DE684249C

DE684249C - Elektrischer Schalter mit Fehlerstromausloesung, insbesondere als Beruehrungsschutz

Info

Publication number: DE684249C
Application number: DEB183754D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Engels
Original assignee: Berker GmbH and Co KG; Albrecht Jung GmbH and Co KG
Current assignee: Berker GmbH and Co KG; Albrecht Jung GmbH and Co KG
Priority date: 1938-07-01
Filing date: 1938-07-02
Publication date: 1939-11-24

Description

Elektrischer Schalter mit Fehlerstromauslösung, insbesondere als Berührungsschutz Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schalter, welcher bei Auftreten eines Fehlerstromes, sei es bei verschlechterter Isolation oder bei Berührung der Leitung durch eine Person, den betreffenden Stromkreis selbsttätig abschaltet.
Bei den bisherigen Schaltern dieser Art besteht die Schwierigkeit, den Schalter genügend empfindlich zu machen, so daß der auftretende Fehlerstrom für die berührende Person noch nicht schädlich wirkt, aber trotzdem ausreicht, um die Auslösung des Schalters zu bewirken. Dazu kommt noch die weitere Forderung, daß die Abschaltung in möglichst kurzer Zeit (möglichst in etwa l/loo Sekunde) erfolgen soll, weil die Schädigungsgefahr bei Berührung um so geringer ist, je schneller die Abschaltung erfolgt.
Im Interesse einer schnellen Abschaltung ist es erwünscht, den Auslösemagneten unmittelbar auf den Schalter einwirken zu lassen unter Vermeidung des Umweges über ein weiteres elektrisches Verstärkungsrelais. Die unmittelbare Einwirkung des Auslösemagneten auf den Schalter oder das Schaltschloß macht nun im allgemeinen einen ziemlich starken Auslösestrom erforderlich. Dieses ist aber unerwünscht, weil der zur Auslösung benutzte Fehlerstrom im Falle der Berührung durch den menschlichen Körper hindurchgehen muß.
Die Aufgabe, schon durch einen geringen Fehlerstrom ein schnelles und zuverlässiges Abschalten des Stromkreises zu bewirken, ist nun erfindungsgemäß in einfacher Weise dadurch gelöst, daß der Auslöseanker zu Beginn seiner vom Fehlerstrom eingeleiteten Bewegung eine einseitige Belastung des Summerstromwandlers einschaltet, so daß dadurch der Auslösestrom verstärkt und der Auslöseanker mit verstärkter Kraft weiter durchgezogen wird.
Der Vorteil dieser Ausbildung liegt einmal darin, daß der Auslösestromkreis vom Netz unabhängig ist und nur Niederspannung führt und daß ferner nur eine einzige Magnetspule notwendig ist, deren Anker in einem Zuge zunächst den Hilfskontakt schließt und im unmittelbaren Anschluß daran mit verstärkter Kraft die Öffnung des Schalters vornimmt. Durch diese stufenweise verstärkte Bewegung in einem Zuge wird zugleich eine kurze Eigenzeit des Relais und damit eine schnelle Abschaltung gewährleistet. Da der Hilfskontakt nur einen ganz geringen Strom zu führen braucht, ;-0ista seine Ausbildung leicht und einfach, so daß@x. einfachsten Mitteln eine wesentliche @erb_s;s; rung in der Wirkung des Schutzschalters reicht wird.
Auf der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Dabei zeigen Fig. i die Einrichtung bei geschlossenem Hauptschalter und ordnungsmäßigem Zustand der Anlage, Fig. 2 die Einrichtung bei geöffnetem Hauptschalter nach Auftreten eines unzulässigen Fehlerstromes.
In dem dargestellten Beispiel sind a und b die beiden Zuleitungen, und c ist der zugehörige Hauptschalter.
Hinter dem Schalter c ist ein Summenstromwandler h angeordnet, welcher zwei gleichstarke aber entgegengesetzte Wicklungen i, k trägt, von denen die eine vom zugeführten Strom, die andere vom abgeführten Strom durchflossen wird. Die Belastung des Stromkreises ist durch Glühlampen m angedeutet. Auf dem Ringstromwandler ist eine Sekundärwicklung o angebracht, deren Enden an die Auslösespule w eines Relais g angeschlossen sind. Parallel zu den beiden Wicklungen o bzw. w ist ein Kondensator u eingeschaltet.
