Schutzschaltung gegen Berührungsspannung Es ist bekannt, Metallteile,
an welchen infolge von Isolationsfehlern gefährliche Berührungsspannungen auftreten
können, z. B. die Gehäuse von Stromverbrauchern, durch eine Schutzleitung mit einer
Klemme einer Fehlerspule zu verbinden, deren andere Klemme über eine Erdungsleitung
an einer Hilfserdung liegt. Obwohl sich diese Schutzschaltungen ausgezeichnet bewährt
haben, gibt es doch Fälle, bei denen der Schutzschalter bei einem Körperschluß nicht
anspricht, weil die Berührungsspannung den zulässigen bzw. den eingestellten Wert
nicht überschreitet. Das ist der Fall, wenn das zu schützende Gerät oder die Schutzleitung
mit der Erde in gut leitender Verbindung steht, wie z. B. bei Pumpenmotoren für
Hauswasserversorgung o. dgl. Zwar bleibt die Berührungsspannung an diesem Gerät
unter dem eingestellten Wert und ist daher ungefährlich. Es fließt aber ständig
ein unter Umständen eine Brandgefahr darstellender Strom nach Erde. Auch kann durch
die Störung der Nullleiten eine gefährliche Spannung annehmen. Um erhöhte Spannungen
am Nulleiter zu verhindern, hat man bereits den Stationsschalter ebenfalls mit einer
Fehlerstromspule ausgerüstet, die im Störungsfalle das Netz abschaltet. Der Fehler
der einen Anlage führt also zu einer Betriebsstörung im ganzen Netz. Man hat versucht,
die Abschaltung durch Verzögerungseinrichtungen am Stationsschalter auf die fehlerhafte
Anlage zu beschränken. Das gelingt aber nicht in allen Fällen, vor allem dann nicht,
wenn die Spannung an der Fehlerstromspule der gestörten Anlage unter der eingestellten
Ansprechspannung liegt. Erfindungsgemäß werden die geschilderten Nachteile dadurch
beseitigt, daß auch der geerdete Nulleiter der Anlage hinter dem Schutzschalter
mit Fehlerstromspule über einen Widerstand an die Hilfserde der Fehlerstromspule
angeschlossen ist. Dadurch wird im Störungsfalle in der Fehlerstromspule eine die
Auslösung bewirkende Stromverstärkung erzielt, weil der zusätzliche Widerstand
den
Widerstand der Hilfserde der Fehlerstromspule und den Widerstand der Erdung des
Nulleiters überbrückt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Widerstand
als Fehlerstromspule ausgebildet. Es können die beiden Fehlerstromspulen verschiedenen
Schaltern angehören oder auf verschiedenen Kernen angeordnet sein und auf den gleichen
Anker wirken. Besonders günstig ist es, wenn die beiden Fehlerstromspulen verschiedene
Windungszahlen aufweisen, wobei vorzugsweise die Spulen, vom Anschlußpunkt der Hilfserdung
aus gesehen, in verschiedenem Sinne gewickelt sind.Protection circuit against contact voltage It is known to use metal parts,
at which dangerous contact voltages occur as a result of insulation faults
can e.g. B. the housing of power consumers, through a protective line with a
To connect the terminal of a fault coil, the other terminal of which via an earth line
is connected to an auxiliary earth. Although these protective circuits have proven themselves to be excellent
have, there are cases in which the circuit breaker fails in the event of a short to body
responds because the contact voltage is the permissible or the set value
does not exceed. This is the case if the device to be protected or the protective line
is in good conductive connection with the earth, such as B. in pump motors for
Domestic water supply or the like. The touch voltage remains on this device
below the set value and is therefore harmless. But it flows constantly
a current to earth that may pose a fire hazard. Also can through
the disturbance of the neutral conductors assume a dangerous voltage. To heightened tension
to prevent the neutral conductor, you already have the station switch also with a
Equipped with a fault current coil, which switches off the mains in the event of a fault. The mistake
one system therefore leads to a malfunction in the entire network. One tried
the shutdown by delay devices at the station switch to the faulty
Restrict plant. But this does not work in all cases, especially not when
if the voltage at the fault current coil of the faulty system is below the set
Response voltage is present. According to the invention, the disadvantages outlined are thereby eliminated
eliminates the fact that the earthed neutral conductor of the system is behind the circuit breaker
with fault current coil via a resistor to the auxiliary earth of the fault current coil
connected. As a result, in the event of a fault in the residual current coil, a die
The current gain that causes tripping is achieved because of the additional resistance
the
Resistance of the auxiliary earth of the residual current coil and the resistance of the earthing of the
Bridged neutral. In a preferred embodiment the resistor is
designed as a fault current coil. The two fault current coils can be different
Belong to switches or be arranged on different cores and on the same
Anchors work. It is particularly favorable if the two fault current coils are different
Have numbers of turns, preferably the coils, from the connection point of the auxiliary ground
seen, are wrapped in different senses.
Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Schutzschaltung dargestellt,
bei welcher die beiden Spulen auf einem gemeinsamen Eisenkern angeordnet sind, und
es ist außerdem die Anordnung zweier getrennter, auf den gleichen Anker wirkender
Spulen angedeutet.The drawing shows an embodiment of the protective circuit,
in which the two coils are arranged on a common iron core, and
it is also the arrangement of two separate ones acting on the same armature
Coils indicated.
Nach Abb. i speist ein Hochspannungsnetz 1a über einen Transformator
t ein Niederspannungsnetz -iz mit den Phasenleitungen RST und dem Nulleiter
o. Der Nulleiter ist über den Erdungsw:derstand R, geerdet. Ein beispielsweiser
einphasiger Stromverbraucher I' ist über die Sicherung Si und den Schutzschalter
Sch angeschlossen. Der vorbekannte Schutzschalter weist die Spule i auf, die einerseits
mit der Klemme I( über ie Schutzleitung a. am Gehäuse E, anderseits mit der Klemme
H an eine Hilfserdung RH angeschlossen ist, die mehrere Hundert Ohm betragen kann,
ohne an Wirksamkeit einzubüßen. Erhält der Verbraucher Z' durch einen .Isolationsschaden
Körperschluß, so erhält die Spule i Spannung, wodurch der Schalter öffnet und somit
die zwischen Verbrauchergehäuse und Erde auftretende gefährliche Spannung, die Berührungsspannung,
abschaltet.According to Fig. I, a high-voltage network 1a feeds a low-voltage network -iz with the phase lines RST and the neutral conductor o via a transformer t. The neutral conductor is grounded through the grounding resistor R 1. An example of a single-phase power consumer I 'is connected via the fuse Si and the circuit breaker Sch. The previously known circuit breaker has the coil i, which is connected on the one hand with the terminal I (via the protective line a. On the housing E, on the other hand with the terminal H to an auxiliary grounding RH, which can be several hundred ohms without losing its effectiveness the consumer Z 'due to an insulation damage to the body, the coil i receives voltage, whereby the switch opens and thus switches off the dangerous voltage that occurs between the consumer housing and earth, the contact voltage.
Hat dieser Verbraucher jedoch selbst gut leitende Verbindung mit der
Erde, in der Abbildung durch die Schraffur Rk angedeutet, etwa dadurch, daß er auf
einer Einsenkonstruktion angeordnet ist, so kann es vorkommen, daß die Berührungsspannung
klein bleibt und der Schalter nicht abschaltet. Es Evürde dann bei der bisher bekannten
Schutzschaltung dauernd ein Erdstrom über Rk nach der Erde und über R, wieder ins
Netz zurückfließen. Dieser Strom kann bei niedrigen Werten von R, und Rk beträchtlich
werden, aber trotzdem nicht genügen, die Sicherung zum Ansprechen zu bringen. Der
Erdstrom bleibt dann dauernd bestehen, was, wie dargelegt wurde, nicht wünschenswert
ist.However, this consumer himself has a good conductive connection with the
Earth, indicated in the figure by the hatching Rk, for example by the fact that it is on
a single construction is arranged, it can happen that the contact voltage
remains small and the switch does not turn off. It evürde then with the previously known
Protective circuit permanent earth current via Rk to earth and via R, back into the
Flow back network. This current can be considerable at low values of R 1 and R k
but still not enough to make the fuse respond. Of the
Earth current then persists, which, as stated, is undesirable
is.
