EP0113025B1 - Fehlerstromschutzschalter - Google Patents

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Publication number
EP0113025B1
EP0113025B1 EP83111737A EP83111737A EP0113025B1 EP 0113025 B1 EP0113025 B1 EP 0113025B1 EP 83111737 A EP83111737 A EP 83111737A EP 83111737 A EP83111737 A EP 83111737A EP 0113025 B1 EP0113025 B1 EP 0113025B1
Authority
EP
European Patent Office
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circuit breaker
earth leakage
current circuit
frequency
residual
Prior art date
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Expired
Application number
EP83111737A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0113025A1 (de
Inventor
Karl-Heinz Stich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Publication of EP0113025A1 publication Critical patent/EP0113025A1/de
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Expired legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10Operating or release mechanisms
    • H01H71/12Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/24Electromagnetic mechanisms
    • H01H71/32Electromagnetic mechanisms having permanently magnetised part

Definitions

  • the invention relates to the use of a residual current circuit breaker.
  • Residual current circuit breakers which are equipped with a tripping device common today, work with a holding magnet and are set to an operating frequency of 50 Hz. If such residual current circuit breakers are to protect consumers in networks with a different frequency, the frequency dependency of the holding magnet system interferes. Standard holding magnets are most sensitive at 50 Hz and since their tripping range increases to lower tripping currents at lower frequencies and especially at higher frequencies, special precautions are necessary to ensure tripping at required values.
  • Residual current circuit breakers that work with a tripping device designed as a blocking magnet were used in earlier years (Siemens-Zeitschrift, 1960, pp. 229 to 231). Such residual current circuit breakers have only been used in the usual frequency range of 50 Hz.
  • the invention has for its object to provide a residual current circuit breaker which is frequency-independent in the frequency range of the technically used frequencies, which in other words can trigger safely at these frequencies without changes in adaptation and protect consumers.
  • a blocking magnet device is arranged, as a frequency-independent residual current circuit breaker in a frequency range of about 16 2/3 Hz to 400 Hz.
  • Such a residual current circuit breaker triggers reliably with alternating residual currents up to frequencies of about 400 Hz.
  • the residual current circuit breaker can also detect residual currents with DC components.
  • the summation current transformer can be manufactured in a manner known per se (DE-B-20 44 302) from a core material with an F characteristic. Ultraperm 80 m from Vacuumschmelze, for example, is suitable for this.
  • a triggering device 4 with a blocking magnet is arranged in the secondary circuit of the summation current transformer. It is in operative connection with a switch lock 5, which can open the switch contacts 6.
  • a capacitor 7 is connected in a row arrangement in the secondary circuit of the summation current transformer 3. It is tuned to the frequency of the voltage at least approximately to resonance, which induces a fault current containing direct current components flowing in the primary circuit on the secondary side of the summation current transformer 3.
  • the capacitor 7 according to FIG. 2 is switched on in a parallel arrangement in the secondary circuit.
  • Such residual current circuit breakers respond not only to AC residual currents but also to those residual currents which contain DC components in which conventional residual current circuit breakers cannot respond.
  • the residual current circuit breakers according to FIGS. 1 to 3 also have the advantage that they trip reliably as long as residual currents pose a risk to the consumer, since they are network-independent for their operation.
  • Other known electronic residual current circuit breakers require an intact network in order to be able to work.
  • Residual current circuit breakers of this type do not require a test circuit that is specially matched to the operating frequency when using approximately 16 2/3 Hz to 400 Hz.
  • Residual current circuit breakers of this type with a blocking magnet and, moreover, the training that is customary today for use at 50 Hz are therefore suitable for an application range from approximately 16 2/3 Hz to beyond that for the frequency of up to 400 Hz that occurs in common technical networks.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
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  • Breakers (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung eines Fehlerstromschutzschalters.
  • Fehlerstromschutzschalter, die mit einer heute üblichen Auslöseeinrichtung versehen sind, arbeiten mit einem Haltemagneten und sind auf eine Betriebsfrequenz von 50 Hz abgestellt. Wenn solche Fehlerstromschutzschalter Verbraucher in Netzen mit anderer Frequenz schützen sollen, stört die Frequenzabhängigkeit des Haltemagnetsystems. Marktübliche Haltemagnete sind bei 50 Hz am empfindlichsten und da ihr Auslösebereich bei niedrigeren Frequenzen und besonders bei höheren Frequenzen zu höheren Auslöseströmen ansteigt, sind besondere Vorkehrungen erforderlich, um ein Auslösen bei geforderten Werten sicherzustellen.
