DE1093466B - Electrical safety circuit - Google Patents
Electrical safety circuitInfo
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- H02H3/32—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors
- H02H3/34—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors of a three-phase system
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf die bekannten und in der Praxis am häufigsten angewandten Berührungsschutzmaßnahmen »Nullung« und »Schutzerdung« sowie auf die ebenfalls bekannte und in jüngster Zeit im zunehmenden Maße angewandte »Fehlerstromschutzschaltung«. The invention relates to the known and most frequently used contact protection measures "zeroing" and "protective earthing" as well as the "residual current protection circuit", which is also well-known and has recently been used to an increasing extent.
Alle diese Berührungsschutzmaßnahmen bieten ihrem Funktionsprinzip nach einen vollkommenen Schutz ■ beim Berühren der Gehäuse von Stromverbrauchsgeräten. Trotzdem haben sie sich in der Praxis nicht im wünschenswerten Maße bewährt. Der Grund liegt insbesondere im Versagen des Menschen. Entweder werden bei der Anwendung einer Berührungsschutzmaßnahme bestimmte Maßnahmen vergessen, oder sie werden unfachgemäß ausgeführt, so daß sie unwirksam sind bzw. später werden, oder es wird durch Anschlußverwechslung bzw. durch das gedankenlose Übersehen von vorhandenen Unterbrechungsgeräten (z. B. Sicherungen) die Möglichkeit geschaffen, daß die ,zu schützenden Anlagenteile direkt unter Spannung kommen können. Alle derartigen Fehler machen die Berührungsschutzmaßnahme unwirksam bzw. schaffen sogar erst eine Gefahr und setzen damit den Menschen einer Unfall- bzw. Todesgefahr aus. Diese Nachteile treffen, teils in abgewandelter Form, auch für die übrigen Berührungsschutzmaßnahmen (Fehlerspannungsschutzschaltung, Schutzleitungssystem, Schutztrennung, Kleinspännung, Schutzisolierung) zu.All of these contact protection measures offer a perfect function principle Protection ■ when touching the housings of power consuming devices. Still, they are in the Practice not proven to the desired extent. The reason lies particularly in human failure. Either when applying a touch protection measure certain measures are forgotten, or they are carried out improperly so that they are ineffective or later become, or it is caused by connection mix-up or the thoughtless overlook of existing interruption devices (e.g. fuses) created the possibility that the system parts to be protected can come directly under tension. All such mistakes make the touch protection measure ineffective or even create a danger in the first place and thus put people at risk of accident or death the end. These disadvantages apply, partly in a modified form, to the other contact protection measures (Fault voltage protection circuit, protective line system, protective separation, low voltage, Protective insulation).
Zwei weitere schwere Nachteile all dieser bekannten Berührungsschutzmaßnahmen sind ferner, daß die in Folge eines Fehlers geschaffene Unwirksamkeit der Berührungsschutzmaßnahme in der Masse der Fälle unerkannt bleibt (die elektrische Anlage bleibt weiterhin funktionsfähig!), und zwar oft so lange, bis etwas passiert ist, und daß grundsätzlich ein Schutz nicht gewährleistet ist, wenn ein Mensch mit dem spannungsführenden Leiter (z. B. defekte Geräteleitung, Lampenfassungen,' offene Geräteanschlüsse- und Dosen, Freileitungen usw.) direkt in Berührung kommt.Two other serious disadvantages of all these known touch protection measures are that the Ineffectiveness of the contact protection measure created as a result of an error in the majority of cases remains undetected (the electrical system remains functional!), often until something has happened, and that protection is generally not guaranteed if a person is live with the Conductor (e.g. defective device cable, lamp sockets, open device connections and Cans, overhead lines, etc.) comes into direct contact.
Der Erfindung der Fehlerströmschutzschaltung lag vom Anfang an der Gedanke zugrunde, dieselbe so auszulegen, daß bei einer relativ niedrigen und nicht tödlich wirkenden Fehlerstromstärke eine Abschaltung erfolgt. Damit würden praktisch alle obenerwähnten Fehler der zur Zeit angewandten Berührungsschutzmaßnahmen nur mehr zu leichten Unfällen führen können und tödliche Unfälle praktisch ausgeschlossen sein.The invention of the fault current protection circuit was based on the idea from the beginning, the same way to be interpreted that a shutdown occurs at a relatively low and non-fatal fault current strength he follows. This would eliminate practically all of the above-mentioned errors in the touch protection measures currently in use can only lead to minor accidents and fatal accidents are practically excluded be.
