EP0851450A2 - Fehlerstrom-Schutzschalter - Google Patents

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EP0851450A2
EP0851450A2 EP97810920A EP97810920A EP0851450A2 EP 0851450 A2 EP0851450 A2 EP 0851450A2 EP 97810920 A EP97810920 A EP 97810920A EP 97810920 A EP97810920 A EP 97810920A EP 0851450 A2 EP0851450 A2 EP 0851450A2
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
circuit breaker
breaker according
residual current
release system
current circuit
Prior art date
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EP97810920A
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English (en)
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EP0851450B1 (de
EP0851450A3 (de
Inventor
Siegfried Mayer
Hans-Ulrich Meier
Rudolf Schaffner
Gerhard Schneider
Willy Schwarz
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.)
ABB Schweiz AG
Original Assignee
CMC Carl Maier and Cie AG
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Publication of EP0851450A3 publication Critical patent/EP0851450A3/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/24—Electromagnetic mechanisms
    • H01H71/32—Electromagnetic mechanisms having permanently magnetised part
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H2009/0083—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00 using redundant components, e.g. two pressure tubes for pressure switch

Definitions

  • the invention is based on a residual current circuit breaker (Fl circuit breaker) according to the preamble of claim 1.
  • a Fl circuit breaker essentially contains a tripping system with a general current transformer trained residual current sensor and one mainly as a magnetic release executed trigger, a contact arrangement arranged in a circuit and a drive system, preferably designed as a switching lock, for opening the Contact arrangement when a fault current occurs in the circuit.
  • the invention relates to a prior art of FI switches, as in Special print from “etz” Issue No. 13 (1984) "Residual current circuit breaker: constructive Solutions, development trends and principles for your applications " Dr.J.Feitknecht c / o CMC, Schaffhausen.
  • Fl circuit breakers described in technology generally have mains voltage-independent Magnetic release, but can also be used with electronic Triggers with a mains-powered amplifier and the amplifier downstream trigger magnets. According to the above State of the art is likely the failure probability of commercially available Fl circuit breakers are 1 to 3% after years of use.
  • the object of the invention is as set out in the claims based on creating a Fl switch, which is relatively simple construction and a high level of responsiveness characterized by great reliability.
  • the Fl circuit breaker according to the invention is easy to manufacture or easy available components, requires very little to safely switch off low residual current signals and is nevertheless characterized by a compared to commercially available available available Fl circuit breakers significantly increased reliability. This is mainly due to the fact that the redundancy of the Fl circuit breaker after the Invention by at least two independently operating trigger systems and / or drives is increased. If one of the two trigger systems fails, this occurs another or possibly even a third trigger system in its place. Falls one of the two drives, if provided, exits, the other of the two drives in place of the defective drive. Another increase in Redundancy is achieved when both at least two are independent of each other working trigger systems as well as at least two independently of each other working drives are provided.
  • a Fl circuit breaker according to the Invention from if the trigger systems and / or the at least two drives after different technologies are trained.
  • contains a Primary release system a magnetic release, so it can break even if the neutral conductor of the circuit to be protected are still safely switched off.
  • Is in one Secondary release system provided an electronic release, so can in particularly easy due to atmospheric influences, such as oxidation, corrosion or moisture, impairment of the Fl circuit breaker be significantly reduced.
  • the Fl circuit breaker according to the invention can then Switch off with great certainty even after years in an aggressive atmosphere.
  • each trip system is preferably a summation current transformer trained separate fault current sensor.
  • R denotes one or more live conductors L 1 , L 2 , L 3 , .... and N a neutral conductor of a single-phase or multi-phase electrical low-voltage network. These two conductors supply electrical energy to a consumer arranged in a circuit, not shown. If a fault current, such as a ground current, occurs in this circuit, for example as a result of defective insulation, this fault current is detected by two summation current transformers 1, 2 of an FI circuit breaker that act as fault current sensors.
  • Each of the summation current transformers 1, 2 forms an output signal which is fed from the summation current transformer 1 to a trigger 3 and from the summation current transformer 2 to a trigger 4.
  • Total current transformer 1 and trigger 3 form a primary trip system.
  • Total current transformer 2 and trigger 4 form a secondary release system. Both release systems act on a common input element 5 of a drive system designed as a switch lock 6.
