DE737579C - Fehlerstromschutzschalter fuer mit Wechsel- oder Drehstrom betriebene elektrische Verbraucheranlagen - Google Patents

Fehlerstromschutzschalter fuer mit Wechsel- oder Drehstrom betriebene elektrische Verbraucheranlagen

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DE737579C
DE737579C DEJ66843D DEJ0066843D DE737579C DE 737579 C DE737579 C DE 737579C DE J66843 D DEJ66843 D DE J66843D DE J0066843 D DEJ0066843 D DE J0066843D DE 737579 C DE737579 C DE 737579C
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Wilhelm Engels
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Berker GmbH and Co KG
Albrecht Jung GmbH and Co KG
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Berker GmbH and Co KG
Albrecht Jung GmbH and Co KG
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/26Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents
    • H02H3/32Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors
    • H02H3/34Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors of a three-phase system
    • H02H3/347Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors of a three-phase system using summation current transformers

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Description

  • Fehlerstromschutzschalter für mit Wechsel- oder Drehstrom betriebene elektrische Verbraucheranlagen Die Erfindung,bezieht sich auf einen Fehlerstromschutzschalter für mit Wechsel- oder Drehstrom betriebene elektrische Verbraucheranlagen in gewerblichen oder landwirtschaftlichen Betrieben und Haushaltungen zum Schutze von Personen und Tieren gegen gefährliche Berührungsspannungen mit entweder auf dem Eisenkern eines Auslöserelais oder auf dem Eisenkern eines auf seiner Sekundärseite mit einem Auslöserelais verbundenen Transformators angeordneten Differentialwicklungen. Bei Schutzschaltern dieser Art ist der beim Auftreten von Fehlerstrom vorkommende Differenzstrom in denn Wicklungen des Auslösers oder Transformators durchweg gering, so daß ein sehr empfindlicher Auslöser, meist ein polarisiertes Relais, vorgesehen werden muß. Die große Empfindlichkeit- des Auslösers ergibt jedoch eine große Schwierigkeit insofern, als der Schalter leicht bei wechselnder Belastung des Stromkreises schon durch Ungleichheiten in der Differentialwicklung ausgelöst werden kann. Das zwingt dazu, die Auslösestromstärke des Relais heraufzusetzen, wodurch naturgemäß die Zuverlässigkeit des Schutzschalters leidet.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Mangel zu beseitigen und einen Schutzschalter zu schaffen, der schon bei einem geringen Fehlerstrom anspricht, dabei aber gegen unzeitiges Ansprechen gesichert ist. Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst; daß sämtliche Wicklungsdrähte der Differentialwicklungen, also alle Phasenleiter und der gegebenenfalls vorhandene Nulleiter, gebündelt und in der gebündelten Form um einen gemeinsaMen Eisenkern gewickelt sind, wobei entweder das Drahtbündel an den Enden der -einzelnen Wicklungslagen um 18o° um seine Längsachse verdreht oder aber fortlaufend verdrillt ist. Durch diese neue Ausbildung der Differentialwicklung des Auslösers oder des Transformators für den Auslöser wird, wie leicht einleuchtet, erreicht, daß sämtliche Wicklungsdrähte einerseits den gleichen Abstand vom Eisenkern des Auslösers oder Transformators, anderseits sämtlich gleiche Länge haben, wodurch die größtmögliche Gleichmäßigkeit der Differentialwicklungen gewährleistet ist. Der Einfluß der verschiedenen Wicklungen auf den Eisenkern des Auslösers oder Transformators bzw. auf die Sekundärwicklung des letzteren ist deshalb durchaus gleichmäßig; ebenso haben auch sämtliche Wicklungen die gleiche Streuung.
  • Störungen infolge Ungleichmäßigkeiten in der Differentialwicklung und der Streuung, die sonst bei wechselnder Belastung des zu schützenden Stromkreises zu einem unzeitigen Auslösen des Schalters führen können, sind damit beseitigt. Es ist also jetzt die Möglichkeit gegeben, einen hochempfindlichere Auslöser anzuordnen, der bei schon schwachen Fehlerströmen anspricht, ohne daß deshalb ein unzeitiges Ansprechen stattfindet.