Die wirtschaftlich tragbare Herstellung eines Fehlerstromschutzschalters mit einer solch geringen Auslöse-Fehlerstromstärke bereitet heute keinerlei Schwierigkeiten mehr. Trotzdem war es bis heuteThe economically viable manufacture of a residual current circuit breaker with such a low Tripping residual current does not present any problems anymore. Still it was until today
Elektrische SicherheitsschaltungElectrical safety circuit
Anmelder:Applicant:
Dipl.-Ing. Friedrich Lauerer,
Elektrotechnische RevisionsstelleDipl.-Ing. Friedrich Lauerer,
Electrotechnical auditor
München-Passau,
München 23, Ohmstr. 11Munich-Passau,
Munich 23, Ohmstr. 11
Dipl.-Ing. Friedrich Lauerer, München,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Friedrich Lauerer, Munich,
has been named as the inventor
nicht möglich, diesen Anwendungsfall in der Praxis zu realisieren. Der Grund liegt darin, daß verschiedene Stromverbrauchsgeräte (insbesondere Heiz- und Kochgeräte) Ableitströme haben, die oft größer sindnot possible to implement this application in practice. The reason is that different Power consuming devices (especially heating and cooking devices) have leakage currents that are often larger
a5 als die hier in Betracht gezogene Auslöse-Fehlerstromstärke. Diese natürlichen und im Rahmen der diesbezüglichen VDE-Vorschriften durchaus zulässigen Ableitströme verursachen dann die Abschaltung des Fehlerstromschutzschalters und machen damit einen Betrieb unmöglich. Die Praxis zeigte z. B., daß eine Auslöse-Fehlerstromstärke von 50 mA, die also schon eine tödliche Wirkung haben kann, viel zu niedrig ist; deshalb wurde die Serienfabrikation eines solchen Fehlerstromschutzschalters auch nicht aufgenommen. Mit Rücksicht auf diese natürlichen Ableitströme wird von der Industrie in Übereinstimmung mit den anderen maßgebenden Stellen ein Fehlerstromschutzschalter mit einer Nenn-Auslöse-Fehterstromstärke unter 30OmA nicht hergestellt bzw. in den Handel gebracht. a 5 as the tripping fault current strength considered here. These natural leakage currents, which are absolutely permissible in the context of the relevant VDE regulations, then cause the residual current circuit breaker to switch off and thus make operation impossible. Practice showed z. B. that a tripping fault current strength of 50 mA, which can already have a deadly effect, is far too low; therefore the series production of such a residual current circuit breaker was not started either. With regard to these natural leakage currents, the industry, in agreement with the other relevant authorities, does not manufacture or market a residual current circuit breaker with a nominal tripping fault current strength below 30OmA.
Die Erfindung gestattet trotz des Vorhandenseins von Ableitströmen die Verwendung eines Fehlerstromschutzschalters mit einer niedrigen und nicht tödlich wirkenden Auslöse-Fehlerstromstärke durch eine besondere Schaltungsanordnung. Diese Schaltung ist dadurch gekennzeichnet/ daß ein Fehlerstromschutzschalter mit einer relativ niedrigen und nicht tödlich wirkenden Auslöse-Fehlerstromstärke verwendet und der Schutzleiter (Nulleiter, Erdungsleiter od. dgl.) mit durch den Summenstromwandler des Fehlerstromschutzschalters geführt wird. Durch diese Schaltungsanordnung, die praktisch einer Kombination von Fehlerstromschutzschaltung und Nullung bzw. abgewandelter Schutzerdung gleichkommt, sindDespite the presence of leakage currents, the invention allows the use of a residual current circuit breaker with a low and non-fatal tripping fault current strength thanks to a special circuit arrangement. This circuit is characterized / that a residual current circuit breaker used with a relatively low and non-lethal tripping fault current and the protective conductor (neutral conductor, grounding conductor or the like) with the summation current transformer of the Residual current circuit breaker is performed. By this circuit arrangement, which is practically a combination of residual current circuit breaker and zeroing or modified protective earthing are the same
OM 508/328OM 508/328
1. die Vorteile der Nullung bzw. der Schutzerdung gegeben, insbesondere steht das Gerätegehäuse , Runter £r<ipcitisn|ial,1. The advantages of zeroing or protective earthing are given, in particular the device housing , Down £ r <ipcitisn | ial,
:2* !sann ^teum ,Versagen der Nullung bzw. Schutzerdung oder bei der direkten Berührung eines spannungsführenden Leiters der über den Menschen zur Erde abfließende Strom keine tödliche Wirkung erzielen und : 2 * ! Sann ^ teum , failure of the zeroing or protective earthing or in the case of direct contact with a live conductor, the current flowing through the human being to earth will not have a lethal effect and
3. der Geräteableitstrom jede beliebige Höhe annehmen, ohne dadurch den Fehlerstromschutzschalter ίο zur Abschaltung zu bringen.3. the device leakage current can assume any level, without causing the residual current circuit breaker ίο to switch off.
