DE7835883U1 - Electrical safety device for the rapid disconnection of an electrical mains circuit - Google Patents
Electrical safety device for the rapid disconnection of an electrical mains circuitInfo
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Description
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- 2 bis 4 -W.974 - 2 to 4 - W.974
Augsburg, den 13. März 1979 Amtl. Aktenz.: G 78 35 883.5Augsburg, March 13, 1979 Official. File number: G 78 35 883.5
Westinghouse Electric Corporation, Westinghouse Building, Gateway Center, Pittsburgh, Pennsylvania 15222, V.St.A.Westinghouse Electric Corporation, Westinghouse Building, Gateway Center, Pittsburgh, Pennsylvania 15222, V.St.A.
Gerät zur Schnellabschaltung eines elektrischen Netzstromkreises Device for the rapid disconnection of an electrical mains circuit
Die Neuerung betrifft ein Gerät zur Schnellabschaltung eines eine Anzahl von Netzsteckdosen enthaltenden und durch einen Fehlerstrom-Schutzschalter abgesicherten elektrischen NetζStromkreises durch Erzeugung eines Fehlerstromes zwischen einem Phasenleiter und dem geerdeten Schutzleiter oder Nulleiter.The innovation relates to a device for quick disconnection of a number of mains sockets containing and an electrical net circuit protected by a residual current circuit breaker through generation a fault current between a phase conductor and the earthed protective conductor or neutral conductor.
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Elektrische Notschalter zur Unterbrechung elektrischer NetζStromkreise in Notfällen finden vielfach in Laboratorien, Werkstätten, Fabriken und kommerziellen Einrichtungen Anwendung. Diese Notschalter sind normalerweise große, auffällige rote Drucktastenschalter, die an leicht zugänglichen Stellen angeordnet sind, um im Falle einer Notsituation eine schnelle Stromabschaltung zu ermöglichen,Electrical emergency switches for interrupting electrical mains circuits in emergencies are often found in laboratories, Workshops, factories and commercial establishments application. These kill switches are usually big, noticeable ones red pushbutton switches that are placed in easily accessible places in case of an emergency to enable a quick power cut-off,
Bei bekannten Sicherheitssystemen ist der Notschalter ein im Ruhezustand offener Drucktaster, über welchen im Betätigungsfall die Auslösespule eines den betreffenden Stromkreis absichernden Schut ζsehalters erregt wird. Demzufolge müssen gesonderte Leitungsverbindungen zwischen dem Schutzschalter und jedem Ort, an welchem ein Notschalter angeordnet werden soll, hergestellt werden. Die Kosten und die Kompliziertheit dieses zusätzlichen Leitungsnetzes , führen häufig dazu, daß tatsächlich weniger NotschalterIn known safety systems, the emergency switch is a pushbutton which is open in the idle state and via which, when actuated, the release coil of a safety switch protecting the circuit in question is excited. As a result, separate line connections must be made between the circuit breaker and each location at which an emergency switch is to be arranged. The cost and complexity of this additional network of pipelines, often result in actually less Notschalter
installiert werden, als eigentlich wünschenswert wären. In anderen Fällen kommt es sogar vor, daß wegen der Kosten und der Kompliziertheit des Sicherheitssystems vollständig auf die Installation eines solchen Sicherheitssystems verzichtet wird.installed than would actually be desirable. In other cases it even happens that because of the cost and the complexity of the security system relies entirely on the installation of such a security system is waived.
Sowohl bei den elektrischen Installationen industrieller und kommerzieller Betriebe als auch bei HaushaltsinstallationenBoth in the electrical installations of industrial and commercial companies as well as in household installations
* I »ti* I »ti
ist aufgrund der für die Stromversorgung geltenden technischen Anschlußbedingungen, Sicherheitsbestimmungen und sonstiger technischer Richtlinien außer einem Überlastschutz auch ein Fehlerstromschutz erforderlich. Die Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen sind normalerweise so ausgelegt, daß sie den betreffenden elektrischen NetζStromkreis schon beim Auftreten von Fehlerströmen abschalten, die sehr vielis due to the technical connection conditions, safety regulations and other applicable to the power supply technical guidelines, in addition to overload protection, residual current protection is also required. The residual current protective devices are normally designed in such a way that they are already connected to the relevant electrical network Switch off the occurrence of fault currents, which very much
( ' kleiner als die Auslöseströme der überlastsicherungen sind. Beispielsweise sind Fehlerstrom-Schutzschalter für Haushaltsinstallationen häufig so ausgelegt, daß sie schon bei einem Fehlerstrom (Erdschlußstrom) von 5 mA auslösen.('are smaller than the tripping currents of the overload fuses. For example, residual current circuit breakers for household installations are often designed so that they already trip in the event of a fault current (earth fault current) of 5 mA.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ein besonderes Sicherheitsleitungsnetz entbehrlich ist.The innovation is based on the task of designing a device of the type mentioned at the beginning so that a special one Safety line network is dispensable.
, ' Diese Aufgabe wird gemäß der Neuerung dadurch gelöst, daß das Gerät als wahlweise in jede beliebige Netzsteckdose einsteckbare, ähnlich einem Netzstecker geformte und eine einem Netzstecker entsprechende Steckkontaktanordnung aufweisende Steckvorrichtung mit einem eingebauten, im Kuhezustand offenen, handbetatigbaren Schalter ausgebildet ist, dessen äußere elektrische Anschlüsse durch die Steckkontakte gebildet sind. ' This object is achieved according to the innovation in that the device is designed as a plug-in device that can be plugged into any mains socket, is shaped like a mains plug and has a plug contact arrangement corresponding to a mains plug, with a built-in, open, manually operated switch, the external electrical of which Connections are formed by the plug contacts.