  • Bei einer Einrichtung zum Erdschlußschutz für Maschinen zur Erzeugung und Umwandlung von elektrischem Strom, wie Generatoren, Transformatoren usw., bei der einem Auslöserelais ein sogenannter Durchgangstransformator vorgeschaltet ist, ist es bereits vorgeschlagen worden, die auf der Sekundärseite des Transformators liegenden Leiter zum Zwecke ihrer symmetrischen Anordnung miteinander zu verdrillen. Das geschieht nach dem bekannten Vorschlag in der Weise, daß durch den die Sekundärwicklung tragenden Eisenring des Durchgangstransformators ein Drehstromkabel, dessen Leiter bekanntlich eine leichte Drehung aufweisen, hindurchgeführt wird, wobei der Nulleiter in leichter Schraubenform um das Kabel leerumgelegt ist.
  • Bei dieser !bekannten Einrichtung liegen wesentlich andere Verhältnisse vor als beim Erfindungsgegenstand. Zunächst handelt es sich nicht uni den Schutz. von Menschen und Tieren gegen gefährliche Berührungsspannungen, sondern ausschließlich uni den Schutz einer Maschine gegen die Folgen eines Durchschlagens einer Phase gegen Erde, die darin bestehen, daß die mit einem Erdschluß verbundene Lichtbogenbildung zu einem Kurzschluß und damit zu einer größeren Zerstörung in der Maschine führt. Bei den Maschinen, für welche der Erdschlußschutz bestimmt ist, wird nicht nur tnit höheren Stromstärken gearbeitet als bei Verbraucheranlagen in gewerblichen und landwirtschaftlichen Betrieben und in Haushaltungen, sondern auch der bei einem Durchschlagen der Phase gegen Erde auftretende Fehlerstrom ist Wesentlich größer als der bei den für die Erfindung in Betracht kommenden Verbraucheranlagen vorkommende, auf kleine Isolationsfehler zurückzuführende Fehlerstrom. Bei der bekannten Einrichtung stehen deshalb erheblich größere Differenzströme zürn Auslösen des Relais zur Verfügung, so daß für den Schutz von Generatoren, Transformatoren u. dgl. keine so empfindlichen Auslöser nötig I sind Wie bei einer zum Schutze von Menschen und Tieren dienenden Einrichtung, wo schon beim Auftreten eines kleinen Fehlerstrome: f ein Auslösen des Schalters erfolgen muß. Bei einer Einrichtung der letzteren Art ist es notwendig, die Phasenströme, deren etwaige Differenz zur Auslösung des Relais benutzt «-erden soll, durch auf dem Eisenkern eines Relais oder eines Transformators aufgebrachte Drahtwicklungen oder Spulen von verhältnismäßig großer Wendungszahl zti schicken, wo hingegen bei dem Erdschlußscliutz für Maschinen ein sogenannter Durchführungstransformator, d. h. ein Transformator genügt, bei dem die Phasenleitungen einfach durch einen die Selcutidärwielclung tragenden hohlen Eisenkern hindurchlaufen. Bei einem solchen Durchgangstransformator liegen die Verhältnisse anders als bei einem Auslöser oder Transformator mit auf einem Eisenkern angebrachten Wicklungen. Während bei einem Relais oder Transformator mit aus zahl-' reichen Windungen bestehenden Drahtwicklungen eine erhebliche Schwierigkeit besteht, die Störungen, die sich aus Ungleichheiten der Differentialwicklungen und der Streuung ergeben, zu vermeiden, sind diese Schwierigkeiten bei einem Durchgangstransformator praktisch gar nicht oder jedenfalls nicht in ! dem hohen Maße vorhanden lvie bei .einem Auslöser oder Transformator tnit Difteretitialwicklungen. Beim Durchgangstransformator genügt es schon, wenn die die Pr iniärseite bildenden Leiter geradlinig durch die Mitte des liolilen Eisenkernes geführt werden. Denn bei der Ringform des Kernes haben die gerade durchlaufenden Leiter ohne weiteres sämtlich die gleiche Lage mit Bezug auf den Eisenkern, indem jeder um das gleiche -Maß exzentrisch dazu liegt. Durch ein Verdrillen der Leiter kann also beim Durchgangstransformator hinsichtlich der Gleichmäßigkeit nicht oder jedenfalls nicht viel gewonnen «-erden. Tatsächlich kann die für den Durchgangstransformator