Der Anker s des Relais g ist auf einer Auslösestange t befestigt, die mit ihrem einen Ende unmittelbar auf den Hauptschalter c einwirkt, während ihr anderes Ende mit einem kleinen Hilfsschalter P zusammenwirkt. Dieser Hilfsschalter P ist über einen regelbaren Vorschaltwiderstand Y und die beiden Leitungen d, f an die Hauptleitungen a, b abgeschlossen, und zwar durch die Leitung d hinter der Wandlerwicklung i, während die Leitung f vor der Wandlerwicklung k angeschlossen ist. Der Hilfsschalter p ist von einer Federzunge gebildet, die durch ihre Federkraft bestrebt ist, den Schalter geschlossen zu halten, hieran aber für gewöhnlich gehindert wird durch das Gewicht des Auslöseankers s und der Auslösestange t, die auf dem Schalter ruhen.
Die Wirkungsweise der neuen Einrichtung ist folgende: Bei dem in Fig. i dargestellten ordnungsmäßigen Zustand der Anlage und Belastung durch die Glühlampen m fließt durch die beiden gegeneinander geschalteten Wicklungen i, k des Wandlers der gleiche Strom, so daß sich die induktiven Wirkungen gegenseitig aufheben und in der Sekundärspule o keine Spannung erzeugt wird, dabei ist auch der Hilfsschalter durch das Gewicht des Auslöseankers s und der Stange t, wie aus Fig. z ersichtlich, in der Offenstellung gehalten. Infolgedessen ist auch die Spule w des Relais g stromlos.
.@-'-Tritt nun, wie in Fig. 2 dargestellt ist, ein r@hlerstrom z. B. bei F auf, so verschiebt sich Hefe Belastung der beiden Wandlerwicklungeni,k .aus der Gleichgewichtslage, und es entsteht in der Sekundärwicklung o eine Spannung, die einen Stromfluß durch die Auslösespule w des Relais g zur Folge hat. Dieser Stromfluß, der durch den geeignet bemessenen Kondensator u noch verstärkt werden kann, hat zur Folge, daß der Anker s mit der Auslösestange t etwas angehoben wird und dabei den Hilfsschalter P schließt. Dadurch wird eine verhältnismäßig starke Ungleichheit in den Wicklungen i, k des Wandlers hervorgerufen und damit auch der Auslösestrom entsprechend verstärkt, so daß nun der Anker s mit erheblich verstärkter Kraft weiter durchgezogen wird und dabei mit dem oberen . Ende der Stange unmittelbar den Hauptschalter c öffnet. Dadurch wird die ganze Anlage stromlos, und der Auslöseanker kann in seine in Fig. i gezeichnete Ruhelage zurückkehren und den Hilfsschalter p wieder öffnen, während der Hauptschalter c durch ein nicht mit dargestelltes Gesperre so lange in der Offenlage gehalten wird, bis der Stromkreis von neuem von Hand eingeschaltet wird.
Natürlich ist die Erfindung nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt, sondern es sind auch andere Ausführungsformen und Abänderungen möglich. Insbesondere könnte der Kondensator u auch gegebenenfalls fortgelassen werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrischer Schalter mit insbesondere als Berührungsschutz dienender und über einen Summenstromwandler wirkender Fehlerstromauslösung, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslöseanker (s) zu Beginn seiner vom Fehlerstrom eingeleiteten Bewegung einen Hilfsstromkreis (d, f, p, y) zur einseitigen Belastung des Summenstromwandlers (i, k) einschaltet, so daß dadurch der Auslösestrom verstärkt und der nun auf den Hauptschalter einwirkende Auslöseanker mit verstärkter Kraft weiter durchgezogen wird.
2. Elektrischer Schalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslöseanker (s) auf einer verschiebbaren Stange (t) befestigt ist,- die für gewöhnlich mit ihrem einen Ende auf dem unter Federwirkung stehenden Hilfsschalter ruht und diesen dadurch geöffnet hält, während das andere Ende der Stange mit dem Hauptschalter (c) zusammenwirkt.