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Das neuerungsgemäße Gerät hat den Vorteil, daß es außer den ohnehin vorhandenen Leitern des betreffenden Netzstromkreises keine besonderen Sicherheitsleitungen benötigt, in jede beliebige Steckdose einsteckbar, tragbar und leicht aus wechselbar ist.The device according to the innovation has the advantage that, in addition to the conductors of the relevant network circuit, which are already present No special safety lines required, can be plugged into any socket, portable and easily removed is changeable.
Beim Schließen des Schalters wird eine Verbindung y ) zwischen dem Phasenleiter und dem geerdeten Leiter hergestellt. Durch Einschalten einer entsprechend bemessenen Impedanz wird sichergestellt, daß beim Schließen des Schalters kein Kurzschluß entsteht, sondern sich lediglich ein Fehlerstrom mit einer über der Auslösestromstärke des Fehlerstrom-Sehutzschalters liegenden Stromstärke einstellt. Durch Betätigung des Schalters wird also absichtlich ein Fehlerstrom verursacht, der den dem betreffenden Stromkreis zugeordneten Fehlerstrom-Schutzschalter auslöst, welch letzterer in den meisten elektrischen Installationsanlagen bereits vorhanden und für Neuanlagen ohnehin zwingend vorgeschrieben ist.When the switch is closed, a connection y ) is established between the phase conductor and the earthed conductor. By switching on an appropriately dimensioned impedance, it is ensured that no short circuit occurs when the switch is closed; By operating the switch, a fault current is deliberately caused, which triggers the residual current circuit breaker assigned to the relevant circuit, the latter already present in most electrical installation systems and already mandatory for new systems.
Bei Netzsteckdosen/Netzstecker-Systemen mit asymmetrischer Steckkontaktanordnung, d.h, mit festliegender, unvertauschbarer Zuordnung der einzelnen Steckerkontakte zum Phasenleiterkontakt und zum Nulleiterkontakt der Steckdose reicht j ein einfacher Schalter aus, der zwischen den dem PhasenleiterIn the case of mains sockets / mains plug systems with asymmetrical plug contact arrangement, i.e. with fixed, non-interchangeable Allocation of the individual plug contacts to the phase conductor contact and to the neutral conductor contact of the socket is sufficient j a simple switch between the phase conductor
zugeordneten Steckerkontakt und den Schutzleiterkontakt der Steckvorrichtung geschaltet ist.assigned plug contact and the protective conductor contact of the connector is switched.
Bei Netzsteckdosen/Netzstecker-Systemen, bei denen die Steckkontakte (beispielsweise beim deutschen Schuko-System) eine drehsymmetrische Anordnung bilden und die beidenIn the case of mains sockets / mains plug systems in which the plug contacts (for example in the German Schuko system) form a rotationally symmetrical arrangement and the two
Steckerkontakte für Phase und Null beim Einstecken ver- f"\ tauschbar in den Phasenleiter kontakt bzw. den Nulleiterkontakt der Steckdose einsteckbar sind, ist ein zweipoligerPlug contacts for the phase and neutral during insertion comparable f "\ exchangeable contact in the phase conductor and the neutral conductor contact of the socket can be inserted, is a two pole
* Schalter erforderlich, der einerseits mit den beiden* Switch required, the one with the two
) Steckerkontakten für Phase und Null und andererseits ) Plug contacts for phase and zero and the other
■ mit dem Schutzleiterkontakt der Steckvorrichtung verbunden■ connected to the protective conductor contact of the connector
ist und demzufolge bei Betätigung beide Steckerkontakte für Phase und Null gleichzeitig mit dem Schutzleiterkontaktis and therefore both plug contacts for Phase and zero simultaneously with the protective conductor contact
verbindet. Damit ist sichergestellt, daß unabhängig von der Art des Einsteckens der Steckvorrichtung in die Steckdose, auf jeden Fall eine Verbindung zwischen Phasenleiterconnects. This ensures that regardless of how the plug-in device is plugged into the socket, definitely a connection between phase conductors
und Schutzleiter hergestellt wird, die einen Fehlerstrom zur Folge hat.and protective conductor is established, which has a fault current has the consequence.
Bei Mehrphasen-Stromkreisen mit Mehrphasen-Steckdosen reicht ein einfacher Schalter aus, der zwischen einen beliebigen der den verschiedenen Phasenleitern zugeordneten Steckkontakte und den Schutzleiterkontakt der Steckvorrichtung geschaltet ist, da der Fehlerstrom-Schutzschalter stets auslöst, wenn zwischen einer beliebigen Phase undFor multi-phase circuits with multi-phase sockets a simple switch between any one of the various phase conductors assigned to it is sufficient Plug contacts and the protective conductor contact of the plug device is switched, as the residual current circuit breaker always triggers when between any phase and
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dem Schutzleiter ein Fehlerstrom auftritt.a fault current occurs on the protective conductor.
Die Neuerung ist auch bei ein- oder mehrphasigen Netzstromkreisen anwendbar, die sich hinter dem Fehlerstromschutzschalter verzweigen und bei denen der Phasenleiter jedes Zweiges mit einer eigenen Überlastsicherung abgesichert ist. Durch Betätigung eines Geräts nach der Neuerung in einem beliebigen Stromkreiszweig kann dann der gesamte Stromkreis abgeschaltet werden. Dies hat natürlich zur Voraussetzung, daß die Überlastsicherung des betreffenden Stromkreiszweiges eingeschaltet ist, also der Phasenleiter des betreffenden Stromkreiszweiges unter Spannung steht. Anderenfalls könnte durch Betätigung des Geräts kein Fehlerstrom erzeugt werden.The innovation can also be used for single or multi-phase mains circuits that are located behind the residual current circuit breaker branch and in which the phase conductor protects each branch with its own overload protection is. By operating a device according to the innovation in any branch of the circuit, the entire Circuit to be switched off. This of course has the prerequisite that the overload protection of the relevant Circuit branch is switched on, so the phase conductor of the relevant branch of the circuit is live. Otherwise, no leakage current could occur when the device is operated be generated.