Zur Beseitigung dieses Übelstandes ist erfindungsgemäß der Nulleiter
o hinter dem Schutzschalter Sch über die- zweite Spule an eine Hilfserde
angeschlossen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel trägt der Kern der Spule i auch
die Spule 2, die einerseits am Anschlußpunkt H der Hilfserdungsleitung b, anderseits
mit der Klemme l' am Nulleiter liegt. Die Windungszahl der Spule 2 ist dabei beispielsweise-doppelt
so hoch als die der Spule i. Tritt nunmehr ein Körperschluß auf, so wirkt auf den
Schutzschalter nicht nur die Berührungsspannung, die angenommenermaßen infolge von
Rk nicht zur Abschaltung genügt, sondern es kommt fast die gesamte Spannung zwischen
der Phase T und dem Nulleiter o zur Wirkung, und zwar wirkt diese Spannung auf die
beiden Spulen i und 2. Es erfolgt also die Abschaltung.To eliminate this deficiency, according to the invention, the neutral conductor o behind the circuit breaker Sch is connected to an auxiliary earth via the second coil. In the illustrated embodiment, the core of the coil i also carries the coil 2, which is on the one hand at the connection point H of the auxiliary grounding line b, on the other hand with the terminal 1 'on the neutral conductor. The number of turns of the coil 2 is, for example, twice as high as that of the coil i. If a short-circuit to frame now occurs, the circuit breaker is not only affected by the contact voltage, which is assumed to be insufficient for disconnection due to Rk, but almost all of the voltage between phase T and the neutral conductor o comes into effect, namely this voltage acts the two coils i and 2. Shutdown therefore takes place.
Die der Erfindung entsprechende Anordnung ist keineswegs identisch
mit einem Schutzschalter, der nur eine Spule aufweist, welche mit dem einen Ende
am Stromverbraucher V und mit dem anderen Ende am Nulleiter liegt (Abb..i unter
I'ortlassung der Hilfserdungsleitung b und der Hilfserdung RH). Allerdings
wird auch in diesen Fall der Schutzschalter schon bei niedriger Berührungsspannung
auslösen, aber es besteht der folgende Nachteil. Es kann leicht vorkommen, daß der
Nulleiter Schluß mit dem Körper bekommt, ohne daß dies bemerkt wird, da ja der Nulleiter
selbst normal keine oder fast keine Spannung gegen Erde führt. Ein solcher Schluß
des Nulleiters würde aber die Fehlerspule in sich kurzschließen, so daß sie dann
weder bei niedriger noch bei hoher Berührungsspannung ansprechen könnte. Erfindungsgemäß
wird dieser Nachteil vermieden. Die beiden Spulen i, 2 sind nicht in sich kurzgeschlossen,
sondern sie haben beide Spannung gegen Erde.The arrangement corresponding to the invention is by no means identical to a circuit breaker which has only one coil, one end of which is connected to the power consumer V and the other end to the neutral conductor (Fig..i with the omission of the auxiliary grounding line b and the auxiliary grounding RH ). However, even in this case, the circuit breaker will trip even when the touch voltage is low, but there is the following disadvantage. It can easily happen that the neutral conductor ends with the body without this being noticed, since the neutral conductor itself normally has no or almost no voltage to earth. Such a short circuit of the neutral conductor would short-circuit the fault coil, so that it could then respond neither with a low nor with a high contact voltage. According to the invention, this disadvantage is avoided. The two coils i, 2 are not short-circuited in themselves, but they both have voltage to earth.
In Abb.2 ist die Anordnung angedeutet worden, bei welcher die Spulen
auf zwei Kernen sitzen, welche auf den gleichen .inker wirken.In Fig.2 the arrangement has been indicated in which the coils
sit on two cores, which act on the same .inker.