  • the switch lock 6 in turn acts on a contact arrangement 7 of the Fl circuit breaker.
  • the Fl circuit breaker also contains a test circuit, not shown, with which the two tripping systems can be activated. If necessary, displays are also provided for signaling the function of the primary and secondary release systems. Another display can respond if the primary trip system does not respond when a fault current occurs.
  • Triggers 3 and 4 are designed using different technologies.
  • the Trigger 3 is a magnetic trigger.
  • the trigger 4 acts largely electronically and contains a mains-fed amplifier and evaluation circuit 8 and one of the amplifier and evaluation circuit 8 downstream, acting electromechanically Tripping element, for example an electromagnet 9 with a closable magnetic circuit.
  • the amplifier and evaluation circuit can be self-monitored be equipped and can also be a function of Residual current delaying delay element included.
  • the delay time of the Delay element is advantageously dimensioned larger than the response time of the Primary release system, since it is then ensured that the secondary release system only responds when the primary release system fails (effect of the secondary release system as a backup system).
  • the primary trip system may contain also a passive one that acts as a tripping delay independent of the mains voltage Network.
  • the total current transformer 2 is shown omitted.
  • the total current transformer 1 then has two signal outputs, one of which is in the magnetic release 3 and another in the amplifier and evaluation circuit 8 of the electronic acting trigger 4 feeds.
  • the summation current transformers 1 and 2 (Fig.1) or are via the two outputs of the summation current transformer 1 (Fig.2) Residual current signals in the primary as well as in the secondary trip system fed.
  • the magnetic trigger 3 shown in FIG. 3 triggers and rotates with it Anchor 10, which is guided upward, is the input member 5, which is designed as a ratchet lever 11 the key switch 6 clockwise around a fixed axis.
  • Anchor 10 which is guided upward, is the input member 5, which is designed as a ratchet lever 11 the key switch 6 clockwise around a fixed axis.
  • One on Pawl lever attached pawl then gives a rotatable around a fixed axis stored and with a biasing force counterclockwise against the pawl guided lever 12 free.
  • the biasing force is generated by a compression spring 13.
  • This One end of the spring acts on a contact piece which is rotatable about a fixed axis 14 of the contact arrangement 7 and with the other end via a toggle lever system 15 on the lever 12 and on a hand lever rotatable about a fixed axis 16.
  • the hand lever 16 and that Contact piece 14 in the position shown in dashed lines in Figure 3, in which the Fl circuit breaker opened and the fault current is switched off.
  • the trigger 4 responds with the predetermined time delay.
  • an in the Amplifier and evaluation circuit 8 formed powerful trigger signal to the Electromagnet 9 out. With this signal the open magnetic circuit of the Electromagnets closed and via an armature 17 moved here on the as Input member 5 of the switching lock acting latch lever.
  • the redundancy of the Fl circuit breaker according to FIGS. 1 to 3 additionally increased in that the primary release system to the key switch 6 and the secondary release system to one of them independent key switch 18 acts. If, for example, the switch lock 6 fails, then switch lock 18 is activated via the delayed responsive secondary release system open. Even greater redundancy can be achieved by both the primary as well as the secondary release system to both switch locks 6, 18 act.
  • the trigger 3 is followed by a mechanical power amplifier 19. 6 this amplifier has a spring-loaded one-armed lever 20 with one the input member 5 acting free end and a two-armed latch lever 21st with a short and a long arm.
  • the long arm of the pawl lever 21 acts with an output of the magnetic trigger 3 and the short designed as a pawl 22 Arm together with the free end of the spring-loaded lever 20.
  • On the input link 5 also acts the armature 17 of the electromagnet 9.
  • the input element 5 is part of a mechanical power amplifier 23, which part of the key switch 6. 6, the amplifier 23 has one a spring 24 loaded, two-armed ratchet lever 25. A shorter one both arms carries one cooperating with the lever 12 of the switch lock 6 Pawl 26. The longer of both arms of the pawl lever 25 forms the input member 5.
  • Embodiments first activated the armature 10 of the magnetic release 3 and counter guided the long arm of the ratchet lever 21.
  • the pawl lever 21 moves in the Clockwise. Since the pawl is attached to the short arm of the pawl lever 21, can the pawl 22 trigger the lever 20 loaded with a strong spring 27.