Es kann aber auch wünschenswert sein, eine Stromkreisabschaltung in einem verzweigten und in seinen Zweigen einzeln abgesicherten Netzstromkreis von einem beliebigen Stromkreiszweig aus mittels eines neuerungsgemäßen Geräts auch dann auslösen zu können, wenn die überlastsicherung des betreffenden Stromkreiszweiges ausgelöst und folglich der zugehörige Phasenleiter unterbrochen ist.However, it may also be desirable to switch off the circuit in a branched and in its branches individually fused mains circuit from any branch of the circuit by means of a device according to the innovation to be able to trigger even if the overload protection of the relevant circuit branch is triggered and consequently the associated phase conductor is interrupted.
Zu diesem Zweck kann, wenn das Gerät nach der Neuerung in Verbindung mit Fehlerstrom-Schutzschaltern eingesetztFor this purpose, if the device is used in conjunction with residual current circuit breakers after the innovation
till 41 t I / I till 41 t I / I I)II ItI) II It
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werden soll, die auch beim Auftreten einer niederohmigen Verbindung zwischen dem Nulleiter und dem Schutzleiter auslösen, der Schalter einerseits an den dem Nulleiter zugeordneten Steckerkontakt und andererseits an den Schutzleiterkontakt der Steckvorrichtung angeschlossen sein. Hierbei stellt der Schalter bei Betätigung eine niederohmige Verbindung zwischen Nulleiter und Schutz-( leiter her, was die Auslösung des Fehlerstrom-Schutzschalters zur Folge hat.should be, which also when a low resistance occurs Release the connection between the neutral conductor and the protective conductor, the switch on the one hand to the neutral conductor assigned plug contact and on the other hand connected to the protective conductor contact of the connector be. When actuated, the switch establishes a low-resistance connection between the neutral conductor and the protective ( conductor, which triggers the residual current circuit breaker.
Da bei starker Stromkreisbelastung auch im Nulleiter beträchtliche Ströme fließen können, enthält die Steckvorrichtung vorzugsweise eine mit dem Schalter in Reihe geschaltete niederohmige Impedanz zur Strombegrenzung.Since considerable currents can flow even in the neutral conductor when there is a high load on the circuit, the plug-in device contains preferably a low-resistance impedance connected in series with the switch to limit the current.
■Der Schalter ist vorteilhafterweise ein Drucktaster,■ The switch is advantageously a push button,
Einige Ausführungsbeispiele eines als Sicherheitseinrichtung dienenden Geräts nach der Neuerung werden nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben. Es zeigt:Some exemplary embodiments of a device serving as a safety device according to the innovation are described below will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. It shows:
Fig. 1 eine Sicherheitseinrichtung nach der I1 shows a safety device according to I.
Neuerung zur Erzeugung eines Fehler- I stroms zwischen Phase und Schutzleiter,Innovation for generating an error current I between phase and earth conductor,
I *I *
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Pig. 2 eine Sicherheitseinrichtung nach derPig. 2 a safety device according to
Neuerung zur Herstellung einer niederohmigen Verbindung zwischen Nulleiter und Schutzleiter,Innovation for the production of a low-resistance connection between the neutral conductor and protective conductor,
Fig. 3 eine Abwandlung der SicherheitseinFig. 3 shows a modification of the security
richtung nach Pig. I für Steckdosen/ Stecker-Systeme mit drehsymmetrischer Steckkontaktanordnung, unddirection to Pig. I for socket / plug systems with rotationally symmetrical Plug contact arrangement, and
Fig. k eine Weiterbildung einer SicherheitsFig. K shows a further development of a security
einrichtung nach Fig. 1 für eine Drehstromsteckdose.device according to Fig. 1 for a three-phase socket.
Fig. 1 zeigt einen elektrischen Netsstromkreis 1 mit drei Leitern, nämlich einem Phasenleiter L, einem Nulleiter N und einem geerdeten Schutzleiter G. Der in der Zeichnung links an eine nicht dargestellte Stromquelle (speisendes Netz) angeschlossene Stromkreis 1 weist eine Anzahl von Steckdosen 2 zum Einstecken der Netzstecker anzuschließender elektrischer Geräte auf; eine dieser Steckdosen ist beispielsweise dargestellt. Die Steckdose 2 weist einen an den Phasenleiter L angeschlossenen Kontakt 3, einen an den Nulleiter N angeschlossenen Kontakt 4 und einen an den geerdeten Schutzleiter angeschlossenen Kontakt 5 auf.Fig. 1 shows an electrical network circuit 1 with three conductors, namely a phase conductor L, a Neutral conductor N and a grounded protective conductor G. The one on the left in the drawing to a power source (not shown) (feeding network) connected circuit 1 has a number of sockets 2 for plugging in the power plug electrical devices to be connected to; one of these sockets is shown as an example. The socket 2 has a contact 3 connected to the phase conductor L, a contact 4 connected to the neutral conductor N and a contact contact 5 connected to the earthed protective conductor.
Der Stromkreis 1 ist durch einen zwischen dein speisenden Netz und der ersten Steckdose angeordneten Fehlerstromschutzschalter 6 abgesichert, der einen in der Phasenleitung L liegenden öffner 7 aufweist. Tritt infolge eines Erdschlusses ein Fehlerstrom zwischen dem Phasenleiter L und Erde auf und übersteigt die Fehlerstrorastärke einen vorgegebenen Grenzwert, wird der Fehlerstrom-Schutzschalter 6 ausgelöst und durch öffnen der Kontakte des Öffners 7 wird der hinter dem Fehlerstrom-Schutzschalter· liegende Teil des Stromkreises vom Netz abgetrennt.Circuit 1 is through one between your feeding Mains and the first socket arranged residual current circuit breaker 6 secured, which has an opener 7 located in the phase line L. Occurs as a result of an earth fault a fault current occurs between the phase conductor L and earth and the fault current strength exceeds a specified limit value, the residual current circuit breaker 6 is triggered and by opening the contacts of the opener 7 is behind the Residual current circuit breaker · lying part of the circuit disconnected from the network.