Um in jedem einzelnen Anwendungsfalle zur Erzielung der optimalen Sicherheit (auch gegen elektrische Verletzungen oder zur ständigen Isolationskontrolle) eine Anpassung an die gegebenen Verhältnisse (insbesondere Isolationswiderstände) zu ermöglichen, wird die Höhe der Auslöse-Fehlerstromstärke nach unten regelbar gemacht.In order to achieve optimal security (also against electrical Injuries or for constant isolation control) an adaptation to the given circumstances (in particular Insulation resistances), the level of the tripping fault current will depend on made adjustable below.
Damit nicht ein allzu hoher, durch einen Geräteisolationsfehler entstandener Ableitstrom zu einer Brandursache werden kann, wird außerdem das durch diesen Ableitstrom um den Schutzleiter erzeugte magnetische Feld zur Signalauslösung oder zur Abschaltung verwendet.So that there is not an excessively high leakage current to one caused by a device insulation fault The cause of the fire is also the leakage current generated around the protective conductor magnetic field used for signal triggering or for shutdown.
Um in jedem einzelnen Anwendungsfalle eine Anpassung an die gegebenen Verhältnisse zu ermöglichen, wird auch die Höhe der Auslöse-Ableitstromstärke regelbar gemacht.In order to enable an adaptation to the given circumstances in each individual application, the level of the tripping leakage current is also made adjustable.
Die durch einen Fehlerstrom oder durch einen zu hohen Ableitstrom erfolgte Unterbrechung der Stromzufuhr ist praktisch in allen Fällen mit unerwünschten Begleiterscheinungen verbunden:The interruption of the power supply caused by a fault current or by an excessively high leakage current is associated with undesirable side effects in practically all cases:
1. Die Störung muß beseitigt werden,1. The fault must be eliminated,
2. der Fehlerstromschutzschalter muß wieder eingeschaltet werden, und2. The residual current circuit breaker must be switched on again, and
3. es tritt ein Zeitverlust auf, der sich insbesondere bei Betrieben empfindlich auswirken kann.3. There is a loss of time, which can have a particularly sensitive effect on companies.
Die Beseitigung der Störung ist eine unvermeidbare Notwendigkeit. Da aber viele Störungen nur kurzzeitig sind (z.B. der vom Strom durchflossene Mensch befreit sich selbst sofort; das schadhafte Geräte wird vom Netz sofort getrennt, wenn dies erkannt wird), kann man die beiden anderen Nachteile dadurch ausschalten bzw. weitgehend reduzieren, daß nach Aufhören des Fehlerstromes bzw. des zu hohen Ableitstromes eine selbsttätige Wiedereinschaltung des Fehlerstromschutzschalters erfolgt, ähnlich wie es bei der »Kurzunterbrechung« in Mittelspannungs-Freileitungsnetzen bekannt ist und angewendet wird.Eliminating the disorder is an inevitable necessity. But since many disturbances are only briefly (e.g. the person through whom the current flows immediately frees himself; the defective device becomes immediately disconnected from the mains if this is recognized), the other two disadvantages can thereby be eliminated or largely reduce that after the fault current or the excessively high leakage current has ceased an automatic restart of the residual current circuit breaker takes place, similar to that of the »short interruption« in medium-voltage overhead line networks is known and used.
In der Zeichnung ist ein Anwendungsbeispiel dieser Sicherheitsschaltung wiedergegeben, bei der der Nullleiter als Schutzleiter verwendet wird. Die Wirkungsweise dieser Schaltung sei durch folgende Zustandsmöglichkeiten erläutert:The drawing shows an application example of this safety circuit in which the neutral conductor is used as a protective conductor. The mode of operation of this circuit is assumed to be through the following status options explained:
1. Die Nullung ist vorschriftsmäßig durchgeführt. Damit besitzt das Gerätegehäuse des Stromverbrauchers Erdpotential, und eine nennenswerte Berührungsspannung kann nicht auftreten. Tritt ein Körperschluß auf, dann schaltet die vorgeschaltete Sicherung rechtzeitig ab.1. Zeroing has been carried out in accordance with regulations. The device housing of the power consumer thus has it Earth potential, and a contact voltage worth mentioning cannot occur. Kick If a short-circuit to the body opens, the upstream fuse switches off in good time.