  • the lever 20 now acts with a compared to the mechanical output signal of the magnetic release 3 significantly increased force on the input member 5 of the amplifier 23.
  • the input member 5 forms the longer arm of the ratchet lever 25, the on shorter arm 24 of the pawl lever 25 acting as a pawl 26 acting spring 24 strong be dimensioned and the lever 12 of the switch 6 the pawl 26 with a large Apply preload.
  • the spring 13 can therefore be made extremely strong and thus enables safe operation of the key switch 6.
  • the trigger speaks with the predetermined time delay 4 on.
  • a sufficiently strong trigger signal is generated which is sufficient to to open the pawl 26 via the input member 5 and to trigger the switching lock 6.

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Abstract

Der Fehlerstrom-Schutzschalter weist ein mindestens einen Fehlerstromsensor (1, 2) und mindestens einen Auslöser (3, 4) enthaltendes Auslösesystem auf sowie eine in einem fehlerstromführenden Stromkreis (N, R) angeordnete Kontaktanordnung (7) und ein vom Auslösesystem auslösbares und auf die Kontaktanordnung (7) wirkendes Antriebssystem. Bei diesem Schalter wird die Redundanz dadurch erhöht, dass das Auslösesystem ein Primärauslösesystem und mindestens ein unabhängig davon arbeitendes Sekundärauslösesystem enthält und/oder das Antriebssystem zwei unabhängig voneinander arbeitende Schaltschlösser aufweist. Eine besonders grosse Zuverlässigkeit wird erreicht, wenn das Primärauslösesystem nach einer anderen Technologie ausgebildet ist als Sekundärauslösesystem und beispielsweise einen Magnetauslöser (3), das Sekundärauslösesystem hingegen beispielsweise einen elektronisch wirkenden Auslöser (4) enthält. <IMAGE>

Description

TECHNISCHES GEBIET
Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Fehlerstrom-Schutzschalter (Fl-Schutzschalter) nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ein solcher Fl-Schutzschalter enthält im wesentlichen ein Auslösesystem mit einem im allgemeinen als Summenstromwandler ausgebildeten Fehlerstromsensor und einem überwiegend als Magnetauslöser ausführten Auslöser, eine in einem Stromkreis angeordnete Kontaktanordnung und ein vorzugsweise als Schaltschloss ausgeführtes Antriebssystem zum Öffnen der Kontaktanordnung beim Auftreten eines Fehlerstroms im Stromkreis.
STAND DER TECHNIK
Die Erfindung nimmt auf einen Stand der Technik von FI-Schaltern Bezug, wie er im Sonderdruck aus "etz" Heft Nr.13 (1984) "Fehlerstrom-Schutzschalter: Konstruktive Lösungen, Entwicklungstendenzen und Grundsätze für ihre Anwendungen" Dr.J.Feitknecht c/o CMC, Schaffhausen, beschrieben ist. Die in diesem Stand der Technik beschriebenen Fl-Schutzschalter weisen im allgemeinen netzspannungsunabhängige Magnetauslöser aus, können aber auch mit elektronisch wirkenden Auslösern mit einem netzspannungsgespeisten Verstärker und einem dem Verstärker nachgeschalteten Auslösemagneten ausgerüstet sein. Gemäss dem vorgenannten Stand der Technik dürfte die Ausfallwahrscheinlichkeit von handelsüblichen Fl-Schutzschaltern nach jahrelangem Einsatz bei 1 bis 3 % liegen.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen angegeben ist, liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fl-Schalter zu schaffen, welcher sich trotz relativ einfachen Aufbaus und einer hohen Ansprechempfindlichkeit durch grosse Zuverlässigkeit auszeichnet.
Der Fl-Schutzschalter nach der Erfindung ist aus einfach herstellbaren oder problemlos erhältlichen Komponenten aufgebaut, benötigt zum sicheren Abschalten nur sehr geringe Fehlerstromsignale und zeichnet sich dennoch durch eine gegenüber handelsüblich erhältlichen Fl-Schutzschaltern wesentlich erhöhte Zuverlässigkeit aus. Dies ist vor allem dadurch bedingt, dass die Redundanz des Fl-Schutzschalters nach der Erfindung durch mindestens zwei unabhängig voneinander arbeitende Auslösesysteme und/oder Antriebe erhöht wird. Fällt eines der beiden Auslösesysteme aus, so tritt das andere oder gegebenenfalls sogar ein drittes Auslösesystem an dessen Stelle. Fällt einer der gegebenenfalls vorgesehenen zwei Antriebe aus, so tritt der andere der beiden Antriebe an die Stelle des defekten Antriebs. Eine weitere Steigerung der Redundanz wird erreicht, wenn sowohl mindestens zwei unabhängig voneinander arbeitende Auslösesysteme als auch mindestens zwei unabhängig voneinander arbeitende Antriebe vorgesehen sind.
