DE3431581C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fehlerstromschutzschalteranordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Fehlerstromschutzschalteranordnung ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 24 28 993 bekannt (vgl. Patentansprüche 1 bis 6). Dort sind in einem gemeinsamen Gehäuse zwei hintereinander geschaltete Fehlerstrom-Schutzschalter untergebracht, die unterschiedliche Nenn-Fehlerströme besitzen, der eine vorzugsweise einen relativ geringen, z. B. 30 mA. Der Vorteil dieser Anordnung liegt hauptsächlich darin, daß bei Ausfall der Schutzfunktion des einen Schutzschalters der zweite mit hoher Wahrscheinlichkeit seine Schutzfunktion noch besitzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Fehlerstromschutzschalteranordnung der eingangs genannten Art den Materialbedarf zu verringern, um Kosten und Gerätevolumen zu sparen. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Für den Hersteller ergeben sich wegen des Fortfallens des Haupt- FI-Summenstromwandlers und des Fortfallens der End-FI-Nulleiter- (PEN)-Abschaltkontakte wesentliche Materialeinsparungen. Dadurch werden auch Platzprobleme gelöst, welche wegen der vorgegebenen Norm-Maße bei den bekannten FI-Schaltern oft aufgetreten sind. Der Gegenstand des Anspruches läßt sich vorteilhaft dadurch weiterbilden, daß zur Überwachung der Schutzleiterspannungsfreiheit spannungsabhängige Widerstände zwischen den Außenleitern und dem Schutzleiter liegen und bei den End-FI keine Neutralleiter- bzw. PEN-Abschaltkontakte vorgesehen sind.

Die Überwachung der Schutzleiterspannungsfreiheit mittels spannungsabhängiger Widerstände, die zwischen den Außenleitern und dem Schutzleiter liegen, ist in Verbindung mit einem Fehlerstromschutzschalter aus der Patentschrift DE 27 00 145 C2 bekannt.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele wiedergegeben. In Fig. 1 besteht der Haupt-FI lediglich aus den allpoligen Schaltkontakten (1) und der dazugehörigen Auslösespule RH, während die End-FI 3a, 3b, 3c, 3d mit je einen eigenen Summenstromwandler (W1, W2, W3 . . .) mit den dazugehörigen Auslösespulen R1, R2, R3 . . . und Schaltkontakten besitzen. Der Nulleiter PEN wird nur beim Haupt-FI geschaltet, da eine Nulleiterspannung praktisch nur vor dem Haupt-FI eingespeist werden kann.

Der in der Fehlerstromschutzschalteranordnung (kurz "Combi-FI") vom Nulleiter PEN abgezweigte Schutzleiter PE kann auf zweierlei Weise die volle oder verringerte Netzspannung führen:

• 1. Vor den Anschlußkontakten (d. h. in Richtung Netztransformator) wird bei der Montage irrtümlich ein Außenseiter (z. B. L3) mit dem Nulleiter PEN vertauscht, d. h. der Netz-Leiter wird am PEN- Anschluß des FI-Schalters und der Netz-PEN-Leiter wird an einem Außenleiteranschluß des FI-Schalters angeschlossen. Dies kann z. B. dem Installateur passieren, wenn er den Combi-FI anschließt, oder dem Ortsnetz-Monteuer bei Anschlußarbeiten. Ein solcher Falschanschluß wird meist durch die früher nicht eindeutigen und unterschiedlichen Leiterfarben begünstigt.
• 2. Vor den Anschlußkontakten des Combi-FI hat der Nulleiter PEN eine Unterbrechung (z. B. Anschluß vergessen, oder Wackelkontakt infolge nicht fest angezogener Klemme, oder Nulleiterbruch bei der Freileitung durch Sturm). Die Folge dieser Nulleiterunterbrechung ist: Über die Verbraucherwiderstände der Geräte G1, G2, G3 und G4 wird die volle Netzspannung auf den Anlagenschutzleiter PE übertragen, d. h. alle Gerätegehäuse führen die volle Netzspannung (Bei Vorhandensein eines Fundamenterders und eines Potentialausgleiches wird zwar diese Fehlerspannung im Anwesen verringert, aber nicht völlig ausgeschaltet. Außerhalb des Anwesens, z. B. im Hof oder Garten, erhöht sie sich mit zunehmender Entfernung bis zum vollen Wert).

Wenn der Schutzleiter PE die Netzspannung führt (z. B. die Spannung von L3, dann beträgt (im 380/220-Volt-Netz) im Combi-FI die Spannung PE gegen L1, wie auch PE gegen L2 gleich 380 Volt. Die Folge ist, daß die spannungsabhängigen Widerstände 4b und 4c niederohmig, also leitend werden. Durch den Summenstromwandler des End-FI 3a fließt nun ein Strom, der über den Schutzleiter PE, d. h. außerhalb, zurückfließt. In den beiden Sekundärwicklungen wird eine Spannung induziert, welche über die Relaisspulen RH und R1 sowohl den Haupt- FI 1, wie auch den End-FI 3a abschaltet. Der Summenstromwandler W1 liefert also die Auslöseenergie nicht nur für den End-FI 3a, sondern auch für den Haupt-FI 1.