Die Auslösestromstärke des Fehlerstroms, bei welcher der Fehlerstrom-Schutzschalter 6 anspricht, hängt vom jeweiligen Anwendungsfall ab. Beispielsweise zum Berührungsschutz von Personen ist der Fehlerstrom-Schutzschalter so ausgelegt, daß eine gleichzeitig mit dem Phasenleiter L und Erde in Berührung kommende Person keinen ernsthaften Schaden erleiden kann. Die Auslösestromstärke beträgt zu diesem Zweck etwa 5 mA. Diese Auslösestromstärke ist natürlich sehr viel kleiner als der Überlast-Auslösestrom, da die überlastsicherung hauptsächlich zum Schutz der Leiter selbst vor Beschädigung durch Überströme mit Stromstärken im Bereich von einigen Ampere oder mehr dient.The tripping current strength of the fault current at which the residual current circuit breaker 6 responds depends on the respective Use case. For example, to protect people against accidental contact, the residual current circuit breaker is designed in such a way that that a person who comes into contact with the phase conductor L and earth at the same time will not suffer any serious damage can. The tripping current is about 5 mA for this purpose. This tripping current is natural much smaller than the overload tripping current, since the Overload protection mainly to protect the conductors themselves from damage by overcurrents with currents in the area of a few amps or more.
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Die dargestellte Sxcherheitseinrxchtung 10 dient dazu, absichtlich einen Fehlerstrom zwischen dem Phasenleiter L und Erde herbeizuführen. Erreicht die Stromstärke dieses Fehlerstroms die Auslösestromstärke des Fehlerstrom-Schutzschalters 6, so löst dieser aus und trennt damit den Stromkreis vom Netz.The illustrated safety device 10 is used to intentionally a fault current between the phase conductor L and Bring about earth. If the current strength of this fault current reaches the tripping current strength of the residual current circuit breaker 6, it triggers and thus disconnects the circuit from the mains.
Die Sicherheitseinrichtung 10 ist als Steckvorrichtung ausgebildet, die ähnlich einem Netzstecker geformt ist, jedoch einen Schalter 11 in Form eines Drucktasters mit einem Druckknopf 12 enthält. Die Steckerstifte 13, 14 und der Steckvorrichtung kommen durch Einstecken in die zugehörigen Kontakte 3, 4 und 5 der Steckdose 2 mit den Leitern L, N und G in Verbindung, Der Schalter 11 und ein damit in Reihe geschalteter Widerstand 16 sind zwischen die Steckerstifte 13 und 15 geschaltet, die dem Phasenv leiter L bzw. dem Schutzleiter G zugeordnet sind. Demgemäß wird bei Betätigung des Schalters durch Eindrücken des Druckknopfes 12 eine elektrische Verbindung zwischen dem Stift 13 und dem Stift 15 hergestellt, und, wenn die Steckvorrichtung 10 in die Steckdose 2 eingesteckt ist, fließt dann ein Fehlerstrom vom Phasenleiter L über den Steckdosenkontalct 3, den Steckerstift 13, den Widerstand 16,The safety device 10 is designed as a plug-in device that is shaped like a mains plug, however, a switch 11 in the form of a push button with a push button 12 contains. The connector pins 13, 14 and the connector come by plugging into the associated contacts 3, 4 and 5 of the socket 2 with the Conductors L, N and G in connection, the switch 11 and a resistor 16 connected in series therewith are between the connector pins 13 and 15 connected, which are assigned to the phase conductor L and the protective conductor G, respectively. Accordingly is when the switch is pressed by pressing the push button 12 an electrical connection between the Pin 13 and pin 15 produced, and when the plug device 10 is plugged into the socket 2, flows then a fault current from the phase conductor L via the socket contact 3, the connector pin 13, the resistor 16,
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den Schalter 11, den Steckerstift 15 und den Steckdosenkontakt 5 zum geerdeten Schutzleiter G. Der Widerstandswert des Widerstands 11 ist entsprechend der Netzspannung am Stromkreis 1 so gewählt, daß die Stromstärke des sich ergebenden Fehlerstromes größer als die Auslösestromstärke des Fehlerstrom-Schutzschalters 6 ist. Bei Betätigung des Drucktasters löst der Fehlerstrom-Schutzschalter 6 also aus und trennt da-the switch 11, the connector pin 15 and the socket contact 5 to the grounded protective conductor G. The resistance value of the resistor 11 corresponds to the line voltage on the circuit 1 chosen so that the current strength of the resulting fault current is greater than the tripping current strength of the residual current circuit breaker 6 is. When the push button is pressed, the residual current circuit breaker 6 trips and disconnects
durch den Stromkreis 1 bzw. dessen hinter dem Fehlerstrom-Schutzschalter liegenden Teil vom Netz.through circuit 1 or its downstream of the residual current circuit breaker lying part of the network.
Beispielsweise bei einer Netzwechselspannung von 115 V kann der Fehlerstrom-Schutzschalter 6 auf eine Auslösestromstärke von 5 mA eingestellt sein, so daß eine gleichzeitig mit dem Phasenleiter L und Erde in Berührung kommende | Person vor ernsteren Schäden geschützt ist. Bei einer Bemessung ·| des Widerstands 16 mit einem Wert von 10 k JX stellt sich bei Betätigung des Drucktasters ein Fehlerstrom von etwa 12 mA ein. Diese Fehlerstromstärke liegt ausreichend über der Auslösestromstärke des Fehlerstrom-Schutzschalters 6, jedoch weit unterhalb der Überstromauslöseschwelle, bei welcher die Gefahr einer Beschädigung der Leiter des Stromkreises 1 besteht.For example, with an AC mains voltage of 115 V, the residual current circuit breaker 6 can be set to a tripping current of 5 mA so that a | Person is protected from more serious harm. With a dimensioning · | of the resistor 16 with a value of 10 k JX arises at A fault current of approx. 12 mA is applied when the push button is pressed. This fault current is sufficiently above the Tripping current of the residual current circuit breaker 6, but far below the overcurrent trip threshold at which there is a risk of damage to the conductors of circuit 1.