Eine besonders grosse Zuverlässigkeit zeichnet einen Fl-Schutzschalter nach der Erfindung aus, wenn die Auslösesysteme und/oder die mindestens zwei Antriebe nach unterschiedlichen Technologien ausgebildet sind. Enthält beispielsweise ein Primärauslösesystem einen Magnetauslöser, so kann auch bei Bruch des Neutralleiters des zu schützenden Stromkreises noch mit Sicherheit abgeschaltet werden. Ist in einem Sekundärauslösesystem ein elektronisch wirkender Auslöser vorgesehen, so können in besonders einfacher Weise durch atmosphärische Einflüsse, wie Oxidation, Korrosion oder Feuchtigkeit, hervorgerufene Beeinträchtigungen des Fl-Schutzschalters wesentlich herabgesetzt werden. Der Fl-Schutzschalter nach der Erfindung kann dann auch in aggressiver Atmosphäre noch nach Jahren mit grosser Sicherheit abschalten.
Die Redundanz des Fehlerstromschalters nach der Erfindung wird zusätzlich verbessert, wenn jedes Auslösesystem einen vorzugsweise als Summenstromwandler ausgebildeten separaten Fehlerstromsensor aufweist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung und die damit erzielbaren weiteren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt:
  • Fig. 1 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform des Fl-Schutzschalters nach der Erfindung,
  • Fig.2 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform des Fl-Schutzschalters nach der Erfindung,
  • Fig.3 eine stark vereinfachte Darstellung eines das Auslöse- und das Antriebssystem enthaltenden Teils der Fl-Schutzschalter gemäss den Fig. 1 und 2,
  • Fig.4 ein Blockschaltbild einer dritten Ausführungsform des Fl-Schutzschalters nach der Erfindung,
  • Fig.5 ein Blockschaltbild einer vierten Ausführungsform des Fl-Schutzschalters nach der Erfindung, und
  • Fig.6 eine stark vereinfachte Darstellung eines das Auslöse- und das Antriebssystem enthaltenden Teils des Fl-Schutzschalter gemäss Fig.5.
    • WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
    In allen Zeichnungen beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleichwirkende Teile. In Fig.1 bezeichnet R einen oder mehrere spannungsführende Leiter L1, L2, L3,.... und N einen Neutralleiter eines ein- oder mehrphasigen elektrischen Niederspannungsnetzes. Diese beiden Leiter versorgen einen in einem nicht dargestellten Stromkreis angeordneten Verbraucher mit elektrischer Energie. Tritt in diesem Stromkreis, etwa infolge einer mangelhaften Isolation, ein Fehlerstrom, etwa ein Erdstrom, auf, so wird dieser Fehlerstrom von zwei als Fehlerstromsensoren wirkenden Summenstromwandlern 1, 2 eines Fl-Schutzschalters erfasst. Jeder der Summenstromwandler 1, 2 bildet ein Ausgangssignal, welches vom Summenstromwandler 1 einem Auslöser 3 und vom Summenstromwandler 2 einem Auslöser 4 zugeführt wird. Summenstromwandler 1 und Auslöser 3 bilden ein Primärauslösesystem. Summenstromwandler 2 und Auslöser 4 bilden ein Sekundärauslösesystem. Beide Auslösesysteme wirken auf ein gemeinsames Eingangsglied 5 eines als Schaltschloss 6 ausgeführten Antriebssystems. Das Schaltschloss 6 seinerseits wirkt auf eine Kontaktanordnung 7 des Fl-Schutzschalters. Der Fl-Schutzschalter enthält ferner einen nicht dargestellten Testkreis, mit dem die beiden Auslösesysteme zum Ansprechen gebracht werden können. Gegebenenfalls sind auch Anzeigen zur Signalisierung der Funktion des Primär- und des Sekundärauslösesystems vorgesehen. Eine weitere Anzeige kann ansprechen, wenn das Primärauslösesystem beim Auftreten eines Fehlerstroms nicht ansprechen sollte.