  • Mit einem üblichen Haltemagnetsystem konnten bisher nur Fehlerstromschutzschalter für einen Einsatz bis maximal 400 Hz bei Nennströmen von 25 A für Nennfehlerströme von 30 mA durch gezielte Maßnahmen im Einzelfall realisiert werden. Um einen Fehlerstromschutzschalter für Betriebsfrequenzen zu ertüchtigen, die von den üblichen 50 Hz abweichen, ist bisher die Primärwindungszahl erhöht worden. Zusätzlich mußte der Prüfstromkreis, mit dem die Einsatztüchtigkeit des Fehlerstromschutzschalters geprüft werden kann, besonders angefertigt bzw. eingestellt werden. Durch solche Maßnahmen entsteht aus einem marktüblichen Fehlerstromschutzschalter mit Haltemagnet eine Sondertype für einen engen Frequenzbereich, der von den üblichen 50 Hz abweicht.
  • Fehlerstromschutzschalter, die mit einer als Sperrmagnet ausgebildeten Auslöseeinrichtung arbeiten, waren in früheren Jahren gebräuchlich (Siemens-Zeitschrift, 1960, S. 229 bis 231). Auch solche Fehlerstromschutzschalter sind nur im üblichen Frequenzbereich von 50 Hz eingesetzt worden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fehlerstromschutzschalter bereitzustellen, der im Frequenzbereich der technisch genutzten Frequenzen frequenzunabhängig ist, der also mit anderen Worten: ohne Anpassungsänderungen bei diesen Frequenzen sicher auslösen und Verbraucher schützen kann.
  • Die Lösung der geschilderten Aufgabe besteht nach der Erfindung in der Verwendung eines Fehlerstromschutzschalters, in dessen Sekundärkreis eines Summenstromwandlers mit einer bei 50 Hz ausreichenden Primärwindungszahl eine Sperrmagnetvorrichtung angeordnet ist, als frequenzunabhängigen Fehlerstromschutzschalter in einem Frequenzbereich von etwa 16 2/3 Hz bis 400 Hz.
  • Ein solcher Fehlerstromschutzschalter löst bei Wechselfehlerströmen bis zu Frequenzen von etwa 400 Hz sicher aus.
  • Mit dem Fehlerstromschutzschalter kann man auch Fehlerströme mit Gleichstromkomponenten erfassen. Hierzu kann der Summenstromwandler in an sich bekannter Weise (DE-B-20 44 302) aus einem Kernmaterial mit F-Charakteristik gefertigt sein. Hierfür eignet sich beispielsweise Ultraperm 80m des Fa. Vacuumschmelze.
  • Die Erfindung soll nun anhand von in der Zeichnung grob schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden:
    • In Fig. 1 ist ein frequenzunabhängiger Fehlerstromschutzschalter mit einer Sperrmagnetvorrichtung veranschaulicht. In Fig. 2 ist ein frequenzunabhängiger Fehlerstromschutzschalter nach Fig. 1 wiedergegeben, der zugleich auch Fehlerströme mit Gleichstromkomponenten erfassen kann. In Fig. 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel für einen Fehlerstromschutzschalter wiedergegeben, der mit einer Sperrmagnetvorrichtung arbeitet und im Sekundärkreis einen Kondensator in Parallelschaltung aufweist, um nicht nur Wechselstrom-Fehlerströme sondern auch Fehlerströme mit Gleichstromkomponenten erfassen zu können.
  • Der Fehlerstromschutzschalter nach Fig. 1 überwacht die Leiter 1 und 2, die als Primärwindungen durch den Summenstromwandler 3 geführt sind. Im Sekundärkreis des Summenstromwandlers ist eine Auslösevorrichtung 4 mit einem Sperrmagneten angeordnet. Sie steht in Wirkverbindung mit einem Schaltschloß 5, das die Schaltkontakte 6 öffnen kann.
  • Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist im Sekundärkreis des Summenstromwandlers 3 ein Kondensator 7 in Reihenanordnung eingeschaltet. Er ist auf die Frequenz der Spannung zumindest in etwa auf Resonanz abgestimmt, die ein im Primärkreis fließender Gleichstromkomponenten enthaltender Fehlerstrom auf der Sekundärseite des Summenstromwandlers 3 induziert. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist der Kondensator 7 nach Fig. 2 in Parallelanordnung im Sekundärkreis eingeschaltet.
  • Solche Fehlerstromschutzschalter sprechen nicht nur auf Wechselstrom-Fehlerströme sondern auch auf solche Fehlerströme an, die Gleichstromkomponenten enthalten, bei denen übliche Fehlerstromschutzschalter nicht ansprechen können.
  • Die Fehlerstromschutzschalter nach den Figuren 1 bis 3 weisen darüber hinaus den Vorteil auf, daß sie sicher auslösen, solange Fehlerströme eine verbrauchsseitige Gefährdung darstellen, da sie für ihren Betrieb netzunabhängig sind. Andere bekannte elektronische Fehlerstromschutzschalter benötigen hingegen ein intaktes Netz, um arbeiten zu können.. Die erfindungsgemäß eingesetzten Fehlerstromschutzschalter lösen auch dann noch aus, wenn das Netz, z. B. ein Mehrleiternetz, teilweise gestört oder unterbrochen ist, aber ein Fehlerstrom noch fließen kann. Solche Fehlerstromschutzschalter benötigen bei einem Einsatz von etwa 16 2/3 Hz bis 400 Hz keinen auf die Betriebsfrequenz besonders abgestimmten Prüfstromkreis. Solche Fehlerstromschutzschalter mit einem Sperrmagneten und im übrigen heute üblicher Ausbildung für den Einsatz bei 50 Hz eignen sich also für einen Einsatzbereich von etwa 16 2/3 Hz bis darüber hinaus für die bei gängigen technischen Netzen vorkommenden Frequenz bis 400 Hz.