vorgeschlagene Anordnung eines Drehstromkabels, um den der Nulleiter in leichter Schraubenforen herumgewickelt ist, auch keine größere Gleichmäßigkeit in der Beeinflussung des Eisenkerns bzw. der daraufsitzenden Sekundärwicklung bringen, weil bei der geringen Drehung der Leiter im Kabel auf die Länge des Eisenkernes des Transformators nicht einmal eine volle Dreliting kommt, und weil außerdem keine Gewähr dafür besteht, daß der um das Kabel gelegte Nulleiter den gleichen Drall und die gleiche Länge hat wie. ein Phasenleiter. Anders liegt die Sache beim Gegenstand der Erfindung, -wo die Primärseite des Transformators oder die das Relais unmittelbar b:ecinflussendenLeiter die Form von Wicklungen mit einer verhältnismäßig großen Windungszahl haben. Hier wird dadurch, daß die Leiter gebündelt und entweder fortlaufend gedrillt oder jedesmal am Ende einer Wicklungslage um i8o° verdreht sind, tatsächlich ein wesentlicher Erfolg hinsichtlich der Gleichmäßigkeit der Differentialwicklung erzielt. Während nämlich bei der üblichen Wicklungsart, bei der die verschiedenen Leiter nacheinander um den Kern gewickelt werden, der Abstand der verschiedenen Phasenleiter und des :etwa, vorhandenen Nulleiters vom Kern sowie ihre Länge und außerdem auch ihre Streuung unterschiedlich sind, erreicht man bei der erfindungsgemäßen Anordnung, daß sämtliche Leiter den gleichen Abstand vom Kern und die gleiche Drahtlänge haben und daß die Verluste durch Streuung bei allen Leitern gleich sind. Es wird also eine gleichmäßige Beeinflussung des Relais oder Transformators bzw. der mit dem Relais verbundenen Sekundärwicklung durch alle auf der Primärseite liegenden Leiter erzielt. Dieser Vorteil ist für den Schutz von Menschen und Tieren gegen gefährliche Berührungsspannungen von großer Bedeutung, weil es hier, wie schon gesagt, auf eine große Empfindlichkeit des Relais, gleichzeitig aber auch darauf ankommt, daß die große Empfindlichkeit nicht zu einem unzeitigen Ansprechen führt.
  • Der Unterschied, daß es sich beim Erfindungsgegenstand um ein. Relais öder einen Transformator mit auf- einem Eisenkern aufgebrachten Auslöse- oder Primärwicklungen, bei der bekannten Einrichtung für den Erdschlußschutz von Maschinen dagegen bloß um die Durchführung der Leiter durch den hohlen Eisenkern eines Durchgangstransformators handelt, hat aber noch eine weitere wesentliche Bedeutung insofern, als dadurch ein erheblicher Vorteil gewonnen wird, der beim Durchgangstransformator gar nicht in Betracht kommt. Dadurch nämlich, daß gemäß der Erfindung sämtliche Leiter der Auslöse-oder Primärwicklungen gebündelt sind, wird die Herstellung des Auslösers oder Transformators im Vergleich zu den bekannten Auslösern oder Transformatoren für zum Schutze von Menschen und Tieren gegen gefährliche Berührungsspannungen dienende Schalter erheblich vereinfacht. Sämtliche Leiter des Auslösers oder der Primärseite des Transformators können, statt wie bisher einzeln nacheinander, auf einmal, d. h. in einem einzigen Arbeitsgang, auf den Eisenkern gewickelt werden, was eine beträchtliche Zeit- und Arbeitsersparnis ergibt. Dieser Vorteil tritt ganz besonders dann in die Erscheinung, wenn der Transformator als Ringtransformator ausgebildet ist, die Wicklungen also auf einem in sich geschlossenen Ring aufgebracht werden müssen.
  • Das auf den Eisenkern des Auslösers oder Transformators zu wickelnde Drahtbündel kann aus einer Leitung von etwa viereckigem Querschnitt mit vier voneinander isolierten Adern gebildet sein, wobei diese Adern zweckmäßig ebenfalls einen quadratischen Querschnitt besitzen können. Mit einem derartigen Leitungsdraht läßt sich die Wicklung in ganz besonders einfacher Weise und unter günstiger Raumausnutzung -herstellen, und zwar so, daß bei ordnungsmäßiger Anlage ein vollständiger Felderausgleich erzielt wird.