    Die Auslöser 3 und 4 sind nach unterschiedlichen Technologien ausgebildet. Der Auslöser 3 ist ein Magnetauslöser. Der Auslöser 4 wirkt weitgehend elektronisch und enthält eine netzgespeiste Verstärker- und Auswerteschaltung 8 sowie ein der Verstärker- und Auswerteschaltung 8 nachgeschaltetes, elektromechanisch wirkendes Auslöseelement, beispielsweise einen Elektromagneten 9 mit einem schliessbaren magnetischen Kreis. Die Verstärker- und Auswerteschaltung kann mit einer Selbstüberwachung ausgerüstet sein und kann zusätzlich ein vorzugsweise in Funktion des Fehlerstroms verzögerndes Verzögerungselement enthalten. Die Verzögerungszeit des Verzögerungselementes ist mit Vorteil grösser zu bemessen als die Ansprechzeit des Primärauslösesystems, da dann sichergestellt ist, dass das Sekundärauslösesystem erst dann anspricht, wenn das Primärauslösesystem versagt (Wirkung des Sekundärauslösesystems als Backup-System). Das Primärauslösesystem enthält gegebenenfalls auch ein als netzspannungsunabhängige Auslöseverzögerung wirkendes passives Netzwerk.
    Aus Kosten- und Platzersparnisgründen kann wie im Ausführungsbeispiel gemäss Fig.2 dargestellt ist der Summenstromwandler 2 weggelassen werden. Der Summenstromwandler 1 weist dann zwei Signalausgänge auf, von denen einer in den Magnetauslöser 3 und ein anderer in die Verstärker- und Auswerteschaltung 8 des elektronisch wirkenden Auslösers 4 einspeist.
    Die Wirkungsweise der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen des Fl-Schutzschalters nach der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auch auf die Fig.3 erläutert:
    Beim Auftreten eines Fehlerstroms werden über die Summenstromwandler 1 und 2 (Fig.1 ) bzw. werden über die beiden Ausgänge des Summenstromwandlers 1 (Fig.2) Fehlerstromsignale in das Primär- wie auch in das Sekundärauslösesystem eingespeist. Der aus Fig.3 ersichtliche Magnetauslöser 3 löst aus und dreht mit seinem nach oben geführten Anker 10 das als Klinkenhebel 11 ausgebildete Eingangsglied 5 des Schaltschlosses 6 im Uhrzeigersinn um eine feststehende Achse. Eine am Klinkenhebel befestigte Klinke gibt dann einen um eine feststehende Achse drehbar gelagerten und mit einer Vorspannkraft im Gegenuhrzeigersinn gegen die Klinke geführten Hebel 12 frei. Die Vorspannkraft wird von einer Druckfeder 13 erzeugt. Diese Feder wirkt mit einem Ende auf ein um eine feststehende Achse drehbares Kontaktstück 14 der Kontaktanordnung 7 und mit dem anderen Ende über ein Kniehebelsystem 15 auf den Hebel 12 und auf einen um eine feststehende Achse drehbaren Handhebel 16. Unter der Wirkung der vorgespannten Feder 13 werden der Handhebel 16 und das Kontaktstück 14 in die in Fig.3 gestrichelt dargestellte Position geführt, in der der Fl-Schutzschalter geöffnet und der Fehlerstrom abgeschaltet ist. Sollte das Primärauslösesystem nicht ansprechen, da der Summenstromwandler 1 oder der Auslöser 3 defekt sind, so spricht der Auslöser 4 mit der vorgegebenen Zeitverzögerung an. Oberhalb eines vorgebbaren Schwellwertes des Fehlerstroms wird ein in der Verstärker- und Auswerteschaltung 8 gebildetes leistungsstarkes Auslösesignal an den Elektromagneten 9 geführt. Durch dieses Signal wird der offene magnetische Kreis des Elektromagneten geschlossen und über einen hierbei bewegten Anker 17 auf den als Eingangsglied 5 des Schaltschlosses wirkenden Klinkenhebel eingewirkt.