Claims (1)

  1. Verwendung eines Fehlerstromschutzschalters, in dessen Sekundärkreis eines Summenstromwandlers (3) mit einer bei 50 Hz ausreichenden Primärwindungszahl eine Sperrmagnetvorrichtung (4) angeordnet ist, als frequenzunabhängigen Fehlerstromschutzschalter in einem Frequenzbereich von etwa 16 2/3 Hz bis 400 Hz.
EP83111737A 1982-12-02 1983-11-23 Fehlerstromschutzschalter Expired EP0113025B1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT83111737T ATE27748T1 (de) 1982-12-02 1983-11-23 Fehlerstromschutzschalter.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3244637 1982-12-02
DE19823244637 DE3244637A1 (de) 1982-12-02 1982-12-02 Fehlerstromschutzschalter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0113025A1 EP0113025A1 (de) 1984-07-11
EP0113025B1 true EP0113025B1 (de) 1987-06-10

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Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP83111737A Expired EP0113025B1 (de) 1982-12-02 1983-11-23 Fehlerstromschutzschalter

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AT (1) ATE27748T1 (de)
DE (2) DE3244637A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19634438A1 (de) * 1996-08-26 1998-03-05 Siemens Ag Fehlerstromschutzeinrichtung oder Differenzstromschutzeinrichtung

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ELECTRONICS, Band 51, Nr. 10, Mai 1978, New York (US), A. LLOYD: "Low-cost actuator responds to pulses lasting only 100muS", Seite 5E *
SIEMENS-ZEITSCHRIFT, Heft 4, April 1960, Berlin (DE), R. SCHERBAUM et al.: "Fehlerstrom-Schutzschalter mit Kurzschlussschaltvermögen", Seiten 229-231 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP0113025A1 (de) 1984-07-11
DE3244637A1 (de) 1984-06-07
ATE27748T1 (de) 1987-06-15
DE3372037D1 (en) 1987-07-16

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