtung (79) einen höheren Spannungsabfall in Durchlaßrich tung aufweist als die erste in einer Richtung wirkende Stromeinrichtung (76).
daß die Steuereinrichtung einen Gleichrichter umfaßt, der eine Gleichspannung von jedem der Netzleiter für die Steuer schaltung des Fehlerstrom-Schutzschalters bereitstellt,
daß eine einen Strom in einer Richtung führende erste Stromführungseinrichtung (76) die Steuerschaltung des Fehlerstrom-Schutzschalters mit dem Nulleiter (13) ver bindet,
daß eine zweite, in einer Richtung wirkende Stromeinrich tung (79) von der Steuerschaltung des Fehlerstrom-Schutz schalters nach Erde hin vorgesehen ist,
und daß die zweite in einer Richtung wirkende Stromein richtung (79) einen höheren Spannungsabfall in Durchlaßrich tung aufweist als die erste in einer Richtung wirkende Stromeinrichtung (76).
18. Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, daß ein
Metalloxid-Varistor (22) mit der Gleichspannungsseite des
Gleichrichters zur Lieferung eines Spannungssprungschutzes
verbunden ist.
19. Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Gleichrichter ein Halbwellengleichrichter (73, 74) für eine
Einphasen-Konfiguration mit einem Netzleitungsleiter (11)
ist.
20. Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Gleichrichter ein Vollweggleichrichter (3 bis 12) für eine
Mehrphasen-Konfiguration mit drei Netzleitungsleitern (87,
89, 91) ist.
21. Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Vollweggleichrichter Diodenpaare umfaßt, deren Dioden
jeweils in Reihe liegend mit der Steuerschaltung des
Fehlerstrom-Schutzschalters für den jeweiligen Netzlei
tungsleiter verbunden sind und deren Verbindungspunkte
jeweils mit einem Netzleitungsleiter verbunden sind.
22. Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste in einer Richtung wirkende Stromeinrichtung ein Paar von in Reihe geschalteten Dioden umfaßt, die mit der Steuer schaltung des Fehlerstrom-Schutzschalters parallel zu den Gleichrichterdiodenpaaren liegend verbunden sind,
daß der Verbindungspunkt der Dioden des ersten in einer Richtung wirkenden Diodenpaares mit dem Nulleiter verbunden ist,
daß die zweite in einer Richtung wirkende Stromeinrichtung ein Paar von in Reihe geschalteten Dioden umfaßt, die mit der Steuerschaltung des Fehlerstrom-Schutzschalters in Parallelschaltung zu den genannten Gleichrichtungsdioden paaren und den die erste in einer Richtung wirkende Strom einrichtung bildenden Diodenpaaren verbunden sind,
und daß der Verbindungspunkt des die zweite in einer Rich tung wirkende Stromeinrichtung bildenden Diodenpaares mit dem Erdleiter verbunden ist.
daß die erste in einer Richtung wirkende Stromeinrichtung ein Paar von in Reihe geschalteten Dioden umfaßt, die mit der Steuer schaltung des Fehlerstrom-Schutzschalters parallel zu den Gleichrichterdiodenpaaren liegend verbunden sind,
daß der Verbindungspunkt der Dioden des ersten in einer Richtung wirkenden Diodenpaares mit dem Nulleiter verbunden ist,
daß die zweite in einer Richtung wirkende Stromeinrichtung ein Paar von in Reihe geschalteten Dioden umfaßt, die mit der Steuerschaltung des Fehlerstrom-Schutzschalters in Parallelschaltung zu den genannten Gleichrichtungsdioden paaren und den die erste in einer Richtung wirkende Strom einrichtung bildenden Diodenpaaren verbunden sind,
und daß der Verbindungspunkt des die zweite in einer Rich tung wirkende Stromeinrichtung bildenden Diodenpaares mit dem Erdleiter verbunden ist.