    Bei der Ausführungsform gemäss Fig.4 wird die Redundanz der Fl-Schutzschalter gemäss den Figuren 1 bis 3 zusätzlich noch dadurch erhöht, dass das Primärauslösesystem auf das Schaltschloss 6 und das Sekundärauslösesystem auf ein davon unabhängiges Schaltschloss 18 wirkt. Fällt beispielsweise das Schaltschloss 6 aus, so wird über das verzögert ansprechende Sekundärauslösesystem das Schaltschloss 18 geöffnet. Eine noch grössere Redundanz kann dadurch erreicht werden, dass sowohl das Primär- als auch das Sekundärauslösesystem auf beide Schaltschlösser 6, 18 einwirken.
    Bei der Ausführungsform nach den Figuren 5 und 6 wird die Ansprechempfindlichkeit der Fl-Schutzschalter nach den Figuren 1 bis 4 zusätzlich erhöht. Zu diesem Zweck ist dem Auslöser 3 ein mechanischer Kraftverstärker 19 nachgeschaltet. Gemäss Fig. 6 weist dieser Verstärker einen federbelasteten einarmigen Hebel 20 auf mit einem auf das Eingangsglied 5 wirkenden freien Ende sowie einen zweiarmigen Klinkenhebel 21 mit einem kurzen und mit einem langen Arm. Der lange Arm des Klinkenhebels 21 wirkt mit einem Ausgang des Magnetauslösers 3 und der als Klinke 22 ausgebildete kurze Arm mit dem freien Ende des federbelasteten Hebels 20 zusammen. Auf das Eingangsglied 5 wirkt auch der Anker 17 des Elektromagneten 9.
    Gemäss Fig.5 ist das Eingangsglied 5 Teil eines mechanischen Kraftverstärkers 23, welcher Teil des Schaltschlosses 6 ist. Gemäss Fig.6 weist der Verstärker 23 einen mit einer Feder 24 belasteten, zweiarmig ausgebildeten Klinkenhebel 25 auf. Ein kürzerer beider Arme trägt eine mit dem Hebel 12 des Schaltschlosses 6 zusammenwirkende Klinke 26. Der längere beider Arme des Klinkenhebels 25 bildet das Eingangsglied 5.
    Beim Auftreten eines Fehlerstroms wird entsprechend den zuvor beschriebenen Ausführungsformen zunächst der Anker 10 des Magnetauslöser 3 aktiviert und gegen den langen Arm des Klinkenhebels 21 geführt. Der Klinkenhebel 21 bewegt sich im Uhrzeigersinn. Da die Klinke am kurzen Arm des Klinkenhebels 21 befestigt ist, kann die Klinke 22 den mit einer starken Feder 27 belasteten Hebel 20 auslösen. Der Hebel 20 wirkt nun mit einer gegenüber dem mechanischen Ausgangssignal des Magnetauslösers 3 wesentlich verstärkten Kraft auf das Eingangsglied 5 des Verstärkers 23. Da das Eingangsglied 5 den längeren Arm des Klinkenhebels 25 bildet, kann die am kürzeren als Klinke 26 ausgeführten Arm des Klinkenhebels 25 wirkende Feder 24 stark bemessen sein und der Hebel 12 des Schaltschlosses 6 die Klinke 26 mit grosser Vorspannkraft beaufschlagen. Die Feder 13 kann daher äusserst stark ausgebildet sein und ermöglicht so einen sicheren Betrieb des Schaltschlosses 6.
    Fällt der Auslöser 3 aus, so spricht mit der vorgegebenen Zeitverzögerung der Auslöser 4 an. Durch geeignete Bemessung der netzgespeisten Verstärker- und Auswerteschaltung 8 wird ein ausreichend starkes Auslösesignal gebildet, welches ausreicht, um über das Eingangsglied 5 die Klinke 26 zu öffnen und das Schaltschloss 6 auszulösen.