2. Der Nulleiter ist zwar mit dem Gerätegehäuse verbunden, aber die 1. Nullungsbedingung ist nicht erfüllt (d. h. der Netzinnenwiderstand ist zu groß). Im Falle eines Körperschlusses kann dann die vorgeschaltete Sicherung S nicht bzw. nicht rechtzeitig abschalten. Kommt ein Mensch mit dem Gerätegehäuse G in Verbindung, dann tritt wohl eine Berührungsspannung gegen Erde auf, der durch den Menschen zur Erde fließende Strom kann aber keine tödlich wirkende Größe annehmen, da vorher die Fehlerstromspule F (= Summenstromwandler) des Fehlerstromschutzschalters die Stromunterbrechung durch den Schalter C veranlaßt. 2. The neutral conductor is connected to the device housing, but the first zeroing condition is not fulfilled (ie the internal resistance of the system is too high). In the event of a shock to the body, the upstream fuse S cannot or cannot switch off in time. If a person comes into contact with the device housing G , a contact voltage against earth occurs, but the current flowing through the person to earth cannot assume a lethal size, since the residual current coil F (= summation current transformer) of the residual current circuit breaker interrupts the current beforehand Switch C causes.
3. Der Nulleiter ist nicht angeschlossen bzw. ist derselbe in der Zuleitung unterbrochen. Führt nun der Nulleiter (ζ. Β. durch einen Körperschluß oder durch eine eingeschaltete Lichtleitung) Spannung gegen Erde, dann kann auch hier aus den unter 2 angeführten Gründen ein tödlich wirkender Fehlerstrom gegen Erde nicht zustande kommen.3. The neutral conductor is not connected or the same is interrupted in the supply line. Now leads the neutral conductor (ζ. Β. through a body contact or through a switched on light conductor) voltage against earth, then a fatal one can also be fatal for the reasons listed under 2 Residual current to earth does not come about.
4. Dasselbe gilt natürlich auch, wenn das Gerätegehäuse direkt am spannungsführenden Leiter angeschlossen ist oder wenn der Mensch direkt mit dem spannungsführenden Leiter in Berührung kommt.4. The same applies, of course, if the device housing is directly on the live conductor is connected or when the person is in direct contact with the live conductor comes.
5. Die Nullung ist in Ordnung, und es tritt ein zu hoher Ableitstrom auf. Dann wird durch die Ableitstromspule^i die Stromzufuhr unterbrochen.5. Zeroing is OK and the leakage current is too high. Then through the Leakage current coil ^ i interrupted the power supply.
6. Ist die Nullung nicht in Ordnung, dann wird auch schon bei normaler Ableitstromstärke eine Abschaltung ausgelöst, wodurch man gezwungen wird, die Nullung in Ordnung zu bringen.6. If the zeroing is not correct, a shutdown occurs even with normal leakage current strength triggered, which forces you to fix the zeroing.
Ergebnis: Ohne Rücksicht darauf, ob die Anlage nach dem Schutzschalter vorschriftsmäßig installiert ist oder nicht, kann (bei allen in der Zeichnung stark ausgezogenen Leiter- und Anlageteilen) ein tödlich wirkender Fehlerstrom gegen Erde und ein zu hoher Ableitstrom nicht zustande kommen. Damit wird ein hohes Maß an Unfall- und Brandsicherheit erzielt.Result: Regardless of whether the system is properly installed downstream of the circuit breaker is or not, can be fatal (for all ladder and system parts that are strongly drawn out in the drawing) effective fault current to earth and an excessively high leakage current do not occur. This becomes a achieved a high level of accident and fire safety.
Claims (5)
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 057 683;
deutsche Patentschrift Nr. 971 476.Considered publications:
German Auslegeschrift No. 1,057,683;
German patent specification No. 971 476.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEL33980A DE1093466B (en) | 1959-08-17 | 1959-08-17 | Electrical safety circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DEL33980A DE1093466B (en) | 1959-08-17 | 1959-08-17 | Electrical safety circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1093466B true DE1093466B (en) | 1960-11-24 |
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ID=7266500
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Country | Link |
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DE (1) | DE1093466B (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1763584B1 (en) * | 1968-06-27 | 1972-02-03 | Felten & Guilleaume Schaltanl | PROTECTIVE CIRCUIT FOR VARIANT CONSUMPTION DEVICES CONNECTED TO EARTHED NETWORKS |
FR2454198A2 (en) * | 1979-04-09 | 1980-11-07 | Osmond Max | Enhanced sensitivity earth leakage cut=out - has toroidal transformer with differential line and neutral windings |
DE102006062320A1 (en) | 2006-12-27 | 2008-07-03 | Siemens Ag | Leakage current resistant residual current circuit breaker |
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DE1057683B (en) * | 1957-03-02 | 1959-05-21 | Felten & Guilleaume Carlswerk | Trip device for electrical circuit breakers |
-
1959
- 1959-08-17 DE DEL33980A patent/DE1093466B/en active Pending
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DE102006062320A1 (en) | 2006-12-27 | 2008-07-03 | Siemens Ag | Leakage current resistant residual current circuit breaker |
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