23. Fehlerstrom-Schutzschalter für die Verwendung unter
einer Vielzahl von Bedingungen,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Differentialtransformator (23) mit einem Kern, mit gegenläufigen Primärwicklungen, die entgegengerichtete Flüsse erzeugen, welche kennzeichnend sind für einen Strom zu einer Last hin bzw. für einen Strom von der Last her, und einer Sekundärwicklung vorgesehen ist,
daß eine Schaltungsöffnungseinrichtung vorgesehen ist, welche den Netzleitungsleiter auf ein Auslösesignal hin öffnet, der in der genannten Sekundärwicklung in dem Fall erzeugt wird, daß eine Störung durch Erdschluß auftritt,
daß eine Stabilisierungseinrichtung vorgesehen ist, die eine im wesentlichen konstante Arbeitsspannung für die genannte Schaltungsöffnungseinrichtung über einen Bereich von Eingangswechselspannungen zwischen 70 und 264 Volt zwischen der Netzleitung und dem Nulleiter bereitstellt,
und daß eine Einstelleinrichtung vorgesehen ist, die den Fehlerstrom-Schutzschalter so einstellt, daß er auf einen Erdschlußstrom im Bereich von 6 bis 30 mA anspricht.
daß ein Differentialtransformator (23) mit einem Kern, mit gegenläufigen Primärwicklungen, die entgegengerichtete Flüsse erzeugen, welche kennzeichnend sind für einen Strom zu einer Last hin bzw. für einen Strom von der Last her, und einer Sekundärwicklung vorgesehen ist,
daß eine Schaltungsöffnungseinrichtung vorgesehen ist, welche den Netzleitungsleiter auf ein Auslösesignal hin öffnet, der in der genannten Sekundärwicklung in dem Fall erzeugt wird, daß eine Störung durch Erdschluß auftritt,
daß eine Stabilisierungseinrichtung vorgesehen ist, die eine im wesentlichen konstante Arbeitsspannung für die genannte Schaltungsöffnungseinrichtung über einen Bereich von Eingangswechselspannungen zwischen 70 und 264 Volt zwischen der Netzleitung und dem Nulleiter bereitstellt,
und daß eine Einstelleinrichtung vorgesehen ist, die den Fehlerstrom-Schutzschalter so einstellt, daß er auf einen Erdschlußstrom im Bereich von 6 bis 30 mA anspricht.
24. Fehlerstrom-Schutzschalter, dadurch ge
kennzeichnet,
daß ein Differentialtransfor mator mit einem Kern vorgesehen ist, auf dem gegenläufige Primärwicklungen aufgebracht sind, die entgegengesetzte Flüsse hervorrufen, welche kennzeichnend sind für einen Strom zu einer Last hin bzw. für einen Strom von der Last her,
daß der Kern eine Sekundärwicklung aufweist,
daß eine Schaltungsöffnungseinrichtung vorgesehen ist, welche den Netzleitungsleiter auf ein Auslösesignal hin öffnet, welches in der genannten Sekundärwicklung in dem Fall erzeugt wird, daß eine Störung durch Erdschluß auf tritt,
daß auf dem Differentialtransformator eine zusätzliche Sekundärspule vorgesehen ist,
daß eine Schalteinrichtung vorgesehen ist, welche eine Schaltung mit der zusätzlichen Sekundärwicklung zur Simu lation des Auftretens einer Störung durch Erdschluß zum Testen des Fehlerstrom-Schutzschalters verbindet,
und daß eine Zeitverzögerungseinrichtung vorgesehen ist, die einen Stromfluß zu dem Erdleiter hin verhindert, bis die Schaltungsöffnungseinrichtung durch einen Stromfluß zum Nulleiter hin ausgelöst worden ist, derart, daß die Ermittlung einer Störung durch Erdschluß durch andere Fehlerstrom-Schutzschalter im Netzsystem verhindert ist.