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Indem für den Widerstand 16 ein Widerstandswert gewählt wird, der einen bei normaler Netzspannung weit über der Auslösestromstärke des Fehlerstrom-Schutzschalters liegende FehlerStromstärke ergibt, erhält man einen ausreichend großen Sicherheitsbereich, der gewährleistet, daß auch in NotSituationen, bei welchen die Netzspannung stark abfallen kann, sich ein zum Auslösen des Fehlerstrom-Schutz- | ( ^ schalters ausreichend großer Fehlerstrom einstellt.By for the resistor 16 a resistance value is selected, the one with normal mains voltage well above the tripping current of the residual current circuit breaker If there is a lying fault current strength, one obtains a sufficiently large safety range which ensures that even in emergency situations in which the mains voltage is high can drop, a to trigger the residual current protection | (^ switch sets a sufficiently large fault current.
Der Widerstand 16 ist für die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung nicht unbedingt erforderlich. Sein Vorhandensein begrenzt jedoch die Größe ' des Erdschluß-Fehlerstromes, der sich bei Betätigung desThe resistor 16 is for the operation of the invention Safety device not absolutely necessary. However, its presence limits its size 'of the earth fault current that occurs when the
Drucktasters einstellt, so daß billige Schwachstromkontakte für den Schalter 16 verwendet werden können. Anstelle eines VJiderstands kann zur Strombegrenzung auch eine andere Impedanz gewählt werden.Push button sets so that cheap low power contacts for the switch 16 can be used. Instead of one A different impedance can also be selected to limit the current.
Durch Ausbildung der Sicherheitseinrichtung als Steckvorrichtung erhält man eine Reihe von Vorteilen. Die Steckvorrichtung kann in jede beliebige Steckdose 2 des Stromkreises 1 eingesteckt werden, und es können beliebig viele Steckdosen dieses Stromkreises mit solchen Sicherheitseinrichtungen ausgestattet werden. Die Kosten einer Steck-By designing the safety device as a plug-in device you get a number of advantages. The plug-in device can be plugged into any socket 2 in the circuit 1, and any number of sockets of this circuit with such safety devices can be plugged in be equipped. The cost of a plug
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Vorrichtung sind viel geringer als die Installationskosten eines Notschalters herkömmlicher Art, der eine gesonderte Verdrahtung zur Herstellung der Verbindung mit der Auslösespule eines Schutzschalters erfordert. Des weiteren kann, wenn beispielsweise an einer vom Netz entfernten Stelle zeitweilig ein Notschalter benötigt wird, die Steckvorrichtung 20 über ein übliches Verlängerungsf ν kabel, das in eine Steckdose I^ eingesteckt wird, mit dem Netz verbunden werden. Damit kann die Steckvorrichtung leicht an jeden beliebigen Ort gebracht werden, von welchem aus eine Notabschaltung möglich sein soll. Außerdem kann die Steckvorrichtung von Personal mitgeführt und an jedem beliebigen Ort benützt werden, an welchem sich eine Steckdose befindet,Devices are much less than the cost of installing an emergency breaker of the prior art which requires separate wiring to connect to the trip coil of a circuit breaker. Further, if a time which is plugged into a socket I ^ an emergency switch, for example, at a remote location from the network required, the plug-in device 20 via a conventional extension f ν cable, be connected to the network. In this way, the plug-in device can easily be brought to any location from which an emergency shutdown should be possible. In addition, the plug-in device can be carried by staff and used at any location with a socket,
Fig. 2 zeigt einen verzweigten Netzstromkreis la, der in der Zeichnung links an eine Stromquelle (speisendes Netz) angeschlossen ist und zwei Phasenleiter Ll und L2, einen •^ Nulleiter N und einen Schutzleiter G aufweist. Der Stromkreis la ist mit einem Fehlerstrom-Schutzschalter 6a abgesichert, der pro Phase einen Öffner 7 enthält. Vor dem Fehlerstrom-Schutzschalter 6a ist der Nulleiter N geerdet und der Schutzleiter G mit dem Nulleiter verbunden. Hinter dem Fehlerstrom-Schutzschalter zweigen mehrere Zweigstromkreise 21, 23, 25 ab, die jeweils einen Phasenleiter L',Fig. 2 shows a branched network circuit la, the left in the drawing to a power source (supply network) is connected and having two phase conductors Ll and L2, a • ^ neutral conductor N and a protective earth conductor G. The circuit la is protected by a residual current circuit breaker 6a, which contains an NC contact 7 per phase. The neutral conductor N is grounded upstream of the residual current circuit breaker 6a and the protective conductor G is connected to the neutral conductor. Several branch circuits 21, 23, 25 branch off behind the residual current circuit breaker, each of which has a phase conductor L ',
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einen Nulleiter N1 und einen Schutzleiter G1 aufweisen, wobei der Nulleiter N' und der Schutzleiter G' jedes Zweigstromkreises mit dem Nulleiter N bzw. dem Schutzleiter G und der Phasenleiter L1 jedes Zweigstromkreises it einem der beiden Phasenleiter Ll und L2 verbunden und jeweils durch einen eigenen, einpoligen überstrom-Schutzschalter 22 bzw. 24 bzw. 26 abgesichert ist.have a neutral conductor N 1 and a protective conductor G 1 , the neutral conductor N 'and the protective conductor G' of each branch circuit with the neutral conductor N and the protective conductor G and the phase conductor L 1 of each branch circuit connected to one of the two phase conductors L1 and L2, respectively is protected by its own, single-pole overcurrent circuit breaker 22 or 24 or 26.
