DEP0037729DA - Elektrische Berührungsschutzanordnung für in Stern geschaltete mehrphasige Wechselstromverbraucher - Google Patents

Description

Die bekannte elektrische Berührungsschutzanordnung, bei der eine auf den Leistungsschalter wirkende Fehlerstromspule zwischen den zu schützenden Anlageteil und eine Hilfserde geschaltet ist, ist nur dann anwendbar, wenn der zu schützende Anlageteil überhaupt nicht oder zum mindesten über einen vergleichsweise hohen Widerstand geerdet ist. Bei kleinem Erdungswiderstand kommt an dem zu schützenden Anlageteil im Störungsfalle eine Berührungsspannung, die ausreicht, um die Fehlerstromspule wirksam werden zu lassen, nicht zustande. Hinsichtlich der Berührungsspannung allein ist dies zwar kein Nachteil, weil Personen und Tiere durch Berührungsspannungen, die unterhalb der eingestellten Auslösegrenze liegen, nicht gefährdet sind. Nachteilig ist aber, dass infolge des Nichtansprechens der Fehlerstromspule die Störung nicht sogleich erkannt wird und so der Fehler unter Umständen längere Zeit bestehen bleibt. Inzwischen können durch den nach Erde fliessenden Fehlerstrom andere schädliche Wirkungen eintreten. Besonders gross ist, beispielsweise bei unvollkommenen Kurzschlüssen, bei denen auch die Überstromauslösung noch nicht anspricht, die Gefahr eines Brandes.

Diese Gefahr lässt sich vermeiden, wenn die Fehlerstromspule statt an eine Hilfserde an den Nulleiter des Systems angeschlossen wird, soweit dieser nicht geerdet ist. Ein solcher Nulleiter steht aber häufig nicht zur Verfügung.

Um diesem Mangel abzuhelfen, hat man bei mehrphasigen Verbrauchern auch schon einen künstlichen Nullpunkt benutzt, den man mit Hilfe von ohmschen Widerständen, Drosselspulen oder Kondensatoren eigens für diesen Zweck geschaffen hatte. Solche Anordnungen sind aber vielfach zu umständlich und stellen ausserdem zusätzliche Fehlerquellen dar.

Nach der Erfindung lässt sich die Frage des Berührungsschutzes für mehrphasige Wechselstromverbraucher, die in Stern geschaltet sind, in einfacherer Weise lösen. Die Erfindung besteht darin, dass die Fehlerstromspule, deren eines Ende mit dem zu schützenden Anlageteil elektrisch leitend verbunden ist, mit ihrem anderen Ende an den isolierten Sternpunkt des Verbrauchers angeschlossen ist.

Die Zeichnung zeigt beispielsweise eine Ausführungsform der Berührungsschutzanordnung nach der Erfindung für den Anschluss eines in Stern geschalteten Dreiphasenmotors in schematischer Darstellung.

Der Transformator 1, von dem hier nur die Sekundärseite angedeutet ist, speist über die Phasenleitungen 2, den Leistungsschalter 3 und die Phasenleitungen 4 den in Stern geschalteten Motor 5. Der zu schützende Anlageteil ist dargestellt durch das metallische Gehäuse 6 des Schalters 3, das Gehäuse 7 des Motors 5 und den die Teile 6 und 7 verbindenden gemeinsamen Metallmantel 8 der Phasenleitungen 4. Die Fehlerstromspule ist mit 9 bezeichnet. Sie ist mit ihrem einen Ende bei 10 an das Schaltergehäuse 6 und mit ihrem anderen Ende über die Leitung 11 an den isolierten Sternpunkt 12 des Motors 5 angeschlossen. Das Gehäuse 7 des Motors 5 ist über die Leitung 13 geerdet. Ebenso ist der Sternpunkt 14 des Transformators 1 über die Leitung 15 geerdet.

Kommt es, beispielsweise bei 16, zu einer stromleitenden Verbindung zwischen einem der Phasenleiter 4 und dem zu schützenden Anlageteil 6, 7, 8, so fliesst vom Phasenleiter 4 über die Fehlerstelle 16 zu den Teilen 6, 7 und 8 und von da über die Erdleitung 13 nach Erde ein Strom, der eine Potentialverlagerung des Sternpunktes 12 des Verbrauchers bewirkt. Zwischen dem Sternpunkt 12 und dem über die Teile 8, 7 und 13 geerdeten Schaltergehäuse 6 entsteht infolgedessen eine Spannungsdifferenz, die einen Auslösestrom durch die Fehlerstromspule 9 treibt. Die Spule 9 wird dadurch erregt und schaltet den Verbraucher 5 ab.

Ist der zu schützende Anlageteil 6, 7, 8 nicht oder nur über einen hohen Widerstand geerdet, fehlt also beispielsweise die Erdleitung 13, so tritt an dem zu schützenden Anlageteil 6, 7, 8 eine Berührungsspannung auf, und diese bewirkt einen über die Fehlerstromspule 9 zum Sternpunkt 12 des Verbrauchers und von da über die Phasenleiter 4 und 2 zum Sternpunkt 14 des Transformators 1 fliessenden Strom, wodurch gleichfalls die Auslösung des Schalters 3 erfolgt.

Ebenso löst die Fehlerstromspule 9 aus, wenn der zu schützende Anlageteil 6, 7, 8 von aussen her unter Spannung gesetzt wird. In diesem Falle fliesst von dem genannten Anlageteil ein Strom über die Fehlerstromspule 9 zum Sternpunkt 12 des Verbrauchers und von da über die Phasenleitungen 4 und 2, den Sternpunkt 14 des Transformators 1 und die Erdleitung 15 zur Erde, und dieser Strom erregt die Fehlerstromspule 9 und löst dadurch den Schalter 3 aus.

Die Berührungsschutzanordnung nach der Erfindung arbeitet also völlig unabhängig davon, ob der zu schützende Anlageteil geerdet ist oder nicht. Dabei hat diese Anordnung noch den weiteren Vorteil, dass keinerlei zusätzliche Teile, wie Widerstände, Kondensatoren o. dgl., erforderlich sind.

Da die Potentialverlagerung des Verbrauchersternpunktes, auf der ein Teil der Wirkungsweise der Anordnung beruht, in vielen Fällen kleiner sein wird als der nach den VDE-Bestimmungen zugelassene Betrag der Berührungsspannung, ist es für die Anordnung nach der Erfindung zweckmässig, die Fehlerstromspule nicht nach der zulässigen Berührungsspannung zu bemessen, sondern nach der kleinsten Sternpunktverlagerung, die noch einen Fehlerstrom von gefährlicher Höhe hervorrufen kann.

Die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform kann den jeweiligen betrieblichen Erfordernissen entsprechend abgewandelt werden. Beispielsweise kann im Falle eines Schalters mit isolierendem Gehäuse ausser dem Leiter zwischen dem einen Spulenende und dem Verbrauchersternpunkt ein weiterer Leiter zwischen dem anderen Spulenende und dem Gehäuse des Verbrauchers geschaltet sein.

Claims (1)

1. Elektrische Berührungsschutzanordnung für in Stern geschaltete mehrphasige Wechselstromverbraucher mit einer auf den Leistungsschalter des Verbrauchers einwirkenden Fehlerstromspule, deren eines Ende mit dem zu schützenden Anlageteil elektrisch leitend verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das andere Ende der Fehlerstromspule an den isolierten Sternpunkt des Verbrauchers angeschlossen ist.