  • Falls die Differentialwicklung nicht unmittelbar auf dem Magnetkern des Auslösers angebracht wird, sondern auf einem Transformator, empfiehlt es sich, die Sekundärspule des Transformators unterhalb der Primärwicklung auf dem Eisenkern anzubringen, und zwar so, daß sie sich über den ganzen Bereich der Primärspule erstreckt. Dadurch wird nicht nur eine unbedingt symmetrische Anordnung, sondern durch die Anordnung der "Sekundärwicklung unmittelbar auf dem Kern auch noch der weitere Vorteil erzielt, daß die Sekundärwicklung nur eine ganz geringe Länge und damit einen geringen Ohmschen Widerstand erhält, wie es für die Ansprechempfindlichkeit der Vorrichtung von besonderem Vorteil ist. Außerhalb des Wicklungsbereichs können die einzelnen Adern des primären Wicklungsdrahtes aufgeteilt und je an eine getrennte Anschlußklemme geführt werden.
  • Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung in einfachen Strichen dargestellt. Dabei zeigen Fig. i einen Leitungsplan einer Drelistromanlage mit Nulleiter und geerdetem Sternpunkt, Fig. 2 ein Auslöserelais mit unmittelbar auf dessen Magnetkern angebrachter Mehrphasenwicklung, Fig. 3 ein Stück eines mehrphasigen Wicklungsdrahtes in Querschnitt und schaubildlicher Ansicht, Fig.4 ein Auslöserelais mit von einem mehrphasigen Differentialtransformator gespeister Spule und einem Prüfschalter, Fig. 5 eine andere Ausführungsforen des mehrphasigen Differentialtransformators.
  • In Fig. i ist A ein Drehstromnetz mit Nullleiter, das von einem Drehstromgenerator B mit geerdetem Nullpunkt gespeist wird. C ist ein an das Netz A angeschlossener Verbraucherstromkreis mit drei Phasenleitern und einem Nulleiter. Dieser Stromkreis kann in beliebiger Weise belastet werden, z. B. durch einen Drehstrommotor und/oder durch Lampen oder sonstige zweipolige Verbraucher, die an beliebige Phasen oder an eine Phase und den Nulleiter angeschlossen sind. Zwischen dem Netz .g und dem Verbraucher-Stromkreis C ist ein Schutzschalter D angeordnet, der beim Auftreten eines Fehlerstromes den Stromkreis C vom Netz A trennt. Das Auftreten eines Fehlerstromes ist in Fig. .i rechts durch einen Pfeil F angedeutet.
  • Der Schutzschalter besteht nach dem in Fig. a gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem vierpoligen Ausschalter mit sogenanntem Summenstromauslöser. Das unter Wirkung einer öffnungsfeder stehende -Schaltglied a des Ausschalters wird in der Einschaltstellung durch eine Klinke b festgehalten, die durch den Summenstrornauslöser ausgerückt werden kann. Der Auslöser ist ein polarisiertes Relais mit Differentialwicklung. Er besteht aus einem hufeisenförmigen Dauermagneten c, an dessen einem Schenkel ein Anker d z. B. mittels einer Blattfeder schwenkbar gelagert ist. Dieser Anker wird durch die Kraft des Dauermagneten gewöhnlich am Gegenschenkel anliegend, d. h. in Ruhestellung gehalten. Er steht unter Wirkung einer Feder, die ihn beim Auftreten eines Differenzstromes in der auf dem Dauermagneten angeordneten Differentialwicklung f vom Kern abzieht, wobei der Anker die Klinke b ausrückt, so daß der Verbraucherstromkreis abgeschaltet wird.
  • Die auf dem Dauermagneten C angebrachte Differentialwicklung f enthält vier Drähte, ,#-on denen drei in den Phasenleitungen und einer in der Nulleitung liegen. Die vier Drähte sind so um den einen Schenkel des Dauermagneten C gewickelt, daß die von ihnen hervorgerufenen magnetischen Felder sich beim störungsfreien Zustand des zu schützenden Stromkreises aufheben und dementsprechend das Feld des Dauermagneten unbeeinflußt bleibt. Nur beim Auftreten eines Fehlerstromes ergibt sich eine Differenz in den magnetischen Feldern der vierdrähtigen Wicklung, wodurch der Dauermagnet geschwächt und das Relais zum Ansprechen gebracht wird.