daß ein Differentialtransfor mator mit einem Kern vorgesehen ist, auf dem gegenläufige Primärwicklungen aufgebracht sind, die entgegengesetzte Flüsse hervorrufen, welche kennzeichnend sind für einen Strom zu einer Last hin bzw. für einen Strom von der Last her,
daß der Kern eine Sekundärwicklung aufweist,
daß eine Schaltungsöffnungseinrichtung vorgesehen ist, welche den Netzleitungsleiter auf ein Auslösesignal hin öffnet, welches in der genannten Sekundärwicklung in dem Fall erzeugt wird, daß eine Störung durch Erdschluß auf tritt,
daß auf dem Differentialtransformator eine zusätzliche Sekundärspule vorgesehen ist,
daß eine Schalteinrichtung vorgesehen ist, welche eine Schaltung mit der zusätzlichen Sekundärwicklung zur Simu lation des Auftretens einer Störung durch Erdschluß zum Testen des Fehlerstrom-Schutzschalters verbindet,
und daß eine Zeitverzögerungseinrichtung vorgesehen ist, die einen Stromfluß zu dem Erdleiter hin verhindert, bis die Schaltungsöffnungseinrichtung durch einen Stromfluß zum Nulleiter hin ausgelöst worden ist, derart, daß die Ermittlung einer Störung durch Erdschluß durch andere Fehlerstrom-Schutzschalter im Netzsystem verhindert ist.
25. Fehlerstrom-Schutzschalter für die Verwendung in einem
System mit einem Nulleiter, einem Erdleiter und zumindest
einem Netzleitungsleiter zwischen einer Energiequelle und
einer Last,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Differentialtransformator mit einem Kern, gegen läufigen Primärwicklungen, die entgegengerichtete Flüsse erzeugen, welche kennzeichnend sind für einen Strom zu der Last hin bzw. für einen Strom von der Last her, und einer Sekundärwicklung vorgesehen ist,
daß ein Schaltungsunterbrecher vorgesehen ist, der so ge schaltet ist, daß er auf seine Erregung hin sämtliche Netz leitungsleiter öffnet,
daß ein Schaltschütz vorgesehen ist, der auf seine Aberre gung hin sämtliche Netzleitungsleiter öffnet,
daß eine Verbindungseinrichtung selektiv entweder den Schal tungsunterbrecher oder den Schaltschütz mit einer eine stabilisierte Spannung bereitstellenden Spannungsversor gungseinrichtung in den Fehlerstrom-Schutzschalter ver bindet,
und daß die Schalteinrichtung auf ein Auslösesignal hin anspricht, welches in der genannten Sekundärwicklung in dem Fall erzeugt wird, daß eine Störung durch einen Erd schluß auftritt, wobei die Schalteinrichtung entweder den mit dem Fehlerstrom-Schutzschalter verbundenen Schaltungs unterbrecher erregt oder den mit dem betreffenden Fehler strom-Schutzschalter verbundenen Schaltschütz aberregt.
daß ein Differentialtransformator mit einem Kern, gegen läufigen Primärwicklungen, die entgegengerichtete Flüsse erzeugen, welche kennzeichnend sind für einen Strom zu der Last hin bzw. für einen Strom von der Last her, und einer Sekundärwicklung vorgesehen ist,
daß ein Schaltungsunterbrecher vorgesehen ist, der so ge schaltet ist, daß er auf seine Erregung hin sämtliche Netz leitungsleiter öffnet,
daß ein Schaltschütz vorgesehen ist, der auf seine Aberre gung hin sämtliche Netzleitungsleiter öffnet,
daß eine Verbindungseinrichtung selektiv entweder den Schal tungsunterbrecher oder den Schaltschütz mit einer eine stabilisierte Spannung bereitstellenden Spannungsversor gungseinrichtung in den Fehlerstrom-Schutzschalter ver bindet,
und daß die Schalteinrichtung auf ein Auslösesignal hin anspricht, welches in der genannten Sekundärwicklung in dem Fall erzeugt wird, daß eine Störung durch einen Erd schluß auftritt, wobei die Schalteinrichtung entweder den mit dem Fehlerstrom-Schutzschalter verbundenen Schaltungs unterbrecher erregt oder den mit dem betreffenden Fehler strom-Schutzschalter verbundenen Schaltschütz aberregt.