Bei dem in Fig. 2 gezeigten Stromkreis kann die obenIn the circuit shown in Fig. 2, the above
anhand von Fig. 1 beschriebene Ausführungsform der Sicherheitseinrichtung bei Betätigung des Schalters nur dann zur Auslösung des Fehlerstrom-Schutzschalters führen, wenn der Überstrom-Schutzschalter 22 bzw. 24 bzw. 26 des betreffenden Zweigstromkreises, mit welchem die Sicherheitseinrichtung durch Einstecken in eine daran angeschlossene Steckdose verbunden ist, nicht abgeschaltet ist. Sollte der betreffende Überstrom-Schutzschalter abgeschaltet sein, ist der Phasenleiter des betreffenden Zweigstromkreises spannungslos und demzufolge kann durch Betätigung der bereits beschriebenen Ausführungsform der Sicherheitseinrichtung kein Fehlerstrom zur Auslösung des Fehlerstrom-Schutzschalters erzeugt werden.Embodiment of the safety device described with reference to FIG. 1 only trigger the residual current circuit breaker when the switch is actuated if the overcurrent circuit breaker 22 or 24 or 26 of the relevant branch circuit with which the safety device is connected by plugging it into a socket connected to it, is not switched off. Should the relevant overcurrent circuit breaker must be switched off, is the phase conductor of the relevant branch circuit de-energized and consequently, by actuating the embodiment of the safety device already described no residual current can be generated to trigger the residual current circuit breaker.
Die in Fig. 2 dargestellte Sicherheitseinrichtung ermöglicht ein Auslösen des Fehlerstrom-Schutzschalters 6aThe safety device shown in FIG. 2 enables the residual current circuit breaker 6a to be triggered
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durch Betätigung einer in eine Steckdose 2 eines beliebigen Zweigstromkreises 21, 23 oder 25 eingesteckten Sicherheitseinrichtung 10 auch dann, wenn der Überstrom-Schutzschalter im Phasenleiter L' des betreffenden Zweigstromkreises abgeschaltet ist.by actuating a safety device plugged into a socket 2 of any branch circuit 21, 23 or 25 10 even if the overcurrent circuit breaker in the phase conductor L 'of the branch circuit concerned is switched off is.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Anordnung weist der Fehlerstrom-Schutzschalter 6a zusätzlich eine Einrichtung 20 zur \ Erzeugung von Spannungsimpulsen auf, die über einen Erregertransformator 27 auf den Nulleiter N übertragen werden. Wird hinter dem Fehlerstrom-Schutzschalter eine niederohmige Verbindung zwischen dem Nulleiter N und Erde hergestellt, wird ein Stromkreis geschlossen, so daß aufgrund der im Nulleiter induzierten Spannungsimpulse Impulsströme fließen. Der Fehlerstrom-Schutzschalter enthält Mittel, die auf diese Impuls-In the embodiment shown in FIG. 2 arrangement, the fault current protective switch comprises 6a additionally comprises means 20 for \ generating voltage pulses, which are transmitted via an exciter transformer 27 on the neutral conductor N. If a low-resistance connection is established between the neutral conductor N and earth behind the residual current circuit breaker, a circuit is closed so that pulse currents flow due to the voltage pulses induced in the neutral conductor. The residual current circuit breaker contains means that respond to this pulse
ströme ansprechen und den Fehlerstrom-Schutzschalter sofort auslösen, so daß also beim Auftreten einer niederohmigen Verbindung zwischen dem Nulleiter und Erde hinter dem Fehlerstrom-Schutzschalter ein Öffnen der Öffner 7 und somit eine Trennung des gesamten Stromkreises la vom speisenden Netz erfolgt. Dieser Nulleiter-Erdschlußschutz findet bei Fehlerstrom-Schutzschaltern häufig Anwendung, um die Sicherheit und die Zuverlässigkeit des Fehlerstrom- :":":!respond to currents and trigger the residual current circuit breaker immediately, so that when a low resistance occurs Connection between the neutral conductor and earth behind the residual current circuit breaker an opening of the NC contacts 7 and thus a separation of the entire circuit la from the feeding network takes place. This neutral earth fault protection is often used in residual current circuit breakers to ensure the safety and reliability of the residual current: ":" :!
Schutzschalters zu erhöhen, denn, obwohl ein geerdeterCircuit breaker increase because, although a grounded
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Nulleiter an sich keine Gefahr darstellt, kann ein Erdschluß des Nulleiters die Empfindlichkeit des Fehlerstrom-Schutzschalters für auftretende Fehlerströme herabsetzen. Eine eingehendere Beschreibung derartiger Fehlerstrom-Schutzschalter mit Nulleiter-Erdschlußschutz findet sich beispielsweise in den US-Patentschriften 3 959 693 und 3 611 035.The neutral conductor in itself does not pose a risk, an earth fault of the neutral conductor can reduce the sensitivity of the residual current circuit breaker for any fault currents that occur. A more detailed description of such residual current circuit breakers with neutral earth fault protection can be found, for example, in US Patents 3,959,693 and 3 611 035.