  • Um einen vollkommenen Ausgleich der magnetischen Felder der v ierdrähtigen Differentialwicklung zu erzielen, sind erfindungsgemäß alle vier Drähte zu einem Bündel zus:ammengefaßt und im gebündelten Zustand um 'einen gemeinsamen Kern, nämlich den einen Schenkel des Dauermagnieten, gewickelt. Dadurch haben alle vier Drahtwicklungen nicht nur genau gleiche Windungszahlen, sondern auch fast genau gleiche Drahtlängen, und sie haben endlich an jeder Stelle den gleichen Abstand vom Magnetkern. Um größte Genauigkeit in bezug auf die Gleichheit der ;Drahtlängen und des mittleren Abstandes zu erzielen, ist das Drahtbündel bzw., ein von diesem gebildeter mehradriger Wicklungsdraht an den Enden der einzelnen Wicklungslagen um i8o° um seine Längsachse verdreht oder aber fortlaufend verdrillt, so daß diejenigen Drähte oder Adern, die in der einen Lage außen liegen, in der nächsten Lage innen zu liegen kommen. Auf diese Weise ist, wie ersichtlich, mit den einfachsten Mitteln erreicht, daß die magnetischen Felder der vier Wicklungen sich bei ungestörtem Verbraucherstromkreis vollständig aufheben, so daß kein resultierendes Feld zur Auslösung des Relais übrigbleibt. Das Relais kann infolgedessen auf höchste Empfindlichkeit eingestellt werden, ohne daß ein unzeitiges Auslösen zu befürchten ist. Dieser Erfolg tritt unabhängig von der Art der Belastung des Verbraucherstromkreises ein, so daß dessen Phasen beliebig unterschiedlich belastet werden können. Aus diesem Grunde kann der erfindungsgemäß ausgebildete vierpolige Fehlerstromschutzschalter wahlweise für vierpolige, dreipolige und zweipolige Stromkreise benutzt werden. Es handelt sich also um einen für alle vorkommenden Fälle brauchbaren Universalschutzschalter, so daß die Notwendigkeit, für vier-, drei- und zweipolige Schutzschalter getrennte Modelle anzufertigen entfällt.
  • Die vier gebündelten Drähte der Differentialwicklung f sind zweckmäßig zu einem vieradrigen Draht oder Kabel vereinigt, wie dies in Fig. 3 veranschaulicht ist. Dabei sind die vier Adern oder Drähte i bis .I je mit einer der Spannungsdifferenz zwischen den Phasen angemessenen Isolierung versehen und zu einem Bündel zusammengefaßt, das von einer gemeinsamen Isolierhülle 5 umschlossen ist. Vorzugsweise hat der so gebildete vieradrige Wicklungsdraht oder das Kabel einen quadratischen Querschnitt,'wobei die einzelnen Adern öder Drähte je für sich ebenfalls einen quadratischen Querschnitt aufweisen. An den Enden der Differentialwicklung ist der Draht in' seine Einzeladern aufgelöst, die dann mit den zugehörigen Kletntnen verbunden sind.
  • Eine andere Ausführungsforrn des Drahtbündels besteht darin, daß vier mit einer geeigneten Isolierung versehene Drähte oder Adern gebündelt und dann um eine gemeinsame Längsachse mehr oder weniger stark gedreht, also miteinander verseilt werden. Die verseilten Drähte können wieder von einer gemeinsamen Hülle aus Isolierstoff umgeben sein. Schließlich kann sowohl bei dieser Ausführung als auch beider vorher erwähnten Ausbildung die ganze Primärwicklung noch mit einer gemeinsamen Vakuumimprägnierung versehen werden, um dadurch einerseits die Isolation noch zu erhöhen, andererseits die einzelnen Windungen ' in ihrer Form zu sichern und gegen Verschiebung zu schützen, was insbesondere bei etwa auftretenden Kurzschlüssen von Wichtigkeit ist.
  • Das Drahtbündel oder der vieradrige Draht braucht natürlich nicht unmittelbar auf dem Magnetkern des Relais gewickelt zu werden, vielmehr kann die Wicklung auf einer Spule k sitzen, die auf den Magnetkern aufgeschoben wird.
  • Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. q. wirkt der Fehler- oder Differenzstrom auf das Relais nicht unmittelbar, sondern über eine Summenstromwandler oder Differentialtransformator ein. Der Dauermagnet c des zum Ausklinken des Schalters a dienenden polarisierten Relais trägt eine einfache Wicklung g, die mit der Sekundärwicklung ha des Stromwandlers verbunden ist. Der Stromwandler hat einen ringförmigen Eisenkern i, auf dem zunächst die Sekundärwicklung h und dann die aus vier Drähten bestehende Primär- oder Differentialwicklung f aufgebracht ist. Die vier Drähte der Differentialwicklung sind wieder in einer der mit Bezug auf das Beispiel nach Fig. 2 und 3 beschriebenen Weise gebündelt bzw. zu einem mehradrigen Draht oder Kabel vereinigt und in Form eines geschlossenen Bündels um den gemeinsamen Eisenkern i des Transformators gewickelt. Auch hier wird durch diese eigentümliche Ausbildung der Differentialwicklung der gleiche Erfolg wie im ersten Beispiel, nämlich erreicht, daß sich die magnetischen Felder aller -drei Phasen und des Nulleiters bei ungestörtem Stromkreis genau aufheben, so daß kein die Sekundärwicklung h erregendes Feld entsteht. Tritt im Verbraucherstromkreis ein Fehler- bzw. Differenzstrom auf, dann wird in der Wicklung la ein Sekundärstrom erzeugt, der das Feld des Dauermagneten c des Relais schwächt, so daß dessen Anker d abfällt und den Schalter a auslöst.