26. Fehlerstrom-Schutzschalter für die Verwendung entweder
in einem Einphasen- oder in einem Mehrphasen-Netzsystem
mit einem Nulleiter, einem Erdleiter und zumindest einem
Netzleitungsleiter zwischen einer Energiequelle und einer
Last,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Differentialtransformator mit einem Kern, gegen läufigen Primärwicklungen, die entgegengerichtete Flüsse erzeugen, welche kennzeichnend sind für einen Stromfluß zu der Last bzw. für einen Stromfluß von der Last her, und einer Sekundärwicklung vorgesehen ist,
daß eine Verbindungseinrichtung vorgesehen ist, durch die sichergestellt ist, daß entweder ein Einphasen- oder Mehr phaseneingang den Fehlerstrom-Schutzschalter in geeigneter Weise speist,
daß eine Schaltungsöffnungseinrichtung vorgesehen ist, die sämtliche Netzleitungsleiter auf ein Auslösesignal hin öffnet, welches in der genannten Sekundärwicklung in dem Fall erzeugt wird, daß eine Störung durch Erdschluß auftritt,
und daß eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, welche die Leistung zur Auslösung bzw. Betätigung der genannten Schal tungsöffnungseinrichtung im Falle einer Störung durch Erd schluß dann bereitstellt, wenn irgendwelche zwei Leiter zwischen der Spannungsquelle und der Last intakt bleiben und eine ein bestimmtes Minimalpotential überschreitende Spannung zwischen den beiden intakten Leitungen existiert.
daß ein Differentialtransformator mit einem Kern, gegen läufigen Primärwicklungen, die entgegengerichtete Flüsse erzeugen, welche kennzeichnend sind für einen Stromfluß zu der Last bzw. für einen Stromfluß von der Last her, und einer Sekundärwicklung vorgesehen ist,
daß eine Verbindungseinrichtung vorgesehen ist, durch die sichergestellt ist, daß entweder ein Einphasen- oder Mehr phaseneingang den Fehlerstrom-Schutzschalter in geeigneter Weise speist,
daß eine Schaltungsöffnungseinrichtung vorgesehen ist, die sämtliche Netzleitungsleiter auf ein Auslösesignal hin öffnet, welches in der genannten Sekundärwicklung in dem Fall erzeugt wird, daß eine Störung durch Erdschluß auftritt,
und daß eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, welche die Leistung zur Auslösung bzw. Betätigung der genannten Schal tungsöffnungseinrichtung im Falle einer Störung durch Erd schluß dann bereitstellt, wenn irgendwelche zwei Leiter zwischen der Spannungsquelle und der Last intakt bleiben und eine ein bestimmtes Minimalpotential überschreitende Spannung zwischen den beiden intakten Leitungen existiert.
27. Fehlerstrom-Schutzschalter für die Verwendung in einem
System mit einem Nulleiter, einem Erdleiter und zumindest
einem Netzleitungsleiter zwischen einer Energiequelle und
einer Last, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Differentialtransformator mit einem Kern, gegen läufigen Primärwicklungen, die entgegengesetzte Flüsse erzeugen, welche kennzeichnend sind für einen Stromfluß zu der Last hin bzw. für einen Stromfluß von der Last her, und einer Sekundärwicklung vorgesehen ist,
daß eine Schaltungsöffnungseinrichtung vorgesehen ist, welche die Netzleitungsleiter auf ein Auslösesignal hin öffnet, das in der betreffenden Sekundärwicklung im Falle des Auftretens einer Störung durch einen Erdschluß erzeugt wird,
und daß mit der genannten Sekundärwicklung eine Einrich tung (33) mit kapazitivem Leitungsfaktor verbunden ist.
daß ein Differentialtransformator mit einem Kern, gegen läufigen Primärwicklungen, die entgegengesetzte Flüsse erzeugen, welche kennzeichnend sind für einen Stromfluß zu der Last hin bzw. für einen Stromfluß von der Last her, und einer Sekundärwicklung vorgesehen ist,
daß eine Schaltungsöffnungseinrichtung vorgesehen ist, welche die Netzleitungsleiter auf ein Auslösesignal hin öffnet, das in der betreffenden Sekundärwicklung im Falle des Auftretens einer Störung durch einen Erdschluß erzeugt wird,
und daß mit der genannten Sekundärwicklung eine Einrich tung (33) mit kapazitivem Leitungsfaktor verbunden ist.
28. Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 27,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Einrichtung mit kapazitivem Leistungsfaktor einen Konden
sator (33) umfaßt.
29. Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 28,
dadurch gekennzeichnet, daß ferner
ein Paar von Klemmdioden (35, 37) antiparallel geschaltet
über den genannten Kondensator (33) mit der Sekundärwick
lung (29) verbunden sind.
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