Die in Fig. 2 gezeigte Sicherheitseinrichtung 10 dient dazu, absichtlich einen Erdschluß des Nulleiters, d.h, eine niederohmige Verbindung zwischen Nulleiter und Schutzleiter herzustellen. Zu diesem Zweck ist der Schalter 11 der Steckvorrichtung 10 bei der Ausführungsform nach Fig. 2 zwischen den Steckerstift 14, der mit dem an den Nulleiter N1 angeschlossenen Steckdosenkontakt 4 zusammenwirkt, und den Steckerkontakt 15 geschaltet, der mit dem an den Schutz-The safety device 10 shown in FIG. 2 is used to intentionally establish a ground fault in the neutral conductor, that is to say to establish a low-resistance connection between the neutral conductor and the protective conductor. For this purpose, the switch 11 of the plug device 10 in the embodiment according to FIG. 2 is connected between the plug pin 14, which interacts with the socket contact 4 connected to the neutral conductor N 1 , and the plug contact 15, which is connected to the
® ■ leiter G1 angeschlossenen Steckdosenkontakt 5 zusammenwirkt. Mit dem Schalter 11 ist ein niederohmiger Widerstand 16a in Reihe geschaltet, der beispielsweise einen Wert von l_ft. hat. Dieser Widerstand ist zwar für die Wirkungsweise der Sicherheitseinrichtung nicht unbedingt erforderlich, er ist aber, bei starker Belastung des betreffenden Zweigstromkreises ein erheblicher Strom durch den Nulleiter fließt,® ■ conductor G 1 connected socket contact 5 interacts. A low-resistance resistor 16a is connected in series with the switch 11 and has a value of l_ft, for example. Has. This resistance is not absolutely necessary for the operation of the safety device, but it is, when the branch circuit concerned is heavily loaded, a considerable current flows through the neutral conductor,
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zur Strombegrenzung vorteilhaft, da dann billige Schwachstromkontakte für den Schalter 11 verwendet werden kennen. Statt eines Widerstands kann natürlich auch eine andere Impedanz, beispielsweise eine Spule oder ein Kondensator, zur Strombegrenzung benützt v/erden.advantageous for current limitation, as cheap low-voltage contacts to be used for the switch 11. Instead of one resistance, another resistance can of course also be used Impedance, for example a coil or a capacitor, is used to limit the current.
Bei Betätigung des Schalters 11 durch Eindrücken des Druckknopfes 12 wird also eine elektrische Verbindung zwischen den Steckerstiften 14 und 15 hergestellt, so daß, wenn die Steckvorrichtung 10 in eine Steckdose 2 eingesteckt ist, aufgrund der im Nulleiter N induzierten Spannungsimpulse entsprechende Impulsströme über den Zweigstromkreis-Nulleiter N', den Steckdosenkontakt 4, den Steckerstift 14, den Schalter 11, den Widerstand 16a, den Steckerstift 15, den Steckdosen-Schutzleiterkontakt 5 und den Schutzleiter fließen können. Diese Impulsströme werden vom Fehlerstrom-Schutzschalter festgestellt, ) der sodann auslöst und den gesamten Stromkreis la vom Netz trennt,When the switch 11 is actuated by pressing the push button 12, an electrical connection is established between the plug pins 14 and 15, so that when the plug device 10 is plugged into a socket 2, due to the voltage pulses induced in the neutral conductor N, corresponding pulse currents via the branch circuit. Neutral conductor N ', the socket contact 4, the plug pin 14, the switch 11, the resistor 16a, the plug pin 15, the socket protective conductor contact 5 and the protective conductor can flow. These pulse currents are detected by the residual current circuit breaker, ) which then trips and disconnects the entire circuit la from the mains,
Die oben mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 beschriebenen Ausführungsformen sind auf Netzsteckdosen/Netzstecker-Systeme mit einer Steckkontaktanordnung zugeschnitten, bei welcher die drei Steckerkontakte aufgrund ihrer unterschiedlichenThose described above with reference to Figs Embodiments are tailored to mains sockets / mains plug systems with a plug contact arrangement in which the three plug contacts due to their different
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Form und ihrer nicht drehsymmetrischen Anordnung beim Einstecken unvertauschbar dem Phasenleiterkontakt bzw. dem Nulleiterkontakt bzw. dem Schutzleiterkontakt der Steckdose zugeordnet sind, so daß also von den Steckerstiften ein bestimmter Steckerstift eindeutig dem Phasenleiter und ein anderer bestimmter Steckerstift eindeutig dem Nulleiter zugeordnet ist.Shape and its non-rotationally symmetrical arrangement when plugged in cannot be interchanged with the phase conductor contact or the Neutral conductor contact or the protective conductor contact of the socket are assigned, so that of the connector pins a certain plug pin clearly corresponds to the phase conductor and another certain plug pin clearly corresponds to the neutral conductor assigned.
Bei Steckdosen/Stecker-Systemen mit drehsymmetrischer Steckkontaktanordnung und identischer Form der beiden Phase und Null zugeordneten Steckerkontakte, beispielsweise beim deutschen Schuko-System, läßt sicher der Stecker in zwei verschiedenen, nämlich um l80 ° gegeneinander gedrehten Stellungen in die Steckdose einstecken, so daß von den beiden, für Phase und Null vorgesehenen Steckerkontakten je nach der Art des Einsteckens des Steckers in die Steckdose einer dieser beiden Steckerkontakte mit dem Phasenleiter und der jeweils andere dieser beiden Steckerkontakte mit dem Nulleiter in Kontakt kommt, wobei diese jeweilige Steckerkontaktzuordnung durch umgedrehtes Einstecken des Steckers vertauschbar ist.For socket / plug systems with a rotationally symmetrical plug contact arrangement and identical shape of the two Phase and zero assigned plug contacts, for example in the German Schuko system, the plug safely leaves in Insert two different positions into the socket, namely rotated by 180 ° against each other, so that of the two plug contacts provided for phase and zero, depending on how the plug is inserted into the socket of one of these two plug contacts with the phase conductor and the other of these two plug contacts comes into contact with the neutral conductor, this respective connector contact assignment by reversed insertion of the plug is interchangeable.
Bei der Realisierung eines in Verbindung mit Steckdosen eines derartigen Stecker/Steckdosen-Systems zuWhen realizing a plug / socket system of this type in connection with sockets
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verwendenden Sicherheitseinrichtung der oben anhand von Fig. 1 beschriebenen grundsätzlichen Art, bei welcher bei Betätigung ein Fehlerstrom zwischen dem Phasenleiter und dem Nulleiter erzeugt wird, muß deshalb dafür Sorge getragen werden, daß unabhängig von der Art des Einsteckens der wiederum als Steckvorrichtung ausgebildeten Sicherheitseinrichtung in die Steckdose auf jeden Fall eine Verbindung zwischen dem Phasenleiter und dem Nulleiter hergestellt wird.using the safety device of the above based on Fig. 1 described basic type, in which, when actuated, a fault current between the phase conductor and the neutral is generated, care must therefore be taken that regardless of the type of plugging the safety device, which in turn is designed as a plug-in device, is definitely connected to the socket is established between the phase conductor and the neutral conductor.