  • In Fig. 4 der Zeichnung sind der Übersichtlichkeit der Leitungsführung halber Relais und Schalter .an getrennten Stellen gezeichnet. Natürlich befindet sich das Relais praktisch beim Schalter, so daß sein Anker unmittelbar auf -die Verklinkung des Schaltgliedes einzuwirken vermag, Bei der gezeichnetenAusführung des Differenztransformators als Ringtransformator können der Schalter und das Relais sowie die später noch zu beschreibende Prüfeinrichtung innerhalb des Ringraumes des Transformators angeordnet werden, wodurch: sich seine gedrängte Bauart des Schutzschalters mit Summenstromwandler ergibt.
  • Die Sekundärwicklung k und die vierdrähtige Primärwicklung f sind auf den Kern i des Transformators vorzugsweise, wie in Fig. 3 gezeigt, so aufgebracht, daß die unter der Primärwicklung fliegende Sekundärwicklung h sich über die ganze Länge der Primärwicklung erstreckt, wodurch eine unbedingt symmetrische Anordnung gewährleistet ist. Der ringförmige Kern i des Transformators braucht nicht notwendig kreisförmig zu sein, er könnte auch vieleckig, z. B. vier- oder sechseckig sein, wobei die Wicklungen, abschnittsweise auf den aufeinanderfolgenden vier oder sechs Seiten des Vielecks angeordnet sind.
  • In Fig. 5 ist eine Abänderung des Summenstromwandlers gezeigt, bei der die vierdrähtige Primärwicklung f und die Sekundär Wicklung h getrennt voneinander angeordnet sind. Der Transformator besitzt einen Eisenkern i in Form eines rechteckigen Ringes, dessen eine lange Seite die Sekundärwicklung lt und dessen andere lange Seite die vierdrähtige Primärwicklung f trägt, die wieder aus einem vieradrigen Draht oder Kabel der bereits beschriebenen Art besteht. Hierbei können sowohl die Primärwicklung als auch die Sekundärwicklung je auf einer Spule sitzen, die auf den Eisenkern des Transformators aufgeschoben ist.
  • Der Schutzschalter ist mit einer Prüfeinrichtung versehen, die es gestattet, das ordnungsmäßige Arbeiten von Relais und Schalter jederzeit in der Weise nachzuprüfen, daß künstlich ein Fehler- oder Differenzstrom hervorgerufen wird. Die Prüfeinrichtung ist im Hinblick darauf, daß der vierpolige Schalter wahlweise für vier-, drei- und zweipolige Stromkreise benutzbar sein soll, so beschaffen, daß bei allen drei Phasen ein künstlicher Fehler herbeigeführt werden kann. Zu dem Zwecke ist bei der in Fig.4 gezeigten Ausführungsform der Prüfeinrichtung ein kleiner Hilfsschalter m vorgesehen, mit dem alle drei Phasen hinter der Differentialwicklung f über einen Widerstand n mit dem Nulleiter vor der Wicklung - verbunden werden können. Der Widerstand ist am einfachsten unmittelbar in den Schalthebel des Prüfschalters eingebaut, wie in Fig. 4 angenommen.