    Bezugszeichenliste
    1, 2
    Summenstromwandler
    3, 4
    Auslöser
    5
    Eingangsglied
    6
    Schaltschloss
    7
    Kontaktanordnung
    8
    Verstärker- und Auswerteschaltung
    9
    Elektromagnet
    10
    Anker
    11
    11 Klinkenhebel
    12
    Hebel
    13
    Feder
    14
    Kontaktstück
    15
    Kniehebelsystem
    16
    Handhebel
    17
    Anker
    18
    Schaltschloss
    19
    mechanischer Kraftverstärker
    20, 21
    Klinkenhebel
    22
    Klinke
    23
    mechanischer Kraftverstärker
    24
    Feder
    25
    Klinkenhebel
    26
    Klinke
    27
    Feder

    Claims (12)

    1. Fehlerstrom-Schutzschalter enthaltend mindestens einen Fehlerstromsensor (1, 2), ein Primärauslösesystem mit einem Magnetauslöser (3), ein unabhängig vom Primärauslösesystem arbeitendes Sekundärauslösesystem, das nach einer anderen Technologie ausgebildet ist als das Primärauslösesystem, eine in einem ein- oder mehrphasigen Stromkreis (R, N) angeordnete Kontaktanordnung (7) und ein beim Auftreten eines Fehlerstroms vom Primär- oder Sekundärauslösesystem auslösbares und auf die Kontaktanordnung (7) wirkendes Antriebssystem (6, 18), dadurch gekennzeichnet, dass dem Magnetauslöser (3) ein mechanischer Kraftverstärker (19) nachgeschaltet ist und/oder dass das Antriebssystem mit zwei unabhängig voneinander arbeitenden und vorzugsweise jeweils als Schaltschloss (6, 18) ausgeführten Antrieben versehen ist.
    2. Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Magnetauslöser (3) ein als netzspannungsunabhängige Auslöseverzögerung wirkendes passives Netzwerk vorgeschaltet ist.
    3. Fehlerstrom-Schutzschalter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanische Kraftverstärker (19) einen federbelasteten Hebel (20) mit einem auf ein Eingangsglied (5) des Antriebssystems wirkenden freien Ende aufweist sowie einen zweiarmigen Klinkenhebel (21) mit einem kurzen und mit einem langen Arm, dessen langer Arm mit einem Ausgang des Magnetauslösers (3) und dessen als Klinke (22) ausgebildeter kurzer Arm mit dem freien Ende des federbelasteten Hebels (20) zusammenwirkt.
    4. Fehlerstrom-Schutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im mindestens einen Sekundärauslösesystem ein elektronisch wirkender Auslöser (4) vorgesehen ist.
    5. Fl-Schutzschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronisch wirkende Auslöser (4) eine netzgespeiste Verstärker- und Auswerteschaltung (8) enthält mit einem vorzugsweise in Funktion des Fehlerstroms verzögernden Verzögerungselement.
    6. Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungszeit des Verzögerungselementes grösser bemessen ist als die Ansprechzeit des Primärauslösesystems.
    7. Fehlerstrom-Schutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Primärauslösesystem und das mindestens eine Sekundärauslösesystem auf ein als Klinkenhebel (11, 25) ausgebildetes Eingangsglied des Antriebssystems wirken.
    8. Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Klinkenhebel (25) Teil eines mechanischen Verstärkers (23) ist.
    9. Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Klinkenhebel (25) mit einer Feder (24) belastet und zweiarmig ausgebildet ist, wobei ein kürzerer beider Arme eine mit einem vorgespannten Hebel (12) zusammenwirkende Klinke (26) trägt und ein längerer beider Arme das Eingangsglied (5) des Antriebssystems bildet.
    10. Fehlerstrom-Schutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Primärauslösesystem und das mindestens eine Sekundärauslösesystem jeweils auf einen der zwei Antriebe wirken.
    11. Fehlerstrom-Schutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Primärauslösesystem einen vorzugsweise als Summenstromwandler (1) ausgebildeten ersten Fehlerstromsensor und das mindestens eine Sekundärauslösesystem mindestens einen vorzugsweise ebenfalls als Summenstromwandler (2) ausgebildeten zweiten Fehlerstromsensor aufweist.
    12. Fehlerstrom-Schutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Primärauslösesystem und das mindestens eine Sekundärauslösesystem einen vorzugsweise als Summenstromwandler (1) ausgebildeten gemeinsamen Fehlerstromsensor aufweisen.
    EP97810920A 1996-12-27 1997-11-27 Fehlerstrom-Schutzschalter Expired - Lifetime EP0851450B1 (de)

    Applications Claiming Priority (2)

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