Fig. 3 zeigt eine Sicherheitseinrichtung 40 in Verbindung mit einer deutschen Schukosteckdose 32. Die Steckdose weist zwei symmetrisch angeordnete Kontakte 33 und 34 gleicher Form auf, die an den Phasenleiter L bzw. den Nulleiter N angeschlossen sind. Außerdem weist die Steckdose zwei elektrisch miteinander verbundene Schutzkontaktfedern 35 auf, die an den Schutzleiter G angeschlossen sind.Fig. 3 shows a safety device 40 in connection with a German Schuko socket 32. The socket has two symmetrically arranged contacts 33 and 34 the same shape, which are connected to the phase conductor L and the neutral conductor N. It also has the socket two electrically interconnected earthing contact springs 35 which are connected to the protective conductor G.
Entsprechend besitzt die Steckvorrichtung 40 zwei Steckerstifte 43 und 44, die in die Steckdosenkontakte 33 und 34 einsteckbar sind, und zwei Schutzleiterkontakte 45, die beim Einstecker mit den Kontaktfedern 35 der Steckdose zusammenwirken. Damit nun bei Betätigung des Druckknopfes 12 der Steckvorrichtung 40 ein Fehlerstrom zwischenCorrespondingly, the plug device 40 has two plug pins 43 and 44 which are inserted into the socket contacts 33 and 34 can be plugged in, and two protective conductor contacts 45, when plugged in with the contact springs 35 of the socket cooperate. So that now when the push button 12 of the connector 40 is actuated, a fault current between
Phase und Schutzleiter unabhängig davon erzeugt werden kann, ob beim Einstecken der Steckvorrichtung 40 der Steckerstift 43 mit dem Kontakt 33 und der Steckerstift 44 mit dem Kontakt 34 oder, bei umgekehrtem Einstecken, der Steckerstift 43 mit dem Kontakt 34 und der Steckerstift 44 mit dem Kontakt 33 der Steckdose 32 in Kontakt kommt, enthält die Steckvorrichtung 40 zwei miteinander gekuppelte und ( \ gemeinsam betätigbare Schalter 11a und lib, die jeweils einerseits mit den Schutzleiterkontab45 und andererseits mit der.i Steckerstift 43 bzw. dem Steckerstift 44 verbunden und jeweils mit einem Strombegrenzungswiderstand 46a bzw. 46b in Reihe geschaltet sind.Phase and protective conductor can be generated regardless of whether when plugging in the connector 40, the connector pin 43 with the contact 33 and the connector pin 44 with the contact 34 or, with the reverse insertion, the connector pin 43 with the contact 34 and the connector pin 44 with the contact 33 comes into contact with the socket 32, the plug device 40 contains two interconnected and ( \ jointly actuatable switches 11a and 11b, which are each connected on the one hand to the protective conductor contact 45 and on the other hand to the connector pin 43 or the connector pin 44 and each with a current limiting resistor 46a and 46b are connected in series.
Fig. 4 zeigt eine Sicherheitseinrichtung zur Erzeugung eines Fehlerstromes, die in eine Drehstromsteckdose eines Drehstromkreises einsteckbar ist,Fig. 4 shows a safety device for generating a fault current, which in a three-phase socket of a Three-phase circuit can be plugged in,
Die Drehstromsteckdose 52 weist vier Kontakte 53, 54, 55 und 56, die mit dem Nulleiter N bzw. den drei Phasenleitern R, S und T verbunden sind, und einen Schutzleiterkontakt 57 auf, der an den Schutzleiter G angeschlossen ist. Führungsnasen 58 verhindern ein falsches Einstecken eines Steckers. The three-phase socket 52 has four contacts 53, 54, 55 and 56, which are connected to the neutral conductor N and the three phase conductors R, S and T are connected, and a protective conductor contact 57, which is connected to the protective conductor G. Guide lugs 58 prevent incorrect insertion of a plug.
Die als Steckvorrichtung ausgebildete Sicherheitseinrichtung 60 weist vier Steckerstifte 63, 64, 65 und 66, dieThe safety device 60, which is designed as a plug-in device, has four plug pins 63, 64, 65 and 66, which
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dem NuIleiterkontakt 53 bzw, den drei Phasenleiterkontaktenthe NuIleiterkontakt 53 or, the three phase conductor contacts
^ 5k, 55 und 56 der Steckdose zugeordnet sind, und einen^ 5k, 55 and 56 are assigned to the socket, and one
1 Schutzleiterkontaktstift 67 auf. Da es zum Auslösen des1 protective conductor contact pin 67. Since it is used to trigger the
1 Fehlerstrom-Schutzschalters ausreicht, einen Fehlerstrom 1 residual current circuit breaker is sufficient to generate a residual current
I zwischen einer beliebigen Phase und dem Schutzleiter zuI between any phase and the protective conductor
I erzeugen, enthält die Steckvorrichtung 60 einen Schalter 61, der mit dem Schutzleiterkontakt stift 67 und einem derI generate, the connector 60 contains a switch 61, the pin with the protective conductor contact 67 and one of the
■■ ' drei, den drei Phasen zugeordneten Stecker stiften, nämlich ■■ 'pin three plugs assigned to the three phases, namely
|. beispielsweise dem der Phase R zugeordneten Steckerstift|. for example the connector pin assigned to phase R.
I verbunden und mit einem Strombegrenzungswiderstand 62 inI and connected to a current limiting resistor 62 in
' Reihe geschaltet ist. ' Is connected in series.
Claims (3)
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
US85899077 | 1977-12-09 | ||
US85907577 | 1977-12-09 |
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Family
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Family Applications (1)
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DE7835883U Expired DE7835883U1 (en) | 1977-12-09 | Electrical safety device for the rapid disconnection of an electrical mains circuit |
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-
0
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