  • Statt mit dem Nulleiter oder beim Fehlen eines Nulleiters können die Phasenleke,r zum Zwecke der Prüfung des Schutzschalters auch über einen Widerstand an Erde gelegt werden. Ferner kann der Prüfschalter so ausgebildet werden, daß zwei der Phasen hinter der Differentialwicklung über einen Widerstand einzeln nacheinander mit der dritten Phase vor der Wicklung verbunden werden können. Eine weitere Ausführungsform besteht darin, daß der Prüfschalter so ausgebildet ist, daß die drei Phasenwicklungen mittels eines im Prüfschalter eingebauten Widerstandes einzeln nacheinander überbrückt werden, so daß jeweils ein Teil des Phasenstromes über den vorn Prüfschalter und Widerstand gebildeten .Nebenschluß fließt. Wenn der Schutzschalter ausschließlich für vier- und dreipolige Stromkreise vertvendet wird oder wenn Vorsorge getroffen wird, daß bei zweipoliger Verwen-<iung der Anschluß stets an zwei ganz bestimmten Klemmen erfolgt, genügt es auch, den Prüfschalter mit Widerstand so auszubilden, daß er nur eine Verbindung zwischen zwei Phasen oder zwischen einer Phase und dein Nulleiter oder Erde herstellt. Die beschriebenen Prüfeinrichtungen können natürlich auch bei der Ausführung nach Fig. 2 angewendet werden.
  • Natürlich ist die Erfindung nicht mit den dargestellten Beispielen erschöpft, vielmehr sind mancherlei Abänderungen desselben sowie andere Ausführungen möglich. So könnte der Schutzschalter ähnlich wie der in der Patentschrift 670 36.1 beschriebene Differenzschutzschalter so ausgebildet sein, daß beim Öffnen des Ausschalters a der Anker d des Auslöserelais zwangsläufig in seine Ruhestellung zurückgeführt wird. Ferner können bekannte Einrichtungen zur Erhöhung oder Einstellung der Empfindlichkeit des Auslöserelais vorgesehen werden. Beispielsweise könnte die Empfindlichkeit des polarisierten Relais durch Anordnung eines magnetischen Nebenschlusses erhöht bziv. geregelt werden, oder das Relais könnte durch einen im Sinne des Fehlerstromes wirkenden, vorn Betriebsstrom unabhängigen, konstanten Hilfsstrom vorbelastet sein. Zur Erhöhung der Empfindlichkeit und gleichzeitig zurr Schutze des polarisierten Relais gegen Schwächung seines Dauerniagneten durch Kurzschlußströnie kann auch die Anordnung eines starken magnetischen Nebenschlusses zum Kern des polarisierten Relais evtl. in Verbindung mit aein-er Einrichtung zur Amplitudenbegrenzung der auf die Spule dieses Relais einwirkenden Strom-oder Spannungsgröße zur Anwendung kominen. Der Difterentialschutzschalter könnte endlich gleichzeitig als Überstronischalter ausgebildet werden. Dies kann z. B. dadurch geschehen, daß der Überstrom ein magnetisches Kurzschlußglied verstellt, '-las dein Auslöseanker des polarisierten Relais das Feld wegnimmt. Für die Verstellung des Kurzschlußgliedes würden beim vierpoligen Ausschalter wenigstens drei in die Phasenleitungen eingeschaltete Bimetallstreifen o. dgl. vorzusehen sein. Die Ausbildung als Überstromschalter könnte ferner mit Hilfe von durch den Überstrom beeinflußten und z.13. aus Bimetallstreifen bestehenden Kurzschließern für die Wicklungen eines Summenstroinrelais oder die Primärwicklungen eines Sunimenstromwandlers erreicht werden. Auch in diesem Falle ist mindestens für die drei Phasen je ein Kurzschließer bzw. Bimetallstreifen erforderlich. Zweckmäßig wird jedoch in beiden Fällen auch für den Nulleiter ein Bimetallstreifen bzw. Kurzschließer vorgesehen. Das hat den Vorteil, daß der in der Regel nur schwach bemessene Nulleiter gegen Überlastung gesichert ist.
  • Der neue Schutzschalter könnte statt vierpolig auch dreipolig oder gar nur zweipolig ausgebildet sein. In diesem Falle besteht die Differentialwicklung des Suninienstroniauslösers oder des Summenstromwandlers aus drei oder zwei in einem Bündel, einem Seil oder einem drei- oder zweiadrigen Draht oder Kabel zusammengefaßten Drähten. Ein dreij.oliger Schutzschalter nach der Erfindung kann nicht bloß für dreiphasige, sondern auch für zweiphasige Stromkreise verwendet werden. Das in Verbindung mit einem Summenstromwandler verwendete Auslöserelais ffir den Schalter könnte statt als polarisiertes Relais auch in anderer `'eise, z. B. so ausgebildet werden, daß der beim Auftreten eine Fehler- oder Differenzstromes in der Sektind:irwicklung des Transformators induzierte Strom zur Erregung des Auslösemagneten firn Sinne des Anziebensüines. die Verklinkung des Ausschalters ausrückenden Ankers benutzt wird. Hierbei gelangt vorzugsweise ein sorenanntes Stufenrelais zur Anwendung.