Beträgt der Nenn-Fehlerstrom je End-FI z. B. 30 mA und der des Haupt-FI 100 mA, so tritt bei optimaler Aufteilung der Stromkreise auf die drei Phasen kaum eine Abschaltung des Haupt-FI auf, wenn bei einer oder mehreren End-Anlagen Erdschlüsse (direkte Leitungsberührung, Körperschluß im Verbrauchsgerät G1, G2, G3 . . ., Schutzleiter/Außenleitervertauschung oder Schutzleiter- Unterbrechung mit Schutzleiter-Außenleiterberührung) auftreten. Andererseits ist der notwendige Schutz mit hoher Wahrscheinlichkeit auch dann noch gegeben, wenn die Schutzfunktion eines FI infolge eines mechanischen Fehlers ausfällt. Erfahrungsgemäß sind es fast ausnahmslos mechanische Fehler (z. B. Kleben des Relaisankers, Blockieren des Hebelmechanismus), welche die Schutzfunktion aufheben. Der Summenstromwandler fällt praktisch nie aus.

Da die Prüfleitung mit dem in Reihe geschalteten Prüfwiderstand 6 durch alle Summenstromwandler geführt ist, werden durch Betätigung der Prüftaste P alle FI-Schalter abgeschaltet. Ist bei einem FI die Schutzfunktion ausgefallen, so schaltet dieser nicht aus, was optisch am Schalthebel (7, 8, 9, 10 oder 11 in Fig. 2) erkennbar ist.

Die Unterbringung mehrerer Fehlerstrom-Schutzschalter in einem Gehäuse im Sinne des Erfindungsgedankens und die zusätzliche Einbeziehung der oben angeführten Eigenschaften hat nicht nur eine Materialersparnis zur Folge, sie bietet auch wesentliche Vorteile für den Installateur und verringert im hohen Maße Installationsfehler, was mit einer entsprechenden Erhöhung des Schutzwertes verbunden ist:

• 1. Der Installateur ist der Sorge um die richtige Planung der einzelnen FI-Auslösenennströme (Nenn-Fehlerströme) enthoben, da bei der vorfabrizierten Fehlerstromschutzschalteranordnung eine optimale Konzeption, insbesondere bezüglich des Personenschutzes (z. B. End-FI je 30 mA und Haupt-FI 100 mA Nenn-Fehlerstrom) verwirklicht werden kann. Die Folge ist nicht nur eine maximal mögliche Personensicherheit, sondern auch ein geringerer Planungsaufwand sowie die Vermeidung unnützer Fehlabschaltungen.
• 2. Der Installateur benötigt weniger Material, da die Verbindungsleitungen für ihn wegfallen.
• 3. Der Installateur braucht wegen Punkt 2 auch weniger Arbeitszeit und muß auch nicht die notwendigen Prüfungen vornehmen.
• 4. Da der Installateur keine Verdrahtungen vornehmen muß, kann er auch keine Schaltfehler machen, die zur Gefährdung von Personen oder/und zu unnützen Fehlabschaltungen führen.

In Fig. 2 ist ein Beispiel für die äußere Ausführung der erfindungsgemäßen Anordnung wiedergegeben. Der Haupt-FI befindet sich im linken Teil des Gehäuses. Die vom Netz kommenden Leitungen L1, L2, L3 und PEN werden links oben angeschlossen. Wie bereits erwähnt, erfolgt eine sofortige Abschaltung, wenn z. B. die Anschlußdrähte von L3 und PEN vertauscht angeschlossen werden.

Mit den Schalthebeln 7, 8, 9, 10 und 11 können die betreffenden Stromkreise mit der Hand ein- und ausgeschaltet werden. P ist die gemeinsame Prüftaste für alle FI-Schalter. An der Unterseite sind die Anschlüsse der zur Verbraucheranlage führenden Leitungen. An den linken Klemmen a, b, c, d werden die einzelnen Schutzleiter angeschlossen. Rechts daneben sind die vier Anschlüsse L1, L2, L3, N für eine Drehstromanlage, weiter rechts die Anschlüsse für drei Wechselstromanlagen.

Claims (2)

1. Fehlerstromschutzschalteranordnung mit mehreren jeweils einen Stromkreis schützenden Fehlerstrom-Schutzschaltern (End-FI), denen ein zeitverzögernd auslösender weiterer Fehlerstrom-Schutzschalter (Haupt-FI) mit entsprechend höherem Auslösestrom und Nenn-Betriebsstrom vorgeschaltet ist, wobei alle Fehlerstrom-Schutzschalter in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht und fertig verdrahtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Haupt-FI (1) keinen Summenstromwandler besitzt und die Auslösespannung dadurch gewonnen wird, daß bei den End-FI-Summenstromwandlern je eine zusätzliche Sekundärwicklung (W1, W2, W3 . . .) vorhanden ist und alle diese Wicklungen phasengerecht parallel oder in Reihe geschaltet sind, oder bei Verwendung von jeweils nur einer Sekundärwicklung mittels Gleichrichter die eine Halbwellenpolarität zur End-FI-Auslösung und die andere Halbwellenpolarität zur Haupt-FI-Auslösung verwendet wird.

2. Fehlerstromschutzschalteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Überwachung der Schutzleiterspannungsfreiheit spannungsabhängige Widerstände (4a, 4b, 4c) zwischen den Außenleitern (L1, L2, L3) und dem Schutzleiter (PE) liegen und bei den End-FI keine Neutralleiter-Abschaltkontakte vorgesehen sind.