Claims (7)

  1. PATE NTANSPRCICHE: i. Felilerstromschutzschalter für mit Wechsel- oder Drelistroin betriebene elektrische Verbraucheranlagen in gewerblichen oder landwirtschaftlichen Betrieben und Haushaltungen zum Schutze von Personen oder Tieren gegen gefährliche Berührungsspannungen mit entweder auf dein Eisenkern eines Auslöserelais oder auf dein Eisenkern eines auf der Sekundärseite finit einem Auslöserelais verbundenen Tansforinators angebrachten Differentialwicklungen, dadurch gel:ennzeiclniet, daß siiintliche Wicklungsdrähte der Differeiitialwicklungen, also alle Pli2isenleitji- und der gegebenenfalls vorhandene Nulleiter, gebündelt und in der gebündelten Form um einen gemeinsamen Eisenkern gewikkelt sind, wobei entweder das Drahtbündel an den Enden der einzelnen Wicklungslagen um iSo° um seine Längsachse verdreht oder aber fortlaufend verdrillt ist.
  2. 2. Felilerstroinschutzschalter nach An- Spruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Differentialwicklung aus einem Draht, Kabel oder Seil mit drei oder vier voneinander isolierten Adern gebildet ist.
  3. 3. Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch a, dadurch gekennzeichnet, daß der vieradrige Wicklungsdraht mit seiner Isolation einen viereckigen Querschnitt besitzt, wobei die einzelnen Adern vorzugsweise ebenfalls einen viereckigen Querschnitt aufweisen.
  4. 4. Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung des Transformators zwischen dem Eisenkern und der Primärwicklung angebracht ist und sich vorzugsweise über die ganze Länge der Primärwicklung erstreckt.
  5. 5. Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch i mit gleichzeitiger überstromauslösung durch einen mittels Bimetallstreifen o. dgl. verstellten magnetischen Kurzschließer für das polarisierte Relais oder mit elektrischen Kurzschließern für die Primärwicklungen des Differentialtransformators, dadurch gekennzeichnet, daß bei vierpoliger Ausbildung des Schutzschalters nicht nur für die drei Phasen, sondern auch für den Nulleiter ein den magnetischen Kurzschließer verstellender Bimetallstreifen o. dgl. .oder ein elektrischer Kurzschließer für die zugehörige Primärwicklung vorgesehen ist.
  6. 6. Drei- oder vierpoliger Fehler stromschutzschalter nach Anspruch i, gekennzeichnet durch'die Anordnung eines Prüfschalters, der bei sämtlichen Phasen einzeln nacheinander einen künstlichen Fehlerstrom oder einen Differenzstrom in den Differentialwicklungen herbeiführt.
  7. 7. Eehlerstromschutzschalter nach Anspruch: i mit einem Ringtransformator, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausschalter mit Auslöserelais und der Prüfschalter im Innenraum des Ringtransformators untergebracht sind.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE808857C (de) * 1949-12-08 1951-07-19 Alfred Krone Vorrichtung zum Schutz von Mehrphasenmotoren gegen Uberlastung bei Ausfall einer oder mehrerer Phasen
DE1135560B (de) * 1960-03-07 1962-08-30 Schutzapp Ges Paris & Co M B H Pruefverfahren und Pruefschaltung fuer Fehlerstromschutzschalter
DE1136003B (de) * 1961-02-24 1962-09-06 Erich Simoneit Erdungspruefschalter fuer den Nachweis der Wirksamkeit einer Fehlerstrom-Schutzschaltung
DE1152186B (de) * 1960-11-15 1963-08-01 Condor Werk Gebr Frede K G Summenstromwandler mit Rechteckkern

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE808857C (de) * 1949-12-08 1951-07-19 Alfred Krone Vorrichtung zum Schutz von Mehrphasenmotoren gegen Uberlastung bei Ausfall einer oder mehrerer Phasen
DE1135560B (de) * 1960-03-07 1962-08-30 Schutzapp Ges Paris & Co M B H Pruefverfahren und Pruefschaltung fuer Fehlerstromschutzschalter
DE1152186B (de) * 1960-11-15 1963-08-01 Condor Werk Gebr Frede K G Summenstromwandler mit Rechteckkern
DE1136003B (de) * 1961-02-24 1962-09-06 Erich Simoneit Erdungspruefschalter fuer den Nachweis der Wirksamkeit einer Fehlerstrom-Schutzschaltung

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